Justýna nástroj pro odhad produkce a výhřevnosti komunálních odpadů na úrovni mikroregionů



Podobné dokumenty
Tlaky a tahy ovlivňující energetické využití odpadů v teplárenství. Vladimír Ucekaj EVECO Brno, s.r.o.

Primární a sekundární odpady pro WtE M. Pavlas, R. Šomplák, J. Gregor, J. Kropáč, V. Nevrlý, P. Stehlík

Vyhodnocení Plánu odpadového hospodářství Moravskoslezského kraje za rok 2012

Predikování budoucích nákladů za zpracování odpadů s využitím nástroje NERUDA

Vypořádání připomínek k návrhu koncepce Plán odpadového hospodářství Olomouckého kraje a k vyhodnocení vlivu koncepce na životní prostředí

EXISTENCE A VZNIK ČERNÝCH SKLÁDEK. Správce měřidla Pracovník servisní platformy Roky Plán Skutečnost 40 Popis měřítka

VYHODNOCENÍ PLNĚNÍ PLÁNU ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ PARDUBICKÉHO KRAJE ZA ROK 2008

POH ČR Kabinet odpadů. 29. května Ing. Gabriela Bulková Ministerstvo životního prostředí

Plán odpadového hospodářství Karlovarského kraje

Plán odpadového hospodářství Libereckého kraje

Prognóza produkce biologicky rozložitelného komunálního odpadu v ČR

Výzkum plánování odpadového hospodářství na komunální úrovni

Potenciál výroby energie z odpadů v případě zákazu skládkování

Odpady a kontaminace. Produkce domovního odpadu

Plán odpadového hospodářství Karlovarského kraje

Rozesláno dne 15. února 2016 Částka 1 OBSAH:

Vhodné nastavení budoucího OH dle nového zákona, včetně ekonomických dopadů

Analýza odpadového hospodářství Města Neratovice -zpracováno: srpen 2015_

Přílohy smlouvy o poskytování energetických služeb se zaručeným výsledkem

VYHODNOCENÍ PLNĚNÍ PLÁNU ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ KRÁLOVÉHRADECKÉHO KRAJE ZA ROK 2014

Integrovaný systém nakládání s odpady v Kraji Vysočina (ISNOV) Optimální varianta řešená směrnou částí dokumentace ISNOV.

Plán odpadového hospodářství Moravskoslezského kraje pro období

Směřování odpadového hospodářství a postoj MŽP k energetickému využívání odpadů

ENVIprojekt s.r.o. Na Požáře 144, Zlín Tel , fax Královéhradecký. ENVIprojekt s.r.o.

ENERGETICKÝ AUDIT KOMPLEXÙ S PLYNOVOU KOGENERAÈNÍ JEDNOTKOU

Příprava výstavby ZEVO v Kraji Vysočina Zdeněk Chlád

PLÁN ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ ÚSTECKÉHO KRAJE

Závěrečná zpráva z hodnocení dopadů regulace (RIA) k návrhu věcného záměru zákona o odpadech

Současné toky a zpracování spalitelných odpadů v ČR

Projekt obnovy a rozvoje sběrné sítě nádob na využitelné složky komunálních odpadů v obci Velký Osek v letech

Aktualizace části Studie proveditelnosti nízkoemisní zóny v podmínkách hl. m. Prahy. Manažerská zpráva

Směřování odpadového hospodářství a postoj MŽP k energetickému vs. materiálovému využívání

KONCEPCE ODPADOVÉHO HOSPODÁŘSTVÍ STATUTÁRNÍHO MĚSTA PLZNĚ

Možné systémy odpadového hospodářství měst a obcí. Ing. Petr Bielan Možné systémy OH měst a obcí

Systém řízení energetického hospodářství

Hodnocení využitelnosti energetického potenciálu komunálních odpadů

SYSTÉM MONITORNINGU OBLASTI PODPORY 4.1 ZPRÁVA

ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ iluze či realita?!

Návrh ČÁST PRVNÍ ÚVODNÍ USTANOVENÍ. 1 Předmět úpravy. 2 Základní pojmy

7. NÁVRH OPATŘENÍ K REALIZACI DOPORUČENÉ VARIANTY ÚEK LK

ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE MORAVSKOSLEZSKÉHO KRAJE

ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE KRAJE VYSOČINA

DOPLNĚNÍ SEPARACE A SVOZU BIOODPADŮ NA JEVIŠOVICKU

Příprava podkladů pro akční plán energetické efektivnosti

OPTIMALIZATION OF TRAFFIC FLOWS IN MUNICIPAL WASTE TREATMENT OPTIMALIZACE DOPRAVNÍCH TOKŮ V NAKLÁDÁNÍ S KOMUNÁLNÍM ODPADEM

2. Prioritní oblast: VODA A VODNÍ HOSPODÁŘSTVÍ

Dotazníkové šetření B - souhrnný výsledek za ORP

LISTOPAD 2009 PŘIPRAVENO PRO. ri. Heřmanova 22, PRAHA 7 Tel.: , Fax: INBOX@MARKENT.

ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE PLZEŇSKÉHO KRAJE

ZPRACOVÁNÍ A ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ V REGIONECH A MIKROREGIONECH

Investiční oddělení ZPRÁVA Z FINANČNÍCH TRHŮ. Únor 2010 MAKROEKONOMICKÝ VÝVOJ

2. Stávající pozice SDO v integrovaném systému Svoz stavebních odpadů: Sběrné dvory:

Bioodpady v komunálním odpadu a cesty jejich řešení Odpady dnes a zítra

Strategie odpadového hospodářství EU a ČR

ENVIRONMENTÁLNÍ OPTIMALIZACE KOMŮRKOVÉ ŽELEZOBETONOVÉ DESKY

Možnosti energetického využívání směsných komunálních odpadů v ČR - aktuální situace, výhledy a možnosti

Nakládání s odpady ve svozové oblasti RESPONO, a.s. v roce 2015

Studie nakládání s biologicky rozložitelným odpadem v Olomouckém kraji Březen 2009

Sofistikované výpočtové nástroje pro koncepční návrh spaloven a jejich praktické aplikace

Česká asociace odpadového hospodářství. Ing. Petr Havelka výkonný ředitel ČAOH

Zásobování teplem ROZPTYLOVÁ STUDIE. Ing. Marcela Skříčková. Hradec Králové, duben 2015 Arch. č. 102/15

Systém EKO-KOM. Jak dál?

Akční plán rozvoje území správního obvodu obce s rozšířenou působností Havířov

Podpora výroby elektřiny z OZE, KVET a DZ. Rostislav Krejcar

Závazné pokyny pro žadatele a příjemce podpory v OPŽP 26

Uplatnění spalovací turbíny v rámci obnovy elektrárny Prunéřov II Monika Vitvarová

ZÁKLADNÍ ÚDAJE O PROJEKTU CRSV

ZÁVAZNÉ POKYNY PRO ŽADATELE OP ŽP A DOPLŇUJÍCÍ INFORMACE PRO KONEČNÉ PŘÍJEMCE. verze ke dni

Prováděcí studie k naplňování Plánu odpadového hospodářství Moravskoslezského kraje zaměřená na komunální odpady

Investiční oddělení ZPRÁVA Z FINANČNÍCH TRHŮ. Prosinec 2009 MAKROEKONOMICKÝ VÝVOJ

Meziobecní spolupráce v oblasti odpadového hospodářství. Kateřina Sobková Praha,

Česká asociace odpadového hospodářství

ANALÝZA POSTOJŮ VEŘEJNOSTI KE KRIMINALITĚ V PLZNI

HODNOTÍCÍ KRITÉRIA PRIORITNÍ OSY 3 SPECIFICKÉHO CÍLE 3.2 OPERAČNÍHO PROGRAMU ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Příloha č. 3 Dílčí SWOT analýzy jednotlivých prioritních oblastí

KRÁLOVÉHRADECKÉHO KRAJE

1 MANAŽERSKÉ SHRNUTÍ... 4 SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY ZÁKLADNÍ INFORMACE INFORMACE O LOKALITĚ, KTEROU PROJEKT ŘEŠÍ...

ROZPOZNÁVÁNÍ AKUSTICKÉHO SIGNÁLU ŘEČI S PODPOROU VIZUÁLNÍ INFORMACE

Investiční oddělení ZPRÁVA Z FINANČNÍCH TRHŮ. Listopad 2008 MAKROEKONOMICKÝ VÝVOJ. Česká republika

Bc. Petr Berný Univerzita Pardubice, Fakulta ekonomicko-správní, Studentská Pardubice.

výrobní faktory peněžní vyjádření Výnosy Klasifikace vstupů ekonomické analýzy Roční produkce Diagramy odběru

Příprava a realizace projektu ODPADOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ BRNO. Václav Hnaníček, vedoucí projektu SAKO Brno, a.s.

PROGRAM KOGENERACE Z BIOMASY

IV. Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů

Příprava Plánu odpadového hospodářství Moravskoslezského kraje

Zpráva z území o průběhu efektivní meziobecní spolupráce v rámci správního obvodu obce s rozšířenou působností Tanvald

Strategický management

ISPOP OVZDUŠÍ A VODA OHLAŠOVÁNÍ V ROCE 2014 Agenda ovzduší

RADA EVROPSKÉ UNIE. Brusel 8. května 2012 (10.05) (OR. en) 7171/1/12 REV 1 ENV 168 ENER 81 IND 47 COMPET 127 MI 143 ECOFIN 217 TRANS 72 AVIATION 41

