Využití potenciálu decentralizované výroby tepla a elektiny v kogeneraci

Transkript

1 Využití potenciálu decentralizované výroby tepla a elektiny v kogeneraci Objednatel: Hnutí DUHA Bratislavská 31, Brno Zastoupený: Martin Mikeska vedoucí programu Energie Zhotovitel: CITYPLAN spol. s r. o., Jindišská 17, Praha 1 Zastoupený: Ing. Ivan Beneš ve vcech smluvních Autorský kolektiv: Ing. Ivan Beneš, Ing. Dušan Princ íslo zakázky zhotovitele: Datum:

2 Tato studie byla zpracována pro Hnutí DUHA a sdružení Calla. Tyto organizace se stávají vlastníkem veškerých práv pro nakládání s touto publikací. Výchozí data a metodika zpracování jsou duševním vlastnictvím zpracovatele, spolenosti CityPlan, s.r.o. Zpracování studie bylo podpoeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska v rámci Finanního mechanismu EHP a Norského finanního mechanismu prostednictvím Nadace rozvoje obanské spolenosti. 2

3 OBSAH 1 2 CÍL PROJEKTU 9 DECENTRALIZOVANÁ VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEPLA HLAVNÍ HLEDISKA DECENTRALIZOVANÉ VÝROBY ELEKTRICKÉ ENERGIE Úel a lokalita Výkon a napová úrove Zásobovaná oblast Definice distribuovaných zdroj energie DALŠÍ KLÍOVÁ TECHNICKÁ HLEDISKA TECHNICKÉ PARAMETRY DISTRIBUOVANÝCH ZDROJ ENERGIE DISTRIBUOVANÁ VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE: POTENCIÁLNÍ PÍNOSY A PROBLÉMY POPIS APLIKACE METODIKY LCA (LIFE CYCLE ASSESSMENT), CHARAKTERISTIKA POUŽITÉHO MODELU GEMIS DVODY K HODNOCENÍ ENERGETICKÉ NÁRONOSTI PROCES METODA FAKTOR PRIMÁRNÍ ENERGIE EVROPSKÝ NORMATIVNÍ RÁMEC VÝPOET FAKTOR PRIMÁRNÍ ENERGIE PEDPOKLADY TECHNOLOGIE CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH PROCES Hndouhelná elektrárna (HU) ernouhelná elektrárna (CU) Paroplynová elektrárna (GTCC gas turbine combined cycle) Jaderná elektrárna (JE) Motorová kogenerace zemní plyn (Tp motor ZP) Motorová kogenerace bioplyn (TP motor bioplyn) Hndouhelná teplárna (Tp HU) Paroplynová teplárna (Tp GTCC) Kogeneraní jednotka na biomasu, technologie ORC (Tp biomasa ORC) Fotovoltaická elektrárna (FV) Vtrná elektrárna (VT) Malá vodní elektrárna (MVE) POROVNÁNÍ SCÉNÁ DECENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA Faktory primární energie

4 5.1.2 Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady DECENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA Faktory primární energie Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady CENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA Faktory primární energie Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady CENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA Faktory primární energie Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady KOGENERANÍ ZDROJE CELKEM VARIANTA 1 (DZT1 + CZT1) Faktory primární energie Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady KOGENERANÍ ZDROJE CELKEM VARIANTA 2 (DZT2 + CZT2) Faktory primární energie Emise skleníkových plyn Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady JEDNOTLIVÉ ZDROJE POROVNÁNÍ PARAMETR NA JEDNOTKU VYROBENÉ ELEKTRICKÉ ENERGIE Faktory primární energie Emise skleníkových plyn

5 Produkce plynných emisí Základní pevné odpady Náklady ZHODNOCENÍ 86 OBRÁZKY Obrázek 1: Princip kogenerace Obrázek 2: Souasná architektura elektrizaní soustavy doplnná o distribuované zdroje energie Obrázek 3: Procesní etzec hndouhelná elektrárna Obrázek 4: Procesní etzec ernouhelná elektrárna Obrázek 5: Procesní etzec paroplynová elektrárna Obrázek 6: Procesní etzec jaderná elektrárna Obrázek 7: Procesní etzec motorová kogenerace (zemní plyn) Obrázek 8: Procesní etzec motorová kogenerace (bioplyn) Obrázek 9: Procesní etzec hndouhelná teplárna Obrázek 10: Procesní etzec paroplynová teplárna Obrázek 11: Procesní etzec kogeneraní jednotka na biomasu Obrázek 12: Varianta DZT-1, faktory primární energie Obrázek 13: Varianta DZT-1, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 14: Varianta DZT-1, emise CO Obrázek 15: Varianta DZT-1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 16: Varianta DZT-1, emise SO Obrázek 17: Varianta DZT-1, emise NO x Obrázek 18: Varianta DZT-1, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 19: Varianta DZT-1, emise tuhých látek Obrázek 20: Varianta DZT-1, produkce popelovin Obrázek 21: Varianta DZT-1, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 22: Varianta DZT-1, produkce skrývky Obrázek 23: Varianta DZT-1, produkce jaderného odpadu Obrázek 24: Varianta DZT-1, výrobní náklady Obrázek 25: Varianta DZT-2, faktory primární energie Obrázek 26: Varianta DZT-2, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 27: Varianta DZT-2, emise CO Obrázek 28: Varianta DZT-2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 29: Varianta DZT-2, emise SO Obrázek 30: Varianta DZT-2, emise NO x Obrázek 31: Varianta DZT-2, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 32: Varianta DZT-2, emise tuhých látek Obrázek 33: Varianta DZT-2, produkce popelovin

6 Obrázek 34: Varianta DZT-2, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 35: Varianta DZT-2, produkce skrývky Obrázek 36: Varianta DZT-2, produkce jaderného odpadu Obrázek 37: Varianta DZT-2, výrobní náklady Obrázek 38: Varianta CZT-1, faktory primární energie Obrázek 39: Varianta CZT-1, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 40: Varianta CZT-1, emise CO Obrázek 41: Varianta CZT-1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 42: Varianta CZT-1, emise SO Obrázek 43: Varianta CZT-1, emise NO x Obrázek 44: Varianta CZT-1, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 45: Varianta CZT-1, emise tuhých látek Obrázek 46: Varianta CZT-1, produkce popelovin Obrázek 47: Varianta CZT-1, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 48: Varianta CZT-1, produkce skrývky Obrázek 49: Varianta CZT-1, produkce jaderného odpadu Obrázek 50: Varianta CZT-1, výrobní náklady Obrázek 51: Varianta CZT-2, faktory primární energie Obrázek 52: Varianta CZT-2, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 53: Varianta CZT-2, emise CO Obrázek 54: Varianta CZT-2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 55: Varianta CZT-2, emise SO Obrázek 56: Varianta CZT-2, emise NO x Obrázek 57: Varianta CZT-2, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 58: Varianta CZT-2, emise tuhých látek Obrázek 59: Varianta CZT-2, produkce popelovin Obrázek 60: Varianta CZT-2, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 61: Varianta CZT-2, produkce skrývky Obrázek 62: Varianta CZT-2, produkce jaderného odpadu Obrázek 63: Varianta CZT-2, výrobní náklady Obrázek 64: Varianta CZT1+DZT1, faktory primární energie Obrázek 65: Varianta CZT1+DZT1, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 66: Varianta CZT1+DZT1, emise CO Obrázek 67: Varianta CZT1+DZT1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 68: Varianta CZT1+DZT1, emise SO Obrázek 69: Varianta CZT1+DZT1, emise NO x Obrázek 70: Varianta CZT1+DZT1, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 71: Varianta CZT1+DZT1, emise tuhých látek Obrázek 72: Varianta CZT1+DZT1, produkce popelovin Obrázek 73: Varianta CZT1+DZT1, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 74: Varianta CZT1+DZT1, produkce skrývky Obrázek 75: Varianta CZT1+DZT1, produkce jaderného odpadu

