1/74 Paliva pro centralizované zdroje tepla

Transkript

1 1/74 Paliva pro centralizované zdroje tepla paliva pro zásobování teplem těžba, dovoz, zásoby problémy zajištění paliv pro teplárenství

2 Paliva 2/74 tuhá černé uhlí, hnědé uhlí, antracity, koks,... biomasa: štěpka, standardizovaná paliva kapalná ropa a její deriváty: topné oleje, nafta, benzín biomasa: bioolej, bionafta, biolíh... plynná zemní plyn, koksárenský plyn, svítiplyn, generátorový plyn, plyn z rafinace ropy (propan, butan), vysokopecní plyn bioplyn

3 Paliva pro CZT v zahraničí 3/74 Dánsko Německo Švédsko Polsko

4 Paliva pro soustavy CZT 4/74

5 Paliva pro teplo (příklad z roku 2009) 5/74 300,0 Spotřeba primárních zdrojů energie pro výrobu dodávkového tepla 250,0 200,0 PJ 150,0 100,0 50,0 0, hnědé uhlí černé uhlí + koks ostatní tuhá (vč. dřeva) kapalná paliva zemní plyn ostatní topné plyny

6 Černé uhlí 6/74 tuhé palivo, hořlavá hornina, kamenné karbonizovaná biomasa, bez přístupu vzduchu, ve velkých hloubkách, za působení tlaku a teplot, stáří 280 až 350 miliónů let (prvohory) mohutné podzemní sloje ve velké hloubce až 1300 m nízký obsah vody a prchavých látek, vyloučen kyslík, méně popelovin vyšší zabarvení, tvrdost vysoký obsah uhlíku 70 až 90 %

7 Černé uhlí 7/74 koksovatelné uhlí obsahují 20 až 28 % prchavých látek, 18 až 20 MJ/kg energetické uhlí výhřevnost 25 až 30 MJ/kg ostravské: 28 MJ/kg (kladenské: 23 MJ/kg) antracit nejkvalitnější černé uhlí, chemický průmysl výhřevnost > 30 MJ/kg, podíl uhlíku až 90 % 33 MJ/kg = čistý uhlík

8 Černé uhlí - koks 8/74 koks: sekundární palivo odvozené z černého uhlí karbonizace = odstranění prchavých složek v peci bez přístupu vzduchu, teploty 1000 C, koksovna vysoce kvalitní palivo, redukční činidlo pro vysoké pece (hutnictví, výroba oceli) výhřevnost 30 MJ/kg malý obsah popela

9 Černé uhlí ložiska v ČR 9/74 většina zásob vyčerpána zbylé v 1-1,3 km zásobárna pitné vody pro SČ kraj 70 % v Polsku 30 % v Česku dobývání z 1000 m postupná uzavírka 1. Hornoslezská pánev 4 Středočeské pánve 2. Vnitrosudetská pánev 5 Mělnická pánev 3. Podkrkonošská pánev 6 Plzeňská a Radnická pánev ověřené zásoby u Frenštátu (CHKO Beskydy) těžba v OKD jediný producent ČU (NWR)

10 Černé uhlí hlubinná těžba 10/74

11 Černé uhlí hlubinná těžba 11/74 zdroj: OKD

12 Černé uhlí pokles těžby 12/74 Vývoj těžby ČU v ČR v letech mil. tun

13 Výhled těžby černého uhlí 13/ : těžba 8.6 mil. tun zdroj: Vupek

14 Cena černého uhlí (USD/t) 14/74 v posledních letech pokles ceny černého uhlí - dovoz zdroj: MPO

15 Černé uhlí pokles těžby 15/74 OKD (NWR) jediná společnost těžící černé uhlí v ČR (Karvinná, Frýdecko-Místecko) konkurence dovoz ČU z Polska (problémy, omezování těžby), Ruska, Kolumbie!, USA!, Austrálie! pokles ceny uhlí na trhu uzavírání dolů v Evropě nákladná těžba (důl Paskov, Německo, Španělsko, Anglie) státní podpora prodlužování těžby vs. regulace podpory v EU

16 Využití černého uhlí 16/74 energetické okolo 40 % těžby v ČR (cca 3 mil. tun ročně) elektrárna Dětmarovice 800 MWe (ČEZ, a.s.), 2.3 mil tun ročně o výhřevnosti 22 MJ/kg, 60 % produkce energetického uhlí teplárna Vítkovice 340 MWt / 79 MWe (ČEZ, a.s.) hutnictví, ocelářský průmysl koksovatelné uhlí pro metalurgii