1.Nemocnice jsou složitou strukturou

Environmentální prohlášení o produktu (typ III) EPD Environmental Product Declaration

ZÁVAZNÝ PLÁN ČINNOSTÍ CENIA PRO ROK 2009

technologie MAR ASŘ chyba Obr.1. Působení chyby vzniklé v MAR

Strategie rozvoje Digitální mapy veřejné správy Plzeňského kraje

VYHODNOCENÍ PLNNÍ PLÁNU ODPADOVÉHO HOSPODÁSTVÍ KRÁLOVÉHRADECKÉHO KRAJE ZA ROK 2010

Nezaměstnanost absolventů škol se středním a vyšším odborným vzděláním Mgr. Martin Úlovec

SPECIFIKACE PŘEDMĚTU VEŘEJNÉ ZAKÁZKY

ORP ČESKÝ KRUMLOV. - vymezení území ORP poloha, sídelní struktura, počet obcí, mapa území

Pokrok ve vývoji nástroje pro predikci produkce a složení komunálních odpadů

MINISTERSTVO ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ PRAHA 10 VRŠOVICE, Vršovická 65

Transkript:

Justýna nástroj pro odhad produkce a výhřevnosti komunálních odpadů na úrovni mikroregionů Radovan Šomplák, Lenka Zavíralová, Jiří Kropáč, Martin Pavlas Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, Ústav procesního a ekologického inženýrství, Technická 2, 616 69 Brno, Česká Republika; e-mail: somplak@upei.fme.vutbr.cz; tel.: +420 541 144 908 V příspěvku je prezentován ojedinělý nástroj pro verifikaci současných a predikci budoucích hodnot množství a výhřevnosti směsných komunálních odpadů (SKO). Obě hodnoty představují klíčový parametr nejenom pro jeho energetické využití. Produkce i výhřevnost daná složením spolu výrazně korelují a jsou ovlivňovány legislativou, socio-ekonomickými a technologickými faktory. Oba parametry jsou výrazně regionálně odlišné a v čase se vyvíjí. Vytvořený nástroj JUSTÝNA představuje rekurzivně použitý stochastický matematický model, který je aplikován na území (ČR) rozděleném na menší správní jednotky (ORP). Nástroj zpracovává dostupná statistická data z různých zdrojů informací, kombinuje je s obecně platnými modely a na mikroregionální úrovni vyhodnocuje kredibilitu těchto modelů. Nástroj předpokládá určitou nejistotu v kvalitě vstupních dat a jejich omezenou dostupnost. Výsledkem výpočtu je odhad výhřevnosti a produkce SKO. Úvod Zařízení energetického využití odpadů (EVO) jsou v dnešní době nedílnou součástí vyspělých systémů odpadového hospodářství. V souvislosti se směrnicí 2008/98/EC a naplnění cílů Plánu odpadového hospodářství ČR na období 2015 až 2024 (POH) bude i na území ČR docházet k odklonu hmotnostních toků odpadů od skládkování. Předpokládá se výrazný nárůst míry separace materiálově využitelných odpadů (MVO) a biologicky rozložitelných odpadů (BRKO) a s tím související pokles produkce zbytkových odpadů (SKO). Potřeba jejich zpracování pravděpodobně povede k nutnosti výstavby dalších zařízení EVO. Při jejich návrhu je nutno znát množství dostupného odpadu a jeho kalorický obsah vyjádřený výhřevností (LHV). Vzhledem k dlouhé době realizace projektů (od první myšlenky po uvedení do provozu), která se může blížit i 10 rokům, a době předpokládané životnosti (řádově 20 let), se kterou souvisejí i kontrakty na dodávku a zpracování odpadu, je kvalitní odhad budoucího vývoje produkce odpadů a jeho složení, resp. LHV velkým přínosem pro provozní a ekonomickou stránku projektu. Odhad výhřevnosti je přitom důležitý pro správný návrh technologie, dimenzování a efektivní provoz všech klíčových aparátů a subsystémů, ze kterých se zařízení EVO skládá: Termická část (dimenzování roštové části a dohořívací komory). Systém využití tepla (množství vyrobené páry a optimalizace turbíny). Systém čištění spalin (množství spalin ovlivňující velikost aparátů a jejich účinnost).

