Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Chabičovice. Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice CHABIČOVICE

Transkript

1 Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Chabičovice Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice CHABIČOVICE Listopad 2014

2 Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Chabičovice Zpracovatel: SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie () Americká 579/17, Praha 2 T: F: seven@svn.cz Internet: Kolektiv autorů: Ing. Tomáš Voříšek, Ing. Jaroslav Maroušek, Ing. Bohuslav Málek Dovětek: Tato studie je součástí veřejně dostupného výstupu D 3.5 projektu BiogasHeat. Projekt je podporován Evropskou komisí v rámci programu Intelligent Energy for Europe (IEE). Výhradní odpovědnost za obsah tohoto dokumentu přebírají jeho autoři. Obsah materiálu nevyjadřuje stanovisko Evropské unie. Agentura EACI (Výkonná agentura pro konkurenceschopnost a inovace), která program IEE administruje, ani Evropská komise nejsou zodpovědné za jakékoliv využití informací obsažených v této publikaci. Pracovní aktivity projektu BiogasHeat probíhají současně v 8 zemích EU a více informací o něm je možné nalézt na internetových stránkách Listopad

3 Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Chabičovice Obsah 1 Úvod - předběžná studie proveditelnosti 4 2 Informace o stanici Umístění Technické informace Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS) 9 3 Stávající míra užití tepla z BPS 10 4 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených) Stávající spotřeby tepla v areálu farmy Nové možné odběry tepla (v blízkém či vzdáleném okolí od BPS) 11 5 Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS Technické řešení společné aspekty navržených variant řešení Ekonomické hodnocení Rámcové právní podmínky Sociální hlediska Finanční hlediska Ekologické efekty 24 6 Souhrn předběžné studie proveditelnosti 26 7 Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice 28 8 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET Definice užitečného tepla Výpočtová metodika procesu KVET Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS Způsob prokazování 34 Listopad

4 1 Úvod - předběžná studie proveditelnosti Stěžejním cílem evropského projektu BiogasHeat je podporovat ekonomicky smysluplné a ekologicky žádoucí způsoby využití tepla ze stávajících a budoucích bioplynových stanic (dále jen také BPS ). Právě z tohoto důvodu byla v ČR podobně jako v dalších zemích účastnících se projektu oznámena na jaře letošního roku národními partnery projektu časově omezená výzva s nabídkou bezplatného posouzení případných možností využití tepla (formou předběžné studie proveditelnosti) u limitovaného počtu konkrétních projektů BPS. Jednou z organizací, která o toto posouzení projevila zájem, je i společnost ZEMOS Zubčice spol. s r.o., (dále také jen společnost či investor ). Svou bioplynovou stanici ve svém středisku v obci Chabičovice společnost uvedla do provozu v roce 2011 a tento materiál hodnotí opatření, která byla v rámci osobní návštěvy a následných diskuzí se zástupci investora identifikována jako perspektivní. S cílem posoudit jejich technické předpoklady, možné ekonomické přínosy a v neposlední řadě i ekologické (pozitivní) dopady. A to za účelem nejen splnit podmínky investičních případně provozních forem podpory, které společnost k využití tepla motivují, příp. zavazují, ale hlavně také najít racionální a dlouhodobě perspektivní řešení, které se pro společnost nestane přítěží ale prostředkem k jejímu dalšímu hospodářskému rozvoji. Tato předběžná studie proveditelnosti by však neměla být považována za podklad pro konečné rozhodování, ale jako nezávislý názor zpracovatele, jakému z opatření dále věnovat pozornost a poté se definitivně rozhodnout o jeho případné ne-realizaci. Studie je zpracována na základě osobní prohlídky BPS a informací a podkladů od zástupců společnosti o stávající technologii BPS i zemědělského areálu, kde se nachází (např. energetický audit projektu BPS, historické spotřeby energií apod.) Listopad

5 2 Informace o stanici 2.1 Umístění Bioplynová stanice se nachází v areálu společnosti ZEMOS Zubčice, spol. s r.o., ležícím cca 3 km východním směrem od města Český Krumlov. V areálu BPS je provozována intenzivní rostlinná a živočišná výroba, zahrnující chov skotu. Dislokace BPS do jejího areálu má přinášet několik pozitiv (napomůže v budoucnu se zpracováním kejdy, sníží podniku náklady za energie, minimalizuje vliv stanice na samotné město). Stanice je situována do jižní části areálu (GPS: 48 49'2.180"N, 14 22'3.075"E). UMÍSTĚNÍ BPS AREÁL FIRMY ZEMOS Zubčice, spol. s r.o. Obr. č. 1: Přehledná situace umístění BPS 2.2 Technické informace Bioplynová stanice byla vybudována dle technologického know-how německé společnosti AgriKomp, kterou na českém trhu zastupuje výhradní licenční partner AgriKomp Bohemia s.r.o. Tuzemský dodavatel eviduje ve svých referencích více než 90 realizací s výkonem od 250 kw do 2 MW a patří v ČR mezi přední firmy tohoto oboru. Funkční schéma bioplynové stanice dodavatele technologie AgriKomp je uvedeno na následujícím obrázku. Listopad

6 Charakteristickým znakem nasazené technologie jsou 2 zateplené betonové kruhové fermentory o objemu 2x1.880 m 3, dofermentační nádrže o objemu m 3, uskladňovací nádrže fugátu o objemu m 3, strojovna s kogeneračními jednotkami s celkovým výkonem 1000 kwe, kiosková trafostanice, vlastního připojení k elektrické síti. Ze vstupního zásobníku se čerpá kejda a provozní voda čerpadlem do fermentorů, kde se míchá s další biomasou (kukuřičnou siláží, travní senáží a hovězím hnojem). Vielfrass je zařízení zajišťující vkládání obnovitelných surovin kukuřičné siláže, travní senáže a pevného hovězího hnoje do fermentoru. Skládá se ze základní jednotky a trychtýře. Základní jednotka se skládá z příruby a z vany, a ve které je osazen hlavní vkládací šnek. Nad ním jsou osazeny dva rozdružovací šneky. Část vany, která přichází do kontaktu s hlavním šnekem, je opláštěna vyměnitelnými plastovými částmi z důvodu ochrany vany proti otěru. Aby se snížilo riziko koroze, je vana vyrobena z nerezové oceli. Trychtýř slouží jako zásobník a může být zvětšen až na objem 14 m3. Další výhoda zařízení je instalace vnější straně fermentoru. Protože žádná část vkládacího zařízení nevystupuje do prostoru fermentoru, nezabraňuje tak míchání procesu ve fermentoru a snižuje tak spotřebu energie. Fermentor a dofermentror jsou zateplené extrudovaným polystyrenem a vytápěné odpadním teplem z kogeneračních jednotek. Pro zvýšení výtěžnosti bioplynu je nutno substrát (digestát) zahřát na tzv. mezofilní teplotu prostředí. Mezofilní anaerobní fermentace probíhá při teplotě 45 C. Strop nádrží je tvořen dřevěnou konstrukcí stropu složenou z trámů a desek a elastickým gumotextilovým plynojemem, který je tvořen membránou Biolene. Biolene membrána je vyrobena z zušlechtěného EPDM kaučuku. Tento materiál se vyznačuje vysokou stabilitou proti UV záření a proti ozonu a dál nízkou propustností metanu. Dále je tento materiál vyznačuje vysokou roztažností a trvanlivostí, což umožňuje upevnění a utěsnění v profilovém zámku bez vytváření záhybů a následných netěsností. Biolene membrána se v praxi osvědčila u mnoha bioplynových stanic. Dřevěný strop rozděluje fermentor na dvě části, kdy v jedné je umístěna fermentující hmota a v druhé zase vytvořený bioplyn. Strop zabraňuje vniknutí gumotextilové folie do fermentující Listopad

