Mendelova zemědělská a lesnická univerzia v Brně Provozně ekonomická fakula Úsav saisiky a operačního výzkumu Využívání obnovielných zdrojů na výrobu elekrické energie v ČR Bakalářská práce Vedoucí práce: Mgr. Veronika Blašková, Ph. D. Lucie Oberreierová Brno 008
Prohlášení Prohlašuji, že jsem uo bakalářskou práci vypracovala samosaně podle meodických pokynů vedoucí bakalářské práce a s použiím lieraury, kerou uvádím v seznamu. V Brně dne 0. kvěna 008.
Poděkování V úvodu bych ráda poděkovala vedoucí bakalářské práce Mgr. Veronice Blaškové, Ph.D. za odborné vedení, poskynuí cenných rad a připomínek, keré mi pomohly při zpracování éo práce.
Absrak Oberreierová, L. Využívání obnovielných zdrojů na výrobu elekrické energie v ČR. Bakalářská práce. Brno, 008. Bakalářská práce se zabývá analýzou výroby elekrické energie z obnovielných zdrojů. V práci jsou idenifikovány jednolivé obnovielné zdroje energie, keré je možno využí v ČR a ve svěe. Cílem vlasní práce bude za použií dosupných informací analyzova vývoj výroby elekrické energie především z vodních a věrných elekráren v leech 004 až 006. Při zpracování je využio saisických meod, keré jsou používány pro analýzu časových řad. Absrac Oberreierová, L. Exploiaion of renewable resources for generaion of elecrical energy in he Czech Republic. Bachelor hesis. Brno, 008. The Bachelor hesis represens analysis of generaion of elecrical energy by means of renewable resources. In his work some paricular renewable resources of elecrical energy which could be used in he Czech Republic and hrough he whole world are idenified. The goal of he whole work will be o analyse, using some accepable informaion, he developmen of elecrical energy generaion in he firs place by hydro-elecric and wind-power plans during years 004-006. The work is carried ou on he basis of some saisic mehods, which were used for analysis of ime series.
Obsah Úvod a cíl práce...7. Úvod...7. Cíl práce...9 Přehled lieraury...0. Názory a posoje v dnešní energeice...0. Obnovielné energeické zdroje a jednolivé ypy energií....3 Legislaivní rámec...5.4 Energeické cíle a ochrana živoního prosředí...6.5 Využií OZE v podmínkách České republiky...7.6 Cenová poliika a obchod s energií...0 3 Meodika... 3. Definice, ypy a specifika časových řad... 3. Elemenární charakerisiky vývoje časových řad...6 3.3 Modelování časových řad...7 3.3. Klasický (formální) model...8 3.4 Analyické vyrovnání...9 3.4. Lineární rend...30 3.4. Parabolický rend...30 3.4.3 Exponenciální rend...3 3.5 Volba vhodného modelu rendu...3 3.6 Měření sezónnosi...33 3.6. Triviální model sezónnosi...34 4 Vlasní práce...35 4. Věrná energie...35 4.. Elemenární charakerisiky vývoje věrné energie...37 5
4.. Modely časových řad...38 4..3 Výpoče sezónnosi...40 4. Vodní energie...4 4.. Elemenární charakerisiky vývoje vodní energie...44 4.. Modely časových řad...45 4..3 Výpoče sezónnosi...46 4.3 Srovnání věrné a vodní energie...49 5 Závěr...5 6 Seznam abulek a obrázků...55 7 Použié zdroje informací...56 8 Přílohy...58 6
Úvod a cíl práce Proože nic není sálé a napořád, nic není nehybné. Země se pořád posunuje, svělo se mění, moře neusále omílá skalnaé pobřeží. Neusále se rodí další a další generace a my za ně zodpovídáme, proože i lidé jiné svědky než nás nemají. James Baldwin (Hindls, 000). Úvod Lidská činnos, kerá je v dnešní moderní době vykonávána, má obvykle nežádoucí vedlejší negaivní dopady na sav živoního prosředí a na zdravoní sav celé lidské populace. Každý den ak dochází k ohrožení klimaického sysému, ozónové vrsvy, vše se aké projevuje změnou ekosysémů, úbykem vody a vysokou hladinou znečišění. Po celém svěě ak dochází k neuvěřielně rychlému rozvoji a zvyšování živoních nároků, keré jsou podmíněny vysokou energeickou náročnosí. V současnosi proo znepokojuje celou společnos skuečnos, že dochází k vysoce inenzivnímu čerpání zásob fosilních paliv, keré však nejsou nevyčerpaelné a k rychlému a nevranému narušení přírody a živoních podmínek ak, že může bý ohrožena sama