Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice HOLEČKOV - RÁBÍN ŘÍJEN 2013
Zpracovatel: SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o.p.s. Americká 579/17, 120 00 Praha 2 T: +420 224 252 115 F: +420 224 247 597 Email: seven@svn.cz Internet: www.svn.cz Kolektiv autorů: Ing. Tomáš Voříšek, Ing. Bohuslav Málek (Externí spolupráce: Ing. Pavel Krabec) 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 9 zemích EU a více informací o něm je možné nalézt na internetových stránkách www.biogasheat.org. Září 2013 2
Obsah 1 Úvod - předběžná studie proveditelnosti 4 2 Informace o stanici 5 2.1 Umístění 5 2.2 Technické informace 5 2.3 Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS) 7 3 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených) 9 4 Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS 11 4.1 Technické řešení 11 4.1.1 Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu a posklizňové linky 11 4.1.2 Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek, instalace absorpčního chladiče 12 4.2 Ekonomické hodnocení 14 4.3 Rámcové právní podmínky 17 4.4 Sociální hlediska 17 4.5 Finanční hlediska 17 4.6 Ekologické efekty 18 5 Souhrn předběžné studie proveditelnosti 19 6 Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice 20 7 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET 21 7.1 Definice užitečného tepla 21 7.2 Výpočtová metodika procesu KVET 21 7.3 Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS 22 7.4 Způsob prokazování 25 Září 2013 3
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 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 ZEAS AGRO a.s. (dále jen také společnost či investor ). Svou bioplynovou stanici v areálu bývalého teletníka Holečkov, která je nyní ve fázi schvalovacího procesu a příprav stavebních prací, se společnost chystá uvést do provozu koncem roku 2013 a tento materiál hodnotí opatření, která byla v rámci osobní návštěvy areálu a blízkého okolí 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 budou motivovat příp. zavazovat, 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 místa pro stavbu BPS, jejího okolí a informací a podkladů od zástupců společnosti o projektované technologii BPS i technologickém vybavení zemědělského areálu, kde se BPS bude nacházet (např. energetický audit projektu BPS, údaje o stávajícím energetickém hospodářství areálu Rábín, apod.). Září 2013 4
2 Informace o stanici 2.1 Umístění Projekt BPS je navržen do blízkosti bývalého teletníka Holečkov (GPS: 49 5'0.894"N, 14 11'57.278"E) nacházejícího se v k.ú. Malovice u Netolic, v blízkosti areálu statku Rábín. ZD HOLEČKOV BPS AREÁL STATKU RÁBÍN Obr. č. 1: Přehledná situace umístění BPS 2.2 Technické informace Bioplynová stanice bude v areálu bývalého teletníku Holečkov uvedena do provozu koncem roku 2013. Investor se rozhodl pro patentovanou technologii německé společnosti agrikomp GmbH, kterou na českém trhu zastupuje výhradní licenční partner agrikomp Bohemia, s.r.o. Tuzemský dodavatel eviduje ve svých referencích více než šest desítek realizací a patří v ČR mezi přední firmy tohoto oboru. Jedná se o BPS, sloužící k výrobě bioplynu a jeho následnému energetickému využití, která je navázaná na stávající zemědělský areál. Vstupními surovinami pro fermentaci budou produkty živočišné výroby jako chlévská mrva, hnůj, kejda, a cíleně pěstované plodiny jako kukuřice (siláž), obiloviny a pícniny. Siláže budou uskladňovány v původních silážních žlabech zemědělské společnosti v severní části areálu ZD Holečkov. Charakteristickým znakem nasazené technologie je koncepční řešení hlavního fermentoru i dofermentoru jako plynotěsně uzavřených, vyhřívaných a automaticky promíchávaných betonových jímek. V tomto případě se jedná o sériové uspořádání fermentoru o užitných rozměrech 20/6 m (průměr/výška), užitný objem 1,63 tis. m 3 a dofermentoru o rozměrech 22/6 m, užitný objem 1,97 tis. m 3. Zastřešení těchto nádrží je tvořeno dřevěnou konstrukcí stropu složenou z trámů a desek a elastickým gumotextilovým plynojemem, který zároveň vytváří střechu nádrží. Stanici dále tvoří samostatně stojící nezastřešená betonová nádrž o rozměrech 32/8 m. Tato jímky plní funkci koncového skladu digestátu (pro jeho dočasné uskladnění před odvozem jako hnojivo na pole). Užitný objem jímky činí cca 6,27 tis. m³. Všechny tři fáze výroby bioplynu, tedy jednotlivé tři nádrže jsou zapojeny sériově, tj. substráty nejprve vstupují do fermentoru a pak pokračují po určitém zdržení dále do dofermentoru a nakonec do koncového skladu digestátu. Září 2013 5
Hlavní fermentory a dofermentor mají vnější plášť tepelně izolován a opatřen krycím trapézovým plechem. Udržování fermentované směsi v tzv. mezofilním prostředí (teploty cca 40-45 C) zajišťuje topné potrubí umístěné na vnitřních stěnách nádrží. Teplo je k nim přiváděno ze strojovny kogenerace, v níž se nachází rozdělovač topných okruhů. Pevné vstupní substráty jsou do procesu dodávány přes dávkovací zařízení tvořené velkoobjemovou násypkou o objemu 40 m 3 a šnekovými podavači. Vyráběný bioplyn je z prostoru hlavního fermentoru a dofermentoru kontinuálně odebírán nebo dočasně uskladněn v plynojemech na každé nádrži (1 307 a 1 558 m 3 ) a přímo veden po případném zbavení vlhkosti ke spotřebě do strojovny motorové kogenerace. Pro produkční kapacitu bioplynu posuzované BPS jsou navrženy pro celoroční chod kogenerační jednotky Agrogen BGA180 od stejnojmenného německého výrobce Agrogen GmbH. Jednotky jsou vybaveny soustrojím zážehový motor - el. generátor o jmenovitém el. výkonu á 330 kwel, tedy celkem 660 kwel. V případě instalace v BPS Holečkov/Rábín však bude výkon každé KGJ softwarově omezen na 250 kwel, tedy souhrnný jmenovitý výkon bude 500 kwel. 