7 hmoty v případě snížení tlaku bioplynu ve fermentoru. Z plynojemu je bioplyn o průměrném obsahu metanu 50 až 54% dopravován do strojovny kogeneračních jednotek a kogenerační jednotky následně pohání a vyrábí elektrickou energii. Kogenerační jednotka je tvořena pístovým dieselovým motorem a synchronním generátorem. Tekuté substráty budou do fermentoru dopravovány čerpadly, pevný substrát (tzn. kukuřice,) pomocí vkládacího masivního zařízení Vielfrass. Míchání digestátu se zajistí pomocí míchacího zařízení Padelgigant. Paddelgigant je zařízení vhodné pro fermentaci substrátu s vysokým podílem vláknitých obnovitelných surovin (např.kukuřice). Čtyři různě vyosená pádla vytvářejí různé směry pohybu fermentujícího digestátu a podporují jeho plné prokvašení. Spolehlivé míchání zabraňuje vzniku plovoucího "krytu" na hladině, pomalá obvodová rychlost podporuje vznik bakterií a vede k nízké spotřebě elektrické energie. Míchadlo není nutno seřizovat. Uložení venku je řešeno kuličkovými ložisky, ve fermentoru jsou naopak osazeny samomazné kluzné ložiska. Celková konstrukce je velmi robustní (cca kg). Jak je popsáno výše, suroviny do BPS jsou dvojího druhu podle homogenity, neboli podle obsahu sušiny. Surovina s nízkým obsahem sušiny - kejda a provozní voda je do fermentoru dávkována z přípravné vstupní jímky, o objemu cca 58 m 3. Tato jímka slouží k prvotnímu promíchání suroviny a vyrovnání sušiny do hranice čerpatelnosti, tj. cca kolem 10%. Přípravná vstupní jímka je betonová průměru 5 m a výšce 3 m, podzemní a je vybavena vrtulovým lopatkovým míchadlem. Materiál s vyšším obsahem sušiny - silážovaná kukuřice je dávkována ze zařízení s objemem 50 m 3. Tento dávkovač je vybaven váhou a řídícím článkem pro dávkování obsahu podle nastavených parametrů. Materiál je v dávkovači rozdružován vertikálními míchači. Surovina je do tohoto dávkovače nakládána teleskopickým kolovým manipulátorem, případně traktorem s čelním nakladačem a to ze silážních žlabů. Materiál je do fermentoru podáván z dávkovacího zařízení šnekovým dopravníkem. Vstupní suroviny jdou do fermentoru s objemem 2x1.880m 3 (průměr 20 m, výška 6 m) a následně do dofermentoru s objemem m 3 (průměr 22 m, výška 6m). V tomto vertikálním betonovém kruhovém fermentoru probíhá celý proces mezofilní anaerobní fermentace při teplotě cca 43 C, přičemž je materiál cca po 49 dnech čerpán do dofermentační nádrže. Fermentor je betonový, z vnější strany izolovaný kontaktním zateplovacím systém (8 cm polystyrénu) a je opláštěn pohledovým plechem, nebo dřevěnými palubkami (ve vertikálním směru). Fermentor je nejdůležitější část bioplynové stanice a na jeho funkci výrazně závisí efektivita tvorby bioplynu. Ve fermentoru bude surovina promíchávána míchacím zařízením Padelgigant. Fermentor je zakrytý vnější membránou Biolene, která současně slouží jako plynojem s objemem cca 2x2.090 m 3 u fermentorů a m 3 u dofermentační nádrže. Do nádrží je také dávkován vzduch v určitém množství a periodách, který napomáhá k odstranění síry z bioplynu (síra poškozuje motory KGJ při spalování bioplynu). Fermentor je vybaven montážními otvory, prostupy na čerpání a dávkování suroviny a dále na čerpání do dalších fází postupu suroviny. To je následné uskladnění fugátu vyhnilé suroviny. Celková doba zdržení substrátu ve fermentorech je kolem 49 dnů. Přičemž prostorové zatížení fermentoru je cca. 4,83 kg ots/d na m 3 prostoru. Listopad

8 Skladovací nádrže fugátu je dimenzována na minimálně 180 dní uskladnění. V tomto případě má velikost m 3. Uskladňovací nádrž č.1 je zakryta a vybavena potrubím na odvod bioplynu, dále je součástí také vrtulové ponorné motorové míchadlo. To zabrání občasným promícháním tvoření usazenin a plovoucího škraloupu. V nádrži je dále instalováno čerpadlo na plnění fekálních vozů, které fugát vyváží na pole. Fermentory i uskladňovací nádrž jsou provedeny jako částečně zapuštěné do země. Bioplyn o průměrném obsahu metanu 53% je z plynojemů fermentoru a dofermentační nádrže odváděn plynovým potrubím k technologii související s jeho energetickým využitím. Součástí tohoto je sušení plynu a jeho případné odsíření. Množství bioplynu je stanoveno na cca m 3 /den, což je cca 401 m 3 /hod. Bioplyn je následně dopravován ke KGJ. Celé soustrojí motor-generátor, včetně výše zmíněného příslušenství a ostatních součástí je umístěno v nové budově strojovny, který má objem cca 348 m 3, soustrojí je opatřeno řídícím a ovládacím rozvaděčem. Pro návrh kogeneračních jednotek byla z původních uvažovaných 3 výrobců kogeneračních soustrojí (GE Jenbacher, Schnell a český Tedom, s.r.o.) vybrána technologie společnosti Schnell. Realizované řešení je charakteristické 4 soustrojími Schnell-Scania EA 2507, jejichž technické parametry jsou uvedeny v následující tabulce. el.výkon elektrická tepelný tepelná spotřeba celková Výrobce [kw] účinnost výkon účinnost BP/hod. účinnost [%] [kw] [%] Schnell Scania ES , , ,9 Přebytky bioplynu mohou být v případě poruchy kogenerace, nebo náhlého přebytku páleny na bezpečnostním hořáku (fléře). Elektrická energie je z kogeneračních jednotek vyvedena do veřejné distribuční sítě E.ON Distribuce, a.s., přes kioskovou trafostanici, dále je provedeno propojení zemním kabelem VN 22 kv k nově přeloženému vedení VN. Obchodní měření je umístěno v odděleném prostoru od silového zařízení na primární straně transformátoru u strojovny KGJ. Stávající produkce bioplynu dosahuje hodinově 400 Nm 3, což umožňuje využívat plný výkon instalované kogenerační jednotky, kterou je Schnell-Scania EA 2507 od stejnojmenného německého výrobce. Jednotky jsou vybaveny soustrojím zážehový motor - el. generátor o jmenovitém el. výkonu 250 kwe (4 soustrojí), celkový příkon v palivu (bioplyn) dosahuje cca 2,26 MW. Jednotky jsou pro svůj provoz vybaveny uzavřeným chladícím okruhem (zajišťuje chlazení bloku motoru, prvního stupně plnící směsi, oleje a také spalin až na výstupní teplotu okolo 150 C), z kterého je přes deskový výměník možné teplo odvádět k dalšímu užití typicky o výstupní teplotě okolo 80 C. Dle dodavatele kogeneračních jednotek má takto dále celkový využitelný tepelný výkon činit téměř 928 kwt. Teplo nepředané k dalšímu využití je za pomoci vzduchových chladičů, jež jsou součástí chladícího okruhu, vysáláno do ovzduší. Při plné výrobní kapacitě by tak stanice mohla denně vyrobit přes 40 MWh elektřiny a tepla a při očekávané intenzitě provozu všech jednotek během roku a odpočtu vlastních energetických potřeb by roční suma dále využitelného tepla mohla dosahovat více než 6 GWh. Listopad