7 Obrázek 76: Varianta CZT1+DZT1, výrobní náklady Obrázek 77: Varianta CZT2+DZT2, faktory primární energie Obrázek 78: Varianta CZT2+DZT2, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 79: Varianta CZT2+DZT2, emise CO Obrázek 80: Varianta CZT2+DZT2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 81: Varianta CZT2+DZT2, emise SO Obrázek 82: Varianta CZT2+DZT2, emise NO x Obrázek 83: Varianta CZT2+DZT2, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 84: Varianta CZT2+DZT2, emise tuhých látek Obrázek 85: Varianta CZT2+DZT2, produkce popelovin Obrázek 86: Varianta CZT2+DZT2, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 87: Varianta CZT2+DZT2, produkce skrývky Obrázek 88: Varianta CZT2+DZT2, produkce jaderného odpadu Obrázek 89: Varianta CZT2+DZT2, výrobní náklady Obrázek 90: Jednotlivé zdroje, faktory primární energie Obrázek 91: Jednotlivé zdroje, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 92: Jednotlivé zdroje, emise CO Obrázek 93: Jednotlivé zdroje, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 94: Jednotlivé zdroje, emise SO Obrázek 95: Jednotlivé zdroje, emise NO x Obrázek 96: Jednotlivé zdroje, emise TOPP-ekvivalent Obrázek 97: Jednotlivé zdroje, emise tuhých látek Obrázek 98: Jednotlivé zdroje, produkce popelovin Obrázek 99: Jednotlivé zdroje, produkce odpadu po odsí ení Obrázek 100: Jednotlivé zdroje, produkce skrývky Obrázek 101: Jednotlivé zdroje, produkce jaderného odpadu Obrázek 102: Jednotlivé zdroje, výrobní náklady Obrázek 103: Jednotlivé zdroje, investiní náklady Tabulky Tabulka 1: P ehled zdroj vhodných pro distribuovanou výrobu Tabulka 2: Varianta DZT-1, faktory primární energie Tabulka 3: Varianta DZT-1, emise skleníkových plyn Tabulka 4: Varianta DZT-1, produkce plynných emisí Tabulka 5: Varianta DZT-1, základní pevné odpady Tabulka 6: Varianta DZT-1, výrobní náklady Tabulka 7: Varianta DZT-2, faktory primární energie Tabulka 8: Varianta DZT-2, emise skleníkových plyn Tabulka 9: Varianta DZT-2, produkce plynných emisí Tabulka 10: Varianta DZT-2, základní pevné odpady Tabulka 11: Varianta DZT-2, výrobní náklady

8 Tabulka 12: Varianta CZT-1, faktory primární energie Tabulka 13: Varianta CZT-1, emise skleníkových plyn Tabulka 14: Varianta CZT-1, produkce plynných emisí Tabulka 15: Varianta CZT-1, základní pevné odpady Tabulka 16: Varianta CZT-1, výrobní náklady Tabulka 17: Varianta CZT-2, faktory primární energie Tabulka 18: Varianta CZT-2, emise skleníkových plyn Tabulka 19: Varianta CZT-2, produkce plynných emisí Tabulka 20: Varianta CZT-2, základní pevné odpady Tabulka 21: Varianta CZT-2, výrobní náklady Tabulka 22: Varianta CZT1+DZT1, faktory primární energie Tabulka 23: Varianta CZT1+DZT1, emise skleníkových plyn Tabulka 24: Varianta CZT1+DZT1, produkce plynných emisí Tabulka 25: Varianta CZT1+DZT1, základní pevné odpady Tabulka 26: Varianta CZT1+DZT1, výrobní náklady Tabulka 27: Varianta CZT2+DZT2, faktory primární energie Tabulka 28: Varianta CZT2+DZT2, emise skleníkových plyn Tabulka 29: Varianta CZT2+DZT2, produkce plynných emisí Tabulka 30: Varianta CZT2+DZT2, základní pevné odpady Tabulka 31: Varianta CZT2+DZT2, výrobní náklady Tabulka 32: Jednotlivé zdroje, faktory primární energie Tabulka 33: Jednotlivé zdroje, emise skleníkových plyn Tabulka 34: Jednotlivé zdroje, produkce plynných emisí Tabulka 35: Jednotlivé zdroje, základní pevné odpady Tabulka 36: Jednotlivé zdroje, náklady výrobní vlastní, externí, investiní

9 1 CÍL PROJEKTU Cíl projektu je stanoven zadáním, které je obsahem smlouvy ( ze dne ) mezi objednatelem (Hnutí DUHA) a zhotovitelem (CITYPLAN spol. s r.o.) a je následující: Zpracování studie využití potenciálu decentralizované výroby tepla a elektrické energie v kogeneraci. V programu GEMIS jsou zpracovány scénáe pro porovnání výroby elektrické energie a tepla v decentralizovaných kogeneraních zdrojích s monovýrobou elektiny v centrálních elektrárnách a kompenzací výroby tepla v plynových zdrojích. Jsou porovnávány faktory primární energie, bilance skleníkových plyn a dalších zneišujících látek, základní pevné odpady, investiní a provozní náklady a ekonomické externality. 9

10 2 DECENTRALIZOVANÁ VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE A TEPLA 2.1 HLAVNÍ HLEDISKA DECENTRALIZOVANÉ VÝROBY ELEKTRICKÉ ENERGIE Hlavní aspekty ve vztahu k charakteristice decentralizované výroby - Úel a lokalita - Výkon a napová úrove - Zásobovaná oblast Úel a lokalita Úelem decentralizace výroby elektrické energie je umístní produkce co nejblíže místu spoteby. Decentralizované zdroje mohou být pipojeny do distribuní soustavy nebo mohou být umístné pímo v objektu spotebitele. Výhodou lokalizace zdroje blízko místa spoteby je snížení ztrát ve vedení, vyšší bezpenost (nižší riziko výpadku kvli poruše na vedení) a možnost ostrovního provozu Výkon a napová úrove Maximální výkon decentralizovaných zdroj energie pipojených v jednom míst je závislý na kapacit sít. Tento výkon vychází z uzlového rozdílu mezi výkonem DZ a lokální zátží a je nazýván uzlovou agreganí kapacitou instalace decentralizovaného zdroje. Výkon tak závisí na kapacit sít a tím i na napové úrovni distribuní soustavy, která je však rzná a tak není možné obecn stanovit maximální pipojitelný výkon. Hodnoty pipojovaných výkon se pohybují od jednotek kw až po desítky MW Zásobovaná oblast Oblast zásobená elektrickou energií z distribuovaných zdroj energie je vztažená k distribuní soustav (nebo její ásti), kde k výrob dochází, nebo tato energie je urená ke spoteb v blízkosti její výroby. V pípad nadbytku výkonu decentralizovaných zdroj však není možné dodávat elektinu do penosové soustavy. Navíc k pesnému definování zásobované oblasti je nezbytná komplexní analýza tok energií v distribuní soustav. Rozsah zásobované oblasti je tak rzný pípad od pípadu a je závislý také na míe zastoupení decentralizovaných zdroj v dané lokalit. V nkterých zemích má zásobovaná oblast souvislost s limitem množství jednotek pipojitelných do distribuní soustavy. 10