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 90 C. Takto dále využitelný tepelný výkon při uvedeném softwarovém omezení činí á 219 kwt, celkem 438 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 až 12 MWh elektřiny a tepla, z toho vlastní technologická spotřeba stanice se předpokládá na úrovni cca 7 % celkové výroby a dalších několik procent denní výroby je účelně spotřebováváno v rámci areálu, kde se stanice nachází. Vyráběná elektřina by po odpočtu vlastní potřeby stanice byla dodávána do distribuční sítě. Při očekávané intenzitě provozu obou jednotek během roku (po dobu ~ 8 tis. hod/rok) a odpočtu vlastních energetických potřeb by roční suma dále využitelné elektřiny a tepla mohla dosahovat téměř 4,0 GWh (elektřina), resp. 3,5 GWh (tepelná energie). Pro využití disponibilního množství tepla, což po odečtení vlastní energetické potřeby BPS (předpoklad 20%) představuje až 10 tis. GJ/rok, je namístě hledat racionální možnosti pro jeho využití v co nejvyšší míře. Září 2013 6
Tab. č. 1 - Základní technické parametry instalovaných zdrojů el. a tepelné energie na BPS Zdroj Agrogen BGA180 Jmenovitý / Skutečný mezní el. výkon [kw] 330 / 250 Jmenovitá el. účinnost [%] 44,5 Mezní využitelný tepelný výkon [kw] 219 z toho: chlazení motoru, oleje a 1. stupně pal. směsi 80 Spaliny* 139 Předpokládaná roční výroby elektřiny brutto/netto [GWh] 4,0 / 3,8** Předpokládaná roční výroby tepla brutto/netto [GWh] 3,5 / 2,8** *) Bez / se spalinovým výměníkem (při vychlazení spalin na teplotu ~ 150 C) **) Výroba elektřiny a tepla brutto odpovídá u kogenerační jednotky (dále jen KGJ) 8 tis. hodinám chodu na jmenovitý výkon za rok; netto výroba elektřiny předjímá 7% vlastní technologickou spotřebu elektřiny v případě výroby tepla netto je vlastní spotřeba stanice uvažována 20 % 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 je investor motivován platným cenovým rozhodnutím ERÚ (č. 4/2012) k využití tepla z instalovaného zdroje ve výši odpovídající tzv. základnímu a doplňkovému bonusu v souhrnné výši 500 Kč za každou megawatthodinu elektřiny vyrobenou v režimu (vysokoúčinné) KVET. Při předpokládaném provozu KGJ min. 8 tis. hodin v roce by tak bylo možné s její pomocí vyrobit (netto) až 3,8 GWh elektřiny a 3,3 GWh tepla ročně. Které, pokud by pro něj bylo nalezeno využití například alespoň z 30 % (tj. cca 1 GWh, resp. 3,6 tis. GJ/rok), by mohlo přinášet dodatečný příjem ve výši dosahující 0,5 mil. 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 Září 2013 7
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: 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. Září 2013 8
3 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených) Teplo vyráběné na bioplynové stanici je navrhováno využívat jednak pro krytí technologické potřeby BPS, sousedního teletníku v přilehlém zemědělském areálu a dále také nedalekého areálu Rábín. Investor proto zvažuje výstavbu teplovodu právě do poblíž ležícího (cca 500 m) statku Rábín (GPS: 49 5'4.969"N, 14 12'29.358"E), který je dnes vytápěn ze dvou kotelen na pevná paliva a topný olej a z dalších decentrálních zdrojů na pevná paliva. Součástí areálu jsou objekty administrativní, skladovací, dílny, bytové jednotky, chlazený sklad ovoce a sušárna obilí. Všechny objekty si vyžadují pro svůj provoz tepelnou energii, resp. chlad v případě skladu ovoce, který dnes zajišťují chladicí jednotky poháněné elektrokompresory. Teplo je potřebováno na udržování potřebné vnitřní teploty v topné sezóně a dále pak také na přípravu teplé vody. Jako základní potenciál odběru, kromě samotné BPS, je nasnadě realizovat dodávku tepla do vedlejšího objektu teletníku, který představuje výkonový odběr o velikosti max. 80 kw. V ročním souhrnu se může jednat o množství okolo 400 GJ. Administrativní objekt, dílenské a skladovací prostory v areálu statku Rábín vykazují stávající spotřeby tepla na vytápění, představované spotřebou paliva ve stávajících zdrojích tepla, kterými jsou kotel na pevná paliva a kotel na topný olej, ve výši 600 kg hnědého uhlí s výhřevností 16 MJ/kg a 6.000 kg topného oleje s výhřevností 42 MJ/kg, celkem energie v palivu 73 MWh či jinak něco málo přes 260 GJ/rok. Potřeba teplé vody v areálu (zejména pak pro potřeby hygienického zázemí a kuchyně) je dnes kryta elektrickými zásobníkovými ohřívači. Z důvodu absence měřených hodnot spotřeb ji lze pouze odhadovat, a to ve výši cca 1 m3/den, při předpokládané náročnosti přípravy 0,3 GJ/m3 by pak potenciál užití tepla činil 30 MWh tedy 110 GJ za rok při výkonové potřebě na úrovni 20 kw. Potřebný špičkový tepelný výkon k pokrytí těchto tepelných potřeb je tedy na úrovni cca 165 kw. Současná spotřeba tepla objektů je tedy cca 350-400 GJ/rok. V areálu se dále nachází 15 bytových jednotek, které byly původně napojeny na centrální kotelnu (i nadále existuje propojovací horizontální potrubí z kotelny do nejbližšího místa samostatně stojícího bytového domu, tvořícího jižní trakt areálu). V současné době jsou bytové jednotky vytápěny decentrálně, převážně z kotelen na tuhá paliva, případně elektricky. Potenciál využití tepla pro zásobování těchto b.j. lze odhadovat v celkové výši 1.050 GJ (15 b.j. á 70 GJ/byt), čili 292 MWh. Potřebný maximální výkon pro vytápění b.j. se pohybuje okolo 150 kw. Pro vyšší využití přivedeného tepla pro přípravu teplé