Z pohledu výhřevnosti je EVO velmi robustní zařízení, které je schopno zpracovat odpad v širokém rozmezí jeho výhřevnosti. Pracovní oblast roštu (a tedy i celé technologie) je znázorněna pomocí tzv. výkonového diagramu roštu (viz obr. 1), který dává do souvislosti množství a LHV paliva a tepelný výkon. Nominální pracovní bod je určen průměrnou výhřevností a požadovaným zpracovatelským výkonem při zohlednění dosažitelného fondu pracovní doby (např. 200 kt/r při 8000 h/rok hodinová kapacita 25 t/h, viz obr. 1). Pozn.: Šipka vyznačuje akceptovatelný rozsah LHV spalovaného odpadu pro fixovanou kapacitu. Obr. 1: Příklad výkonového diagramu roštového kotle Pokud by byla při návrhu EVO nesprávně odhadnuta výhřevnost zpracovávaného SKO, pracovní bod by se mohl dostat mimo tuto oblast, případně do oblasti přetížení (vyznačena červeně), což by vedlo ke snížení životnosti zařízení, případně snížení účinnosti navazujících aparátů. Vzhledem k vysoké robustnosti, flexibilitě a současně problematickému odhadu LHV v dlouhém časovém horizontu, je problematika odhadu LHV v praxi zanedbávána. Proto se lze při koncepčních návrzích zařízení v dnešní době na území ČR setkat typicky s očekávanou hodnotou 10 GJ/t např. [1] nebo [2] (projektanti a investor se často spokojí s tímto odhadem a konstatováním, že sofistikovanější odhad není možný). Výhřevnost odpadu ale také úzce souvisí s ekonomikou zařízení, zejména s produkcí tepelné a elektrické energie. Přestože hlavní funkcí EVO je zpracování odpadu a poplatky za zpracování odpadu tvoří hlavní příjem jednotky, výroba energií a související příjem je rovněž nezanedbatelný. Na obr. 2 je znázorněna závislost vnitřního výnosového procenta (IRR) jako míry návratnosti investice na LHV spalovaného odpadu. Jako modelové zařízení byla zvolena jednotka se zpracovatelskou kapacitou 200 kt/rok a dodávkou tepla mezi 940 1250 TJ/r (v závislosti na LHV). Tato závislost platí pro cenu prodávaného tepla 170 Kč/GJ, cenu za

zpracování odpadu tzv. cenu na bráně (gate-fee) ve výši 2100 Kč/t. Pokles LHV není kompenzován zvýšením kapacity (pohyb vyznačený šipkou v diagramu na obr. 1). 12 11 IRR [%] 10 9 8 7 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 LHV [GJ/t] Obr. 2: Závislost vnitřního výnosového procenta na výhřevnosti zpracovávaného odpadu. Výpočet pro modelový příklad Požadovaná míra návratnosti se liší podle typu investora (komerční vs. municipální projekt). Z výše uvedeného příkladu je patrné, že rozdíl LHV ve výši 1 GJ/t odpovídá v tomto případě řádově 1 % IRR. Jestliže budeme uvažovat, že akceptovatelná míra návratnosti investice, vyjádřená pomocí IRR, pro komerční subjekt činí cca 10 %, pak může změna LHV prezentovaná ve výše uvedeném příkladu ovlivnit očekávání a rozhodnutí o realizaci projektu. Z druhého pohledu může být výpadek příjmů z prodeje energií kompenzován příjmy za zpracování odpadu. Je tedy důležité správné nastavení gate-fee v kontraktech s producenty odpadů. Takovou situaci ukazuje obr. 3, kde je zobrazena závislost gate-fee na výhřevnosti. Křivka byla stanovena tak, aby bylo zachováno IRR ve výši 10 %. Z grafu je patrné, že rozdíl v LHV ve výši 1 GJ/t odpovídá v tomto případě řádově rozdílu 125 Kč/t, což je z hlediska udržitelnosti projektu nezanedbatelná hodnota. 2500 gate-fee [Kč/t] 2300 2100 1900 1700 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 LHV [GJ/t] Obr. 3: Závislost ceny na bráně na výhřevnosti zpracovávaného odpadu. Výpočet pro modelový příklad Z technologického hlediska a vzhledem k velké pracovní oblasti roštu je teoreticky možné do jisté míry kompenzovat nevhodně odhadnutou výhřevnost množstvím spalovaného odpadu tak, aby byl zachován projektovaný tepelný výkon za předpokladu, že se stále pohybujeme

