Seminář Přednáška Konference: Datum: 15. září 2016 Potenciál výroby solární elektřiny na střechách v Jihomoravském kraji

Transkript

1 Seminář Přednáška Konference: Datum: 15. září 2016 Potenciál výroby solární elektřiny na střechách v Jihomoravském kraji Konference: Příležitosti využití solární energetiky na střechách v Jihomoravském kraji: potenciál výroby elektřiny ze Slunce výzkum - konkrétní řešení včetně akumulace EkoWATT CZ s. r. o. Energetika a ekonomika pro ekologii. Energy and Economy for Environment.

2 EkoWATT Dokonalosti není dosaženo tehdy, když už není co přidat, ale tehdy, když už nemůžete nic odebrat. (Antoine de Saint-Exupéry) Analýzy Audity Průkazy Studie proveditelnosti Certifikace budov: LEED, BREEAM, SB Tool, DGNB Modely Optimalizace Simulace Výpočty Energetická soběstačnost Pasivní a nulové budovy Due Diligence TDD Obnovitelné zdroje Poradna Publikace Výzkum a vývoj jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 2

3 Kompetence Členství: Česká rada pro šetrné budovy (Czech Green Building Council) od 2010 Centrum pasivního domu od 2010 Mezinárodní kolegium expertů LEED International Roundtable, který sdružuje 32 zemí světa. Výbor pro udržitelnou energetiku při RVUR (Rada vlády pro udržitelný rozvoj). Ocenění: Mezinárodní cena Sasakawa Peace Foundation za environmentální přínos roku 1995 za projekt Ekologizace a optimalizace energetického hospodářství obce Boží Dar. Marketér roku, Zelený eko-delfín 2007, za využití marketingového přístupu v ekologii. Pojištění: Kč = pojištění odpovědnosti za škodu (Vienna Insurance Group: Kooperativa pojišťovna, a.s.) jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 3

4 Přehled Situace v JMK: Potenciál a Současné využití Metodika Shrnutí a doporučení jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 4

5 Potenciál a Současné využití jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 5

6 Potenciál a Současné využití Spotřeba elektřiny netto v krajích ČR podle kategorie spotřeb [MWh] (zdroj dat: výkaz ERÚ-2) (Zdroj: ERÚ, 2015): VO z vvn VO z vn MOP MOO Celkem Celkem ČR , , , , ,1 Jihočeský , , , , ,2 Jihomoravský , , , , ,4 Karlovarský , , , , ,4 Královéhradecký , , , , ,2 Liberecký , , , , ,4 Moravskoslezský , , , , ,3 Olomoucký , , , , ,9 Pardubický , , , , ,4 Plzeňský , , , , ,2 Praha , , , , ,4 Středočeský , , , , ,5 Ústecký , , , , ,9 Vysočina , , , , ,2 Zlínský , , , , ,7 Kol. autorů (2015) Roční zpráva o provozu ES ČR [online] Energetický regulační úřad (ERÚ), Oddělení statistiky a sledování kvality ERÚ, Praha Dostupné z 6

7 Potenciál a Současné využití Z tabulky je patrné, že spotřeba elektřiny JMK odpovídá cca 9,5 % celé ČR. JMK je tedy na přibližně 5. místě z celkového počtu 14 krajů, což odpovídá velikosti a počtu obyvatel. Výroba elektřiny z FVE pokrývá více než 10 % (10,34 %) celkové spotřeby JMK. 7

8 Potenciál a Současné využití Výroba elektřiny brutto v krajích ČR podle technologie elektráren [MWh] (zdroj dat: výkaz ERÚ-1, OTE a. s.) (Zdroj: ERÚ, 2015): JE PE PPE PSE VE PVE VTE FVE Celkem Celkem ČR , , , , , , , , ,3 Jihočeský , ,1 0, , ,4 0,0 0, , ,7 Jihomoravský 0, , , , ,8 0, , , ,0 Karlovarský 0, , , , ,1 0, , , ,3 Královéhradecký 0, ,8 0, , ,7 0, , , ,8 Liberecký 0, ,7 0, , ,2 0, , , ,9 Moravskoslezský 0, ,7 0, , ,8 0, , , ,4 Olomoucký 0, ,3 0, , , , , , ,1 Pardubický 0, ,6 0, , ,3 0, , , ,6 Plzeňský 0, ,1 0, , ,9 14, , , ,3 Praha 0, ,8 0, , ,5 0,0 0, , ,3 Středočeský 0, , , , , , , , ,4 Ústecký 0, , , , ,4 0, , , ,2 Vysočina , ,4 0, , , , , , ,0 Zlínský 0, ,7 0, , ,8 0,0 253, , ,3 Kol. autorů (2015) Roční zpráva o provozu ES ČR [online] Energetický regulační úřad (ERÚ), Oddělení statistiky a sledování kvality ERÚ, Praha Dostupné z 8bc-ccf6-4ed f0b943f91ec4. 8