9 To je pro srovnání více než 22 (!) tis. GJ tepla, které může krýt roční potřeby několika set domácností. Z tohoto důvodu je namístě hledat racionální možnosti pro jeho alespoň částečné využití. 2.3 Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS) Provozovatelé bioplynových stanic jsou dnes buď ekonomicky motivováni či dokonce i vázáni (podmínkami přiznané investiční případně i provozní podpory) zajistit pro vyráběné teplo z bioplynu alespoň částečné smysluplné využití. V případě hodnoceného projektu není investor vázán k využití množství tepla odpovídající %. Přesto je dle stávající formy provozní podpory danou, platným cenovým rozhodnutím ERÚ (č. 7/2013) ještě motivován k využití tepla z tohoto zdroje ve výši odpovídající tzv. základnímu bonusu za elektřinu vyrobenou v takzvané vysokoúčinné kombinované výrobě elektřiny a tepla (dále jen také KVET ). Jeho hodnota činí pro letošní rok 45 Kč/MWh. Pokud by se tedy podařilo najít využití pro takový podíl výroby tepla, že celková efektivní účinnost využití bioplynu dosáhne alespoň 75 % (okolo 17 tis.gj), veškerá vyráběná elektřina brutto by byla uznána jako vyrobená v režimu vysokoúčinné KVET a měla by nárok na výše uvedený příspěvek, což by znamenalo dodatečný výnos ve výši přesahující 350 tis. Kč/rok. Z výše uvedeného vyplývá, že provozovatel stanice je relativně významně motivován hledat pro vyráběné teplo smysluplné využití. Jaké způsoby využití tepla budou uznávány jako přípustné má v nejbližší době upřesnit výkladovým stanoviskem Energetický regulační úřad. V příloze uvádíme podrobný popis navrhovaných uznávaných způsobů s konkretizací postupu, jak je určit a dokládat s tím, že přípustné budou v zásadě tyto rámcové možnosti: krytí tepelných potřeb (vytápění, přípravy teplé vody, sušení, možné chlazení) objektů a zařízení, které jsou v blízkosti stanice a ve vlastnictví stejné právnické osoby a dodávka dále využitelného tepla jiným subjektům (na základě vydané licence o výrobě a distribuci tepelné energie v souladu s energetickým zákonem 458/2000 Sb.); Vše za předpokladu, že se jedná o teplo, které bude krýt ekonomicky odůvodnitelnou poptávku po teple či chladu a tedy, že je ekonomicky smysluplná. Protože v případě zeleného bonusu za kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (zkráceně KVET) je tato provozní podpora vyplácena nikoliv za užitečně využité teplo, ale elektřinu, která byla vyrobena v režimu tzv. vysokoúčinné KVET, v příloze je stručně současně objasněna metodika výpočtu množství elektřiny s nárokem na tento zelený bonus. Pro bioplynové stanice s kogenerační jednotkou na bázi spalovacího motoru zjednodušeně platí, že množství elektřiny s nárokem na podporu (E KVET ) je dáno jako součin hrubé (svorkové) výroby elektřiny (E SV ) a poměru tepla uznaného jako užitečné (Q už ) k jeho brutto výrobě (Q brutto ). Ve skutečnosti se ale pro tento účel používá koeficient C, který představuje skutečný poměr hrubé výroby elektřiny a tepla zaznamenané v daném období, jímž se násobí množství užitečného tepla dodaného k dalšímu užití mimo BPS: Listopad

10 E KVET = Q už * C SKUT, kde C SKUT = E SV / Q brutto Za hrubou výrobu tepla Q brutto se přitom rozumí jeho nejvyšší možná výroba v běžném provozu, což v případě KGJ se spalovacím motorem zahrnuje tepelný zisk z chlazení oleje, prvního stupně komprese palivové směsi, bloku motoru a také i chlazení spalin na obvyklou výstupní teplotu (150 až 180 C). Nemá-li KGJ ale osazen spalinový výměník, pak by koeficient C měl být stanoven podle vzorce: C SKUT = η e,sv / (0,75 - η e,sv ) K metodice výpočtu množství elektřiny z vysokoúčinné KVET je nutné podotknout, že výše uvedený vzorec využívající koeficientu C platí jen do určité hranice efektivní energetické účinnosti jednotky ve sledovaném období (typicky měsíc případně rok). Přesáhne-li ji, veškerá vyrobená elektřina je automaticky prohlášena jako za pocházející z vysokoúčinné KVET. Pro kogenerační jednotky na bázi stacionárních spalovacích motorů je touto hraniční účinností hodnota, kdy celková suma vyrobené elektřiny brutto a užitečného tepla odpovídá alespoň 75 % tepelného příkonu jednotky. 3 Stávající míra užití tepla z BPS Teplo vyráběné na bioplynové stanici je dnes využíváno pro krytí technologické potřeby BPS a díky teplofikaci zemědělského areálu, v kterém se stanice nachází, i pro krytí tepelných potřeb farmy. Středisko Zemos Zubčice se zaměřuje především na intenzivní rostlinnou výrobu, živočišná výroba, zahrnující chov skotu je zde zastoupena bez větších nároků na tepelnou energii. Tato je mimo vlastní fermentační proces BPS využita k vytápění a přípravě TV v administrativních prostorách. Roční potřeba tepla pro tyto účely se pohybuje na úrovni 200 GJ, tedy dosahuje maximální výkonové potřeby okolo 40 kw. Nadále tak bude možné hledat využití pro více než 70 % tepla vyráběného stanicí, čemuž v závislosti na intenzitě provozu odpovídá celoroční suma 6,2 GWh alias +/- 20 i více tisíc GJ tepla ročně. Listopad