vody je potenciál navýšen o potřebu tepla na přípravu cca 0,75 m 3 /den, při náročnosti přípravy TV na úrovni 0,3 GJ/m 3 včetně cirkulačních ztrát 82 GJ/rok čili 22,8 MWh. Chladírna jablek v areálu je zcela nové zařízení s provozem chladící technologie v období od září do dubna (posklizňové uskladnění a postupné uvolňování skladových prostor), při základním rozměru chladícího prostoru 2x1.000 m3, s roční potřebou chladu na úrovni 80 MWh spotřeba elektrické energie pro pohon chladicích agregátů kompresorového chlazení 3 x 5,5 kw činí okolo 15 MWh/rok (chladicí výkon činí cca. 80 kw). V severovýchodní části areálu Rábín jsou umístěny sklady obilí, které jsou pro zajištění požadované vlhkosti obilí osazeny dvojicí vzduchových ventilátorů o jednotkovém výkonu 15 kw, výkony ventilátorů činí cca 3.200 m3/hod. Provoz stávajícího zařízení je denní v posklizňovém období od srpna do října 4 hod/den. Vyžitím ohřevu vzduchu by z pohledu Září 2013 9
provozovatele došlo k podstatnému zkrácení doby k dosažení požadované vlhkosti obilí před jeho uskladněním. Potenciál užití tepla pro sušárnu obilí se pohybuje na úrovni 25 MWh, tedy 90 GJ v definovaném období, z výkonových potřeb je pak dán potřebou 70 kw tepla. DÍLNY ADMINISTRATIVA, JÍDELNA A SKLADY POSKLIZŇOVÁ LINKA BYTY CHLAZENÍ OVOCE Obr. č. 2: Mapa situace objektů v areálu statku Rábín Výstavbou teplovodů do jednotlivých objektů bude možné tyto potřeby pevných paliv a topného oleje, případně lokální elektrické zdroje plně nahradit dodávkami tepla z BPS. Na základě osobní návštěvy a diskuzí vedených se zástupci společnosti ZEAS AGRO byly pro podrobnější posouzení vybrány následující tři možné varianty/opatření využití tepla z BPS: Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu Rábín a posklizňové linky Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek, instalace absorpčního chladiče Těmto variantám je dále věnována pozornost a posouzeny jejich možné technickoekonomické aspekty a ekologické ad. přínosy. Září 2013 10
4 Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS 4.1 Technické řešení 4.1.1 Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu a posklizňové linky V základním scénáři první rozvojové varianty je navrhováno vyvedení tepla z BPS teplovodem k budově teletníku u areálu BPS a také do kotelny v jiho-západním rohovém objektu zemědělského areálu Rábín. Z této kotelny by tepelná energie byla dále vedena stávajícím propojovacím teplovodem vedoucím uvnitř západního traktu a dále do bývalé kotelny v budově dílen v severní části, odkud by dále navazovalo navrhované prodloužení teplovodu až do posklizňové linky v severo-východní části. Teplovodem by bylo možné krýt veškerou stávající potřebu uvedených objektů a provozů. Teoretická dodávka tepla, jak byla předeslána v předchozí kapitole tak může dosahovat až cirka 470 GJ/rok v součtu stá. Reálná spotřeba však může dosáhnout i hodnot vyšších. Při využití empirických/typických měrných spotřeb tepla dle charakteru prostor objektů areálu a plánovaných nových využití některých dosud nevytápěných prostorů (teletník) by pak bylo možné deklarovat/předpokládat spotřebu tepla až 1,6 tis. GJ/rok. Teplovod by byl přiveden do areálu po trase naznačené na mapce níže. Délka teplovodu by činila 0,81 kilometru. Vedení teplovodu je navrženo v téměř přímé trase mez budovanou BPS a stávajícím areálem Rábín. Tato trasa, včetně napojení do objektu teletníku, sousedícím s areálem BPS, je předpokládána v délce 590 m. Druhá část rozvojové varianty přestavuje prodloužení teplovodu v severní části areálu z kotelny v dílnách do posklizňové linky, její délka je 220 m. Teplovod je navržen realizovat jako dvoutrubkový (přívodní a vratné potrubí), z trubek s vnitřní ocelovou trubkou převádějící topné médium, která je izolovaná polyuretanovou pěnou v plášťové trubce z vysoko-pevnostního polyethylenu. Pro přenos požadovaného tepelného výkonu (do 0,4 MW) by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (1-1,5 l/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN 80. Potrubím by zvýšením dopravní rychlosti bylo možné opět přenášet i větší tepelný výkon. Zaústění teplovodu by byl do stávajících kotelen a do posklizňové linky, kde by byly umístěny předávací stanice o příslušných výkonech 0,08 0,3 MW a navazují technologie napojeného teplovodu v samotném areálu. TEPLOVOD, 220 m OBJEKT TELETNÍKU V ZD HOLEČKOV STÁVAJÍCÍ TEPLOVOD V OBJEKTU BPS TEPLOVOD DÉLKY 550 m TEPLOVOD DÉLKY 40 m KOTELNA - JIHOZÁPAD KOTELNA - DÍLNY Obr. č. 3: Mapa se zákresem vedení teplovodu z BPS do areálu Rábín Září 2013 11
4.1.2 Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek, instalace absorpčního chladiče Tepelná produkce KGJ stále bude dostatečná pro hledání dalšího využití tepelného výkonu. Do úvahy připadá rozšířit teplovod o napojení dalších odběrů tepla v rámci areálu Rábín. Zajímavým potenciálem se jeví být např. bytové jednotky tvořící jižní trakt areálu. Eventuální možností je také instalace absorpčního chladicího zařízení pro chladírnu jablek. Bytové jednotky byly původně napojeny na centrální zdroj tepla, od kterého se v minulosti odpojily a v současnosti jsou vytápěny decentrálně zdroji na pevná paliva, příp. na elektřinu. Potenciál využití tepla pro zásobování těchto b.j. lze odhadovat v celkové výši 1 130 GJ (vytápění a TV) a potřebný maximální výkon pro vytápění b.j. se pohybuje okolo 150 kw. Navrhované řešení spočívá ve vytvoření teplovodního vedení ze stávající kotelny v jihozápadní části a vytvoření přípojky a samostatné předávací