budoucnos lidsva. Na základě ěcho skuečnosí začíná populace hleda možné alernaivy řešení, keré by přispěly k uspokojení popávky po vysokém množsví elekrické energie a zárověň snižovaly nároky na živoní prosředí. Jednou z možných varian řešení vznikající siuace je posupná orienace na využívání obnovielných zdrojů energie. Obnovielné zdroje energie paří mezi moderní echnologie budoucnosi, keré nezaěžují sav živoního prosředí a nepřispívají k vážnému problému globálních změn klimau. Nevyžadují ěžbu nerosných surovin, kerá za sebou časo zanechává významné ekologické škody. Také napomáhají snižova naši závislos na velkých cenralizovaných zdrojích. Obnovielné zdroje se mohou pochlubi sále věší konkurenceschopnosí na rhu a podporují vznik nových pracovních mís a ekonomický rozvoj obcí. Předsavují dobrou 7
podnikaelskou příležios pro zemědělce i venkovské regiony a výrazně nahrazují dovážené energeické zdroje jako je ropa a zemní plyn a vylepšují obchodní bilanci země. Jejich poziivní vlasnosí je i skuečnos, že na rozdíl od fosilních paliv se yo zdroje neusále obnovují a může se ak konsaova, že jsou zcela nevyčerpaelné. Zvyšování množsví využívaných obnovielných zdrojů však znesnadňují různá legislaivní omezení, kerá v mnohých případech prodlužují celkovou dobu výsavby a odrazují ak poencionální invesory od zamýšlených invesic. 8
. Cíl práce Cílem éo bakalářské práce je provés saisickou analýzu vyrobeného množsví elekrické energie z obnovielných zdrojů na území České republiky od začáku roku 004 až do konce roku 006 a aké následně vypracova prognózu vývoje výroby elekrické energie v následujícím období pro rok 007. Vyrovnání získaných da rendovými přímkami a provedení analýzy sezónnosi uváří jednu z hlavních součásí éo práce. Podkladové údaje pro vypracování bakalářské práce byly získány na inerneových sránkách Energeického regulačního úřadu a zahrnují pouze časové období ýkající se le 004 až 006, proože v době zpracování práce nebyly k dispozici údaje již uplynulého roku 007. Získání vhodných údajů pro provedení saisické analýzy v oblasi využií obnovielných zdrojů energie je však v dnešní době sále velice komplikované. Bakalářská práce je rozdělena do několika významných čásí, a o do eoreické a prakické čási. Teoreická čás za použií odborné lieraury slouží k obecnému seznámení s danou problemaikou. Jednolivé ypy energií, energeické cíle a využií obnovielných zdrojů na území ČR voří jen někeré z hlavních podkapiol éo čási. Následuje sručné seznámení s pojmy a specifiky časových řad, keré budou využiy v čási prakické. Prakická čás je zaměřena za použií dosupných informací na analýzu vývoje výroby především věrné a vodní energie, kerá byla vyvořena na území České republiky ve sledovaném období. Údaje, keré jsou zpracovány, vyjadřují celkové množsví vyrobené energie na svorkách generáorů při kombinované výrobě elekřiny a epla v gigawahodinách [GWh]. 9
Přehled lieraury. Názory a posoje v dnešní energeice Pojem energie se v dnešní době sal ermínem, kerý nás provází na každém kroku, zejména pak v posledních dvou soleích. Lidsvo oiž během éo kráké doby prodělalo velmi rychlý vývoj díky ohromnému množsví energie, kerou dokázalo uvolni a využí v podobě fosilních a jaderných paliv. Energie se však již v současnosi sává ermínem budoucnosi, neboť právě budoucnos ukáže, jak si lidsvo dovede poradi se vzrůsající energeickou spořebou. Využívání fosilních a jaderných paliv je spojeno s ekologickými problémy, keré se spolu s vyčerpáním ěcho přírodních zdrojů jeví jako globální energeický a ekologický problém lidsva. Spalování uhlí, ropy a zemního plynu způsobuje akové znečišění ovzduší, devasaci krajiny a celkový vliv na změnu globálního klimau, že vlády mnoha zemí uvažují o zavedení uhlíkové daně, edy poplaku za CO, kerý při spalování fosilních paliv nuně vzniká a zhoršuje skleníkový efek. Tao paliva sice dříve či později nevyhnuelně dojdou, zaím však způsobují sále věší poíže, a o i poliického charakeru. Prvním významným milníkem, kerý