9 Potenciál a Současné využití Z výše uvedené tabulky je patrné, že JMK vykazuje nejvyšší výrobu ve FVE v porovnání s ostatními kraji ČR. Na celkové výrobě FVE v ČR se JMK podílí téměř 23% (22,79 %). jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 9

10 Potenciál a Současné využití Rozdělení instalovaného výkonu v ES do jednotlivých krajů v ČR k [MW] (zdroj dat: výkaz ERÚ-1, OTE, a.s.) (Zdroj: ERÚ, 2015): JE PE PPE PSE VE PVE VTE FVE Celkem Celkem ČR 4 290, , ,3 859, , ,5 280, 2 074, ,7 6 Jihočeský 2 250,0 235,5 0,0 45,4 156,6 0,0 0,0 241, ,3 Jihomoravský 0,0 240,3 118,0 65,4 34,4 0,0 8,4 447,0 913,6 Karlovarský 0,0 542,3 400,0 13,6 7,5 0,0 52,1 13, ,6 Královéhradecký 0,0 199,6 0,0 52,1 29,5 0,0 8,0 91,1 380,4 Liberecký 0,0 9,8 0,0 29,8 25,4 0,0 22,5 107,8 195,4 Moravskoslezský 0, ,8 0,0 80,0 17,5 0,0 21,8 60, ,6 Olomoucký 0,0 111,8 0,0 100,3 12,2 650,0 43,8 110, ,7 Pardubický 0, ,5 0,0 53,0 29,0 0,0 19,3 94, ,5 Plzeňský 0,0 244,7 0,0 62,4 19,8 1,5 0,8 210,6 539,9 Praha 0,0 148,1 0,0 17,4 11,9 0,0 0,0 22,2 199,7 Středočeský 0, ,5 0,3 191,9 640,4 45,0 6,1 245, ,0 Ústecký 0, ,0 845,0 42,9 79,0 0,0 86,8 179, ,0 Vysočina 2 040,0 15,3 0,0 76,5 16,5 475,0 10,9 90, ,7 Zlínský 0,0 138,7 0,0 29,1 7,7 0,0 0,2 159,6 335,4 Kol. autorů (2015) Roční zpráva o provozu ES ČR [online] Energetický regulační úřad (ERÚ), Oddělení statistiky a sledování kvality ERÚ, Praha Dostupné z 10

11 Potenciál a Současné využití Z tabulky je patrné, že podíl JMK na celkovém instalovaném výkonu FVE v ČR je 21,54 %. Podíl FVE v JMK na celkovém elektrickém instalovaném výkonu ČR je větší než 2 % (2,04 %). Průměrná výroba elektřiny z FVE v JMK byla kwh/kw p v roce

12 12

13 Potenciál a Současné využití Přehled možností využití FVE v JMK: Zdroj energie Elektřina ze Slunce Současné využití Rezidenční sektor Nerezidenční sektor Celkem Potenciál Celkem Potenciál + Současné využití Typická minimální cena elektřiny Realizovatel ný potenciál, elektřina Současná podpora, elektřina Možnosti využití se stávající podporou Možnosti využití bez stávající podpory Počet stabilních pracovních míst Domácno stí Realizov atelný instalov aný výkon (Kč/kWh) (MWh/rok) (Kč/kWh) (-) (-) (zam. rok) (ks) (MW p ) 2,50-4, dotace dobré dobré ,50-4, dotace dobré dobré ,50-4, neuspokoji vé neuspokoji vé Pracovní místa: Max Wei, Shana Patadia, Daniel M. Kammen (2010) Putting renewables and energy efficiency to work: How many jobs can the clean energy industry generate in the US? [online] Journal Energy Policy 38 (2010) Dostupné z journal homepage: 13