stanice na patě objektů s autonomní regulací topné vody. V případě rozšíření využití tepla i pro přípravu TV, byl by v rámci předávací stanice vytvořen regulační uzel výroby TV s akumulačním zásobníkem a průtočným ohřevem a dále realizovány rozvody TV včetně cirkulace do jednotlivých b.j. Chladírna jablek je dnes provozována od září do dubna. Jak bylo uvedeno v souhrnu potenciálu odběru tepelné energie, jsou zde instalovány tři jednotky kompresorových chladičů o příkonu á 5,5 kw a souhrnném chladicím výkonu až 80 kw. Roční spotřeba elektrické energie na provoz stávajícího chladicího systému je cca 15 MWh. Přestože je systém chlazení poměrné nový, bude v rámci této rozvojové varianty posouzena možnost využití odpadního tepla pro pohon absorpčního chladicího zařízení pro výrobu chladu, který by byl využíván namísto stávajícího systému kompresorového chlazení, a spotřeba elektrické energie na chlazení by byla vytěsněna spotřebou odpadního tepla z BPS. Absorpční jednotka by byla zásobována zdrojem tepla v podobě topné vody mající max. 90 C, což by v praxi snižovalo účinnost výroby chladu na cca 70 % (tj. COP 0,7). Na výrobu průměrných 80 MWh chladu ročně by tak bylo zapotřebí cca 115 MWh tepla z BPS (alias cca 410 GJ/rok). Součástí nového řešení chlazení prostorů skladu jablek by tak byla přípojka teplovodu z větve navrhované realizovat v první rozvojové variantě. Délka připojovacího teplovodu by byla cca 170 m. Další nutnou instalací by byla akumulační nádrž chladu a sekundární okruh chladicí vody s ventilátorovými konvektory jako koncovými prvky pro ochlazování prostoru. Září 2013 12
TEPLOVOD Z BPS, VAR.1 TEPLOVOD Z BPS, VAR.1 PRODLOUŽENÍ TEPLOVODU KE CHLADÍRNĚ OVOCE PRODLOUŽENÍ TEPLOVODU K BYTOVÝM JEDNOTKÁM Obr. č. 4: Mapa se zákresem vedení teplovodu z BPS do areálu Rábín Září 2013 13
4.2 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 pro krytí tepelných potřeb západní části areálu a posklizňové linky Investiční náklady: Roční prodej tepla: Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 4,8 mil. Kč - 3,92 mil. Kč teplovod délky do 0,81 km vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen - 0,6 mil. Kč nezbytné technologické úpravy kotelen, instalace předávacích stanic - 0,28 mil. Kč náklady na inženýrské práce, rezerva 130 až 445 MWh resp. 0,47 až 1,6 tis. GJ/rok až 188 tis. Kč/rok (úspora nakupované tepelné energie (paliva) vytěsnění stávajících potřeb) 74 až 254 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného tepla, a tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím pádem mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh) Dodatečné provozní náklady: 0,05 až 0,1 mil. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na 5-15 MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: min. 10 let (při maximalizaci dodávek tepla) Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek, instalace absorpčního chladiče Ve variantě 2 budou opatření rozdělena do dvou samostatných z důvodu jejich vzájemné nezávislosti, a aby také nezávisle na sobě bylo patrné jejich ekonomické hodnocení. Dodávka tepla pro bytové jednotky: Investiční náklady: Roční prodej tepla: 1,8 mil. Kč - 0,6 mil. Kč propojovací teplovod mezi původní kotelnou a odběrnými místy, vč. jednotlivých přípojek - 0,75 mil. Kč - kompaktní předávací stanice tepla pro jednotlivé odběry, vč. MaR - 0,2 mil. Kč - úpravy rozvodů TV - 0,5 mil. Kč - náklady na inženýrské práce, rezerva až 310 MWh resp. až 1,1 tis. GJ/rok Září 2013 14
Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: 110 až 330 tis. Kč/rok v závislosti na ceně tepla v rozmezí od 100 do 250 Kč/GJ až 174 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného tepla, tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím pádem mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh) Dodatečné provozní náklady: až 50 tis. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na 5 MWh/rok, servisní prohlídky, údržba, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: Instalace absorpční chladicí jednotky: Investiční náklady: Roční prodej tepla: Příjmy z prodeje tepla: Příjmy za ZB za KVET: min. 4,5 až 8 let v závislosti na ceně tepla Pozn.: Jelikož dodávané teplo má konkurovat stávajícím systémům na pevná paliva s cenou okolo 150 Kč/GJ (hnědé uhlí), měla by cena z hlediska konkurenceschopnosti nabídky být alespoň o 20% nižší, tzn. 120 Kč/GJ, čemuž by odpovídala návratnost 7 let. 3,32 mil. Kč - 0,77 mil. Kč propojovací teplovod délky do 0,17 km - 2,0 mil. Kč absorpční chladicí jednotka vč. montáže a příslušenství (výměník, propojovací potrubí, akumulace chladu, armatury atd.), instalace rozvodů chladu a ventilátorových konvektorů - 0,3 mil. Kč stavební úpravy (vytvoření technické místnosti pro umístění technologie) - 0,25 mil. Kč náklady na inženýrské práce, rezerva až 110 MWh resp. až 0,4 tis. GJ/rok až 135 tis. Kč/rok úspora vytěsněné elektrické energie stávajícího kompresorového chlazení (při ceně 3 Kč/kWh) až 65 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného tepla, tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím pádem mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh) Dodatečné provozní náklady: až 75 tis. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na 5 MWh/rok, vlastní spotřeba absorpční jednotky a chlazení kondenzátoru ventilátorem s předpokládanou spotřebou 10 MWh/rok, servisní prohlídky, údržba, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost: min. 27 let Z uvedeného vyplývá, že instalace absorpčního chladicího zařízení namísto stávajícího systému kompresorového chlazení je za stávajících provozních podmínek naprosto nerentabilní a ekonomicky iracionální. Stavba teplovodu do areálu statku Rábín dává ekonomický smysl pouze za předpokladu dostatečně vysokého množství odebraného tepla, což ale stávající spotřeby vytápěných Září 2013 15