11 2.1.4 Definice distribuovaných zdroj energie Distribuovanou výrobu p edstavuje zdroj elektrické energie p ipojený do distribuní soustavy, poskytující energii p ímo spot ebiteli nebo podporující distribuní soustavu. 2.2 DALŠÍ KLÍOVÁ TECHNICKÁ HLEDISKA - Technologie a aplikace Technologií pro distribuovanou výrobu elektrické energie je velké množství. Konkrétní technologie není urující pro oznaení za vhodný zdroj pro distribuovanou výrobu energie. V této zpráv jsou podrobnji zmínny nkteré vybrané zdroje vzhledem k jejich potenciálu ve vztahu k bezpenosti dodávek, konkurenceschopnosti a množství emisí. Systémy distribuované výroby elektrické energie zahrnují jak obnovitelné tak i neobnovitelné zdroje energie. Je více možností jak rozdlovat DZ technologie vzhledem k jejich vlastnostem, napíklad k možnosti kogenerace. - Pracovní režim Jak již bylo uvedeno výše, klíovým faktorem pro možnost pipojení výrobní jednotky nebo skupiny výrobních jednotek je kapacita sít v míst pipojení. Dalším klíovým faktorem je flexibilita provozu zdroje, tj. schopnost reagovat na zmny poptávky po elektrické energii (v rámci sekund nebo minut). Výkon zdroje mže být omezen kvli možným problémm pi vyrovnávání výroby a poptávky. To platí pedevším pro nkteré obnovitelné zdroje energie, které mají kolísavý výkon (nap. vtrná nebo slunení energie). 2.3 TECHNICKÉ PARAMETRY DISTRIBUOVANÝCH ZDROJ ENERGIE Obecné parametry zdroj jsou posuzovány z pohledu jejich budoucího možného rozmístní a integrace do elektrizaní soustavy. Jednotlivé zdroje jsou klasifikovány podle následujících kritérií: typ zdroje, možnost kogenerace, velikost a modularita výrobní jednotky, neperušovanost chodu, bezemisní provoz a psobnost zdroje (lokální/ centrální). Pehled technologií je uveden v tabulce1. 11

12 Tabulka 1: Pehled zdroj vhodných pro distribuovanou výrobu 2.4 DISTRIBUOVANÁ VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE: POTENCIÁLNÍ PÍNOSY A PROBLÉMY Hlavní výhody distribuované výroby elektrické energie jsou: - Vhodná lokalizace výroby energie umožuje lepší využití v míst dostupných energetických zdroj (napíklad odpad, bioplyn, obnovitelné zdroje). - Výroba lokalizovaná blízko místa spoteby umožuje lepší využití tepla získaného pi kogeneraci. Na rozdíl od velkých centrálních elektráren nejsou potebné rozsáhlé systémy pro rozvod tepla na velké vzdálenosti. 12

13 - Využívání obnovitelných zdroj snižuje spotebu fosilních paliv a tím i emise skleníkových plyn. - Z hlediska technického i úedního je snazší a rychlejší vybudovat malý lokální zdroj než velkou centrální elektrárnu. Výroba tak mže být spuštna mnohem rychleji. - Distribuní soustava se sobstanou produkcí nebo velkým množstvím decentralizovaných zdroj snižuje možnost petížení penosové soustavy. - Vhodn rozmístné výrobní jednotky (pípadn výroba energie pímo v objektu spoteby) snižují ztráty v penosových sítích, pípadn v distribuních sítích. - Technologie distribuované výroby elektrické energie mohou zabezpeovat podporu sít, ímž zvyšují její spolehlivost. - Správn ízená distribuovaná výroba mže zlepšit kontinuitu dodávek elektiny. Pi výpadku sít mohou DZ pracovat v ostrovním provozu, který umožuje samostatné fungování ásti sít. Pi výpadcích sítí mohou být nkteré zdroje využity pro obnovení provozu ( black start ). - Zvyšující se zastoupení obnovitelných zdroj energie zvyšuje energetickou bezpenost z dvodu menší závislosti na importu. - Vtší poet výrobc elektrické energie zvyšuje konkurenci na trhu. Hlavní nevýhody distribuované výroby elektrické energie: - V tradiní distribuní soustav jsou toky elektrické energie pouze jednosmrné od centrálních elektráren nebo rozvoden k pasivním spotebitelm. Obousmrná výmna elektrické energie, realizovaná pi rozšíení distribuované výroby, vyžaduje úpravu ídících systém distribuních soustav. - Pi rozšíení plynových energetických zdroj, vzrstá závislost na importu plynu (nejistota cenového vývoje a kontinuity dodávek) - Pipojení DZ do distribuní soustavy nemní pouze toky výkon, ale také ovlivuje lokální napovou a proudovou úrove, což vyžaduje zmnu ochranných prvk. - U obnovitelných zdroj, u kterých je výkon kolísavý v závislosti na momentálních podmínkách (vtrná, slunená energie), je nároné pro ídící centra distribuních spoleností vyrovnat momentální produkci a spotebu. 13

14 Nejdležitjší z výše uvedených vlastností jsou uvedeny v následujícím pehledu. Kogenerace Kombinovaná výroba elektrické energie a tepla je velice atraktivní v lokalitách, kde je relativn stálá poptávka po teple. V tchto pípadech mže být lokální kogenerace vhodnjší než nakupování elektiny a tepla zvláš. Tento fakt má zásadní význam pro další rozšiování distribuovaných zdroj energie. Celková úinnost využití primárních zdroj energie je v pípad kogenerace vyšší než v pípad oddlené výroby elektiny a tepla, nicmén využitelnost kogenerace je závislá na poptávce po teple v dané oblasti. V letním období je možné využít trigeneraci, kdy je vyrobené teplo použito v absorpních jednotkách pro výrobu chladu. Trigenerace je však investin nákladná a je vhodná spíše pro vtší objekty s velkou potebou chladu. Obrázek 1: Princip kogenerace Projektování a provoz penosové a distribuní sít Rozšíení distribuovaných zdroj energie ve vhodných lokalitách mže mít nkolik výhod pro provoz penosových a distribuních soustav. Zdroje pipojené do distribuní sít nebo pímo na stran spotebitele snižují zátž pro penosovou soustavu. V uritých pípadech by to také mohlo vést ke snížení poteby nových penosových vedení, které jsou plánovány v dsledku velkého zatížení soustavy. Pi omezení penosu na velkou vzdálenost se také sníží ztráty ve vedení. Dalším faktorem urujícím výkon distribuovaného zdroje je konfigurace soustavy a výsledný tok 14