14 Potenciál a Současné využití FVE = rovné anebo vhodně orientované střechy. Realizaci lze vhodně načasovat při potřebě jejich opravy. Minimální cena pro typické instalace se pohybuje kolem hodnoty 2,50 4,50 Kč/kWh. Ekonomicky zajímavé spíše pro rodinné domy s vyšší spotřebou elektřiny v době letního období, kdy se uplatní i instalace s krátkodobou akumulací. U domácností uvažujeme s obvyklou sazbou D02, které odpovídá průměrná cena elektřiny cca 5 Kč/kWh. Pokud ovšem nemají přímotopnou sazbu nebo sazbu pro TČ, která odpovídá cca 3,00-3,50 Kč/kWh. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 14

15 Potenciál a Současné využití Dále mohou být instalace menších systémů zajímavé pro podnikatele se spotřebou elektřiny v denním období v podnikatelské sazbě typu C. Kromě rezidenčního sektoru lze tedy do budoucna uvažovat i s využitím FVE na budovách výrobních podniků. U větších podniků, které mají relativně nízkou cenu elektřiny, půjde vývoj o něco pomaleji. Velmi zjednodušeně lze říci, že FVE na střechách mohou v JMK výhledově pokrýt cca 8,67 % celkové spotřeby kraje. Je však třeba mít na paměti, že se jedná pouze celkovou bilanční spotřebu, nikoliv o energetickou soběstačnost. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 15

16 Potenciál a Současné využití Pro: Obecná podpora, NZÚ, snižování cen jednotlivých komponentů FVE, zvyšování účinnosti Proti: Relativně vysoké nastavení parametrů NZÚ, vyšší fixní platby v ceně za elektřinu a relativně nízká cena elektřiny za kwh. Obsazování cenových hladin: RD sazba pro domácnosti, Podnikatelský maloodběr, SME malé a střední podniky, Velké podniky. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 16

17 Přehled Situace v JMK: Potenciál a Současné využití Metodika Shrnutí a doporučení jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 17

18 Metodika Realizovatelný potenciál = uvažuje konkrétní technologie, jejich umístění do konkrétních segmentů trhu, kde jejich využití dává smysl. Je odečten již využitý potenciál. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 18

19 Metodika Možnosti využití korekce podle kritéria minimální cena energie: Výborně, velmi dobře, dobře, uspokojivě, dostatečně, nedostatečně. 19

20 Metodika Optimální orientace sedlové střechy je S/J ve směru, kterým lze instalovat FVE. U plochých střech není orientace budovy důležitá, lze však obvykle využít jen část střechy. Orientaci V/Z a obecnou nevhodnost části plochých střech tedy vyloučíme koeficientem ½. Instalace na fasádě jsou méně obvyklé, fasáda musí být velmi dobře orientovaná a nezastíněná. Zastínění a obecnou nevhodnost vyloučíme další korekcí ½. Celkový korekční součinitel je tedy ¼. U některých objektů je tento celkový korekční součinitel snížen na 3/16, což je 0,1875: To odpovídá situaci, kdy je rozlišeno 8 orientací a za optimální se uvažuje výseč JV, J a JZ, tedy 3/8. Opět je použita korekce ½ na zastínění a obecnou nevhodnost. Druhým případem je celková menší vhodnost objektu nebo nejistota při instalaci. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 20

21 Metodika Realizovatelný potenciál FVE v rezidenčním a nerezidenčním sektoru: ČR, kraje, Období: Česká republika Jihomoravs ký kraj Měrný instalovaný výkon Korekční součinitel Měrná výroba Instalovaný výkon Výroba Jednotky (ks) (ks) (kw p /ks) (-) (kwh/kw p.ro k) (kw p ) (MWh/rok) Celkem Rezidenční sektor Rodinný dům - samostatný ,75 (2,5-5) 0, Rodinný dům - dvojdomek ,75 (2,5-5) 0, Rodinný dům - řadový ,75 (2,5-5) 0, Bytový dům , ostatní bytové budovy , Nerezidenční sektor Administrativa , Obchod , Školy , Hotely , kulturní účely , zdravotnictví , sport , doprava , průmysl , sklady , zemědělství , rekreace , garáže , hrady a zámky , nespecifikováno , bez spotřeby energií ,