ovlivnil posoj k obnovielným a zejména lokálním zdrojům, byla první zv. ropná krize, kerá srozumielně ukázala křehkos sabiliy lidské společnosi založené na inenzivně využívaných, ale nerovnoměrně ve svěě rozložených zásobách fosilních paliv. Současně se ukázalo, že svěové zásoby fosilních paliv nejsou nevyčerpaelné. Insiucionálně, společensky a poliicky podporovaný návra k opěovnému využívání obnovielných zdrojů energie proo není žádný krákodobý rend, ale jednoznačně nezbynos spojená s úsilím o sebezáchovu lidské společnosi v přiměřeně přijaém živoním prosředí (Beranovský, 004). Skleníkový efek nasává po průchodu slunečního záření amosférou. Prošlé záření ohřívá předměy na povrchu Země a y pak vysílají dlouhovlnné epelné záření, keré amosféra propouší jen omezeně. Skleníkový jev je ovlivněn příomnosí určiých plynů v amosféře. 0
Současný rend v energeické poliice prosazuje vyrovnaný energeický mix jednolivých druhů zdrojů. Jejich role je přímo závislá jak na hodnocení z hlediska rvale udržielného rozvoje, ak z hlediska ekonomických ukazaelů (www.alernaivni-zdroje.cz). Obr.: Energeický mix v ČR podle zdrojů v roce 006 Paroplynové a plyn ové elekrárny.% Přečerpávací vodní elekrárny 0.83% Jaderné elekrárny 30.87% Vodní elekrárny 3.0% Osaní 4,% Osa ní obnovielné zdroje.5% Uhelné elekrárny 6.0% Zdroj: hp://download.mpo.cz/ge/34085/3834/438586/priloha00.doc. Obnovielné energeické zdroje a jednolivé ypy energií Obnovielnými energeickými zdroji lze rozumě ve smyslu energeického zákona č. 458/000 Sb. vodní energie do výkonu zdroje 0MW, sluneční energie, věrná energie, geoermální energie, bioplyn. Narozdíl od fosilních a uranových paliv, se obnovielné zdroje nazývají obnovielné proo, že se díky slunečnímu záření a dalším procesům neusále obnovují a jsou nevyčerpaelné (Beranovský, 004). Sluneční (solární) energie energie získávána ze slunce je základní podmínkou živoa na Zemi. Při získávání elekrické energie přímo ze slunečního záření jde z hlediska živoního prosředí o nejčisší a nejšernější způsob její výroby. Účinnos přeměny slunečního záření na elekřinu umožňuje získa se současnými solárními sysémy z jednoho meru akivní plochy až 0 kwh elekrické energie za rok. V našich podmínkách je ve srovnání se současnými klasickými zdroji elekrická energie ze solárních sysémů však sále ješě podsaně dražší. Ze slunečního záření lze elekrickou energii získa přímo a nepřímo.
Přeměna přímá využívá foovolaického jevu, při kerém se v určié láce působením svěla uvolňují elekrony. Při přeměně nepřímé se získává eplo za pomoci slunečních sběračů. V ohnisku sběračů jsou umísěny ermočlánky, keré mění eplo v elekřinu. Ve sluneční epelné elekrárně, kerá je v podsaě elekrárnou epelnou, se ze slunečního záření získává eplo, a o v koli následně ohřívá kapalinu. Vzniklé páry rozáčejí urbínu, kerá pohání generáor a en vyrábí elekrický proud. Věrná energie na území ČR se věrná energie využívala v minulosi ve věrných mlýnech. V dnešní době se k výrobě věrné energie hojně využívají věrné elekrárny, keré se v současné době nacházejí ve více než padesái lokaliách naší republiky. Princip výroby éo energie spočívá v působení energie věru na lisy rooru věrné urbíny umísěné na sožáru. Při omo procesu vzniká roační mechanická energie, kerá je prosřednicvím generáoru zdrojem elekrické energie. Rozvoj věrné energeiky je přínosem především z hlediska ekologie. Věrná energeika neprodukuje uhé či plynné emise a odpadní eplo, nezaěžuje okolí odpady, ke svému provozu nepořebuje vodu. Věrná elekrárna nepředsavuje významný zábor zemědělské půdy a minimální jsou i nároky na plochu sanovišě (www.alernaivni-zdroje.cz). Obr.: Věrná farma v Americe Zdroj:hp:/www.reehugger.com/files/008/03/wind-power-reaches-00000-megawas.php