15 výkon v systému. Výkon dodávaný distribuovaným zdrojem do sít má na soustavu odlišný vliv podle místa pipojení, struktury a vlastností soustavy v daném míst. To znamená, že za uritých okolností distribuovaný zdroj nijak nezmírní zatížení penosové soustavy. Jak již bylo zmínno v pedchozích kapitolách, distribuní soustavy nebyly obecn projektovány pro pipojení distribuovaných zdroj elektrické energie, ale pro jednosmrné toky od nadazené (penosové soustavy) k pasivním spotebitelm. Distribuní soustava s integrovanými distribuovanými zdroji by umožovala obousmrné toky energií a také podporu penosové soustavy. K tomu by byly zapotebí úpravy ídících systém distribuní soustavy. Po pipojení distribuovaných výrobních jednotek do soustavy by také byla zapotebí úprava ochranných systém sít z dvod zmn napových a proudových hladin. V pípad pipojení zdroj s nestabilní úrovní výkonu (slunce, vítr), musí být ídící centra schopna tyto výkyvy vyregulovat. Schéma tradiní elektrizaní soustavy a soustavy s integrovanými zdroji distribuované výroby je na obrázku 2. Obrázek 2: Souasná architektura elektrizaní soustavy doplnná o distribuované zdroje energie Spolehlivost a bezpenost dodávek Vhodn provozované distribuované zdroje elektrické energie mohou zvyšovat spolehlivost dodávek tím, že v pípad výpadku nadazené soustavy mohou fungovat v ostrovním provozu a 15

16 zajišovat energii pro svj vlastní provoz, pípadn pro spotebitele v okolí. Možnost ostrovního provozu má velký význam pedevším pro prmyslové podniky s nepetržitým provozem. Pi zvýšeném podílu obnovitelných zdroj dochází ke zvýšení bezpenosti vlivem menší závislosti na importu a diverzifikaci portfolia energetických zdroj, nkteré obnovitelné zdroje však vykazují vysokou míru kolísavosti výkonu. Plynové technologie mají výborné vlastnosti z hlediska regulovatelnosti výkonu a jsou vhodné i pro starty ze tmy, ale z hlediska energetické bezpenosti vyvstává nejistota z dvodu závislosti na importu zemního plynu. Životní prostedí a emise Distribuované zdroje elektrické energie mohou pispt k redukci emisí škodlivých látek jednak využitím bezemisních obnovitelných zdroj energie, jednak využitím plynových technologií, které mají píznivjší hodnoty emisí škodlivých látek v porovnání s uhelnými zdroji. Obchod s elektinou S pokraují liberalizací trhu s elektinou vznikají píležitosti pro soukromé investory, kteí mohou svým psobením zvyšovat konkurenci na trhu. Píležitost pro menší investory mže být práv v distribuovaných zdrojích energie. 16

17 3 POPIS APLIKACE METODIKY LCA (LIFE CYCLE ASSESSMENT), CHARAKTERISTIKA POUŽITÉHO MODELU GEMIS Popis aplikace metodiky LCA (Life Cycle Assessment) je vypracován v souladu s výsledky projektu Grantové agentury eské republiky. 103/07/1546 Metodika hodnocení proces pomocí spoteby primární energie ešeného v roce 2007 odborným týmem pracovník spolenosti CITYPLAN spol. s r.o. pod vedením Prof. Ing. Jana Kartáka, DrSc. 3.1 DVODY K HODNOCENÍ ENERGETICKÉ NÁRONOSTI PROCES V souasné dob je zejmé, že s postupem doby, jak bude vzrstat obtížnost získávání primární energie, bude rovnž rst cena všech forem užitné energie. Navíc vzrstají obavy o budoucí spolehlivost dodávek energie do Evropy. Odhaduje se, že v roce 2030 dosáhne dovoz primární energie do Evropy asi 70 % z celkem spotebované energie. To pedstavuje vážné riziko bezpenosti a spolehlivosti dodávek energie. Pro posuzování jakýchkoliv proces lidské innosti bude proto stále dležitjším kritériem spoteba primární energie. Pro R je dále charakteristické, že tuzemské zdroje primární energie nepostaují pro krytí vlastní spoteby energie (zásoby uhlí budou v blízké dob vyerpány, vlastní zásoby ropy a zemního plynu jsou vzhledem k rozsahu spoteby zanedbatelné), a že dovoz primární energie bude v píštích letech stále vzrstat. Nap. v roce 1995 inil dovoz energie do R 41,7 %, v roce 2005 již 45,44 % a v roce 2030 se pedpokládá dovoz kolem 60 % z celkové vlastní spoteby energie. Pitom ztráty energie pi procesech její pemny jsou v R znan velké, nap. v roce 2005 inily ztráty primární energie více než 38 %. Efektivnjší hospodaení s energií bude proto nutné nejen pro jednotlivé podnikatelské subjekty, spotebitele, ale i z hlediska státní hospodáské politiky. Energetická úinnost technologických proces však neovlivuje jen ekonomiku, ale také kvalitu životního prostedí. Podíl fosilních paliv v celkové spoteb primární energie v R iní stále ješt kolem 59 % (r. 2006). Pi spalování tchto paliv vznikají skleníkové plyny (CO 2, CH 4 aj.) zpsobující skleníkový efekt a pispívající ke globálnímu oteplováni a zneišující plyny (nap. SO2, NOx, karcinogenní uhlovodíky), které je teba nákladn odluovat ze spalin. Prvním pedpokladem efektivní realizace všech opatení pro zvýšení úspor a diverzifikaci primární energie je pesná znalost energetických bilancí energetických technologií. Jen tak lze porovnávat vhodnost technologií s ohledem na spotebu energie a init kompetentní rozhodnutí o jejich využití. Dosud se pro posouzení relativní spoteby energie jednotlivých technologií používalo kritérium energetické úinnosti. Jak se ukazuje, toto kritérium je v nkterých pípadech mén vhodné, protože neukazuje explicitn požadavky na celkovou spotebu primární energie vyšetovaného procesu. 17