22 Metodika Poznámky: Rozložení četnosti je provedeno na základě celé ČR, proto je třeba mít na paměti, že počty budov v jednotlivých sektorech je orientační a může se kraj od kraje lišit. U některých druhů budov, kde je využití FVE značně nejasné, uvažujeme využití nulové. Z tabulky vyplývá, že těžiště potenciálu v rezidenčním sektoru je postavené na RD. U sektoru nerezidenčního je značný potenciál v oblasti budov určených k rekreaci. Využití potenciálu v oblasti nerezidenčních budov obecně závisí na minimálně ceně elektřiny v těchto objektech. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 22

23 Zdroje dat Jako zdroje dat jsou pro počty domů (budov) použity veřejně dostupné statistiky ČSÚ, které jsou korigovány údaji ze studií zabývajících se budovami Antonín (2014) a Antonín, Holub (2016). Data pochází především ze zdroje Sčítání lidu, domů a bytů z roku 2011 (SLDB 2011). Antonín, Jan (2014) Průzkum fondu budov a možností úspor energie. Rešerše stávajících studií a výpočtové ověření pro rezidenční budovy. Šance pro budovy, březen 2014 s přispěním pracovní skupiny Šance pro budovy, Praha. Antonín, Jan, Holub Petr (2016) Analýza fondu nerezidenčních budov v České republice a možností úspor v nich. Šance pro budovy, květen 2016, Praha. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 23

24 Kritéria hodnocení investic Čistá současná hodnota = NPV [Kč] Vnitřní výnosové procento = IRR [%] Prostá doba návratnosti (splacení) = T s [roky] Diskontovaná doba návratnosti (splacení) = T sd [roky] Tok hotovosti (Cash flow) => graf 24

25 Net Present Value (NPV) čistá současná hodnota, NPV (Net Present Value) ~ diskontovaný tok hotovosti, DCF (Discount Cash Flow) ~ minimální cena produkce energie c PEmin se z pohledu investora vypočítá z podmínky NPV = 0 Absolutní kritérium s časovou hodnotou peněz Zaručuje očekávaný výnos vloženého kapitálu Výhody: Nezáludné Správně vybírá Příspěvek k hodnotě firmy NPV T ž T ž CF (1 r) t 0 t t Nevýhody: Obtížně se vysvětluje CF t = tok hotovosti [CZK] r = diskontní sazba [%] (1+r) -t = odúročitel [-] T ž (T h ) = doba životnosti (hodnocení) projektu [roky] 25

26 Net Present Value (NPV) Poznámka: Minimální cena produkce energie c PEmin se spočítá z podmínky NPV=0 a ukazuje, jakou minimální cenu je třeba inkasovat, aby byl zaručen očekávaný výnos vloženého kapitálu. Pokud investor platí za energii menší cenu, než je minimální cena energie, nedává investice do úsporného opatření smysl. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 26

27 Ekonomické hodnocení Pro výpočet prosté návratnosti investice či minimální ceny je nutné pro vlastní spotřebu elektřiny uvažovat povinné poplatky odpovídající příspěvku na OZE a systémové služby: Viz zákon 165/2012 Sb. o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů jak vyplývá ze změn a doplnění provedených zákonem č. 407/2012 Sb., č. 310/2013 Sb., viz 28 Financování podpory elektřiny a provozní podpory tepla:

28 Fotovoltaické systémy

29 Sumy globálního záření Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS) Roční suma globálního záření dle PVGIS ( Meteonorm Roční suma globálního záření dle Atlasu podnebí ČR ( kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m kwh/m 2

30 Metodika Výroba: kwh/kw p,=> kwh/kw p. Roční suma globálního záření dle PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System). (PVGIS) Kol. autorů (2012) Mapa globálního slunečního záření a elektrického potenciálu. [online] PVGIS (Photovoltaic Geographical Information System) Dostupné z 30

31 Metodika - Technologie Bytové budovy - Rezidenční sektor: Rodinné domy: 2,5-5 kw p. NZÚ preference TV. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 31

32 Metodika - Technologie Bytové budovy - Rezidenční sektor: Bytové domy: 10 kw p, plné využití plochy nedává smysl omezení spotřebou a volným místem. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 32

33 Metodika - Technologie Nebytové budovy - Nerezidenční sektor: Nevýrobní sféra (školy, školky, úřady, ) a Výrobní sféra (hotely, průmysl, zemědělství, sklady, ): velmi pravděpodobná realizace 30 kw p. jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 33