11 4 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených) 4.1 Stávající spotřeby tepla v areálu farmy Jak už bylo uvedeno výše, stávající potřeby tepla v zemědělském areálu ZEMOS se do současné doby podařilo přepojit na volné výrobní kapacity BPS pouze velmi malou část potenciálních odběrů, v zásadě pak pouze pro vytápění a přípravu TV objektů přímo v areálu. Pro tento účel bylo položeno v areálu systém teplovodního potrubí o délce cca 200 m (výkopu) s předávacími stanicemi v jednotlivých vytápěných objektech. Teplo je do soustavy dodáváno z rozvaděče zřízeného ve strojovně kogenerace BPS. Další stávající potřeby tepla se v areálu nevyskytují. 4.2 Nové možné odběry tepla (v blízkém či vzdáleném okolí od BPS) Při hledání nových možných odběrů tepla se typicky u bioplynových stanic umístěných v zemědělských areálech provozovatelé zaměřují na zavedení sušení různých materiálů, u nichž sušení přispívá k jejich ekonomickému zhodnocení. Nejčastěji jím je dřevo, ať už pro další materiálové užití nebo jako palivo. Někteří provozovatelé však přistupují i k sušení zemědělských materiálů, které si s ohledem na ceny konvenčních zdrojů tepla nemohli dříve dovolit (např. seno, sláma, různé byliny). Sušení těchto komodit zlepší přinejmenším jejich skladovatelnost. Zatím spíše v zahraničí se pak uplatňuje využití přebytků tepla pro sušení mechanicky odvodněných tuhých nezfermentovaných zbytků organické hmoty v digestátu, tzv. separát, který pak může nalézt využití jako koncentrované organické hnojivo, nebo stelivo anebo nejkrajnějším případě jako palivo. Teplem z bioplynky se ale již vytápí například skleníky pro pěstování bylinek či ovoce, různé intenzivní chovy ryb anebo se konvertuje na chlad za pomoci absorpčních chladících jednotek. Teplo lze i využít pro dodatečnou výrobu el. energie (za pomoci parního motoru případně jednotky ORC); zpravidla však nemá toto řešení ekonomické opodstatnění, není-li elektřině přiznána stejná cena, jakou má el. energie ze samotné kogenerační jednotky. V případě stanic majících dostatečně veliký tepelný výkon a které jsou vybudovány v rozumné vzdálenosti od větší bytové, nebytové či průmyslové zástavby se pak jako ekonomicky nejvíce smysluplné může jevit uskutečnit výstavbu propojovacího teplovodu případně plynovodu s tím, že teplo by z bioplynové kogenerace bylo využito až v těchto vzdálených lokalitách. A právě tato poslední možnost se jeví u posuzovaného projektu jako perspektivní. Areál BPS stejně jako stanice leží necelé tři kilometry od okraje města Český Krumlov, v kterém se nachází vícero potenciálních spotřebitelů tepelné energie, zejména pak areál nemocnice Český Krumlov (dále jen nemocnice ). Areál nemocnice se rozkládá na okraji města přímo v blízkosti výpadovky silnice číslo 157 z Českého Krumlova do Kaplice-nádraží, v jejíž blízkosti se nachází BPS Chabičovice. Dojezdová vzdálenost areál nemocnice a areál BPS je ca. 4,5 km. V areálu nemocnice se nachází 10 samostatně stojících a vzájemně navazujících vytápěných objektů zásobovaných, z centrální plynové kotelny osazené třemi kotli na zemní Listopad

12 plyn o součtovém tepelném výkonu 5,8 MW a dvěma kogeneračními jednotkami (dále jen KGJ nemocnice) na zemní plyn o jednotkovém výkonu 140 kw el a 212 kw tep. O 200 metrů jižním směrem od areálu nemocnice se pak nachází objekt MěÚ Český Krumlov a Hotel Vltava. Hotel Vltava nabízí ubytování až pro 78 osob, v 35 pokojích s vlastním sociálním zázemím, včetně společného zázemí má podlahovou plochu více než 1,5 tis. m 2. Celý objekt je sice v současnosti vytápěn z centrální plynové kotelny, kde je současně připravována TV, instalovaný výkon kotelny je 120 kw, roční spotřeba zemního plynu je na úrovni 200 MWh. Objekt MěÚ je charakterizován provozem administrativního charakteru, energetické zásobování z centrální plynové kotelny je doplněno polem solárních panelů zajišťujících ohřev TV. Roční spotřeba zemního plynu se pohybuje okolo 700 MWh, celkový instalovaný výkon kotelny je více než 1,2 MW, což je s ohledem na potřeby objekty více než 2x předimenzovaný (velikost kotelny je dána historickým stavem s dodávkami tepla mimo vlastní objekt). V neposlední řadě je však nutné zmínit klíčový parametr potenciálně největšího odběru tepla energetický systém nemocnice. V nemocnici došlo v průběhu minulých let k realizaci úsporného opatření ve zdrojové části, kdy do kotelny byl instalován nový teplovodní kotel včetně spalinového kondenzačního výměníku a dalších úprav a rekonstrukcí distribučního teplovodního systému. Tento projekt byl podpořen z dotačních fondů ČR, jejichž administrátorem je SFŽP a jedním z hlavních hodnotících kritérií byla úspora CO 2. Tento fakt de-facto znemožňuje přijmout a nadále uvažovat s variantou, která se s ohledem na vzdálenost BPS a nemocnice nabízí, tedy s variantou s vymístěním 3 kogeneračních jednotek přímo do tepelného zdroje nemocnice. Ze získaných podkladů, dat a uskutečněných rozhovorů byly vytipovány jako nejvíce perspektivní tři možné rozvojové varianty využití tepla z BPS výstavbou teplovodu pro zásobování vybraných odběrů ve městě: Varianta 1: Výstavba teplovodu a krytí menší části tepelných potřeb objektů v areálu nemocnice Český Krumlov mimo dodávky tepla pro přípravu TV, bez podstatných úprav technologie a vybavení BPS Varianta 2: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ Varianta 3: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu Varianta 4: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu, úprava provozního režimu BPS s navýšením materiálové produkce k 100% zajištění vyššího disponibilního tepelného výkonu BPS Těmto variantám je dále věnována pozornost a posouzeny jejich možné technickoekonomické aspekty a ekologické ad. přínosy. Listopad