Vodní energie poenciál vodní energie je v podmínkách ČR využíván po saleí. Vodní energie se dá velmi dobře a účinně přeměni na žádanou elekřinu (www.ekowa.cz). Využívá se její schopnos rychlého najeí při velkém výkonu a edy operaivního vyrovnání okamžié energeické bilance v elekrizační sousavě ČR. Vodní elekrárny neznečišťují ovzduší, nedevasují krajinu, jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Princip vodní elekrárny spočívá ve skuečnosi, že voda rozáčí urbínu, kerá je na společné hřídeli s elekrickým generáorem. Mechanická energie proudící vody se ak mění na energii elekrickou, kerá se ransformuje a odvádí do mís spořeby. Výběr urbíny závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla. Nejčasěji se osazují urbíny reakčního ypu Francisova či Kaplanova a pro vysoké spády akční Pelonova urbína. K využií poenciálu vodních oků v ČR slouží i kaegorie zv. malých vodních elekráren, keré věšinou slouží jako sezónní zdroje (www.alernaivni-zdroje.cz). Obr.3: Vodní elekrárna Spálov Zdroj:hp://www.cez.cz/cs/energie-a-zivoni-prosredi/energie-z-obnovielnych-zdroju.hml Energie biomasy jde o hmou organického původu. Pro energeické účely se využívá buď cíleně pěsovaných energeických plodin nebo odpadů ze zemědělské, poravinářské nebo lesní produkce (www.ekowa.cz). Vzhledem k omu, že CO uvolněný při spalování organické hmoy je znovu absorbován při růsu roslin, nelze v omo směru hovoři o problému s emisemi. Využií energie biomasy lze rozděli do několika podskupin. 3
Základní echnologie zpracování se dělí na suché procesy jako je spalování, zplyňování a pyrolýza a procesy mokré, keré zahrnují anaerobní vyhnívání, lihové kvašení a výrobu biovodíku. Zvlášní podskupinu poom voří lisování olejů a jejich následná úprava, což je v podsaě mechanicko-chemická přeměna. Ze suché biomasy se působením vysokých eplo uvolňují hořlavé plynné láky, zv. dřevoplyn. Jesliže je příomen vzduch, dojde k hoření. Pokud jde o zahřívání bez přísupu vzduchu, odvádí se vzniklý dřevoplyn do spalovacího prosoru, kde se spaluje jako jiná plynná paliva. Čás vzniklého epla je použia na další zplyňování biomasy (www.alernaivni-zdroje.cz). Geoermální energie k výrobě elekřiny využívají geoermální elekrárny epelnou energii z nira Země. Geoermální elekrárny se saví zejména ve vulkanicky akivních oblasech, kde využívají k pohonu urbín horkou páru soupající pod lakem z gejzírů a horkých pramenů nebo eplonosné médium, keré se vlačuje do vrů, v hloubi země se ohřívá a ohřáé vyvádí na povrch. Na rozdíl od věšiny jiných ypů elekráren, nepořebují geoermální elekrárny žádné palivo. Jejich nevýhodou je, že jsou dosupné pouze na někerých mísech zemského povrchu (www.alernaivni-zdroje.cz). Tepelná čerpadla jedná se o zařízení, kerá umožňují odníma eplo okolnímu prosředí, převádě je na vyšší eploní hladinu a předáva ho cílově pro pořeby vyápění nebo pro ohřev eplé užikové vody. Tepelná čerpadla neprodukují vyhořelé palivo, proo jde o zcela bezodpadovou echnologii. Princip epelného čerpadla je uzavřený chladící okruh, jímž se eplo na jedné sraně odebírá a na druhé sraně předává. Tepelné čerpadlo dokáže odebra eplo z okolního vzduchu, povrchových vod, půdy, vrů i z podzemní vody. Teplo odebrané ěmo zdrojům předává do opných sysémů. Činnos epelného čerpadla využívá fyzikální jevy spojené se změnou skupensví pracovní láky. Ve výparníku epelného čerpadla chladivo při nízkém laku a eploě odnímá eplo zdroji nízkopoenciálního epla, dochází k varu. Páry chladiva jsou slačeny, zahřívají se a v kondenzáoru předávají kondenzační eplo ohřívané láce. Tím se opě ochlazují a zkapalňují. (www.alernaivni-zdroje.cz) 4
.3 Legislaivní rámec Jedním z hlavních násrojů podpory využívání obnovielných zdrojů je zákon č.80/005 Sb., o podpoře využívání obnovielných zdrojů energie a o změně někerých předpisů. Teno zákon upravuje v souladu s právem Evropských společensví způsob podpory výroby elekřiny z obnovielných zdrojů a výkon sání správy a práva a povinnosi fyzických a právnických osob s ím spojených. Účelem ohoo zákona je v zájmu ochrany klimau a ochrany živoního prosředí podpoři využií obnovielných zdrojů energie, přispě k šernému využívání přírodních zdrojů a k rvale udržielnému rozvoji společnosi a v neposlední řadě vyvoři podmínky pro naplnění