34 výroba / sspotřeba [kwh] SPŠS Třebíč Provozní náklady Návrh FVE parametr Provozní náklady stávající Kč Provozní náklady nové Kč Úspora Kč Roční finanční úspora (%) 29,8 % Krytí spotřeby elektřiny v objektu produkce elektřiny spotřeba el. v objektu Úspora za 5 let Kč Stávající spotřeba 5 277,7 GJ Nová spotřeba 3 034,4 GJ Úspora 2 243,3 GJ Roční úspora 42,5 % Ztráty stávající (kw) 482,8 kw 0 Ztráty nový stav (kw) 244,6 kw leden únor březen duben květen červen červenec srpen září říjen listopad prosinec 34

35 dopadající energie [kwh/m2] Fotovoltaické systémy na budovách Dopadající energie při různém sklonu Roční dopadající energie na různě skloněnou plochu EkoWATT Meteonorm PVGIS sklon od vodorovné roviny

36 dopadající energie [kwh/m2] Fotovoltaické systémy na budovách Dopadající energie při různé orientaci Roční dopadající energie na svislou plochu EkoWATT Meteonorm PVGIS V JV J JZ Z

37 Zdroj: Koberovy, Atrea 37

38 Přehled Situace v JMK: Potenciál a Současné využití Metodika Shrnutí a doporučení jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 38

39 Shrnutí a doporučení Prostá doba návratnosti vložené investice u FVE systémů při uvažované nízké ceně 1,86 Kč/kWh vytěsněné elektřiny je delší než 19 let. Tato cena je typická spíše pro větší firmy. Prostá doba návratnosti vložené investice u FVE systémů při uvažované ceně 3,49 Kč/kWh vytěsněné elektřiny je 9-10 let. Tato cena je typická pro podnikatelský maloodběr. Výhodou je však snížení emisí. F F F A I A I A I jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 39

40 Shrnutí a doporučení Minimální ceny energie cca 2,50 4, 50 Kč/kWh => Cena elektřiny, která je nahrazena elektřinou z FVE by proto měla být vyšší, než je tato minimální cena elektřiny z příslušného FV systému. Těžiště potenciálu v rezidenčním sektoru je postavené na RD. U sektoru nerezidenčního je značný potenciál v oblasti budov určených k rekreaci, menší výrobny apod. <=> vyšší cena vytěsněné elektřiny F F F A I A I A I jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 40

41 Shrnutí a doporučení Zpřesnění odhadů: Diskuse metodiky. Doplnění: Případové studie: Upřesnění vstupních parametrů výpočtů. F F A I A I F A I jiri.beranovsky@ekowatt.cz, 41

42 Literatura Antonín, Jan (2014) Průzkum fondu budov a možností úspor energie. Rešerše stávajících studií a výpočtové ověření pro rezidenční budovy. Šance pro budovy, březen 2014 s přispěním pracovní skupiny Šance pro budovy, Praha. Antonín, Jan, Holub Petr (2016) Analýza fondu nerezidenčních budov v České republice a možností úspor v nich. Šance pro budovy, květen 2016, Praha. Macháček, Z., Staněk, K. (2008): Integrace fotovoltaiky do budov [Online]. Available: Tywoniak, J.(2006): Fotovoltaické systémy integrované do budov jako velká výzva [Online]. Available : Starý, O., Vašíček, J. (2007): Software EFEKT 3.0. Program pro hodnocení ekonomické efektivnosti investic. ČVUT, Praha

43 Dotazy prosím? Ing. Jiří Beranovský, Ph.D., MBA energetický a ekonomický analytik EkoWATT CZ s. r. o. / EkoWATT o. s. Areál Štrasburk, Švábky 2, Praha 8 Žižkova 1, České Budějovice T: F: E: jiri.beranovsky@ekowatt.cz, W:

44 Proč zvolit EkoWATT? Důvěryhodnost, kvalitní know-how, a tradice od roku 1990 Optimalizace ceny a přidané hodnoty Nezávislost Dokonalost není jednorázový akt, ale zvyk. Jsme to, co opakovaně děláme. (Aristoteles) Podstatou tvoření je dělání věcí, které ještě nejsou, a proto děláme správně správné věci, eko-efektivně. Less is more. Méně je více. God is in the details. Bůh je v detailech. (Ludwig Mies van der Rohe) Pozn.: Eko-efektivně (Eco-Efficiency) = Ekonomicky ekologické věci, jiri.beranovsky@ekowatt.cz, Více z méně (More from less) = Potřeby s nižšími náklady. 44