13 5 Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS 5.1 Technické řešení společné aspekty navržených variant řešení Předpokládaný rozsah dodávek tepla mimo areál BPS vychází ve všech 3 navržených variantách s dodávkami tepla do nemocnice Český Krumlov, které bude věnována velká část zaměření studie. AREÁL NEMOCNICE ČESKÝ KRUMLOV BPS TEPLOVOD DÉLKY do 4,7 km Obr. č. Mapa se zákresem vedení teplovodu z BPS do areálu nemocnice Český Krumlov V základním scénáři návrhu definovaném jako varianta 1 se jeví jako řešitelné, že by stávající kotelna byla doplněna kompaktní předávací stanicí, jejíž sekundární strana výměníku by de-facto fungovala jako další z teplovodních zdrojů s nastavenou prioritou dodávek tepla dle jejich ekonomické efektivity pro provoz energetického systému nemocnice. V tomto scénáři pak priorita provozu vychází z nastaveného modelu, tedy KGJ nemocnice teplovodní přivaděč z BPS teplovodní kotle nemocnice. Druhý navržený scénář definovaný jako varianta 2 vychází ze základního předpokladu, že podmínky dodávek tepla z BPS jsou pro nemocnici natolik lukrativní, že provozování vlastních KGJ nemocnice vykazuje pro nemocnici horší ekonomické ukazatele, tedy v podstatě cena tepla z BPS umožňuje snížení celkových nákladů na energie v nemocnici více než vlastní provoz KGJ nemocnice. Tedy základní model provozu je definovaný prioritou provozu teplovodní přivaděč z BPS teplovodní kotle nemocnice. V oblasti technologie BPS jsou, pro dosažení až 0,8 MW disponibilního tepelného výkonu dodávatelného do teplovodu, navrženy opatření s instalací dodatečných spalinových výměníků. Třetí navržený scénář definovaný jako varianta 3 doplňuje předchozí variantu o instalaci zastřešení koncového skladu digestátu a navýšení produkce bioplynu o ca Nm 3 /hod a tedy dalších kw tepelného výkonu realizovaného jeho spalování v kotli s hořákem na bioplyn. Celkový disponibilní tepelný výkon dle takto navržených úprav činí až 1 MW. Čtvrtý navržený scénář definovaný jako varianta 4 doplňuje předchozí variantu o dodávky tepla do dalších oblastí, tedy pro objekty Hotelu Vltava, objekt městského úřadu Český Krumlov v ulici Kaplická a bytové doby v ulici Polská čp , kdy zde bude uvažován jako prioritní odběratel nemocnice, což je s ohledem na potřeby výkonu těchto objektů podmíněno zvýšením materiálového využití v BPS a zajištění disponibility výkonu v zimních měsících více něž 1 MW. Listopad

14 5.1.1 Areál nemocnice Český Krumlov Areál nemocnice leží ve vzdálenosti cca 4,5 km od BPS západním směrem. Zřizovatelem nemocnice je Jihočeský kraj a v areálu je zajištěna základní zdravotnická péče vyplývající z programu zřizovatele, který prostřednictvím společnosti Jihočeské nemocnice a.s. zajišťuje provoz celkem 8 nemocnic, ze kterých patří českokrumlovská k nemocnicím s největším územním dosahem a současně patří k jednomu z největších zaměstnavatelů v regionu. Léčba se odehrává v několika povětšinou samostatně stojících objektech po areálu majících celkovou lůžkovou kapacitu více než 250 lůžek, v roce 2013 navštívilo nemocnici více než 30 tis. pacientů, z toho 11 tisíc bylo hospitalizováno, bylo provedeno více než 3000 operací a více než 130 tisíc vyšetření a léčebných úkonů. V nemocnici pracuje ca. 410 zaměstnanců. Jak již bylo výše zmíněno, v letech 2012/2013 došlo k podstatné modernizaci vybavení centrálního teplovodního zdroje nemocnice, kdy došlo k úplnému odstranění parního systému (praní prádla probíhá dodavatelským způsobem v rámci holdingu jihočeských nemocnic, sterilizace je kompletně elektrická). Současně došlo k instalaci nového moderního kotle Viessmann (typ Vitoplex 200 SX2A) o výkonu 1,6 MW doplněném o spalinový kondenzační výměník, zajišťující předehřev centrálně připravované teplé vody (dále jen TV ). Současný tepelný výkon kotlové části kotelny činí 5,78 MW. V systému výroby tepla jsou dále instalovány dvě kogenerační jednotky spalující zemní plyn o výkonu 140 kw el a 212 kw tep. Schéma zapojení a koncepční návrh provozu vychází ze základního nastavení provozu KGJ nemocnice tak, aby kryly potřebu tepelné energie v mimotopnou sezonu a současně byl jejich roční objem motohodin < 4400 hod (hodnota vycházející z podmínek podpory výroby elektřiny v KVET, pro rok 2014 je platné rozhodnutí číslo ERÚ 4/2013). Ročně dnes areál spotřebuje jen možná polovinu spotřeby tepla respektive plynu před celkovou modernizací tepelného hospodářství, jehož součástí bylo v předchozích letech komplexní zateplení objektů. Z nové centrální kotelny je vyvedena topná voda (dále jen ÚT) vyráběná ekvitermně kotli. ÚT je dále rozváděna dvojtrubním potrubím do připojených objektů, kde jsou předávací stanice tepla zajišťující ústřední vytápění, centrální příprava TV v podstatě kopíruje vedení teplovodu pro ÚT. Celkový objem odebraného ZP všemi spalovacími zdroji tepla v roce 2013 činil více než 610 tis. m 3 = tis. kwh spal. tepla za celkovou částku cca 6,51 mil.kč bez DPH (odpovídá cca 315 Kč/GJ energie v palivu vyjádřené výhřevnosti, resp. 281 Kč/GJ energie v palivu vyjádřené spalným teplem). S ohledem na formu fakturace zemního plynu v kwh spalného tepla budou všechny dále uváděné údaje vztahující se ke spotřebě zemního plynu uváděny v kwh spalného tepla. Z tohoto množství na KGJ nemocnice v hlavní kotelně připadalo dle podružného měření 3,43 MWh, tedy více než 53 %. Zbývající spotřeba se odehrávala v teplovodních kotlích. Listopad