17 Výhled spotřeby černého uhlí 17/74

18 Hnědé uhlí 18/74 tuhé palivo mladší, méně kvalitní, méně prouhelněné (druhohory-třetihory) (+) sloje v menší hloubce = povrchová těžba (skrývka), nižší náklady na těžbu (-) devastace krajiny, rušení vesnic hnědé uhlí 60 až 70 % uhlíku severočeské: 16 MJ/kg sokolovské: 14 MJ/kg

19 Hnědé uhlí 19/74 hnědý antracit nejkvalitnější hnědé uhlí výhřevnost MJ/kg lignit (lat. lignum = dřevo) slabé prouhelnatění zřejmá struktura dřeva 40 až 60 % uhlíku, 50 % vody, jihomoravský lignit 8 až 10 MJ/kg rašelina černý sediment z rozkladu mechů, rostlin a stromů v močálech (pod vodou, anaerobní rozklad) 50 % spalitelných látek v sušině

20 Složení tuhých paliv 20/74 výrazně nižší obsah O 2 než biomasa obsah síry! S + O 2 SO 2 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3

21 Hnědé uhlí ložiska v ČR 21/74 1 Chebská pánev: těžba vyloučena, zdroje minerální vod (Františkovy lázně) 2 Sokolovská pánev: uhlí pro energetiku, nízká síra, vysoký obsah vody 3 Severočeská pánev: mostecká: nízký obsah popela chomutovská: vysoký obsah popela, síra teplická: vytěžena (kvalitní hnědé uhlí) 4 Žitavská pánev: svrchní sloj vydobyta, zbytek technické problémy (zvodnělé písky)

22 Hnědé uhlí kdo ho těží? 22/74 Severočeské doly (skupina ČEZ) pro elektrárny ČEZ doly Bílina, Tušimice: 20 až 23 mil tun ročně Czech Coal doly Vršany, Šverma, Centrum, ČSA: 13 až 14 mil. tun ročně Sokolovská uhelná doly Jiří, Družba: 7 až 9 mil. tun ročně

23 Podíl na výrobě elektřiny 23/74 cca 60 % elektřiny je z uhlí (černé, hnědé)

24 Hnědé uhlí povrchová těžba 24/74 vliv těžby na krajinu

25 Hnědé uhlí povrchová těžba 25/74

26 Hnědé uhlí povrchová těžba 26/74

27 Hnědé uhlí povrchová těžba 27/74 lom ČSA zámek Jezeří

28 Hnědé uhlí ložiska lignitu 28/74 ukončení těžby 2010

29 Hnědé uhlí a lignit 29/74 mil. tun 50 % oproti v Evropě (Německo, Řecko, Polsko)

30 Výhled těžby hnědého uhlí 30/74 zdroj: Vupek

31 Výhled těžby hnědého uhlí 31/74 zdroj: Vupek

32 Hnědé uhlí - dovoz 32/74

33 Hnědé uhlí územní limity 33/74 rozhodnutí České vlády (1991) o útlumu uhelného hornictví vládní usnesení o územně ekologických limitech v hnědouhelných pánvích severozápadních Čech č. 331/91 ze dne ke zprávě o účelnosti další těžby hnědého uhlí v Chabařovicích; č. 444/91 ze dne ke zprávě o územně ekologických limitech těžby hnědého uhlí v severočeské hnědouhelné pánvi; č. 490/91 ze dne k programu ozdravění životního prostředí v okrese Sokolov

34 Hnědé uhlí územní limity 34/74 15 MJ/kg 12 MJ/kg 17 MJ/kg 11 MJ/kg ČSA za UEL: 750 mil. t uhlí při 18 MJ/kg

35 Hnědé uhlí 35/74 Porovnání možností težby uhlí 50,0 45,0 40,0 mil. tun 35,0 30,0 Celkem v UEL Celkem 25,0 20, rok

36 Územní limity 36/74 SEK 2004 optimalizovat využití domácích energetických surovin... prodloužením životnosti zásob tuhých paliv, především hnědého uhlí Zelený scénář, avšak bez rozhodnutí o korekci ÚEL NEK (Pačesova komise) variantní scénáře neuvažovaly reálné využití zásob za hranicemi ÚEL návrh Státní energetické politiky MPO 2008 perspektivní využití zásob v předpolí lomů ČSA a Bílina udržení dovozní energetické závislosti na přijatelné úrovni posílení energetické bezpečnosti státu

37 Územní limity 37/74 Aktualizace SEK 2009 využití domácích zásob černého a hnědého uhlí i za územními ekologickými limity s přednostním zajištěním dodávek pro teplárenství zachování ÚEL = zásadní omezení dodávek uhlí po roce 2012 programové prohlášení vlády 2010 zachování ÚEL příprava SEK 2012 prioritou je zajištění úsporných opatření na straně elektráren a tepláren cíl: do 2035 nebude chybět uhlí za limity, odsun řešení UEL na 2018