objektů nenaznačují. Podmínečně by investice byla vhodná v případě, že v současnosti jsou objekty vytápěny v omezené míře, s ohledem na finanční náročnost, a po napojení na teplovod budou vytápěny podle požadavků na tepelný komfort jednotlivých prostor, čímž dojde k většímu využití tepla z KGJ. Investor dále plánuje využít objekt teletníku v těsné blízkosti BPS. Při takovémto navýšení dodávek tepla na úroveň až 1,6 tis. GJ se dá očekávat zvýšení příjmů a výsledné prosté návratnosti min. 14 let. Nutno podotknout, že v úvaze není zahrnuta přidaná ekonomická hodnota v podobě přínosů plánovaným využitím objektu teletníku, která bude závislá na základě rozhodnutí investora o jeho konkrétním využití. Výsledná hodnota ekonomických ukazatelů tak může být do jisté míry ještě vylepšena. To samo o sobě stále není pro investora příliš ekonomicky zajímavé, a proto by bylo co nejvhodnější zajistit odběr tepla v ještě větším množství. Nejvhodnější volbou se tak jeví současná realizace připojení bytových jednotek na dodávku tepla. Došlo by tak k navýšení odběru tepelné energie o dalších až 1,1 tis. GJ a citelnému vylepšení ekonomických výsledků, čímž by se doba návratnosti také zkrátila až na 9 11 let. Pro další zvýšení ekonomické efektivnosti provozu KGJ je však nutné hledat další možné odběry tepla ať už v podobě využitím stávajících prostorů a provozů areálu (např. využitím tepla při peletkovací lince, rozšířením sušení různých komodit ve stávající sušárně), nebo vytvoření nového odběru jiným podnikatelským záměrem. Pro představu o možných ekonomických parametrech investice v závislosti na objemech odebraného tepla a ceně přiřazené nabízené tepelné energii byla zpracována přehledná tabulka pro hrubou prvotní identifikaci ekonomické efektivnosti zvažovaného investičního záměru. Jednoduše řečeno kolik tepelné energie je potřeba dodat při určité velikosti počáteční investice a její požadované prosté návratnosti. Tab. č. 2 - Orientační tabulka základních ekonomických ukazatelů v závislosti na výši investice a množství dodaného tepla Výše investice [tis. Kč] 2000 4000 6000 Prodej tepla [GJ/rok] KVET [%] 500 4% 1000 8% 1500 12% 1000 8% 1500 12% 2000 16% 1500 12% 2000 16% 2500 20% Příjem z prodeje + ZB KVET Cena tepla [Kč/GJ] Prostá návratnost 150 225 300 tis. Kč 154 192 229 roky 36,8 21,8 15,5 tis. Kč 309 384 459 roky 9,6 7,1 5,6 tis. Kč 463 575 688 roky 5,5 4,2 3,4 tis. Kč 309 384 459 roky 19,2 14,1 11,2 tis. Kč 463 575 688 roky 11,0 8,4 6,8 tis. Kč 617 767 917 roky 7,7 6,0 4,9 tis. Kč 463 575 688 roky 16,5 12,6 10,2 tis. Kč 617 767 917 roky 11,6 9,0 7,3 tis. Kč 771 959 1146 roky 8,9 7,0 5,7 Pozn.: ve výpočtu jsou uvažovány konstantní provozní náklady ve výši 100 tis. Kč/rok Září 2013 16
4.3 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 úřadu 1 a případně také seznam Často kladených dotazů pro oblast teplárenství, který je uveřejněn na internetových stránkách úřadu 2. 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. Současně je nutné podotknout, že z hlediska platné legislativy není vyžadováno, aby licencovaný dodavatel tepla garantoval nepřerušené dodávky po celý rok. Energetický zákon umožňuje ( 76 odst. 4) přerušit nebo omezit dodávku tepelné energie v nezbytném rozsahu a na nezbytně nutnou dobu ve vymezených případech. A co víc, připouští ( 77 odst. 4), aby odběratel měl současně vedle své tepelné přípojky vlastní náhradní či jiný doplňkový zdroj tepla, budou-li s tím obě strany souhlasit. Garance dodávek tepla tak může být pouze smluvního charakteru (pokud nebudete muset vlastní spalovací zdroj na zemní plyn vůbec používat, ušetříme vám navíc i na stálém poplatku za kapacitu). 4.4 Sociální hlediska Ze sociálního hlediska je využití tepla z BPS vítané tím více, čím z něj může nakonec mít (ekonomický) prospěch blízké okolí stanice a jeho budoucí odběratelé. Z tohoto pohledu je možné na hodnocené rozvojové varianty pohlížet podle toho, jak nízkou cenu tepla a v jakém množství je možné odběratelům nabídnout a tím jim napomoci snížit stávající náklady na krytí tepelných potřeb. S výjimkou instalace absorpčního chladiče lze považovat všechny navržené možnosti využití tepla za prakticky srovnatelné, protože nabízí možnost nahradit stávající způsob výroby a spotřeby tepla, který je v porovnání s nabízeným levným teplem z BPS ve většině případů výrazně dražší (s výjimkou srovnání s pevnými palivy typu hnědého uhlí apod.). 4.5 Finanční hlediska Finanční hledisko je zde chápáno v kontextu nároků na kapitál a možnosti jeho zajištění. Investiční náklady druhé z variant jsou v tomto případě vyšší o poměrně nákladnou 1 ) Metodický návod ERÚ k podávání žádostí o udělení licence na podnikání v energ. odvětvích: http://www.eru.cz/user_data/files/licence/info_pro_zadatele/metod_pokyn_011_2009.pdf 2 ) Viz: http://www.eru.cz/dias-read_article.php?articleid=879#1 Září 2013 17