15 Obr. č. 2: Grafické znázornění potřeb tepelné energie a podíl jejich krytí provozem KGJ v areálu nemocnice ČK Ekonomický přínos provozování kogeneračních jednotek nemocnice Český Krumlov Roční ekonomický přínos provozování KGJ nemocnice je při ročních motohodinách obou jednotek stanoven ve výši 987 tis.kč. Provozem KGJ nemocnice při ročním proběhu jednotek na úrovni motohodin je kryta potřeba tepla (převážně pak TV) ve výši 1,7 GWh (6,1 TJ). Pozn. Od července 2014 nejsou KGJ nemocnice provozovány z důvodu nemožnosti čerpání zelených bonusů vyplývajících z podpory kombinované výroby tepla a elektřiny. Důvodem je především administrativní nepřesnosti v zaknihování akcií Nemocnice Český Krumlov a.s. Všechny dále uvažované varianty jsou dle analýzy provozu energetického systému nemocnice definovány pro základní předpoklad neprovozování KGJ nemocnice. Tedy základním limitujícím faktorem vstupujícím do výpočtu přínosů jednotlivých variant řešení je dosažení celkových nákladů na energie v areálu nemocnice minimálně na současné úrovni, tedy s respektováním zjištěných přínosů provozování KGJ nemocnice Varianta 1: Výstavba teplovodu a krytí menší části tepelných potřeb objektů v areálu nemocnice Český Krumlov mimo dodávky tepla pro přípravu TV Vezmeme-li do úvahy, že průměrná účinnost výroby tepla na stávajících kotlích se může v celoroční sumě pohybovat v rozmezí 86 až 88 % v poměru ke spalnému teplu paliva (kotle jsou osazeny spalinovými kondenzačními výměníky, během návštěvy kotelny se teplota spalin pohybovala při provozu kotle a ohřevu TV na úrovni 60 C), tedy je zřejmé dosažení využití kondenzačního tepla spalin), z jedné spotřebované megawatthodiny tepla (vyjádřeno spalným teplem plynu) se tak může vyrobit průměrně ca. 870 kwh tepla. V roce 2013 tak kotle mohly vyrobit teplo měřené na patě zdroje v množství převyšujícím 2,6 GWh alias 9,4 TJ. Protože zde do výpočtu vstupuje nejen výroba tepla kotlů, ale i provoz KGJ nemocnice a dále pak venkovní teploty, od kterých se odvíjí množství spotřebovaného tepla k vytápění objektů, lze u části tepla dodávaného z centrální kotelny na vytápění očekávat korekci (snížení) spotřeby tepla o 5-10 %, tedy takto celková normovaná spotřeba tepla na vytápění a přípravu TV v areálu nemocnice činí 4,1 GWh (tedy 16,8 TJ). Promítnutí těchto hodnot do denních potřeb areálu ukazuje denní celkovou potřebu tepla na úrovni 29 MWh. Tedy při základním předpokladu 16 hodinového vytápěcího režimu objektů můžou dosahovat maxima potřeby výkonu zdrojové části ca. 1,8 MW. Listopad

16 Promítnutí těchto předpokladů do ročního průběhu pak lze očekávat roční překrytí disponibility tepelného výkonu (současný disponibilní tepelný výkon v BPS až 0,65 MW, resp. 0,5 MW na patě nemocnice) tepelného přivaděče z BPS a potřeb nemocnice ve výši 2,7 GWh (alias 9,7 TJ), při základním předpokladu max. dodávek výkonu z BPS do teplovodního přivaděče na úrovni 0,7 MW a výpočtových ztrát teplovodu 110 až 120 kw (roční ztráta teplovodu pak až 1 GWh(!). Dimenze teplovodu dle této varianty je dle propočtu tlakových ztrát a předpokládaného přenášeného výkonu volena DN 125. Maximální denní dodávky tepla do nemocnice se pak mohou pohybovat na úrovni 10 MWh. V technologii zapojení BPS jsou navrženy pouze nejnutnější úpravy v zapojení stávajících spalinových výměníků, bez dodatečných investic do vlastní technologie vedoucím ke zvýšení disponibility dodávaného tepelného výkonu do teplovodu. Teplovod by byl přiveden do areálu po v budoucnu upřesněné trase ideově naznačené na mapce výše, která platí pro všechny navržené varianty. V trase se nacházejí především pozemky Jihočeského kraje (ve správě Správy a údržby silnic, se kterou je předběžná trasa odsouhlasena) a dále pak pozemky města Český Krumlov (místní komunikace). Délka teplovodu by tak mohla činit 4,6 až 4,8 kilometry při případném narovnání trasy hlavního teplovodu by bylo možné od této sumy odečíst až 500m variantním řešením se zkrácenou verzí trasy je odbočení vedení teplovodu oproti znázorněnému řešení již na úrovni křížení komunikací Kaplická/Nemocniční/Nad nemocnicí, kdy by teplovod v podstatě kopíroval východní hranici areálu nemocnice a vedl by již po pozemcích nemocnice s redukcí vedení teplovodu ve zpevněných plochách a bez dalšího křížení teplovodu s komunikací bez možnosti jejího překopu vstup do areálu nemocnice Varianta 2: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ Ze základní definice variant vychází předpoklady pro variantu 2 z předpokladu neprovozování KGJ nemocnice. V technologii zapojení BPS jsou navrženy další technologie vedoucí ke zvýšení disponibility dodávaného tepelného výkonu do teplovodu až na úroveň 0,8 MW na patě BPS, resp. 0,65 MW na patě nemocnice. Dodatečné spalinové výměníky využívající energii obsaženou ve spalinách vyšším stupněm vychlazení než jsou v současné době. Dle typového listu provozovaných KGJ je tepelná energie odcházející ve spalinách uváděna ve výši 110 kw, z celkového tepelného výkonu kogenerační jednotky ve výši 232 kw. Z údajů uvedených v měřícím protokole č. 174/2014, provedeném společností Detekta sro. (viz. příloha) jsou zřejmé hodnoty objemových průtoků spalin za provozních podmínek okolo m 3 /hod, při teplotách spalin C. Z toho lze stanovit, že teplota spalin na výstupu z motoru se pohybují okolo 380 C. A tedy dalším dochlazením spalin na teplotu 120 C lze získat dodatečný tepelný výkon na úrovni kw. Celkem tedy lze získat až 160 kw. Pro přenos požadovaného tepelného výkonu (do 0,8 MW) by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (1-1,5 l/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN 125, jejíž Listopad

17 dimenzování je s ohledem na přepravní vzdálenost je stanovena na základě výpočtové tlakové ztráty. Při přijetí stejných předpokladů provozu energetického systému nemocnice jako v předcházející variantě, tedy při základním předpokladu 16 hodinového vytápěcího režimu objektů může pokrytí energetických potřeb nemocnice pro účely vytápění a přípravy TV z teplovodního přivaděče (s uvažovaným nepřetržitým disponibilním výkonem na hranici nemocnice až 650 kw) činit až 3,2 GWh (alias 11,5 TJ), při dosahovaných maximálních denních dodávkách tepla ve výši okolo 13 MWh. Grafické znázornění disponibility dodávek tepla z BPS názorně představuje následující obrázek. Obr. č. 3: Grafické znázornění potřeb tepelné energie a podíl jejich krytí provozem KGJ v areálu nemocnice ČK a užití disponibility tepelné energie z BPS na úrovni 650 kw, při současném respektování předpokladu zachování provozu KGJ nemocnice Pro srovnání s teoretickou disponibilitou dodávek do areálu nemocnice v případě dalšího neprovozování KGJ nemocnice znázorňuje následující obrázek. Obr. č. 4: Grafické znázornění potřeb tepelné energie a podíl jejich krytí provozem KGJ v areálu nemocnice ČK a užití disponibility tepelné energie z BPS na úrovni 650 kw, při předpokladu neprovozování KGJ nemocnice Varianta 3: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně Listopad