indikaivního cíle podílu elekřiny z obnovielných zdrojů na hrubé spořebě elekřiny v ČR ve výši 8 % do roku 00 a vyvoři podmínky pro další zvyšování ohoo podílu po roce 00 (www.biom.cz/legislaiva.sm?x=3465.cz). Zákon č.458/000 Sb. o podmínkách podnikání a o výkonu sání správy v energeických odvěvích a o změně někerých energeických zákonů (energeický zákon) ve znění pozdějších předpisů upravuje v souladu s právem Evropských společensví podmínky podnikání, výkon sání správy a nediskriminační regulaci v energeických odvěvích jakož i práva a povinnosi osob s ím spojených. Zmiňované dva zákony je možno řadi k hlavním násrojům legislaivní podpory využívání obnovielných zdrojů na území České republiky. Oázku využií ěcho zdrojů však mimo zmíněných zákonů řeší i mnohé další zákony, vyhlášky a nařízení Evropských společensví. Z vyhlášek lze zmíni například vyhlášku č. 4/00 Sb. vymezující zdroje energie, keré budou hodnoceny jako obnovielné ve vzahu na poskyování doací ze sáního rozpoču nebo vyhlášku č. 475/005 Sb., kerou se provádějí někerá usanovení zákona o podpoře využívání obnovielných zdrojů. Ze směrnic Evropského parlamenu a Rady jde především o směrnici 00/77/ES o podpoře elekřiny vyrobené z obnovielných zdrojů energie na vniřním rhu s elekřinou. Účelem éo směrnice je podporova zvýšení příspěvku obnovielných zdrojů energie 5
k výrobě elekřiny na vniřním rhu s elekřinou a vyvoři základnu pro odpovídající budoucí rámec Společensví (www.eru.cz)..4 Energeické cíle a ochrana živoního prosředí Požadavek na maximální využívání alernaivních zdrojů je jedním z klíčových bodů energeické poliiky Evropské unie. Proo v roce 004 byla schválena vládou Sání energeická koncepce ČR, kerá paří k základním součásem hospodářské poliiky České republiky. Koncepce definuje prioriy a cíle v energeickém sekoru a popisuje konkréní realizační násroje energeické poliiky sáu. Je výrazem sání odpovědnosi za vyváření podmínek pro spolehlivé a dlouhodobě bezpečné dodávky energie za přijaelné ceny a za vyvoření podmínek pro její efekivní využií, keré nebudou ohrožova živoní prosředí a budou v souladu se zásadami udržielného rozvoje. Sání energeická koncepce ve své vizi konkreizuje sání prioriy a sanovuje cíle, jichž chce sá dosáhnou, při ovlivňování vývoje energeického hospodářsví ve výhledu příších 30 le, v podmínkách ržně orienované ekonomiky. Při volbě priori, cílů a souboru násrojů Sání energeické koncepce byla respekována především hlediska energeická, ekologická, ekonomická a sociální. Cíle energeické koncepce jsou definovány celkem čyři s ím, že každý obsahuje několik dílčích cílů. Zajišění vhodného poměru spořeby prvoních energeických zdrojů je jedním z ěcho cílů, v rámci kerého se nachází dílčí cíl zaměřený na podporu výroby energie z obnovielných zdrojů. V časovém horizonu do roku 030 sanovuje, že celkový podíl obnovielných zdrojů na výrobě elekrické energie by měl bý v rozmezí % až 3 %. Energeické hospodářsví České republiky se sejně jako energeické hospodářsví v osaních vyspělých sáech významně podílí na ovlivňování kvaliy živoního prosředí. Dominanními složkami živoního prosředí, keré jsou ovlivňovány, jsou ovzduší a odpady. Vliv obnovielných zdrojů energie na živoní prosředí je věšinou minimální. Příkladem může bý užií věrné energie, kerá má pouze určiý vliv na vzhled krajiny. 6
Vodní energie může v malé míře ovlivňova vodní oky a energie solární je prakicky bez vlivu na živoní prosředí. Proo z hlediska míry negaivních vlivů na živoní prosředí lze za nejpříznivější považova obnovielné zdroje (hp://www.mpo.cz/dokumen5903.hml)..5 Využií OZE v podmínkách České republiky Poenciál obnovielných zdrojů na území České republiky není příliš závraný. Podíl elekřiny z obnovielných zdrojů na hrubé spořebě elekřiny v ČR v roce 005 činil 4,48 % a oproi roku 004 se zvýšil pouze o 0,44 %. V roce 006 opě vzrosl díky vyšší výrobě na velkých vodních elekrárnách na 4,9 %. Obr.4: Nárůs výroby energie z OZE roku 006 oproi roku 005 podle kaegorie zdrojů 0% 0% 