instalaci absorpční technologie chlazení. V případě jejího vyloučení z hodnocení lze považovat obě varianty za rovnocenné s tím, že druhá (napojení bytových jednotek) je bez první varianty nerealizovatelná. Při hodnocení z pohledu investora tak zřejmě nejvýhodněji bude v tomto hledisku vycházet kombinace první a části druhé varianty, tedy vyvedení tepla teplovodem do areálu Rábín, kde dojde k napojení stávajících odběrů, včetně realizace napojení řadových rodinných domů tvořících jižní trakt areálu na tepelnou energii. 4.6 Ekologické efekty Protože fakt, že využití či nevyužití tepla z BPS nemá vliv na množství emisí vypouštěných KGJ do ovzduší ani neovlivňuje množství spotřebovaných vstupních surovin, jakékoliv smysluplné využití by mělo principielně přinášet absolutní úspory jiných paliv a forem energie a co víc, snižovat i dopady na ŽP, přinejmenším z hlediska emisí škodlivin vypouštěných do ovzduší. Každá z analyzovaných rozvojových variant se jeví jako schopná tomu dostát. V případě realizace první rozvojové varianty, tedy zásobování teplem objektů administrativy, skladů, dílen a posklizňové linky bude možné eliminovat lokální spálení více než 21 tun LTO ročně. Tomu odpovídá úspora emisí NOx v množství převyšující dvě stě kilogramů ročně. Největší úsporu však omezení spotřeby LTO přinese v emisích CO 2, které mohou poklesnout o více než 60 tun (!) za rok. U druhé varianty by došlo napojením obytných jednotek k lokálnímu vytěsnění dalších až 1,1 tis. GJ/rok tuhých paliv ročně (předpokládané palivo hnědé uhlí). Stejně jako v prvním případě by došlo k úspoře emisí v množství adekvátně vytěsněnému palivu, což v absolutních hodnotách znamená téměř dvě stovky kilogramů emisí Nox, přes dvě tuny CO a asi 110 (!) tun oxidu uhličitého za rok. Září 2013 18
5 Souhrn předběžné studie proveditelnosti Na základě výše uvedených skutečností hodnotíme jednotlivá navržená opatření (varianty) ze sledovaných hledisek subjektivním pohledem následovně. Jednotlivé varianty jsou z hlediska sledovaných aspektů klasifikovány číslicemi 1 až 5 s tím, že minimum (1) charakterizuje velmi špatné postavení daného opatření ze sledovaného hlediska a naopak maximum (5) velmi dobré podmínky či předpoklady naznačující naplnění objektivního optima daného aspektu. Výsledné hodnocení, i přesto, že je do jisté míry subjektivní, napomáhá k objektivizaci posouzení jednotlivých variant a zohledňuje v tom nejen technicko-ekonomické, ale právní, sociální a ekologická hlediska, která mohou nezanedbatelným způsobem rovněž ovlivnit faktickou realizaci. Proveditelnost Varianta 1 Varianta 2 Technická 5 4 Ekonomická 3 2 Právní 4 4 Sociální 4 4 Finanční 3 2 Ekologická 5 5 Celkem 24 21 Vysvětlivka: 1 velmi špatné podmínky/neproveditelné, 2 dostatečné, 3 uspokojivé, 4 dobré, 5 velmi dobré (výborné) Září 2013 19
6 Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice Protože provozovatel bioplynové stanice z racionálních důvodů řeší možné smysluplné způsoby využití tepla aktivně sám, zjištění a doporučení předběžné studie proveditelnosti v podstatě spíše napomáhají upřesnit si technicko-ekonomické parametry jednotlivých konkrétních opatření resp. rozvojových variant a současně je objektivizovat pro případné vyjednávání s dotčenými stranami (budoucími odběrateli tepla). Ve studii byly podrobněji posouzeny rozvojové varianty spočívající ve výstavbě teplovodu z BPS zásobujícího sousední objekt teletníku a dále pokračující do nedalekého statku Rábín, kde nahradí stávající zdroje tepla především na LTO, pevná paliva, příp. elektrickou energii. Z komplexního posouzení vyplývá, že nejvýhodnější se jeví realizovat obě tyto varianty společně s výjimkou, za současných podmínek ekonomicky iracionální, instalace absorpčního chladicího zařízení namísto stávajícího systému kompresorového chlazení. Na základě zhodnocení navrhovaných variant je provozovateli BPS doporučeno realizovat teplovod do areálu Rábín se snahou maximalizovat odběr tepelné energie, tzn. kromě provozních a skladových objektů farmy Rábín a posklizňové linky se pokusit připojit na dodávku tepla také soubor bytových jednotek v jižním traktu areálu. Základním předpokladem a také nutností bude nabídnout obyvatelům (vlastníkům) bytů cenu tepla na takové úrovni, aby byla konkurenceschopná vůči stávajícímu palivu, což v případě, že je spalováno pevné palivo (např. hnědé uhlí) znamená cenu na úrovni 80% stávající, tedy 120 Kč/GJ. V případě, že by se podařilo realizovat napojení odběrů tepla v takto uvedeném množství, projekt by se stal ekonomicky zajímavým. Výše investičních nákladů by mohla být na hranici 6,6 mil. Kč bez DPH a potenciál dodávek tepla na hranici 2,7 tis. GJ/rok. Prostá doba návratnosti by se mohla při výše uvažovaných podmínkách jednotlivých odběrů (vytěsnění stávajících spotřeb a nabídka tepla pro bytové jednotky) pohybovat okolo 9 až 11 let. I přes úvahu o intenzifikaci stávajících odběrů a uvažovaném napojení bytových jednotek je stále z hlediska ekonomické efektivity investice tento odběr a z něj plynoucí přínosy nedostatečný a bylo by vhodné hledat pro teplo další využití. Zejména by měly mít přednost návrhy uplatnění tepla s neproporcionálním nárůstem množství odebraného tepla v porovnání s výší vložené investice. Jen tak lze znatelně vylepšit komplexní ekonomiku projektu BPS. Jako první by tedy měly být zváženy možnosti uplatnění tepla ve stávajících technologických provozech v areálu Rábín, jako je využití tepla ve výrobně pelet např. pro sušení vstupních surovin nebo rozšíření využití stávající sušičky agrárních komodit o další suroviny nebo i nabídnout službu jejího využití jiným subjektům. Pro případné zachování možnosti budoucího navýšení odběrů, resp. připojení nových odběratelů je doporučováno dimenzovat páteřní teplovod do areálu v dimenzi umožňující přenášet plný tepelný výkon KGJ. V případě realizace navrhovaných opatření by pro výrobce i odběratele tepla projekt mohl být ekonomicky výhodným a navíc by byl prospěšný z hlediska omezení lokálních emisí škodlivin (ke kterým dochází při spalování zemního plynu ve zdrojích jednotlivých objektů). Září 2013 20