v pracovní oblasti výkonového diagramu roštu (viz navýšení kapacity rekonstruovaného zařízení SAKO Brno z 220 na 240 kt/r v důsledku výrazného poklesu LHV ). Podmínkou takového řešení je ale budoucí dostupnost potřebného množství odpadu. Prakticky to znamená nutnost zajistit další kontrakty s producenty, z čehož vyplývá zvětšení svozových oblastí, nárůst dopravních nákladů apod. Takové řešení může fungovat za předpokladu převahy produkce nad zpracovatelskými kapacitami. V opačném případě při dostatečných kapacitách a většině odpadů vázaných smlouvami je potenciál navýšení kapacity značně omezen. Kromě LHV jsou tedy pro připravované projekty a jejich správné kapacitní řešení významné i informace o budoucí produkci SKO na určitém území. Současná produkce uvedená v POH pro rok 2013 činí 3,12 mil. t/rok (přibližně 297 kg/obyv.) a dle prognózy má součtová produkce složek, které dnes spadají pod katalogové číslo 20 03 01, do roku 2014 klesnout na 2,96 mil. t/rok (281 kg/obyv.). Předpokládá se, že cca 36% tohoto množství se povede materiálově využít. Zbývající množství by mělo být energeticky využito nebo skládkováno. Ve vztahu k výše uvedenému, následující obr. 4 ukazuje nárůst velikosti svozové oblasti v důsledku poklesu produkce SKO pro konkrétní zářízení EVO. Výsledky byly získány modelováním budoucího vývoje toků odpadů mezi producenty a zpracovatelskými kapacitami. Výpočty byly provedeny v nástroji NERUDA [3]. Výpočty byly opakovány pro celou řadu možných scénářů budoucího vývoje zahrnující současnou měrnou produkci SKO (vlevo) a sníženou dle POH (vpravo). Proto je u každé oblasti odpovídající území určité obce s rozšířenou působností (ORP) zobrazena pravděpodobnost odvozu SKO vyprodukovaného na daném území do zařízení EVO. Obr. 4: Srovnání svozových oblastí v případě rozdílné produkce SKO výsledky modelování v nástroji NERUDA Produkce odpadů není v rámci ČR rozložena rovnoměrně. Stejně tak se liší složení a výhřevnost. Svou roli hraje mimo jiné i aktuální úspěšnost separace materiálově využitelných složek (MVO). V kontextu cílů POH se předpokládá, že snížení produkce bude doprovázeno změnou složení a tedy i výhřevnosti. Budoucí hodnota produkce a LHV bude dána skutečnou mírou separace MVO a složek BRKO.

Cílem tohoto příspěvku je představit koncept výpočtového nástroje JUSTÝNA, který slouží k verifikaci a prognózám současné a budoucí produkce SKO a jeho parametrů (zejména výhřevnosti). Předpokládá se, že parametry jsou územně odlišné a podléhají vývoji v čase. Z principiálního hlediska se jedná o optimalizaci založenou na tzv. wait-and-see přístupu. Ve výpočtu se rekurzivně používá v rámci určitého regionu rozděleného do mnoho menších územních celků (Kraje, ORP). Výsledek je odhad současného popř. budoucího vývoje produkce a LHV v určitém mikroregionu. Prognózy se následně dají využít pro nastavení reálných konceptů OH a pro návrh konkrétních zařízení. Současně tvoří nezbytné vstupy pro citlivostní analýzy v rámci studií proveditelnosti konkrétních zařízení. Dostupná datová základna Z pohledu návrhu budoucích strategií trpí obecně OH poměrně nejistou a v mnoha aspektech nedostatečnou datovou základnou. Jako příklad neutěšeného stavu, lze uvést dva zcela rozcházející se datové zdroje ČSÚ a ISOH Cenia. Například v roce 2012 bylo podle ČSÚ na území Jihomoravského kraje vyprodukováno 323 529 t KO, podle dat ISOH tato hodnota činí 436 487 t. Nesouhlasí ani data pro celou ČR, kde je v případě ISOH uváděno asi 4,391 mil. t a v případě ČSÚ 3,233 mil. t, což je rozdíl přibližně 30 %. Za tyto nesrovnalosti je ČR dlouhodobě kritizována Evropskou Komisí (např. v dokumentu [4]). Odborná debata o relevantnosti obou zdrojů doposud nepřinesla jednotné stanovisko. Z pohledu složení SKO jsou dostupné velmi nekomplexní informace z různých regionů, zpracované podle různých metodik. Poslední komplexní, dlouhodobá analýza složení SKO z domácností proběhla v letech 2009 a 2010 v rámci výzkumného projektu SP/2f1/132/08 [5], tj. před více než čtyřmi lety. Analýza odhalila značné rozdíly v produkci i složení SKO vyprodukovaného v různých typech zástavby (centrálně vytápěná, lokálně vytápěná, smíšená zástavba [6]). V roce 2013 byla zpracována analýza SKO v Kraji Vysočina v rámci mezinárodního projektu FUWA [7]. Přes svoji relativní neaktuálnost (vzhledem k pozitivnímu vývoji separace na území ČR v posledních letech) představují výsledky projektu SP/2f1/132/08 důležitý zdroj informací, který se mimo jiné využívá pro odhad produkce jednotlivých složek odpadů i vyhodnocení účinnosti separace MVO jako jednoho z cílů POH (viz např. [8]) Z pohledu výhřevnosti SKO jsou dále k dispozici provozní data z existujících zařízení EVO. (viz např. [9]). Cílem je navrhnout komplexní iterativní nástroj pro odhad produkce a LHV komunálního odpadu na několika úrovních územního uspořádání, který bude schopen predikovat LHV a produkci odpadu na základě dat z různých zdrojů. U těchto zdrojů je pak zohledněna možná nepřesnost obsažených údajů.