18 3.2 METODA FAKTOR PRIMÁRNÍ ENERGIE V poslední dob se v energetických systémech zaínají používat alternativní technologie a nejrznjší zdroje primární energie. Pi posuzování tchto, asto znan rznorodých technologií, již nestaí používat energetickou úinnost, vztahující se pouze na konený proces výroby užitené energie. etzec pomocných proces ped vlastním vyšetovaným procesem se mže v jednotlivých pípadech podstatn lišit a celková spoteba energie mže být rzná. Tuto skutenost je teba respektovat a každý proces je nutné hodnotit tzv. metodou posuzování životního cyklu, obecn známé pod zkratkou LCA (Life Cycle Assessment). Je to jedna z metod environmentálního managementu, která hodnotí environmentální aspekty a možné dopady výrobku nebo innosti na životní prostedí v prbhu celého životního cyklu, to znamená od získávání nebo tžby surovin pes výrobu výrobk, jejich užívání až po odpad. V energetice se metoda hodnocení pomocí spoteby primární energie objevila již v 70. letech v nmecké smrnici VDI 4600, která uvádí pravidla pro výpoet soutu všech vstup primární energie do vyšetovaného procesu. V roce 2001 byla vydána norma DIN V 4701 Teil 10 pro energetické hodnocení vytápcích a vzduchotechnických zaízení, která však do soutu spotebovaných primárních zdroj zahrnuje i spotebu pitné vody. 3.3 EVROPSKÝ NORMATIVNÍ RÁMEC Evropská unie vydala v íjnu 2005 návrh normy EN , která obsahuje metodiku výpotu kritéria faktor primární energie, jež má umožnit pesnjší hodnocení technologických systém z hlediska spoteby energie. Hodnotí se energie spotebovaná nejen pi procesu samotném, ale také pi tžb, zpracování a doprav nosi potebné primární energie, nap. paliv, elektiny, energetických zdroj. V roce 2007 byl uvedený návrh normy pijat jako souasn platná norma EN , která se v podstat neliší od pvodního návrhu. Faktor primární energie je definován jako podíl celkem spotebované primární energie pro daný proces a dodané užitené energie procesem. Norma definuje analogicky též faktor neobnovitelné primární energie, který uvažuje pouze neobnovitelnou celkem spotebovanou primární energii. Primární energie je definována jako energie, která neprošla žádným transformaním procesem. Výpoet faktor primární energie je však komplikovaný, asov nároný a nemusí být vždy jednoznaný. V dodatku uvedené normy je proto uvedeno nkolik informativních hodnot faktor primární energie pro nejastji používané nosie energie, což má usnadnit použití normy v praxi. Procesní etzec, pro který jsou tyto faktory poítány, však není pesnji definován, takže hodnoty se mohou v konkrétních pípadech lišit od skutenosti. Hodnoty faktor primární energie uvedené v norm svádí ke snadnému a rychlému výpotu, jehož výsledky však nemusí odpovídat skutenosti a posuzování jednotlivých proces mže být zkresleno. Norma proto doporuuje vytvoit zvláštní pílohu s daty použitelnými pro výpoet faktor primární energie v daném regionu. Výpoet spoteby a vynaložení primární energie, pop. výpoet faktor primární energie znan usnaduje výpotový program GEMIS. 18

19 3.4 VÝPOET FAKTOR PRIMÁRNÍ ENERGIE Norma EN definuje dv základní kritéria: Faktor primární energie f P (primary energy factor), což je celková spoteba primární energie Q P vyšetovaného systému dlená celkovou výstupní využitou energií Q C : Q P f P =. QC Faktor primární energie je tedy pomrná celková spoteba primární energie pro vyšetovaný proces. Vztahuje se vždy na celý procesní etzec od získání primární energie až po dodanou energii. Primární energie je definována jako energie, která neprošla žádným transformaním procesem (je tedy dostupná v pírod). Primární energie na vstupu do vyšetovaného systému Q P je energie obsažená nejen v nosii energie (nap. palivu), ale také energie potebná pro tžbu tohoto paliva, rafinaci, uskladnní, dopravu, úpravu, transformaci, distribuci apod. Energii obsaženou v palivu lze vypoítat jako souin množství paliva a výhevnosti nebo spalného tepla. Faktor neobnovitelné primární energie (primary resource energy factor) je definován analogicky, jen za Q P se v pedchozím vztahu dosazuje pouze neobnovitelná (fosilní) energie. Pomocí uvedených dvou faktor lze posuzovat daný proces z hlediska environmentálního a udržitelného rozvoje. Pi hodnocení jednoduchých proces se obvykle používá vztah Q F f P =. fp, F QC, kde Q F je celková spoteba energie na vstupu do vyšetovaného procesu, pomr Q F / Q C je pevrácenou hodnotou energetické úinnosti vyšetovaného procesu a f P,F faktor primární energie nosie energie (nap. paliva) pro celý etzec proces od jeho získání až po vstup do vyšetovaného procesu. Pro každý proces lze vypoíst faktor primární energie a faktor primární neobnovitelné energie. Rozdíl hodnot tchto faktor dává hodnotu faktoru obnovitelné energie. Jestliže se v systému spotebovává pouze energie obnovitelná, k jejímuž získání a manipulaci s ní není poteba žádná neobnovitelná energie, je faktor primární neobnovitelné energie roven nule. V pípad, že je faktor primární energie vtší než 2, spotebuje se v procesu více energie, než se vyrobí. Vyrábí-li se v procesu energie s vysokou úinností a nahrazuje-li se touto energií energie vyrobená v jiném (neanalyzovaném) procesu s horší úinností (nap. elektina z kogenerace nahrazuje elektinu z kondenzaních elektráren), mže být faktor primární energie záporný (celková spoteba primární energie se snižuje). P i zpracování tohoto projektu budou zahrnuty p ímé (tžba, transformace) i nep ímé (energie na výstavbu a dopravní procesy) energetické toky. 19

20 Kumulovaná spot eba primární energie, KEV (Kumulierter Energieverbrauch, CEC Cumulated Energy Consumption) ukazatel zavedený v GEMIS od verze 4.2, zahrnuje primární spotebu energie vyšetovaného procesu, avšak bez uvážení tepelného obsahu (výhevnosti) látek, které mohou být použity jako stavební nebo konstrukní (nap. stavební devo, papír, plasty). Tato charakteristika se používá výhradn pro energetické úely. Hodnota KEV odpovídá kritériu faktor spoteby primární energie definované evropskou normou EN v pípad, že je vypotena pro jednotku výstupu. GEMIS poítá spotebu neobnovitelné, obnovitelné, ostatní (odpadní) i celkové primární energie, takže lze urit oba faktory primární energie celkové i neobnovitelné. V pípad analýzy proces poítá program GEMIS pímo kumulovanou spotebu energie (KEV), takže je-li výpoet vztažen na jednotku výstupního produktu procesu, odpovídá hodnota KEV faktoru primární energie. Uvedené hodnoty faktor primární energie byly poítány pomocí programu GEMIS verze 4.4. Pi porovnání s novou verzí programu se mohou výsledky lišit (pokud byla v nové verzi upravena nebo zpesnna vstupní data). 3.5 PEDPOKLADY Lineární bilanní model GEMIS byl vytvoen pracovníky Öko-Institut Darmstadt, Nmecko, ve spolupráci s vdeckými a univezitními pracovišti v ad zemí svta (podrobnji viz www stránky Öko-Institut Darmstadt: Procesy pro eské prostedí byly vytvoeny a jsou pravideln aktualizovány v CITYPLAN, spol. s r.o. Investiní, provozní a variabilní náklady jsou pibližnými hodnotami jedná se o výsledek expertních analýz a vycházejí ze souasných cenových relací. GEMIS poítá s uritou pesností, takže v pípad malých hodnot (nap. faktor obnovitelné primární energie u elektráren spalujících fosilní paliva nebo u variabilních nepalivových náklad u kotl na zemní plyn) se mohou lišit. V pípad záporných hodnot nap. emisí CO 2 -ekvivalentu pedstavují tyto hodnoty bonus, tedy snížení produkce pi klasické monovýrob tepla. 20

