Ekonomické hodnocení solárních soustav

Transkript

1 Ekonomické hodnocení solárních soustav Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze 1/27

2 Vstupní údaje co ovlivňuje ekonomiku solární soustavy investiční náklady solární soustavy provozní náklady energetické zisky solární soustavy úspora energie instalací solární soustavy diskontní sazba (míra ceny investovaného kapitálu) místní cena energie a její předpokládaný růst 2/27

3 Investiční náklady studie, projektová dokumentace a příprava materiál: kolektory, konstrukce, zásobníky, potrubí/izolace, prvky,... doprava a montáž: instalace, jeřáb,... vyvolané stavební úpravy: kotvení konstrukce, obnova hydroizolace, bourání a zdění příček,... silně závislé na instalované ploše a typu solárních kolektorů velikost prvků (potrubí, izolace, konstrukce, objem zásobníků, výměníky, čerpadla, expanzní nádoby) souvisí s plochou kolektorů 3/27

4 Investiční náklady čím větší solární soustava, tím nižší měrné náklady v Kč/m 2 čím větší solární soustava, tím více se odvíjejí od ceny solárních kolektorů pro velké soustavy nad 100 m 2 : kolektory 50 % investice maloplošné solární soustavy 25 až 30 tisíc Kč/m 2 velkoplošné solární soustavy 15 až 20 tisíc Kč/m 2 použití trubkových vakuových kolektorů: + 25 až 50 % 4/27

5 Investiční náklady rozdělení nákladů poměr nákladů 100% 80% 60% 40% kolektor zásobník potrubí, izolace armatury, fitinky čerpadlo regulace kapalina montáž 17% 3% 2% 8% 6% 3% 3% 4% 4% 11% 14% 20% 17% 2% 9% 2% 9% 2% 2% 2% 2% 11% 11% 16% 16% 19% 18% 18% 14% 2% 2% 2% 21% 9% 7% 20% 32% 39% 41% 41% 43% 0% 4,5 6,8 45,2 63,3 76,8 plocha kolektorů [m 2 ] 5/27

6 Investiční náklady - kolektory Kč/m 2 bez DPH Kč/m Kč/m ploché atmosférické kolektory trubkové vakuové s plochým absorbérem trubkové vakuové Sydney bez reflektoru trubkové vakuové Sydney s reflektorem Kč/m Kč/m /27

7 Cena x výkonnost kolektoru výkonnost [kwh/(m 2.rok)] vztaženo k apertuře ploché kolektory trubkové kolektory měrná cena [Kč/m 2 ] prezentováno na konferenci Vytápění 2011 Třeboň 7/27

8 Investiční náklady, bytový dům, f = 40 % investiční náklady [tis. Kč] % 1.35 mil. Kč 0.91 mil. Kč záleží vždy na konkrétním kolektoru a jeho výkonnosti - navržené velikosti plochy - souvisejících systémových nákladech ceně konkrétní cenová nabídka celkové investiční náklady prezentováno na konferenci Vytápění 2011 Třeboň 8/27

9 Investiční náklady - zásobníky 400 nerezový zásobník pro teplou vodu cena v tis. Kč, včetně izolace tis. Kč/m 3 34 tis. Kč/m 3 smaltovaný zásobník pro teplou vodu objem zásobníku [l] 22 tis. Kč/m 3 zásobník otopné vody 9/27

10 Investiční náklady - potrubí 1600 Kč/m měděné potrubí ocelové potrubí x1 DN15 22x1 DN20 28x1,5 DN25 35x1,5 DN32 42x1,5 DN40 54x2 DN50 76x2 DN65 89x2 DN80 108x2,5 DN100 10/27

11 Investiční náklady tepelné izolace 800 Kč/m bez DPH EPDM izolace mm mm mm 30 mm 20 mm minerální izolace /27

12 Roční provozní náklady náklady na provoz solární soustavy spotřeba elektrické energie maloplošné: 3 až 5 % ze zisků velkoplošné: do 1 % ze zisků např. rodinné domy např. bytové domy servisní náklady na údržbu a opravy výměna prvků: kapalina (5 let), čerpadla (10 let), zásobníky (15 let) 1 % (velké) až 3 % (malé) z celkové investice (bez dotace) 12/27

13 Roční energetické přínosy ovlivněny návrhem plochy kolektorů, prvků (izolace,...) čím větší plocha pro pokrytí potřeby tepla, tím horší zisky vyšší provozní teploty, přebytky tepla... nutná optimalizace naměřené hodnoty měření na rozhraní mezi solární soustavou a aplikací výsledky počítačových simulací Polysun, T-Sol, GetSolar,... zjednodušené výpočty TNI (Zelená úsporám), EN (EPBD) 13/27

14 Roční úspora energie tepelná účinnost nahrazovaného zdroje tepla roční úspora = roční zisky / účinnost nahrazovaného zdroje elektrická vložka v zásobníku elektrická energie zcela převedena na teplo, účinnost 100 % plynový kotel běžný předimenzované kotle pro RD, účinnost 60 až 70 % vztaženo ke spalnému teplu plynový kotel kondenzační modulovaný výkon, regulace 20 až 100 %, účinnost 90 až 95 % 14/27