Princip nástroje JUSTYNA Teoretický koncept nástroje JUSTÝNA vychází z předpokladu, že vstupní (dostupné) údaje o hmotnosti a LHV ne zcela odpovídají realitě, jsou zatíženy náhodnou popř. systematickou chybou a jsou tedy pouhým odhadem. Obecně se předpokládá, že např. dva zdroje dat mohou poskytovat rozdílný údaj pro jednu geografickou oblast. Odhadované representativní údaje o hmotnosti (m) a LHV v určitém regionu jsou značeny hvězdičkou (*) a aditivní nepřesnost v tomto odhadu vůči reálné hodnotě je značena ε. Platí pak: m = m* + ε m, LHV = LHV* + ε LHV. (R1) (R2) Tyto dvě rovnice (R1) a (R2) jsou postupně aplikovány na různé územní jednotky (kraje, okresy, ORP). Výsledné hodnoty m a LHV jsou pak získány pomocí minimalizace vhodného kritéria účelové funkce. Účelovou funkcí je součet absolutních hodnot všech nepřesností ε, čímž je položen důraz na robustnost odhadu neznámých parametrů, tj. váha velkých odchylek, které se v heterogenních datech mohou častěji vyskytovat, není zvýrazněna. Teoretický (waitand-see) model sice uvažuje minimalizaci náhodných chyb, podobně jako v regresních modelech, ale pro výpočtové účely budou uvažovány jejich realizace (ε v (R1) a (R2) bude měněno). Provázanost uvedených vztahů (R1) a (R2) pak způsobuje zohlednění hierarchické struktury uvažovaných územních celků, kdy je nutné zaručit, že agregované údaje za vyšší celek (např. kraj) vznikly agregací údajů dílčích celků ve vyšším celku zahrnutých (ORP v rámci kraje). Konkrétní omezení jsou tvořena energetickými bilancemi pro jednotlivé typy územních jednotek a zařízení (např. energetický potenciál ve všech krajích je roven celkovému potenciálu pro ČR). Celková energie na daném území je dána součinem hmotnosti odpadu vyprodukovaném na tomto území vynásobeném hodnotou LHV na tomto území. Záměrem je v budoucnu rovnice (R1) a (R2) rozšířit o další proměnné jako např. výskyt jednotlivých MVO komponent SKO (sklo, papír, plast), resp. složení SKO, míru separace jednotlivých složek apod. Odhady, které vstupují do výpočtu, jsou získány: přímo na základě historických dat (např. výše zmíněný ISOH, konkrétní hodnota LHV získaná rozborem složení SKO apod.) výpočtem s využitím regresních modelů, které reflektují obecně platné závislosti resp. praktické zkušenosti (vliv způsobu vytápění na složení odpadů, metodiky prognózování navrženou v projektu VaV MŽP ČR SL/7/102/05, popř. další metodiky vyvinuté zahraničními autory, např. [10]. V případě nárůstu proměnných se adekvátně rozšíří množina omezení, která jednotlivé rovnice vzájemně provazují. Vzhledem k existenci více modelů pro odhad jednoho parametru, které se liší svojí důvěryhodností a přesností, je zavedeno váhování vstupních údajů (viz níže). Příklady konkrétních výsledků jsou prezentovány v následující kapitole.

Příklad aplikace odhad LHV a produkce na úrovni ORP na základě současně dostupných dat V této kapitole je demonstrována první testovací aplikace nástroje JUSTÝNA. Nástroj byl aplikován na území ČR, které bylo rozděleno do územních celků na úrovni ORP. Cílem bylo odhadnout produkci a zejména výhřevnost SKO v jednotlivých ORP. Pro tento demonstrační výpočet byl uvažován omezený počet modelů (vstupních odhadů, viz obr. 5). Konkrétně se jednalo: pro produkci SKO o data z ISOH za roky 2008 až 2012, tzn. celkem 5 modelů (pro každé ORP) pro LHV SKO: (1) jednoduchý model LHV = 10 GJ/t pro všechny ORP a vyšší územní celky a (2) odhad LHV na základě regresní funkce zohledňující typ zástavby v daném ORP na základě výsledků projektu [5] a dat ČSÚ [11], tzn. celkem 2 modely. Obr. 5:Modely datových vstupů použité v ukázkovém výpočtu Výpočet byl proveden pro 500 scénářů s postupným zohledněním možné nepřesnosti vstupních dat. Ve výpočtech se uvažovalo s kvalitou dat ±10 %, adekvátně k této hodnotě bylo provedeno znáhodnění dat pomocí generování aditivní nepřesnosti ε. Výsledkem simulací provedených výpočetním nástrojem JUSTÝNA je odhad produkce a výhřevnosti ve všech ORP. Vzhldem k použité datové základně se jedná principiálně o modelování současného stavu (data ISOH z roku 2012 v kombinaci s inforamcí o složení SKO z roku 2009 resp. 2010). Výsledky ukazují rozdílné odhady LHV pro různé regiony (ORP) v zavislosti na převládajícím typu zastavby, čímž se reflektuje použití modelu [LHV2] (viz obr. 5) Obr. 6 udává jako příklad výstupu odhad výhřevnosti pro konkrétní ORP Hustopeče. Zde vyšla průměrná hodnota LHV přibližně 8,9 GJ/t a směrodatná odchylka 0,13 GJ/t. Interval hodnoty LHV pro 95% hladinu významnosti vyšel 8,6 až 9,1 GJ/t. Srovnáme-li vypočtenou hodnotu s dlouhodbě akceptovanou návrhovou hodnotou 10 GJ/t, jedná se o hodnotu výrzně nižší. To je dáno lokálními podmínkami regionu, ve kterém je