40% 60% 80% 00% 0% 40% Foovolaické sysémy 38,46% Kaegorie zdrojů Věrné elekrárny Tuhé komunální odpady Bioplyn Biomasa 6,3% 9,3% 30,49% 30,4% Vodní elekrárny 7,3% 0,00 0,00 40,00 60,00 80,00 00,00 0,00 40,00 60,00 80,00 Nárůs výroby od roku 005 [GWh] Zdroj: hp://download.mpo.cz/ge/34085/3834/438586/priloha00.doc V případě věrné energeiky jsme na počáku jejího rozvoje. Po relaivně neúspěšných pokusech minulých le zaznamenává v současné době věrná energeika obrození. I když jsme v první polovině 90. le měli naději paři mezi perspekivní výrobce, posupně jsme uo pozici zraili. Ve významných lokaliách začínají podnika firmy, keré čekají na jasnější legislaivní vývoj, kerý se vsupem do EU zaručí sabilní podnikaelské 7
prosředí (Beranovský, 004). Dobrou zprávou je aké skuečnos, že energeická Skupina ČEZ, kerá je zároveň nejvěším domácím výrobcem elekřiny, plánuje invesova v následujících 5 leech do rozvoje obnovielných zdrojů energie celkem 30 miliard korun. Z oho zhruba 0 miliard korun na výsavbu nových věrných elekráren, keré mají v nejbližším období nejvěší poenciál rozvoje (www.cez.cz). Pro výsavbu věrných elekráren se počíá s plochami v nadmořských výškách zpravidla nad 600 m a ao mísa, kde jsou příznivé věrné podmínky, leží převážně v oblasech, keré paří mezi zákonem chráněné oblasi. Odhaduje se, že z ohoo důvodu odpadá 60-70 % vhodných ploch pro výsavbu věrných elekráren. V současné době, kdy výška sožárů dosahuje 00 50 merů, se oevírá možnos využí i zalesněných ploch. Podle odborných sudií má nejvěší poenciál věrné energie oblas severních Čech a severní Moravy, následuje jižní Morava a západní Čechy (www.zelenaenergie.cz). Obr.5: Pověrnosní mapa ČR Zdroj: hp://www.srojexpor-rade.cz/produky-povernosni_mapa_cr.php Společnos ČEZ Obnovielné zdroje vyrábí Zelenou energii, kerá nabízí možnos využívání elekřiny vyrobené s využiím obnovielných zdrojů přírody. Jedná se o ekologickou energii získanou hlavně z vody, věru, slunce a případně i z biomasy. 8
V rámci Skupiny ČEZ vyrábí společnos ČEZ Obnovielné zdroje Zelenou energii v současné době ve vodních elekrárnách. Ve svých záměrech počíá se vsupem do dalších odvěví energeiky obnovielných zdrojů, zejména do odvěví věrné energeiky a využií energie z biomasy a bioplynu (www.cez.cz). Biomasa je oiž v podmínkách České republiky velmi perspekivním obnovielným zdrojem. Zaímco využielná kapacia vodních oků pro získávání energie je již éměř vyčerpána a pro využií věru nemáme ak dobré podmínky jako jiné evropské země, biomasu lze využí ve všech moderních epelných elekrárnách. Výhodou biomasy je skuečnos, že její podíl v palivu může čini až 5 procen (www.zelenaenergie.cz). Podíl výroby elekrické energie ve vodních elekrárnách na celkové výrobě v ČR je poměrně nízký. Naše oky nemají pořebný spád ani dosaečné množsví vody. V akumulačních a průočních vodních elekrárnách Skupiny ČEZ se v roce 006 vyrobilo celkem,5 TWh. V porovnání s výrobou v roce 005 jde o 50 % nárůs. Z hlediska všech obnovielných zdrojů Skupiny ČEZ mají vodní elekrárny na výrobě elekrické energie nejvěší podíl, kerý ak i nadále rose. V roce 007 vyrobily vodní elekrárny éměř 90 % veškeré ekologické elekřiny ve Skupině ČEZ (www.cez.cz). Ke zvýšení výroby elekřiny z obnovielných zdrojů energie se Česká republika zavázala v Přísupové smlouvě k EU. Cílem je dosažení 8 % podílu elekřiny vyrobené z obnovielných zdrojů energie na hrubé spořebě elekřiny v ČR v roce 00. Uvedená čísla proo vypovídají o skuečnosi, že pokud bude vývoj využií obnovielných zdrojů růs sále sejným empem jako prozaím, ak nebude pravděpodobně možné sanoveného cíle do roku 00 dosáhnou. Základním předpokladem pro další navýšení podílu obnovielných zdrojů na výrobě elekřiny jsou invesice do výsavby nových zařízení, zejména v oblasi využívání biomasy. Mezi ekonomické podmínky, zajišťující arakivnos invesic, paří především zachování současné úrovně výkupních cen, invesiční podpora nových projeků v úrovni 0-30 % při využií prosředků srukurálních fondů EU a maximalizace využií ekonomicky reálných způsobů výroby elekřiny z obnovielných zdrojů (www.mpo.cz). 9