21 4 TECHNOLOGIE Analýza LCA je provedena pro v souasnosti i v blízké budoucnosti v R využitelné technologie pro výrobu elektiny a tepla využívající fosilní i jaderná paliva a obnovitelné zdroje. Spoteny jsou pímé i nepímé vlivy celého analyzovaného procesu a to vetn vliv pro výrobu a úpravu hlavních potebných materiál dané technologie a dopravních proces. Do proces monovýroby elektrické energie byly vybrány následující procesy: - Hndouhelná elektrárna, úinnost 43 % brutto; - ernouhelná elektrárna, úinnost 45 % brutto; - Jaderná elektrárna 3. generace, úinnost 34 %; - Paroplynová elektrárna zemní plyn, úinnost 57%; Do proces kogeneraních zdroj byly vybrány následující: - Motorová kogenerace - zemní plyn - Motorová kogenerace - bioplyn - Hndouhelná teplárna, protitlaká turbína - Paroplynová teplárna zemní plyn - Kogeneraní jednotka na biomasu, technologie ORC Z obnovitelných zdroj pro monovýrobu elektrické energie byly hodnoceny: - Fotovoltaická elektrárna - Vtrná elektrárna - Malá vodní elektrárna 4.1 CHARAKTERISTIKA VYBRANÝCH PROCES Charakteristiky proces jsou popsány v souladu s popisem v programu GEMIS. V procesních etzcích jsou proto uvádny vždy (originální) názvy tchto proces. 21

22 4.1.1 Hndouhelná elektrárna (HU) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 660 MW Doba využití: h/r Životnost: 30 let Palivo: hndé elektrárenské uhlí Doprava paliva: bez dopravy Úinnost: 43% brutto, 42% netto Investiní náklady: K/kW Obrázek 3: Procesní etzec hndouhelná elektrárna ernouhelná elektrárna (CU) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 660 MW Doba využití: h/r Životnost: 30 let Palivo: erné uhlí (Polsko) Doprava paliva: vlak 100 km Úinnost: 45,5% brutto, 44,5% netto Investiní náklady: K/kW Obrázek 4: Procesní etzec ernouhelná elektrárna 22

23 4.1.3 Paroplynová elektrárna (GTCC gas turbine combined cycle) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 450 MW Doba využití: h/r Životnost: 15 let Palivo: zemní plyn Úinnost: 57% Investiní náklady: K/kW Obrázek 5: Procesní etzec paroplynová elektrárna Jaderná elektrárna (JE) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 1450 MW Doba využití: h/r Životnost: 30 let Palivo: obohacený uran Doprava paliva: vlak 1000 km Úinnost: 34% Investiní náklady: K/kW 23

24 Obrázek 6: Procesní etzec jaderná elektrárna Motorová kogenerace zemní plyn (Tp motor ZP) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 1000 kw Doba využití: 4000 h/r Životnost: 15 let Palivo: zemní plyn Úinnost: 35,4% Investiní náklady: K/kW Vázaný produkt: teplo 1,5 MWh/MWh, vyrobené teplo nahrazuje plynovou kotelnu Obrázek 7: Procesní etzec motorová kogenerace (zemní plyn) 24

25 4.1.6 Motorová kogenerace bioplyn (TP motor bioplyn) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 500 kw Doba využití: 6000 h/r Životnost: 15 let Palivo: bioplyn z mokré fermentace zemdlské biomasy Úinnost: 35 % Investiní náklady: K/kW Vázaný produkt: teplo 0,671 MWh/MWh 50 % tepla je využito pro technologii fermentátoru, 50 % nahrazuje plynovou kotelnu Obrázek 8: Procesní etzec motorová kogenerace (bioplyn) Hndouhelná teplárna (Tp HU) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 20 MW Doba využití: 4000 h/r Životnost: 30 let Palivo: hndé uhlí Doprava paliva: vlak 150 km Úinnost: 24% Investiní náklady: K/kW Vázaný produkt: teplo 2 MWh/MWh, vyrobené teplo nahrazuje plynovou kotelnu Obrázek 9: Procesní etzec hndouhelná teplárna 25

26 4.1.8 Paroplynová teplárna (Tp GTCC) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 100 MW Doba využití: 4000 h/r Životnost: 15 let Palivo: zemní plyn Úinnost: 45% Investiní náklady: K/kW Vázaný produkt: teplo 0,86 MWh/MWh, vyrobené teplo nahrazuje plynovou kotelnu Obrázek 10: Procesní etzec paroplynová teplárna Kogeneraní jednotka na biomasu, technologie ORC (Tp biomasa ORC) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 600 kw Doba využití: 4000 h/r Životnost: 15 let Palivo: devní odpad Doprava paliva: nákladní auto 15 km Úinnost: 14,1 % Investiní náklady: K/kW Vázaný produkt: teplo 4,66 MWh/MWh, vyrobené teplo nahrazuje plynovou kotelnu 26

27 Obrázek 11: Procesní etzec kogeneraní jednotka na biomasu Fotovoltaická elektrárna (FV) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 3,168 kw Doba využití: 935 h/r Životnost: 30 let Investiní náklady: K/kW Vtrná elektrárna (VT) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 1000 kw Doba využití: 1900 h/r Životnost: 20 let Investiní náklady: K/kW Malá vodní elektrárna (MVE) Základní technické a ekonomické parametry Výkon: 100 kw Doba využití: 3950 h/r Životnost: 50 let Investiní náklady: K/kW 27

28 5 POROVNÁNÍ SCÉNÁ V následující kapitole je vyhotoveno nkolik scéná možného vývoje výroby elektiny a tepla do roku Jsou vyhotoveny dv varianty pro decentralizované kogeneraní zdroje, dv varianty pro centralizované kogeneraní zdroje. Ve všech variantách je porovnáván mix kogeneraních zdroj s monovýrobou elektiny ve velkých elektrárnách. V poslední variant jsou porovnány všechny výše uvedené jednotlivé zdroje (+ obnovitelné zdroje s monovýrobou el. energie fotovoltaická elektrárna, vtrná elektrárna, malá vodní elektrárna) pro jednotkové množství vyrobené elektrické energie. Pi porovnávání zdroj jsou dány do rovnosti elektrické výkony, piemž bonusové teplo vyrobené v kogeneraních zdrojích je zohlednno odetením parametr odpovídajících výrob stejného množství tepla v plynové koteln (tj. nap. od emisí vzniklých pi výrob v kogeneraním zdroji jsou odeteny emise, které by vznikly pi výrob stejného množství tepla v plynové koteln). Z tohoto dvodu v nkterých scénáích mohou vyjít pro nkteré zdroje záporné emise, a to v pípad, kdy samostatná kotelna produkuje více emisí než kogeneraní zdroj se stejným objemem výroby tepla. 5.1 DECENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA 1 Varianta 1 poítá s objemem výroby elektrické energie v decentralizovaných kogeneraních zdrojích ve výši 600 GWh. Z toho pipadá 500 GWh na plynové kogeneraní zdroje a 100 GWh na bioplynové kogeneraní zdroje. Kogeneraní mix (DZT-1) je porovnáván s monovýrobou elektrické energie v tchto elektrárnách hndouhelná elektrárna (HU), ernouhelná elektrárna (CU), jaderná elektrárna (JE), paroplynová elektrárna (GTCC). U tchto elektráren je poítáno pouze s výrobou elektrické energie bez využití odpadního tepla Faktory primární energie Obrázek 12: Varianta DZT-1, faktory primární energie 28

29 Tabulka 2: Varianta DZT-1, faktory primární energie!"!# $!#%!#% &'!!! Emise skleníkových plyn Obrázek 13: Varianta DZT-1, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 14: Varianta DZT-1, emise CO 2 29