18 navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu Ze základní definice variant vychází předpoklady pro variantu 3 stejně jako předchozí varianta z předpokladu neprovozování KGJ nemocnice. V následující části tak bude znázorněn model palivových nákladů zemního plynu v případě jejich provozování a neprovozování a s ohledem na maximální vyplnění prostoru dodávek tepla daných neprovozováním KGJ nemocnice, kdy dalším zvýšení disponibility tepelného výkonu bude užito v relativně dlouhém časovém úseku roku. Zakrytí koncového skladu digestátu s předpokládaným navýšením produkce bioplynu ve výši Nm 3 /hod a tedy dalších kw tepelného výkonu z bioplynového kotle Součástí navrženého řešení dle této varianty je tak i instalace bioplynového kotle o předpokládaném výkonu do 200 kw (výkon je volen vyšší než předpokládané navýšení produkce bioplynu zakrytím koncového skladu digestátu. Pro přenos požadovaného tepelného výkonu (okolo 1 MW) by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (1-1,5 l/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN 150, s ohledem na vzdálenost je stanovena výpočtová tlaková ztráta více než 600 kpa. V případě užití dimenze potrubí o úroveň nižší, tedy DN125, již vzniká tlaková ztráta na úrovni kpa, čímž se již blíží k předpokládané tlakové odolnosti běžně provozovaných technologií výměníků, čerpadel atd. Při přijetí stejných předpokladů provozu energetického systému nemocnice jako v předcházející variantě, tedy při základním předpokladu 16 hodinového vytápěcího režimu objektů může pokrytí energetických potřeb nemocnice pro účely vytápění a přípravy TV z teplovodního přivaděče (s téměř nepřetržitým uvažovaným disponibilním výkonem na hranici nemocnice až 0,9 MW) činit až 3,8 GWh (alias 13,7 TJ), při dosahovaných maximálních denních dodávkách tepla ve výši okolo 18 MWh Varianta 4: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu, úprava provozního režimu BPS s navýšením materiálové produkce k 100% zajištění vyššího disponibilního tepelného výkonu BPS Tato třetí rozvojová varianta staví principielně na předchozí variantě č.3 a umožňovala by dále navýšit využití disponibilní tepelné kapacity na straně BPS a teplovodu, který by byl vybudován dále i pro vyjmenované objekty Městského úřadu, hotelu a dvou bytových domů v ulici Polská. Všechny jmenované objekty jsou topologicky v předpokládané trase teplovodu, s minimálními délkami teplovodního rozvodu k jejich napojení. Zvýšení materiálového využití kapacity BPS s cílem produkce bioplynu k zajištění potřebného disponibilního tepelného výkonu BPS Tedy prodloužením teplovodu o ca. 150 metrů by pak bylo možné rozšířit odběr tepelné energie z BPS o dalších MWh, přičemž maximální disponibilní denní dodávky do těchto objektů by se pohýbali až na úrovni 4 MWh/den, tedy až 250 kw. Tedy celkový objem dodávané tepelné energie z teplovodu do objektů v Českém Krumlově se pohybuje na úrovni 4,9 GWh (resp.17,6 TJ) Listopad

19 Pro přenos požadovaného tepelného výkonu (do 1,3 MW) by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (1-1,5 l/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN 150, jejíž dimenzování je s ohledem na přepravní vzdálenost je stanovena na základě výpočtové tlakové ztráty. Celkový objem dodávek tepla lze v této chvíli ale pouze a jen odhadovat, protože přednostně budou kryty potřeby tepla na straně nemocnice. Pokud by v průběhu zimy bylo možné alokovat na tyto další odběry ve městě reálně v průměru 200 až 300 kw tepelného výkonu a mimo hlavní topnou sezónu tím zajistit téměř veškeré potřeby tepla, může celková prodejů tepla těmto odběrům dosahovat až několik tisíc GJ tepla (reálný odhad je 3 až 5 tis. GJ/rok. Listopad

20 5.2 Ekonomické hodnocení Jednotlivé výše navrhované možnosti využití tepelné energie z BPS jsou níže posouzeny a vyhodnoceny po ekonomické stránce. Ekonomické hodnocení je provedeno s využitím kritéria prosté návratnosti na základě empirických odhadů o měrné investiční náročnosti, výše stanovených možných prodejích tepla a z toho vyplývajících tržeb při dané smluvní prodejní ceně, a dodatečných provozních nákladech a výnosech (za zelený bonus za KVET). Varianta 1: Výstavba teplovodu a krytí menší části tepelných potřeb objektů v areálu nemocnice Český Krumlov mimo dodávky tepla pro přípravu TV Investiční náklady: Roční prodej tepla: Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 29 až 31 mil. Kč (21-22 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 0,5 mil. Kč na výstavbu předávací stanice nemocnice + 1,9 mil.kč na výstavbu čerpací stanice a úpravu zapojení technologie BPS včetně záložního kotle na bioplyn + 4 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu) 2,65 až 2,7 GWh resp. 9,6 až 9,7 TJ/rok 1,8 mil. Kč/rok (při ceně odpovídající 60 % palivových nákladů nemocnice na výrobu tepla ze zemního plynu, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla ve výši 190 Kč/GJ podle odebraného množství tepla) 90 tis. Kč/rok potenciál dodávek tepla umožňuje dosažení úrovně výroby elektřiny v režimu KVEt na úrovni 35% Dodatečné provozní náklady: 0,1 až 0,15 mil. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: 16 až 17 let Varianta 2: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ Investiční náklady: Roční prodej tepla: 31 až 32 mil. Kč (21 až 22 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 0,5 mil. Kč na výstavbu předávací stanice nemocnice + 3,2 mil.kč na úpravy v technologii zapojení BPS vedoucích k navýšení disponibility tepelného výkonu, instalaci spalinových výměníků na stávající KGJ s vyšší úrovní vychlazení spalin, výstavbu čerpací stanice a úpravu zapojení technologie BPS včetně instalace záložního kotle na bioplyn + 5 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu) 3,1 až 3,3 GWh resp. 11 až 12 TJ/rok Listopad

