ALTERNATIVNÍ ZDROJE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE, JEJICH VÝHODY A RIZIKA

Transkript

1 1 (celkem 6) ALTERNATIVNÍ ZDROJE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE, JEJICH VÝHODY A RIZIKA Ing. Zbyněk Bouda V přístupové smlouvě k EU se ČR zavázala k dosažení 8% podílu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) na hrubé spotřebě elektřiny do roku Základním nástrojem k dosažení tohoto cíle má být zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, který od zavedl nový systém podpory: nárok na připojení zařízení na výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie do elektrizační soustavy, garance výnosů z jednotky vyrobené elektřiny po dobu 15 let od uvedení do provozu možnost volby mezi dvěma systémy podpory, podpora elektřiny užité pro vlastní potřebu, zachování úrovně výkupních cen pro již provozovaná zařízení po dobu 15 let, maximální meziroční pokles výkupních cen elektřiny pro nová zařízení 5 %, Výše uvedený zákon jednoznačně vymezil, které zdroje budou nadále považovány za obnovitelné z pohledu podpory. Po dvou letech platnosti zákona lze konstatovat, že zákon významnou měrou podpořil výstavbu nových energetických zdrojů. Ukázalo se rovněž, že zákon ve svých důsledcích vytváří uměle nastavený, nerovnoměrný, a z pohledu energetika neodúvodněný rozvoj OZE. Zákon zejména nijak nezohledňuje kvalitativní parametry takto vyrobené elektřiny. Jediným kritériem, podle kterého ERU nastavuje výkupní cenu elektřiny z OZE, je investiční náročnost daného zdroje. Podle dikce zákona není možno tuto cenu korigovat na základě jiných parametrů (zejména zaručenosti dodávky). Podpora dle uvedeného zákona jde na vrub všech odběratelů elektrické energie, není tedy státní podporou. Charakteristické vlastnosti jednotlivých OZE: 1. Vodní energie Při využívání vodní energie je nutno rozlišit velké vodní elektrárny - přehradní (VE) a malé vodní elektrárny průtočné (MVE). Rozdíl je zejména ve skutečnosti, že VE obvykle dodávají tu nejcennější, špičkovou energii. VE jsou tedy, zejména v podobě přečerpávacích elektráren nepostradatelným článkem elektrizační soustavy, zejména při využívání jaderné energie (JE). Investiční náročnost VE je poměrně vysoká, návratnost investic je dobrá zejména vlivem vysoké ceny energie ve špičkách, VE mají malé využití instalovaného výkonu, ale výbornou pohotovost dodávky. MVE pracují po celý rok podle průtoku vody v řekách. Kolísání jejich dodávky je víceméně sezónní. Obvykle nemohou být provozovány ve špičkovém režimu. MVE i VE jsou investičně náročné, přičemž návratnost investic je u MVE dána výše uvedeným zákonem č. 180/2005 Sb., a u VE je závislá na tržní ceně elektrické energie. Obecně vodní elektrárny představují velký zásah do životního prostředí, většinou bez možnosti uvedení do původního stavu.