30 Tabulka 3: Varianta DZT-1, emise skleníkových plyn (!)*) (!) # %!#!! "" # $ " "!" &' + " Produkce plynných emisí Obrázek 15: Varianta DZT-1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 16: Varianta DZT-1, emise SO 2 30

31 Obrázek 17: Varianta DZT-1, emise NO x Obrázek 18: Varianta DZT-1, emise TOPP-ekvivalent TOPP = tropospheric ozone precursor potential (potenciál pvodc troposférického ozónu) 31

32 Obrázek 19: Varianta DZT-1, emise tuhých látek Tabulka 4: Varianta DZT-1, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2!% +# + + #"!!% % " " % #!! + $!" %# "!#! # &'! #!! # 32

33 5.1.4 Základní pevné odpady Obrázek 20: Varianta DZT-1, produkce popelovin Obrázek 21: Varianta DZT-1, produkce odpadu po odsíení 33

34 Obrázek 22: Varianta DZT-1, produkce skrývky Obrázek 23: Varianta DZT-1, produkce jaderného odpadu Tabulka 5: Varianta DZT-1, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63* %+!! #% " + #!!! "+!!%+ $!""!% %+%#+! &' % +!! # 34

35 5.1.5 Náklady Obrázek 24: Varianta DZT-1, výrobní náklady Tabulka 6: Varianta DZT-1, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* ! " " " "# +# #!# $ + #!# &' + +! % 35

36 5.2 DECENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA 2 Varianta 2 poítá s objemem výroby elektrické energie v decentralizovaných kogeneraních zdrojích ve výši 900 GWh. Z toho pipadá 700 GWh na plynové kogeneraní zdroje a 200 GWh na bioplynové kogeneraní zdroje. Ostatní zdroje jsou stejné jako v pípad varianty Faktory primární energie Obrázek 25: Varianta DZT-2, faktory primární energie Tabulka 7: Varianta DZT-2, faktory primární energie! +" + +!"!# $!#%!#% &'!!! 36

37 5.2.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 26: Varianta DZT-2, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 27: Varianta DZT-2, emise CO 2 Tabulka 8: Varianta DZT-2, emise skleníkových plyn (!)*) (!)! % " % #" " " $ " + &' "% "! 37

38 5.2.3 Produkce plynných emisí Obrázek 28: Varianta DZT-2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 29: Varianta DZT-2, emise SO 2 38

39 Obrázek 30: Varianta DZT-2, emise NO x Obrázek 31: Varianta DZT-2, emise TOPP-ekvivalent 39

40 Obrázek 32: Varianta DZT-2, emise tuhých látek Tabulka 9: Varianta DZT-2, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2! #" " %!!" %"! #! + "" %# "" "! $ #++ "" %! &'!" #"% # " " 40

41 5.2.4 Základní pevné odpady Obrázek 33: Varianta DZT-2, produkce popelovin Obrázek 34: Varianta DZT-2, produkce odpadu po odsíení 41

42 Obrázek 35: Varianta DZT-2, produkce skrývky Obrázek 36: Varianta DZT-2, produkce jaderného odpadu Tabulka 10: Varianta DZT-2, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63*! #! ""! %! %!% #%+!" $!! ## ""!# &' # " #"% 42

43 5.2.5 Náklady Obrázek 37: Varianta DZT-2, výrobní náklady Tabulka 11: Varianta DZT-2, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* ! +%% %!!+ +!!!%! % +%! $!! %"+ +% &' #+ "!" 43

44 5.3 CENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA 1 Varianta 1 poítá s objemem výroby elektrické energie v centralizovaných kogeneraních zdrojích ve výši 17,5 TWh. Z toho pipadá 13,2 TWh na hndouhelné teplárny, 2 TWh na paroplynové teplárny a 2,3 TWh na kogeneraní systémy na biomasu. Kogeneraní mix (CZT- 1) je porovnáván s monovýrobou elektrické energie v elektrárnách (stejné typy jako u pedchozích variant) Faktory primární energie Obrázek 38: Varianta CZT-1, faktory primární energie Tabulka 12: Varianta CZT-1, faktory primární energie "% %! #!"!# $!#%!#% &'!!! 44

45 5.3.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 39: Varianta CZT-1, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 40: Varianta CZT-1, emise CO 2 Tabulka 13: Varianta CZT-1, emise skleníkových plyn (!)*) (!) ##!% %! %" #! $ "#" " &' % + 45

46 5.3.3 Produkce plynných emisí Obrázek 41: Varianta CZT-1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 42: Varianta CZT-1, emise SO 2 46

47 Obrázek 43: Varianta CZT-1, emise NO x Obrázek 44: Varianta CZT-1, emise TOPP-ekvivalent 47

48 Obrázek 45: Varianta CZT-1, emise tuhých látek Tabulka 14: Varianta CZT-1, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2 # #" " %!+!% %" % + %" %" "! $ #+ %"+ #%% "# ## &' " ++ "! 48

49 5.3.4 Základní pevné odpady Obrázek 46: Varianta CZT-1, produkce popelovin Obrázek 47: Varianta CZT-1, produkce odpadu po odsíení 49

50 Obrázek 48: Varianta CZT-1, produkce skrývky Obrázek 49: Varianta CZT-1, produkce jaderného odpadu Tabulka 15: Varianta CZT-1, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63* %#%## %!"!# #"+! +# #+!!!#! "!!+"% %!%!" $ +% +" "!!% "" &'!#!!!+ %"! ++% 50

51 5.3.5 Náklady Obrázek 50: Varianta CZT-1, výrobní náklady Tabulka 16: Varianta CZT-1, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* %!# %!%" "%+ #!#"# % %! $!!+ % &'!+ "!+ 51

52 5.4 CENTRALIZOVANÉ KOGENERANÍ ZDROJE VARIANTA 2 Varianta 2 poítá s objemem výroby elektrické energie v centralizovaných kogeneraních zdrojích ve výši 12,6 TWh. Z toho pipadá 5,4 TWh na hndouhelné teplárny, 4,9 TWh na paroplynové teplárny a 2,3 TWh na kogeneraní systémy na biomasu. Kogeneraní mix (CZT- 2) je porovnáván s monovýrobou elektrické energie v elektrárnách (stejné typy jako u pedchozích variant) Faktory primární energie Obrázek 51: Varianta CZT-2, faktory primární energie Tabulka 17: Varianta CZT-2, faktory primární energie! #!!!!%!% $!#+!# &'!#! 52

53 5.4.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 52: Varianta CZT-2, emise CO 2 - ekvivalent Obrázek 53: Varianta CZT-2, emise CO 2 Tabulka 18: Varianta CZT-2, emise skleníkových plyn (!)*) (!)! "# #+ "+# #+# " + $!# % &' + 53

54 5.4.3 Produkce plynných emisí Obrázek 54: Varianta CZT-2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 55: Varianta CZT-2, emise SO 2 54

55 Obrázek 56: Varianta CZT-2, emise NO x Obrázek 57: Varianta CZT-2, emise TOPP-ekvivalent 55

56 Obrázek 58: Varianta CZT-2, emise tuhých látek Tabulka 19: Varianta CZT-2, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2! "#% +# " ### "! ## # %%+ " %# +"% # "!! + $ %+! #"# "% "! &' %! %+ #!#!! 56

57 5.4.4 Základní pevné odpady Obrázek 59: Varianta CZT-2, produkce popelovin Obrázek 60: Varianta CZT-2, produkce odpadu po odsíení 57