.6 Cenová poliika a obchod s energií Sanovení určié minimální úrovně výkupních cen energie z obnovielných zdrojů je jedním z možných způsobů, jak vyvoři ekonomické podmínky pro využívání obnovielných zdrojů energie. Řešení problému výkupních cen energie z obnovielných zdrojů je možné především jen za účasi sáu. Sá může vedle dobrovolných dohod éž přímo doova výkupní ceny energie z obnovielných zdrojů ze sáních prosředků v rámci sáních podpůrných programů (Cenek, 00). V ČR je v současné době akovým podpůrným programem Program EFEKT Sání program na podporu úspor energie a využií OZE. Program EFEKT slouží Minisersvu průmyslu a obchodu k ovlivnění úspor energie a využií obnovielných zdrojů energie v ČR. Je zaměřen na osvěovou činnos, energeické plánování, invesiční akce malého rozsahu a piloní projeky. Je doplňkovým programem k energeickým programům podporovaným ze srukurálních fondů Evropské unie (www.mpo.cz). Zásadní změnu do režimu určování výkupních cen elekřiny přinesl zákon č. 80/005 Sb., kerý ukládá provozovaelům regionálních disribučních sousav a provozovaeli přenosné sousavy povinnos veškerou elekřinu z obnovielných zdrojů vykupova. Výrobce elekřiny z obnovielných zdrojů má právo si vybra, zda svoji elekřinu nabídne k výkupu za pevnou cenu nebo zda za ni bude požadova zv. zelený bonus (www.alernaivni-zdroje.cz). Využívání obnovielných zdrojů energie podporují éž environmenální poplaky. Důvodem je o, že yo poplaky zaěžují klasická paliva a energii z nich získanou a na obnovielné zdroje energie se nevzahují. Významné jsou v omo směru poplaky za znečišťování živoního prosředí i poplaky za využívání přírodních zdrojů (Cenek, 00). Zeleným bonusem se rozumí finanční čáska navyšující ržní cenu elekřiny a je hrazena provozovaelem regionální disribuční sousavy nebo přenosové sousavy. Zohledňuje poškozování živoního prosředí využiím obnovielných zdrojů oproi spalování fosilních paliv. 0
Jeden z hlavních environmenálních problémů ČR v sekoru paliv a energií voří doace. Důvodem je o, že udržují současnou srukuru sekoru energeiky zaměřenou na využívání pevných paliv, nenuí k úsporám energie a nemoivují k využívání obnovielných zdrojů energie (Cenek, 00). K odsranění ohoo nedosaku však přispívá například Sání fond živoního prosředí, kerý od roku 003 poskyuje 30 % doace na insalaci solárních sysémů pro soukromé i právnické osoby a napomáhá ak ke zvyšování množsví energie, kerá je vyráběna z obnovielných zdrojů (www.alernaivni-zdroje.cz).
3 Meodika 3. Definice, ypy a specifika časových řad Časovou (éž dynamickou, vývojovou nebo chronologickou) řadou nazýváme řadu pozorovaných hodno saisického znaku věcně a prosorově srovnaelných da v celém předměném časovém úseku, keré jsou chronologicky uspořádány z hlediska času od minulosi do příomnosi. Ze saisického hlediska je časová řada posloupnosí (y, y,, y,, y n ) pozorovaných hodno y znaku Y, kde index =,,, n je index označující příslušný okamžik nebo inerval zjišťování a n je délka časové řady. Rozdíl n - pro určiou konkréní hodnou časové řady se nazývá věk pozorování (Minařík, 006). Základním kriériem klasifikace časových řad je rozdělení dle rozhodného časového hlediska na: Časové řady inervalové (úsekové) - zjišěné hodnoy jsou vzahovány k časovému úseku nenulové délky. Jedná se o ukazaele, jehož velikos závisí na délce inervalu, za kerý je sledován. Inervalové ukazaele se mají vzahova ke sejně dlouhým inervalům, proože v opačném případě by šlo o srovnání zkreslené (Hindls, 000).Pro ukazaele ohoo ypu je charakerisická jeho sčiaelnos a z oho plynoucí možnos urči hodnou znaku za delší časový inerval sčíáním jeho hodno za dílčí čási ohoo inervalu (Minařík, 006). Díky sčiaelnosi můžeme sesroji kromě řady běžných hodno aké řady odvozené, keré jsou klouzavé a kumulaivní. - Kumulaivní (součová) řada. Tao řada vzniká posupným načíáním (kumulací) hodno časové řady. k y = j= y j pro, j =,,, n (3.)