15 Cena energie a její růst budoucí cena: zásadně ovlivňuje ekonomiku! největší nejistota! Kč/kWh 3,0 2,5 2,0 1,5 elektrická energie (domácnosti D45d, PRE) zemní plyn (domácnosti do 9,45 MWh/rok, PP) CZT (uhlí, průměr na patě odběru) CZT (zemní plyn, průměr na patě odběru) růst cca 7 až 10 % 1,0 0, /27

16 diskontní míra Zohlednění časové hodnoty investice výnosová míra rizikově srovnatelných investičních alternativ investice do solární soustavy: jistá investice, každoročně zaručená úspora vlastní peníze uložené v bance diskontní míra = spořicí úrok v bance (často méně než 1 %) půjčka, úvěr od banky diskontní míra = úrok úvěru (? %) = RSPN (roční procentní sazba nákladů) 16/27

17 Návratnost prostá návratnost (pomocné kritérium) τ p = IN RU IN investiční náklady RU roční úspora diskontovaná návratnost τ d RU t= 1 1 t ( 1+ p) t ( + r ) = IN p tempo růstu ceny nahraz. energie r diskontní míra t - doba 17/27

18 Návratnost diskontní míra 5 % růst ceny energie 10 % tis. Kč 1500 diskontní míra 5 % růst ceny energie 5 % = prostá návratnost 1000 investiční náklady 500 investice - dotace diskontní míra 5 % růst ceny energie 0 % rok 18/27

19 Časté chyby, problémy podcenění investičních nákladů (stavební úpravy) přecenění energetických přínosů (zisků solární soustavy) nadhodnocení skutečné provozní účinnosti nahrazovaného zdroje předimenzované nemodulované plynové kotle s deklarovanou účinností 90 % náklady na externality???, otázka hodnocení vlivu konvenčních zdrojů na zdraví obyvatel, na životní prostředí ceny energie v budoucnosti???, nelze seriózně předpovídat cenovou úroveň, příliš vysoká nejistota 19/27

20 Výpočetní pomůcka 20/27

21 Příklady RODINNÝ DŮM SOLÁRNÍ PŘÍPRAVA TV: elektrická energie: 2940 Kč/MWh (D45, přímotop20), včetně DPH 4 m 2 kolektorů, investice 85 tis. Kč, včetně DPH měrné využité zisky 400 kwh/m 2.rok úspora 1400 kwh/rok = 3340 Kč/rok (1. rok) úroková sazba = diskont 4 % 0 % růst cen 8 % návratnost 13 let 11 let ZÚ: návratnost 6 let 6 let 21/27

22 Příklady RODINNÝ DŮM SOLÁRNÍ PŘÍPRAVA TV: plyn: 1240 Kč/MWh (spalné teplo), včetně DPH 4 m 2 kolektorů, investice 100 tis. Kč, včetně DPH měrné využité zisky 350 kwh/m 2.rok úspora 1400 kwh/rok / 75 % účinnost = 2315 Kč/rok (1. rok) úroková sazba = diskont 4 % 0 % růst cen 8 % návratnost 25 let 18 let ZÚ: návratnost 15 let 12 let 22/27

23 Příklady RODINNÝ DŮM KOMBINACE VYT+TV: plyn: 1240 Kč/MWh (spalné teplo) 8 m 2 kolektorů, investice 200 tis. Kč, včetně DPH měrné využité zisky 275 kwh/m 2.rok úspora 2200 kwh/rok / 90 % účinnost = 2933 Kč/rok (1. rok) úroková sazba = diskont 4 % 0 % růst cen 8 % návratnost 32 let 22 let ZÚ: návratnost 23 let 17 let 23/27

24 Příklady BYTOVÝ DŮM SOLÁRNÍ PŘÍPRAVA TV: plynová kotelna (CZT): 600 Kč/GJ 80 m 2 kolektorů, investice 1,2 mil. Kč (15 tis. Kč/m 2 ) měrné využitelné zisky 450 kwh/m 2.rok úspora 36 MWh/rok = 79 tis. Kč/rok (1. rok) úroková sazba = diskont 1 % růst cen 5 % diskontovaná návratnost 12 let 24/27

25 Příklady BYTOVÝ DŮM SOLÁRNÍ PŘEDEHŘEV TV: plynová kotelna (CZT): 600 Kč/GJ 40 m 2 kolektorů, investice 600 tis. Kč (15 tis. Kč/m 2 ) měrné využitelné zisky 600 kwh/m 2.rok úspora 24 MWh/rok = 71 tis. Kč/rok (1. rok) úroková sazba = diskont 1 % růst cen 5 % diskontovaná návratnost 9 let 25/27

26 Děkuji za pozornost Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT v Praze Technická 4, Praha 6 tomas.matuska@fs.cvut.cz Československá společnost pro sluneční energii (národní sekce ISES) Solární laboratoř ÚTP FS ČVUT v Praze 26/27

27 Odkazy /27