2 2 (celkem 6) Energie biomasy Energie biomasy může být využívána (přeměňována) v mnoha zařízeních. Jedná se o bioplynové stanice, kotelny a teplárny, elektrárny, a v neposlední řadě také o biopaliva k přimíchávání do paliv pro pohon automobilů. Biomasa představuje obecně energetický zdroj s dobrou časovou disponibilitou, nepříliš investičně a provozně náročný. Výroba elektřiny z biomasy dává nejlepší využití instalovaného výkonu. Teplo z biomasy je obvykle vyráběno k okamžité a místní spotřebě. Zdroje na biomasu mohou být zdrojem znečištění ovzduší. Náročnost na odstranění těchto zdrojů, po uplynutí doby jejich života, je nákladově střední, až mírně vyšší. 3. Energie větru Využití energie větru se nyní rozvíjí, zejména vlivem výkupní ceny elektřiny. Výrobna větrná elektrárna, je zařízení investičně poměrně náročné. Využití instalovaného výkonu je v podmínkách ČR poměrně malé (cca 20 30%). Větrné elektrárny nemají, kromě vzhledu, výrazný vliv na životní prostředí. Větrná elektrárna je, ve srovnání s ostatními energetickými zdroji, poměrně snadno odstranitelná (demontovatelná). Velkým problémem využití větrné energie v podmínkách ČR je nestálost dodávky. Okamžitý výkon větrné elektrárny je silně závislý na okamžité rychlosti větru. Výroba (dodávka) výrazně kolísá v krátkých časových intervalech. Tato skutečnost vyvolává potřebu držení záložních zdrojů ve formě sekundární a terciální regulace výkonu i dispečerské zálohy. Z [2] vyplývá, že náklady na čerpání záloh činí cca 1,2 mil. Kč ročně na 1 MW výkonu instalovaného ve větrné elektrárně. Navíc, tyto zálohy jsou tvořeny převážně uhelnými a plynovými zdroji. Další vyvolané náklady při využití větrné energie tvoří náklady na posílení distribuční a přenosové soustavy. Z energetického pohledu se jedná (spolu s fotovoltaickou elektrárnou) o nejméně kvalitní zdroj. Při ekonomickém pohledu bychom měli do výše investice započíst i záložní zdroj, který se s větrnou elektrárnou doplňuje ve výrobě. Dalším negativem je, že výroba energie se nekryje se špičkovou potřebou a často je jí dokonce protichůdná. Pro ilustraci: Pokud by se měly větrné elektrárny podílet jedním procentem na celkové výrobě elektrické energie, museli bychom postavit 200 stožárů o instalovaném výkonu 1,5 MW a vytvořit pro ně záložní zdroj o instalovaném výkonu 60 MW. Dá se odvodit, že po 40 % provozní doby dodávají větrné elektrárny méně než 4% instalovaného výkonu. Alespoň polovinu instalovaného výkonu dodávají po cca 7% provozní doby [2]. 4. Energie Slunce Sluneční energie může být využívána dvojím způsobem. Jedná se o ohřev vody v solárních kolektorech (SK) a o přímou přeměnu na elektrickou energii ve fotovoltaických panelech (FV). Vlastnosti těchto zdrojů jsou diametrálně odlišné. SK představují kvalitní obnovitelný zdroj, jehož energie je obvykle přímo lokálně spotřebovávána. FV panely představují energeticky ještě větší nesmysl než větrné zdroje. Jejich dodávka je nejvyšší v době maxima slunečního svitu, tedy v době mimo špičky. Investiční náročnost je extrémní, dokladem čehož je rovněž extrémní výkupní cena dle zákona č. 180/2005 Sb. Odstranitelnost je dobrá, ostatní vlivy na životní prostředí jsou malé. Diskutabilní je energetický přínos, tedy poměr energie vložené při výrobě FV panelu a energie panelem dodané. 5. Geotermální energie Využívání geotermální energie je velmi různorodé. Jedná se o využití tepelné energie z hlubinných vrtů, termálních pramenů, z důlních vod i nízkopotenciálového tepla tepelnými čerpadly. Bližší popis by byl velmi obsáhlý a vymyká se rozsahu tohoto článku.

3 3 (celkem 6) Ostatní alternativní zdroje V současné době se objevuje mnoho nových možností využití alternativních forem energie. Perspektivní je energetické využití BRO (biologicky rozložitelných odpadů), a zejména intenzifikace úspor. Úspory představují energetický zdroj s neporovnatelně větším potenciálem, než mají větrné elektrárny. Tyto zdroje jsou jednoznačně přínosem i pro životní prostředí. Obnovitelné zdroje se v současné době podílí na hrubé spotřebě primárních energetických zdrojů zhruba čtyřmi procenty. I když má jejich využívání v poslední době vzrůstající tendenci, nelze očekávat, že by se v blízké budoucnosti podílely na výrobě elektrické energie významnou měrou. Větší přínos lze očekávat ve výrobě tepla z OZE. Je to způsobeno především tím, že vodní potenciál českých řek je téměř vyčerpán, vývoj výroby v ostatních zdrojích je vázán na dostatečné zdroje paliva (biomasa), či na masové rozšíření technologie (fotovoltaika a vítr). Druhým omezujícím faktorem je využívání palivového dřeva, kde již začíná docházet k nedostatku tohoto paliva. Statistická data o výrobě elektrické energie z OZE v ČR: Výroba elektřiny z OZE v roce 2006 Hrubá výroba elektřiny Dodávka do sítě/netto výroba Podíl na zelené elektřině Podíl na hrubé domácí spotřebě elektřiny Podíl na hrubé výrobě elektřiny MWh MWh % % % Vodní elektrárny ,48% 3,55% 3,02% Malé vodní elektrárny do 1 MW ,46% 0,46% 0,39% Malé vodní elektrárny od 1 do 10 MW ,94% 0,88% 0,75% Velké vodní elektrárny nad 10 MW ,08% 2,21% 1,88% Biomasa celkem ,78% 1,02% 0,87% Štěpka apod ,75% 0,38% 0,32% Celulózové výluhy ,95% 0,49% 0,41% Rostlinné materiály ,40% 0,12% 0,10% Pelety ,68% 0,03% 0,03% Bioplyn celkem ,00% 0,25% 0,21% Komunální ČOV ,92% 0,09% 0,08% Průmyslové ČOV ,06% 0,00% 0,00% Bioplynové stanice ,55% 0,03% 0,02% Skládkový plyn ,47% 0,12% 0,10% Tuhé komunální odpady (BRKO) ,32% 0,02% 0,01% Větrné elektrárny (nad 100 kw) ,40% 0,07% 0,06% Fotovoltaické systémy (odhad) ,02% 0,00% 0,00% Kapalná biopaliva ,00% 0,00% 0,00% Celkem ,00% 4,91% 4,17%