38 Územní limity 38/74 novela Horního zákona nelze vyvlastňovat půdu kvůli těžbě, přehlasování Klausova veta sněmovnou prezident Zeman podporuje prolomení limitů, snaha Rusnokovy úřednická vlády prolomit limity, bez rozhodnutí vláda bez závazku neprolomit limity 4 variantní scénáře (neprolomit, prolomit Bílina (ČEZ), prolomit ČSA (Severní energetická), úplné prolomení = bourání Jiřetína)

39 Problémy (prezentované již od 2007) 39/74 přestavba tepláren na zemní plyn je nereálná (ekonomicky, technicky, časově!), nekonkurenceschopné, 2 až 3 x dražší cena tepla přestavba na biomasu přináší problém s dostupností biomasy, vyčerpané možnosti štěpky existujícími a realizovanými zdroji při stávajících limitech bude těžba velmi rychle utlumovat, ohrožení možné těžby v budoucnosti (prodražení, cena uhlí), zvýšení dovozu uvolnění těžby na ČSA a Bílině - sirnaté uhlí stejně vyvolá nutnost investic na odsíření (ES o limitech průmyslových emisí) spolu se státní garancí dodávek v dané kvalitě, množství a ceně prolomení limitů podmíněno využitím HU primárně v teplárnách (ČEZ je polostátní)

40 Ropa 40/74 kapalné palivo, kapalné uhlovodíky vznik biochemickým rozkladem organických látek usazených na dně moří, překryty anorganickými usazeninami, vysoké tlaky a teploty hloubky 1 až 5 km, stáří 500 milionů let nutné čištění a úprava rafinace ropy: dělení na užší frakce podle teploty varu: plyny, benzín, petrolej,..., nedestilující zbytek (mazut), další destilací asfalt dalšími úpravami TTO, LTO, ELTO, motorová nafta vysoce využívané palivo v dopravě: úprava na benzín a naftu chemický průmysl, energetika (vytápění)

41 Topné oleje 41/74 ukazatel: obsah dusíku a síry těžký topný olej ze zbytků po rafinaci nafty, velmi specifické = nerovnoměrné složení sloučeniny síry, dusíku, chloru,... lehký topný olej (LTO) nízký obsah síry, nižší viskozita oproti TTO, pod 10 C tuhne / obsah parafínů vlastnosti podobné motorové naftě, barvivo pro rozlišení extra lehký topný olej (ELTO) ještě nižší viskozita pro ekologicky zatížená území

42 Složení a výhřevnost kapalných paliv 42/74

43 Ropa - dovoz 43/74 70 % Družba (Rusko) 30 % IKL (Azerbajdžán, severní Afrika, Arabský poloostrov)

44 Ropa - dovoz 44/74

45 Ropa ložiska v ČR 45/74 1 Vídeňská pánev a karpatská předhlubeň v hloubkách do 2800 m vytěžené oblasti se využívají jako zásobníky zemního plynu

46 Ropa domácí těžba 46/74 tis. m 3 dovoz: tis. m 3 Moravské naftové doly, Lama, Unigeo Dambořice, Uhřice, Žarošice těžba tvoří 2-3 % celkové domácí spotřeby velice kvalitní ropa (kvalitnější než dovážená) využití v chemickém průmyslu, výroba léčiv probíhající průzkum nových ložisek

47 Ropa - zásoba 47/74 Správa státních hmotných rezerv (MERO Mezinárodní Ropovody) centrální tankoviště Nelahozeves 16 nádrží na ropu, celkem 1.55 mil. m3 ropy ochrana strategických zásob ropy a pohonných hmot na 90 dní průměrné spotřeby předchozího roku rozšiřování na 120 dní

48 Zemní plyn 48/74 plynné palivo metan (60-80%) + etan (5-9%) + propan (3-18%) + těžké C x H y (2-14%) výhřevnost 34 až 36 MJ/m 3 nachází se v pórovitých horninách ohraničených nepropustnými vrstvami, zpravidla se vyskytuje nad ložisky ropy (naftový) případně černého uhlí (karbonský), v hloubkách do 3 km původně se vypouštěl do vzduchu nebo spaloval, dnes se využívá jako palivo nejmenší potřeba úpravy z fosilních paliv: čistění, sušení nejnižší dopad na životní prostředí z fosilních paliv, emise o několik řádů níže než u tuhých (i kapalných) fosilních paliv

49 Složení a výhřevnost plynných paliv 49/74

50 Složení a výhřevnost plynných paliv 50/74

51 Zemní plyn - ložiska v ČR 51/74 1 Oblast jižní Moravy CH 4 (87 až 99 %) (moravská část vídeňské pánve) 2 Oblast severní Moravy