BiogasHeat Předběžná studie proveditelnosti_bps Holečkov - Rábín 7 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET 7.1 Definice užitečného tepla Protože teplo u BPS vzniká jako současný či vedlejší produkt spalování bioplynu pro (primární) výrobu elektřiny v motorové kogenerační jednotce, bývá označováno při splnění dalších podmínek jako tzv. užitečné teplo či teplo z kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET) a je mu přiznávána i provozní podpora ve formě zeleného bonusu vypláceného za každou kilowatthodinu elektřiny pocházející právě z režimu KVET. Přesnou definici užitečného tepla či jinak tepla z KVET od letošního roku uvádí zákon o podporovaných zdrojích (zákon č. 165/2012 Sb.) a rovněž i evropská legislativa (Směrnice 2012/27/EU). Národní legislativa za něj (užitečné teplo) rozumí teplo vyrobené v procesu KVET sloužící pro dodávky do soustavy zásobování tepelnou energií nebo k dalšímu využití pro technologické účely s výjimkou odběru pro vlastní spotřebu zdroje a tepelné energie využité k další přeměně na elektrickou nebo mechanickou energii. Evropská legislativa jej definuje mírně odlišně, a to jako teplo, které je vyrobeno v procesu KVET a slouží k uspokojování ekonomicky odůvodněné poptávky po teplu a chladu. 7.2 Výpočtová metodika procesu KVET Protože způsob výpočtu KVET byl v jednotlivých zemích EU častokrát praktikován odlišně, došlo od letošního roku k harmonizaci výpočtové metodiky v rámci celé EU. Do českého právního řádu ji zavádí vyhláška Min. průmyslu a obchodu č. 453/2012 Sb. (na úrovni EU ji řeší výše uvedená směrnice a prováděcí Rozhodnutí EK č. 2008/952/ES a č. 2011/877/EU). Jejím základním východiskem je podmínka, že výroba elektřiny a tepla v režimu plnohodnotné KVET musí přispívat k úspoře tzv. primární energie v určité výši. Jednoduše řečeno, pokud by stejné množství elektřiny a užitečného tepla mělo být vyrobeno ze stejného paliva odděleně, byla by spotřeba tohoto paliva vyšší. Evropská definice KVET vyžaduje alespoň 10 % úsporu primární energie, česká u výroben do 1 MWe je mírnější (což je možné) a vyžaduje jen kladnou hodnotu tohoto tzv. parametru ÚPE; nad 1 MWel již ale také alespoň 10 % hodnotu UPE. Tuto podmínku může v praxi splnit jen tzv. vysokoúčinná KVET, za níž je označována taková, jejíž celková účinnost konverze vstupního paliva (či primární energie) na dále užitečně využitou elektřinu a teplo dosáhne definované minimální úrovně. U kogeneračních jednotek se spalovacím motorem bez ohledu na druh paliva je za elektřinu z vysokoúčinné KVET považováno veškeré množství vyrobené elektřiny naměřené na svorkách generátoru kogenerační jednotky nebo sériové sestavy kogeneračních jednotek jen v případě, pokud celková účinnost, do níž je započítáno i užitečné teplo, dosáhne za vykazované období alespoň 75 % (tato limitní hodnota rovněž platí pro KVET zařízení na bázi parní protitlaké turbíny, plynové turbíny, mikroturbíny, stirlingova motoru, palivového článku, parního stroje a organického Rankinova cyklu). Září 2013 21 SEVEn
BiogasHeat Předběžná studie proveditelnosti_bps Holečkov - Rábín Je-li celková účinnost KGJ menší (< 75 %), pak množství elektřiny pocházející z (vysokoúčinné) KVET již netvoří veškerou výrobu, ale jen její určitou část, a to ve výši odpovídající poměru užitečného tepla (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 množství užitečného tepla dodaného mimo výrobnu násobí. (E KVET = Q už * C SKUT, kde C SKUT = E SV / Q brutto ). Zde je nutné poznamenat, že za hrubou výrobu tepla (Q brutto ) se 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 osazen spalinový výměník, pak by koeficient C měl být stanoven podle vzorce (C SKUT = η e,sv / (0,75 - η e,sv ). Bližší znázornění výpočtu hodnoty E KVET ukazuje obrázek 2 níže. Obr. č. 5: Diagram výpočtu množství elektřiny pocházející z (vysokoúčinné) KVET pro případ KGJ V druhém kroku je pak zapotřebí ověřit právě zmiňovanou dosaženou hodnotu ÚPE. Zde je výpočtový postup nepoměrně složitější a my se z důvodu složitosti pouze omezíme na empirické zjištění, že je-li množství elektřiny z KVET stanoveno výše popsaným způsobem, tento požadavek bez problémů splní. 7.3 Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS Samotný způsob určení množství užitečného tepla (Q už ) dnes není legislativou jednoznačně předepsán a v podstatě z hlediska právního řádu je možné vycházet pouze z platných definic uvedených výše. Obecně platí, že za užitečné teplo by mělo být považováno takové, které pochází z KVET a slouží k uspokojování ekonomicky odůvodněné poptávky po teplu a chladu. Jelikož však tato definice v některých případech užití tepla může být nedostatečná a vést k případům, že by teplo sice bylo využíváno, ale přidanou ekonomickou hodnotu nijak nevytvářelo, připravuje v současnosti ERÚ vydání upřesňujícího výkladového stanoviska. Září 2013 22 SEVEn