výrazný podíl lokalně vytápěných domů. SKO je tudíž složen z většího podílu popelovin při menším zastoupení vysoko výhřevné frakce. Obr. 6: Odhad výhřevnosti v ORP Hustopeče Opačný výsledek je patrný na obr. 7, kde je zobrazen odhad výhřevnosti v ORP Brno. Zde je významně vyšší podíl centrálně vytápěných bytů, což má kladný dopad na energetický potenciál SKO. Odhad průměrné výhřevností v této lokalitě je 10,5 GJ/t se směrodatnou odchylkou 0,14 GJ/t. Směrodatná odchylka odhadu je dána věrohodnosti použitých vstupních modelů pro výpočet a také zvoleným rozdělením pravděpodobnosti (model 1 rovnoměrné, model 2 normální). Interval pro spolehlivost 95 % vyšel přibližně od 10,2 do 10,7 GJ/t.

Obr. 7: Odhad výhřevnosti v ORP Brno Nástroj JUSTÝNA umožňuje dávat použitým modelům (vstupní odhady pro produkci a LHV v uvažovaných oblastech) různou významnost (kredibilitu). Ta je dána zvolenými vahami pro jednotlivé modely a uzemní celky. Určování vah je dáno subjektivním názorem na kvalitu daného modelu resp. kvalitu vstupních dat. V případě konkrétních rozborů SKO bude mít odhad produkce (resp. LHV) v dané lokalitě vyšší váhu, než v případě obecné regresní analýzy získané na zakladě veřejně dostupných dat, u které se předpokládá platnost pro všechna ORP. Váhy je třeba normovat (součet je roven jedné) z důvodu nekonsystentních jednotek. Nástroj je schopen zpětně analyzovat chybu modelů v jednotlivých ORP, dopad nastavení váhy na výsledek, resp. na příspěvek váhy k chybě. Příklad takové analýzy je zobrazen na obr. 8. Pokud některý z modelů způsobuje v určitém ORP velkou chybu, je zřejmé, že ne zcela dobře funguje a nastavená váha není adekvátní. Příčinou velké chyby ve vstupních datech (extrémní pozorování, které je dáno buď hrubou chybou, nebo výjimečnými a těžko neopakovatelnými okolnostmi v daném regionu např. výrazně vychýlená hodnota v trendové řadě). Dále je možné sledovat podobnosti jednotlivých regionu, což může pomocí tvorbě dalších modelu založených např. na socio-ekonomických datech Na obr. 6 a obr. 7 byly zobrazeny příklady odhadu LHV pro dvě konkrétní ORP. Celkem bylo simulováno 30 scénářů různě rozdělených vah mezi uvažované modely (spodní část obr. 8).

Horní část obr. 8 ukazuje průměrnou celkovou chybu výsledků výpočtů (odchylka vypočítané LHV od vstupních modelů). Je zde dále ukázán vliv jednotlivých modelu na celkovou chybu. Z výsledků lze např. usuzovat, že nejvyšší chybu z použitých modelů pro produkci vykazuje model m(-4) data ISOH za rok 2008. Na zakladě takové analýzy citlivosti je možné měnit vahy pro jednotlivé modely a výpočty opakovat. Případně, při špatných výsledcích, je vhodné uvažovat o vynechání takového modelu z komplexního výpočtu. Lepších výsledků je tedy možné dosáhnout iterativním přístupem s podrobnou analýzou mezivýpočtů. Obr. 8 předsatvuje vizualizaci výsledků pro konkrétní ORP. V případě komplexního hodnocení modelů je ale třeba posuzovat všechny uvažované lokality současně. Vyhodnocení v takovém rozsahu je prováděno s využitím statistických metod a SW. Z výsledků může být patrné, že určitý model vykazuje akceptovatelnou přesnost pro určité oblasti a v ostatních má velikou chybovost. To může být dáno místními podmínky ve vztahu s daným modelem. Nástroj JUSTÝNA umožňuje použit model je některých loklaitách, případně dát rozdílné váhy k jednotlivým oblastem s ohledem na povahu použitého modelu. Obr. 8: Průměrné celkové chyby pro různě zvolené váhy mezi uvažovanými modely Závěr Článek představil nově vzniklý výpočtový nástroj JUSTÝNA, který umožňuje odhad produkce a výhřevnosti odpadu. Jeho princip je založen na nalezení vhodného kompromisu z rozmanitých vstupních dat z reálných měření (případně dat vzniklých na základě obecně platných závislostí), u kterých se předpokládá, že jsou zatíženy nepřesností a jsou tedy pouze odhady. V tomto článku byly nástrojem odhadovány parametry produkce a výhřevnosti u zbytkového KO (SKO) pro územní celky: ORP, okresy, kraje a celou ČR. Hlavním přínosem pro odhady výhřevnosti byl použitý model založený na podílu způsobu vytápění v jednotlivých územních celcích.