52 Zemní plyn těžba 52/74 jednorázové odtěžení zásob v Dolních Bojanovicích mil. m 3 Moravské naftové doly, Lama, Unigeo, GreenGas DPB 96 ložisek v ČR, 40 se těží

53 Spotřeba plynu v ČR 53/74

54 Zemní plyn - dovoz 54/74 75 % Rusko 24 % Norsko <1 % těžba ČR

55 Zemní plyn dovoz do EU (+Turecko) 55/74 mld m3 % Rusko Norsko Nizozemí Alžírsko 34 8 Katar 23 6 V. Británie Írán Libye 6 1 Ostatní 35 8

56 Zemní plyn dovoz do zemí EU 56/74 Rusko mld m3 ostatní mld m3 celkem mld m3 % Německo Ukrajina Polsko Rakousko Maďarsko Slovensko

57 Zemní plyn dovoz 57/74 ruský plyn norský plyn

58 Zemní plyn Nabucco 58/74 cíl: snížit závislost dodávek na Rusku realita: problémy v Gruzii, členové konsorcia pro budování plynovodu postupně odstoupili

59 Zemní plyn South Stream 59/74 konkurence pro Nabucco: diverzifikace cest plynu z Ruska (obejití Ukrajiny) realita: projekt zrušen 2014 Bulharsko a EU odmítli v projektu pokračovat

60 Plynovody ČR 60/74

61 Zemní plyn - zásobníky 61/74 nouzové rezervy zemního plynu ČR zhruba polovina roční spotřeby rezervy jsou v rukou soukromých společností (zásobníky 2,3 mld. m 3 ). Dunajovice Háj

62 Uran 62/74 izotop U235 (92 protonů, 143 neutronů) klíčový pro štěpnou reakci, v přírodě zastoupen 0,7 % izotop U238 (92 protonů, 146 neutronů) nepodílí se na štěpné reakci přírodní uran se obohacuje na 3-5 % U235 palivové kazety (články) s oxidem uraničitým UO 2 životnost 3 roky v reaktoru, pokles na 1 % silně radioaktivní produkty (plutonium), probíhající rozpad, odvod tepla, chlazení

63 Uran / ložiska v ČR 63/74 1 Hamr 8 Hájek 2 Stráž (vytěženo) 9 Hájek-S 3 Břevniště 10 Hroznětín 4 Osečná-Kotel 11 Kocourek 5 Rožná 12 Mezirolí 6 Brzkov 13 Ruprechtov1 7 Jasenice-Pucov

64 Biomasa 64/74 tradiční zdroj základní zdroj energie v minulosti energetický potenciál 10x převyšuje energetické potřeby společnosti Průmyslová revoluce Přechod k fosilním palivům Budoucí transformace Odklon od fosilní energie OZE (biomasa) uhlí R/P = 155 let ropa R/P = 42 let zemní plyn R/P = 67 let jaderná energie III. R/P = 85 let

65 Biomasa 65/74 největší využitý potenciál z OZE v ČR podílí se % na produkci tepla z OZE podílí se % na produkci elektrické energie z OZE největší konkurent využití fosilních paliv: uhlí (teplo, elektrická energie)

66 Dřevní štěpka 66/74 štěpka velikost 1 až 10 cm zelená štěpka čerstvý klest z lesní těžby (jehličí, listí) pro elektrárny, teplárny, výtopny hnědá štěpka starý klest: více kůry, bez jehličí nízká vlhkost, dobré skladování bílá štěpka odkorněné dřevo, pily, výroba desek

67 Zelená / hnědá štěpka 67/74

68 Energetické dřeviny 68/74 rychlerostoucí dřeviny odrůdy topolu odrůdy vrby produkční (výmladková) plantáž, 3-6 let opakovaná sklizeň důvody zdroje odpadní biomasy jsou omezené neexistuje trh s biomasou lokální charakter japonský topol

69 69/74 Energetické dřeviny

70 Stébelniny 70/74 sláma nízká hustota slisované balíky vysoký obsah těkavé složky (80 %) vysoký obsah Cl (hnojiva, močůvka) vysoký obsah popelovin nízký bod měknutí, tání a tečení popela

71 Traviny 71/74 traviny, rychlerostoucí rostliny jednoleté: laskavec, konopí víceleté: není nutné zakládat porosty, úspora za osiva miscanthus (sloní tráva) nutné sázet, náklady na založení plantáže, teplejší oblasti, rovnoměrné srážky omezeně využitelná v ČR šťovík uteuša (Rumex OK2) vyšlechtěný (zemědělská plodina, nikoli plevel), vytrvalost porostů, výška 1,8-2,5 m, výnos 10 t/ha sveřep