4 4 (celkem 6) Celková energie z obnovitelných zdrojů v roce 2006 Energie v Energie v palivu palivu užitém na užitém na výrobu výrobu elektřiny tepla (GJ) (GJ) Primární energie (GJ) Obnovitelná energie celkem (GJ) Podíl na PEZ Podíl na energii z OZE Biomasa (mimo domácnosti) ,34% 31,16% Biomasa (domácnosti) ,11% 48,99% Vodní elektrárny ,48% 11,21% Biologicky rozl. část TKO ,12% 2,74% Biologicky rozl. část PRO a ATP ,02% 0,49% Bioplyn ,14% 3,24% Kapalná biopaliva ,04% 0,97% Tepelná čerpadla (teplo prostředí) ,04% 0,83% Solární termální kolektory ,01% 0,16% Větrné elektrárny ,01% 0,22% Fotovoltaické systémy ,00% 0,00% celkem ,31% 100,00% Výroba elektřiny ve větrných elektrárnách za rok 2006 Hrubá výroba Instalovaný výkon celkem celkem MW GWh Hlavní město Praha 0,0 0,0 Středočeský kraj 0,1 0,0 Jihočeský kraj 0,0 0,0 Plzeňský kraj 0,0 0,0 Karlovarský kraj 2,1 0,9 Ústecký kraj 12,8 21,4 Liberecký kraj 3,7 5,9 Královéhradecký kraj 1,6 0,0 Pardubický kraj 2,8 1,3 Kraj Vysočina 4,0 3,6 Jihomoravský kraj 4,5 4,7 Olomoucký kraj 8,7 6,0 Zlínský kraj 3,1 5,4 Moravskoslezský kraj 0,0 0,0 Celkem 43,5 49,4

5 5 (celkem 6) Hrubá výroba elektřiny (MWh) - časová řada Vodní elektrárny MVE do 1 MW MVE od 1 do 10 MW VVE nad 10 MW Biomasa celkem Štěpka apod Celulózové výluhy Rostlinné materiály Pelety a brikety Bioplyn celkem Komunální ČOV Průmyslové ČOV Bioplynové stanice Skládkový plyn Tuhé komunální odpady (BRKO) Větrné elektrárny Fotovoltaické systémy (odhad) b.d. cca Kapalná biopaliva Celkem Celková energie z OZE (GJ) - časová řada Biomasa (mimo domácnosti) Biomasa (domácnosti) Vodní elektrárny Bioplyn Biologicky rozl. část TKO Biologicky rozl. část PRO a ATP Kapalná biopaliva Tepelná čerpadla (teplo prostředí) Solární termální kolektory Větrné elektrárny Fotovoltaické systémy - cca celkem Závěrem lze konstatovat, že větrné elektrárny nejsou kvalitním zdrojem elektrické energie. Do budoucna by asi bylo vhodné novelizovat zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, tak, aby lépe vystihoval i ostatní parametry vyráběné elektrické energie, v prvé řadě kvalitu a vlivy na životní prostředí. Pro region Vysočiny by asi bylo vhodné orientovat se na takové zdroje energie, které lépe korespondují s místními podmínkami. Takovými zdroji jsou zejména úspory a biomasa.

6 6 (celkem 6) POUŽITÁ LITERATURA [1] Vývojové trendy v oblasti využívání obnovitelných zdrojů energie v ČR - zhodnocení statistických dat, Ing. Aleš Bufka, 2007 [2] Studie Ekonomické souvislosti využívání větrné energie v ČR, Ing. Ivana Ryvolová 2006 [3] Společný projekt nakládání s odpady zájmové oblasti Horní Posázaví, Ing. Zbyněk Bouda, prosinec 2006 [4] Vliv velkých větrných elektráren na chování ptáků ve vnitrozemí, Dr. Josef Štekl, Zdroj: Větrná energie č. 17, 2/02, str. 2-7 [5] Zpráva o plnění indikativního cíle výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů za rok 2005, Jiří Doležel, ) Ing. Zbyněk Bouda, EAV z.s.p.o., Jiráskova 65, Jihlava, bouda@eav.cz