BiogasHeat Předběžná studie proveditelnosti_bps Holečkov - Rábín Z prvních neoficiálních návrhů vyplývá, že bude mít podobu pozitivního a případně i negativního seznamu, u nějž budou definována některá kvantitativní případně jiná omezení na množství tepla, které bude pro daný účel možné uplatnit (spotřebovat). S cílem eliminovat nadměrné spotřeby tepla, které nebudou mít skutečný užitek. Je pravděpodobné, že za užitečné teplo z bioplynových stanic (případně dalších druhů OZE) bude uznáváno teplo využité pro: Vytápění budov a příprava teplé vody Užitečným teplem se zde rozumí dodávka tepla konečnému odběrateli použitá pro vytápění budov nebo k přípravě teplé vody (TV), kde spotřeba tepla nepřekračuje z hlediska celoročního tepelného komfortu potřebu tepla, která by byla za tržních podmínek uspokojena nákupem tepla z jiného zdroje. Limity spotřeby: budou uznávány spotřeby u existujících staveb odpovídající průměrné spotřebě v minulých letech. U nových objektů pak v souladu s platnými předpisy upravujícími tepelně-technické vlastnosti staveb a limity spotřeby tepla na přípravu TV (tj. vyhlášky č. 78/2013 Sb., respektive v příloze č. 2 vyhlášky č. 194/2007 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům.) Dodávka tepla do soustavy CZT (provozovaná licencovaným subjektem) Limity spotřeby: Při vyvedení tepla z BPS do soustavy CZT bude za užitečné teplo možné považovat teplo skutečně do soustavy předané v předávacím místě, stanovené měřením (předávací stanice). Vytápění chovů hospodářských zvířat Limity spotřeby: Uznávány budou spotřeby až do následujících limitů (bez potřeby jejich doložení měřením): Drůbež: Prasnice: při 1. zapuštění: v dospělosti: Selata: Prasata: Akakultury: 1250 kwh/vdj 1500 kwh/vdj 700 kwh/vdj 1050 kwh/vdj 225 kwh/vdj jednotky megawatthodin v přepočtu na tunu produkce akvakultury Sušení dřeva a agrárních komodit Za užitečné teplo bude považováno teplo, které je využité pro účely: sušení dřeva v surovém stavu pro následné materiálové využití, Září 2013 23 SEVEn
BiogasHeat Předběžná studie proveditelnosti_bps Holečkov - Rábín sušení agrárních komodit, u nichž to přispívá vyššímu ekonomickému ohodnocení, sušení dřeva použitého pro výrobu paliva, avšak pouze v případě že toto palivo není následně použito k výrobě elektřiny nebo tepla nebo elektřiny a tepla, na které je nárokována podpora. Limity spotřeby: Množství tepla účelně využitého na sušení bude limitováno hranicí obvyklého množství vody, které je nutné z daného materiálu sušením odstranit, a mezní účinnosti sušení, která je bez ohledu na typ sušárny stanovena jednotně ve výši maximálně 1,5 MWh/t. Limitní množství odpařené vody, vyjádřené v kilogramech, a výsledné hodnoty mezní spotřeby tepla v přepočtu na tunu materiálu vstupujícího do procesu sušení jsou pro níže uvedené materiály definovány jako následující: dřevo pro materiálové využití nejvýše 450 kg vody resp. 675 kwh dřevo pro palivo ke konečné spotřebě nejvýše 300 kg vody resp. 450 kwh obiloviny a olejniny nejvýše 50 kg vody resp. 75 kwh kukuřice na zrno nejvýše 200 kg vody resp. 300 kwh Šlechtění a množení rostlin (skleníky) Limity spotřeby: Indikativní hodnotou pro vytápění skleníků v České republice bude měrná spotřeba tepla ve výši 500 kwh/m 2.rok (při požadavku na udržení vnitřní teploty 20 C) v závislosti na požadované teplotě. Další zvažované přípustné způsoby užití tepla jsou následující: Teplo dodané pro potřeby chlazení. Typickými příklady dodávky tepla pro potřeby chlazení je klimatizování veřejných i soukromých budov, klimatizování prostor pro skladování potravin (ryby, maso, ovoce, zelenina), chlazení mléka. Procesní teplo pro dezinfekci nebo pasterizaci vstupních substrátů (je-li to vyžadováno legislativou, tj. nařízení EU č. 1774/2002) Teplo dodané na průmyslové procesy (pokud zde teplo kryje ekonomicky odůvodněnou poptávku, případně že nahrazuje jinak využívaná fosilní paliva) Za užitečné teplo z obnovitelných zdrojů se nepovažuje zejména využití tepla: Teplo pro ohřev substrátu ve fermentoru bioplynové stanice. Procesního teplo pro sušení fermentačního zbytku (digestátu) za účelem výroby organických hnojiv. Procesního teplo pro sušení fermentačního zbytku (digestátu) za účelem výroby paliv. Září 2013 24 SEVEn
BiogasHeat Předběžná studie proveditelnosti_bps Holečkov - Rábín Procesního teplo pro hygienizaci/pasterizaci složek substrátu vstupujícího do fermentoru v případě, že nejsou vyžadovány platnými právními předpisy, Teplo pro dodatečnou výrobu elektřiny (např. využitím ORC jednotky). 7.4 Způsob prokazování Při dokladování množství tzv. užitečného tepla bude nutné postupovat v souladu s ustanoveními připravovaného výkladového stanoviska ERÚ, až bude fakticky uveřejněno (předpoklad podzim 2013). Jakékoliv deklarované množství užitečného tepla pro daný účel by měl být přitom výrobce schopen doložit pro případ možné kontroly hodnověrným způsobem (tj. např. měřením spotřebovaného tepla dodaného třetím stranám, počtem stavů hospodářských zvířat, dodacími listy nakoupených surovin pro sušení apod.). Bude-li současně výrobce nárokovat zelený bonus za KVET, bude povinen podat na MPO žádost o vydání osvědčení o původu elektřiny z vysokoúčinné KVET, jejíž vzor je uveden v příloze č. 3 vyhlášky č. 453/2012 Sb. Pro možné vyplácení zelených bonusů za KVET pak bude nutné provést registraci do systému OTE v souladu s ustanovením vyhlášky ERÚ č. 346/2012 Sb. A následně pak vyplňovat pravidelné měsíční výkazy. V nich je kromě hodnot výroby užitečného tepla rovněž nutné uvádět účinnosti (hrubé) výroby elektřiny a tepla, jejichž prostřednictvím se ověřuje splnění ustanovení vyhlášky MPO č. 441/2012 Sb., o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie. Má-li být teplo prodáváno pro zisk třetím stranám, bude pak nutné v souladu s Energetickým zákonem (zákon č. 458/2000 Sb.) rovněž získat licenci na výrobu a rozvod tepla a stát se licencovaným dodavatelem. Září 2013 25 SEVEn