Výsledky ukazují značný rozptyl výstupů. Např. v Jihomoravském kraji byly ukázány výsledky pro ORP Brno převaha centrálního vytápění a ORP Hustopeče převaha lokálního vytápění. Výsledky jsou v souladu s informacemi z provozu SAKO Brno, které vykazuje v současnosti nižší hodnoty výhřevnosti z důvodu svozu z menších obcí z Jihomoravského kraje. V další fázi vývoje nástroje je velký prostor pro obohacení datové základny o přidání dalších modelů produkce a výhřevnosti založené na lokálních studiích, analýze závislosti složení odpadu na socio-ekonomických faktorech, výhledy v oblastech separace apod. Zkvalitnění vstupních dat rozšiřuje použitelnost nástroje pro efektivní plánování a provoz nových projektů a celkové nastavení podmínek v OH. Poděkování Příspěvek vznikl na základě finanční podpory poskytnuté Technologickou agenturou České republiky v rámci výzkumného projektu TAČR č. TE02000236 "Waste-to-Energy (WTE) Competence Centre". Literatura [1] HOLOUBEK, J., Zkušenosti s průběhem realizace ZEVO Chotíkov. ODPADY 2014 a jak dál aneb budeme mít maskované spalovny?. Brno, 2014. [2] MAREŠ, P., Zkušenosti s výběrem dodavatele, dotace, podpora pro budoucí provoz, zákon o odpadech z pohledu investora, příprava a zahajování výstavby. Energetické využití odpadu 2013. Roztoky u Prahy, 2013. [3] ŠOMPLÁK, R.; PAVLAS, M., Potenciál výroby energie z odpadů v případě zákazu skládkování. Odpadové fórum, č. 2, s. 95-104. ISSN: 1804-0195., 2014. [4] European Commission, Roadmap for Czech Republic (CZ). 2012. [Online]. Available: http://ec.europa.eu/environment/waste/framework/pdf/cz_roadmap_final.pdf. [5] BENEŠOVÁ, L.; ČERNÍK, B.; HNAŤUKOVÁ, P.; KOTOULOVÁ, Z.; VRBOVÁ, M.; DOLEŽALOVÁ, M.; GAŠPAR, T; PEŠEK, T., Výzkum vlastností komunálních odpadů a optimalizace jejich využívání: Produkce a složení objemných odpadů, příloha závěrečné zprávy, Praha: Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, 2012. [6] BENEŠOVÁ, L.; KOTOULOVÁ, Z; ČERNÍK, B., Základní charakteristiky komunálních odpadů. Odpadové fórum, č. 4, 2011. [7] SCHNEIDER, F., ABF-BOKU, Sortierung von Restmüll aus Haushalten in der Region Vysočina mit Schwerpunkt auf Lebensmitteln. 12 2012. [Online]. Available:

http://futureofwaste.eu/. [8] NOVÁK, P., Analýza potenciálu produkce a účinnosti separace papíru, skla a plastů ze směsných KO v obcích a městech nad 3000 obyvatel. Nová verze rozšířená o odpady předané občany do zařízení pro sběr a výkup (kód nakládání BN30), dílčí zpráva projektu TD020304. 7 2014. [Online]. Available: www.ingpavelnovak.cz. [9] SUZOVÁ, J, Zkušenosti se zprovozňováním rekonstruované spalovny SAKO Brno, a.s.. ODPADY 2011 A JAK DÁL?. Brno, 2011. [10] DEN BOER, E.; DEN BOER, J; JAGER, J, Waste management planning and optimisation: handbook for municipal waste prognosis and sustainability assessment of waste management systems. Projekt LCA-IWM, Stuttgart: ibidem-verlag, ISBN 38-982- 1519-9, 2005. [11] TOUŠ, M.; FRÝBA, L; PAVLAS, M., Výhřevnost odpadu jako klíčový parametr pro plánování a provoz zařízení EVO. Sborník referátu, Odpadové fórum, 2013. Kouty nad Desnou.