21 Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 2,4 až 2,6mil. Kč/rok (při ceně odpovídající 70 % palivových nákladů nemocnice na výrobu tepla ze zemního plynu, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla ve výši 210 Kč/GJ podle odebraného množství tepla, s ohledem na výše definované přínosy provozování KGJ nemocnice je cena tepla stanovena tak, aby kryla celkové ekonomické přínosy provozování KGJ nemocnice) 100 až 120 tis. Kč/rok potenciál dodávek tepla umožňuje dosažení úrovně výroby elektřiny v režimu KVEt na úrovni 41% Dodatečné provozní náklady: 0,1 až 0,15 mil. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: 12 až 13 let Varianta 3: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu Investiční náklady: Roční prodej tepla: Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 38 až 40 mil. Kč (27 až 28 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 0,5 mil. Kč na výstavbu předávací stanice nemocnice + 8,2 mil.kč na úpravy v technologii zapojení BPS vedoucích k navýšení disponibility tepelného výkonu, instalaci spalinových výměníků na stávající KGJ s vyšší úrovní vychlazení spalin, výstavbu čerpací stanice, zakrytí koncového skladu digestátu s navýšením produkce bioplynu a úpravu zapojení technologie BPS včetně instalace záložního kotle na bioplyn + 4 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu) 3,7 až 3,9 GWh resp. 13,5 až 14 TJ/rok 3,0 až 3,1 mil. Kč/rok (při ceně odpovídající 80 % palivových nákladů nemocnice na výrobu tepla ze zemního plynu, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla na úrovni 230 Kč/GJ, podle odebraného množství tepla, s ohledem na výše definované přínosy provozování KGJ nemocnice je cena tepla stanovena tak, aby kryla celkové ekonomické přínosy provozování KGJ nemocnice) 0,13 až 0,14 mil.kč/rok rok potenciál dodávek tepla umožňuje dosažení úrovně výroby elektřiny v režimu KVEt na úrovni 49% Dodatečné provozní náklady: 0,1 až 0,15 mil. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na MWh/rok, dále Listopad

22 doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: 11 až 12 let Varianta 4: Výstavba teplovodu a krytí podstatné části tepelných potřeb areálu Nemocnice Český Krumlov včetně dodávek tepla pro přípravu TV, včetně navýšení disponibility tepelného výkonu BPS instalací spalinových výměníků na KGJ a realizace zastřešení koncového skladu digestátu, úprava provozního režimu BPS s navýšením materiálové produkce k 100% zajištění vyššího disponibilního tepelného výkonu BPS Investiční náklady: Roční prodej tepla: Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 40 až 42 mil. Kč (27 až 28 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 0,5 mil. Kč na výstavbu předávací stanice nemocnice + 8,2 mil.kč na úpravy v technologii zapojení BPS vedoucích k navýšení disponibility tepelného výkonu, instalaci spalinových výměníků na stávající KGJ s vyšší úrovní vychlazení spalin, výstavbu čerpací stanice, zakrytí koncového skladu digestátu s navýšením produkce bioplynu a úpravu zapojení technologie BPS včetně instalace záložního kotle na bioplyn + 2 mil.kč rozšíření teplovodu do ostatních objektů mimo nemocnici + 4 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu) 4,7 až 5 GWh resp. 17 až 18 TJ/rok 4,2 až 4,3 mil. Kč/rok (při ceně odpovídající 80 % palivových nákladů nemocnice na výrobu tepla ze zemního plynu a 80% palivových nákladů ostatních napojených spotřebitelů tepla, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla na úrovni 230 Kč/GJ, resp 290 Kč/GJ podle odebraného množství tepla, s ohledem na výše definované přínosy provozování KGJ nemocnice je cena tepla stanovena tak, aby kryla celkové ekonomické přínosy provozování KGJ nemocnice) 0,15 až 0,18 mil.kč/rok rok potenciál dodávek tepla umožňuje dosažení úrovně výroby elektřiny v režimu KVEt na úrovni 63% Dodatečné provozní náklady: 0,9 až 1 mil. Kč/rok (zejména náklady na materiálové navýšení produkce bioplynu až 1 GWh a spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: 11 až 11,5 let Z výše uvedeného vyplývá, že ekonomicky nejvýhodněji vychází výstavba teplovodu s předpokládaným navýšením disponibilního tepelného výkonu v BPS až na úroveň max. 1,3 Listopad

23 MW a rozšíření dodávek tepla i mimo areál nemocnice napojením objektů v blízkosti předpokládané trasy teplovodu. Vyvolané investiční náklady (mimo vlastní teplovodní přivaděč) kryjí dostatečné příjmy z prodeje tepla a návratnost zkracuje především možnost dodávek tepelné energie do nemocnice i v letním období. Jednou z podmínek této varianty je tedy nabídka lukrativní ceny tepla pro nemocnici tak, aby celkové náklady na energie nemocnice byly nižší než v případě provozování vlastních KGJ nemocnice. Bohužel špatná ekonomika výstavby velmi dlouhého teplovodu negativně ovlivňuje všechny rozvojové varianty. Tento fakt má za následek, že všechny rozvojové varianty mají racionální ekonomický základ jen při souběhu nevratné podpory na krytí části investičních nákladů a současně maximalizaci možných dodávek tepla vytipovaným odběratelům. Při odhadovaných investičních nákladech samotného teplovodu z BPS na hranice pozemku nemocnice ve výši min mil. Kč a maximálně realizovatelného užití tepla bez dalších investic ve výši 2,3 GWh nepostačuje k zajištění mezní návratnosti do 10 let. K zajištění vyššího disponibilního výkonu jsou nutné další úpravy technologického vybavení BPS až k maximalistické variantě (varianta 4) s navýšením materiálového využití vsádky BPS tak, že disponibilní výkon je možné zvýšit až na hodnotu 1,3 MW přímým spalováním bioplynu v kotli. 5.3 Rámcové právní podmínky Právní rámec pro realizaci zvažovaných rozvojových variant bude ve fázi projektové přípravy a vlastní realizace určen stavebním zákonem (zákon č. 183/2006 Sb., v platném znění). Pro výstavbu teplovodu(ů) bude zapotřebí získat územní rozhodnutí a následně stavební povolení. Nezbytným podkladem pro vydání územního rozhodnutí bude získání souhlasu vlastníků dotčených pozemků, které budou muset souhlasit s umístěním teplovodu na jejich pozemku formou věcného břemena příp. odprodeje dané části pozemku. Protože dodávky tepla zakládají obchodní vztah mezi výrobcem-dodavatelem a odběratelem, vlastník BPS bude povinen splnit požadavky energetického zákona (zákona 458/2000 Sb.), tj. zejména získat oprávnění - licenci na výrobu a rozvod tepelné energie (viz 5 zákona). Co vše je k tomu splnit přehledně popisuje metodický pokyn Energ. regulačního úřadu1 a případně také seznam Často kladených dotazů pro oblast teplárenství, který je uveřejněn na internetových stránkách úřadu2. Relevantní je pak i právní úprava pro výplatu provozní podpory za výrobu elektřiny ve vysokoúčinné KVET. Zde je relevantní vyhláška MPO č. 453/2012 Sb., dále registrační vyhláška ERÚ č. 346/2012 Sb. a cenové rozhodnutí ERÚ pro příslušný kalendářní rok. Výše uvedené právní dokumenty mají obecnou platnost a jejich ustanovení by bylo nutné splnit v jakékoliv rozvojové variantě. Navržené rozvojové varianty jsou si v tomto směru tedy v zásadě rovny. 1 ) Metodický návod ERÚ k podávání žádostí o udělení licence na podnikání v energ. odvětvích: 2 ) Viz: Listopad