58 Obrázek 61: Varianta CZT-2, produkce skrývky Obrázek 62: Varianta CZT-2, produkce jaderného odpadu Tabulka 20: Varianta CZT-2, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63*!!+%!%!!" "++%! " %# %# ++%% #!"%# ###+ + $!%+# "%%+% #%! &' "#" %#! ###%! %+ 58

59 5.4.5 Náklady Obrázek 63: Varianta CZT-2, výrobní náklady Tabulka 21: Varianta CZT-2, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* ! %"! #!"!"#+!#" #!+#+ %% +#!% $ %+!!+!%# &'!! +!+!+#+ 59

60 5.5 KOGENERANÍ ZDROJE CELKEM VARIANTA 1 (DZT1 + CZT1) Tato varianta poítá s celkovým objemem výroby energie v kogeneraních zdrojích centralizovaných i decentralizovaných. Celkový objem výroby elektrické energie v této variant je 17,5 TWh za rok. Zastoupení jednotlivých zdroj odpovídá variantám DZT1 a CZT Faktory primární energie Obrázek 64: Varianta CZT1+DZT1, faktory primární energie Tabulka 22: Varianta CZT1+DZT1, faktory primární energie : " %!!%!% $!#!# &'!!! 60

61 5.5.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 65: Varianta CZT1+DZT1, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 66: Varianta CZT1+DZT1, emise CO 2 Tabulka 23: Varianta CZT1+DZT1, emise skleníkových plyn (!)*) (!) : +" % ## %+ " ##"% $ %% "! &' # "+ 61

62 5.5.3 Produkce plynných emisí Obrázek 67: Varianta CZT1+DZT1, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 68: Varianta CZT1+DZT1, emise SO 2 62

63 Obrázek 69: Varianta CZT1+DZT1, emise NO x Obrázek 70: Varianta CZT1+DZT1, emise TOPP-ekvivalent 63

64 Obrázek 71: Varianta CZT1+DZT1, emise tuhých látek Tabulka 24: Varianta CZT1+DZT1, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2 : #!#" #"!" "#+ +! +# %+" # "#" %%!#!# +!"# "" $ +%+!### "!% % #! &' "!!!% %+ #" # 64

65 5.5.4 Základní pevné odpady Obrázek 72: Varianta CZT1+DZT1, produkce popelovin Obrázek 73: Varianta CZT1+DZT1, produkce odpadu po odsíení 65

66 Obrázek 74: Varianta CZT1+DZT1, produkce skrývky Obrázek 75: Varianta CZT1+DZT1, produkce jaderného odpadu Tabulka 25: Varianta CZT1+DZT1, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63* : %#"" %!!" #"% +# "!%!+%%! "+%#!+ %!#!!% $ +%"# +++ +!"# " &'!!! %#!!! 66

67 5.5.5 Náklady Obrázek 76: Varianta CZT1+DZT1, výrobní náklady Tabulka 26: Varianta CZT1+DZT1, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* : # +#+!+!"" "" "!% #!""!!! %" $!#+ " %!# &'!! "% #"!" 67

68 5.6 KOGENERANÍ ZDROJE CELKEM VARIANTA 2 (DZT2 + CZT2) Tato varianta poítá s celkovým objemem výroby energie v kogeneraních zdrojích centralizovaných i decentralizovaných. Celkový objem výroby elektrické energie v této variant je 12,6 TWh za rok. Zastoupení jednotlivých zdroj odpovídá variantám DZT2 a CZT Faktory primární energie Obrázek 77: Varianta CZT2+DZT2, faktory primární energie Tabulka 27: Varianta CZT2+DZT2, faktory primární energie!:! "!!!!"!# $!#%!#% &'!!! 68

69 5.6.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 78: Varianta CZT2+DZT2, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 79: Varianta CZT2+DZT2, emise CO 2 Tabulka 28: Varianta CZT2+DZT2, emise skleníkových plyn (!)*) (!)!:! ## "##+ "+ "%! $ + &' +#" +" 69

70 5.6.3 Produkce plynných emisí Obrázek 80: Varianta CZT2+DZT2, emise SO 2 - ekvivalent Obrázek 81: Varianta CZT2+DZT2, emise SO 2 70

71 Obrázek 82: Varianta CZT2+DZT2, emise NO x Obrázek 83: Varianta CZT2+DZT2, emise TOPP-ekvivalent 71

72 Obrázek 84: Varianta CZT2+DZT2, emise tuhých látek Tabulka 29: Varianta CZT2+DZT2, produkce plynných emisí (,, )* -(! )* -(!.(/ 01)2!:! "+% " ""! #%# %" "+! ## +! "%! "! "+ #+ $! "%"!! "##!! &' +% %+## #""!!% 72

73 5.6.4 Základní pevné odpady Obrázek 85: Varianta CZT2+DZT2, produkce popelovin Obrázek 86: Varianta CZT2+DZT2, produkce odpadu po odsíení 73

74 Obrázek 87: Varianta CZT2+DZT2, produkce skrývky Obrázek 88: Varianta CZT2+DZT2, produkce jaderného odpadu Tabulka 30: Varianta CZT2+DZT2, základní pevné odpady 332 3*454 )6)* *63*!:!!"%!!%"" "++ " # " ## ##"#!! #%"#+ $!+%+ %" +!#% #! &' %"%# " #%" %+ 74

75 5.6.5 Náklady Obrázek 89: Varianta CZT2+DZT2, výrobní náklady Tabulka 31: Varianta CZT2+DZT2, výrobní náklady *4)*2 '/4)*2 )1)* !:! ++ #+!!"%!% #% #% +!# $ + +!+ &'!!! +%! + 75

76 5.7 JEDNOTLIVÉ ZDROJE POROVNÁNÍ PARAMETR NA JEDNOTKU VYROBENÉ ELEKTRICKÉ ENERGIE V této variant jsou porovnávány všechny výše uvedené kogeneraní zdroje (centralizované i decentralizované), elektrárny pro monovýrobou elektiny a obnovitelné zdroje pro monovýrobu elektiny. Stejn jako v minulých variantách je u kogeneraních zdroj zohlednno bonusové teplo, nahrazující výrobu tepla v plynových kotlích. Parametry zdroj jsou pepoteny na jednotku vyrobené elektrické energie (1 MWh) Faktory primární energie Obrázek 90: Jednotlivé zdroje, faktory primární energie Tabulka 32: Jednotlivé zdroje, faktory primární energie ;< # #!! <' % % =<' 37**(> + "+ % 3732 " ## 37,!%!% 3, # # 3$ %" %"!#!# $!#%!#" &'!!! 76

77 5.7.2 Emise skleníkových plyn Obrázek 91: Jednotlivé zdroje, emise CO 2 ekvivalent Obrázek 92: Jednotlivé zdroje, emise CO 2 77

78 Tabulka 33: Jednotlivé zdroje, emise skleníkových plyn (!)* ;< %! ## <' %%" "+ =<' #% + 37**(> # "%% 3732 #" %%! 37,!+#!#"++ 3,!%!+% 3$ ##!! ##+ +%" +#+ #+ $ ++!+ +#!! &' %!" " Produkce plynných emisí Obrázek 93: Jednotlivé zdroje, emise SO 2 - ekvivalent 78