- Klouzavá řada. Sesrojuje se sčíáním (vždy k akuálnímu období) posledních p hodno časové řady. p y = j= p+ y pro j =,,, n = p, p+,, n (3.) kde p nazýváme délka klouzavé čási. Společné grafické znázornění běžných, kumulovaných a klouzavých hodno se nazývá Z - diagram (Minařík, 006). Časové řady okamžikové - eno yp časových řad je sesavován z ukazaelů, keré se vzahují k určiému časovému okamžiku. Řady ohoo ypu jsou charakerisické svojí nesčiaelnosí hodno, proože součy ukazeelů nemají reálný smysl (Minařík, 006). Shrnují se proo za pomoci speciálního průměru, kerý je nazýván průměrem chronologickým (Hindls, 000). Je-li délka mezi jednolivými časovými okamžiky sejná, jde o prosý chronologický průměr ve varu y = y + y + y + y3 +... + k y k + y k = y + y +... + y k k + y k, (3.3) kde y, y,..., y k je hodnoou okamžikových ukazaelů hodnoy pro k časových okamžiků označených,,, k. Není-li délka mezi jednolivými časovými okamžiky konsaní, je nuné jednolivé dílčí průměry váži délkami příslušných inervalů. Tako následně získáme vážený chronologický průměr ve varu 3
kde d i jsou jednolivé délky inervalů. y + y y + y3 yk + yk d + d +... + d k y =, (3.4) d + d +... + d k Periodicia je časové rozpěí mezi rozhodnými okamžiky okamžikové časové řady, příp. délka období u inervalové časové řady. Podle délky periodiciy exisují následující ypy časových řad Krákodobé - délka periodiciy je kraší než jeden rok a údaje jsou zaznamenávány denně, ýdně, měsíčně, čvrleně ad. Dlouhodobé (roční) - periodicia je roční nebo delší. Charaker ukazaelů vořících časovou řadu vede k rozlišení na ukazaele Primárních (prvoních) ukazaelů - ukazaele, keré nejsou odvozovány a jsou zjišťovány přímo. Sekundárních (odvozených) ukazaelů - jedná se o časové řady poměrných čísel nebo časové řady součové. Ukazaele časových řad mohou bý rozlišovány i dle způsobu vyjádření Naurální ukazaele - méně časo používané z důvodu menší vypovídací schopnosi. Peněžní ukazaele - vzhledem ke změnám cenové hladiny, v delší časové řadě časo dosáváme posloupnos údajů, keré nejsou vždy souměřielné, proože odrážejí všeobecnější změny v okolním ekonomickém prosředí. Proo je nuné dodržova srovnaelnos údajů (Hindls, 00). Srovnaelnos údajů Věcná srovnaelnos - ukazaelé, keré jsou časo nazývány sejně, nemusí bý vždy 4
sejně obsahově vymezeny. Mění-li se v čase obsahové vymezení ukazaele, sávají se údaje časové řady nesrovnaelnými. Při změně způsobu zjišťování vykazujících jednoek či použií jiné cenové hladiny dochází k věcné nesrovnalosi. Prosorová srovnalos - údaje v časových řadách jsou používány, pokud se vzahují ke sejným geografickým územím. Časová srovnaelnos - se sává problemaickou zejména u inervalových ukazaelů časových řad. Jedná se o ukazaele, jejichž velikos závisí na délce inervalu (Hindls, 00). Specifika časových řad Problemaikou časových řad je skuečnos, že údaje v časové řadě zasarávají a vzniká ak nunos přepoču úsekových údajů na určiou sandardní délku časového inervalu. U časových řad mohou nasa i specifické problémy Zasarávání údajů - k zasarávání údajů dochází především v důsledku vzniku příčin, keré vykazují echnologicko-ekonomický ráz. Jedná se především o působení echnologického pokroku na určiý výrobek v rozmezí několika le i deseileí. Srovnaelnos velké čási ekonomických veličin je rovněž podmíněna cenovými změnami. Tao srovnaelnos je zajišěna za pomoci zv. sálých nebo srovnaelných cen. Volba husoy okamžiků zjišťování - jedná se především o subjekivní záležios. Pokud je husoa okamžiků srovnaelnosi sanovena příliš vysoce, ak vede ke zbyečně rozsáhlým daům, jejichž hodnoa není úměrná vynaloženému úsilí. V opačném případě neúměrně nízká hodnoa husoy okamžiků zjišťování vede ke skuečnosi, že vývoj zkoumané veličiny nebude zcela informaivní. Závislos časově blízkých hodno (auokorelace, resp. auoregrese) - svědčí o pravidelném periodickém kolísání sledovaného ukazaele. Problém kalendářních variací 5
3. Elemenární charakerisiky vývoje časových řad Určování elemenárních saisických charakerisik má za úkol při analýze časové řady získa rychlou a orienační předsavu o charakeru procesu, kerý ao řada reprezenuje. K základním meodám aké paří vizuální analýza chování ukazaele znázorněna prosřednicvím grafů. Mezi elemenární charakerisiky paří především absoluní a průměrné absoluní přírůsky, koeficien a průměrný koeficien růsu, koeficien přírůsku, empo růsu a přírůsku (Hindls, 00). Absoluní přírůsek (diference) - lze pro časovou řadu délky n urči n rozměrných diferencí s nulou, kladnou nebo zápornou hodnoou. d, pro =, 3,, n (3.5) = y y Koeficien růsu (řeězový index) - relaivní změna zkoumaného dynamického jevu počíaná jako y k =, pro =, 3,, n (3.6) y Koeficien přírůsku - jedná se o kombinaci obou výše uvedených přísupů d y δ = = = k, pro =, 3,, n (3.7) y y Charakerisiky (3.6) a (3.7) bývají uváděny rovněž v procenech. V akovém případě se charakerisiky 00k a 00 nazývají empo růsu a empo přírůsku a exisuje mezi nimi analogický vzah 00δ 00k 00. (3.8) = 6
Průměrný absoluní přírůsek - je arimeickým průměrem jednolivých absoluních přírůsků, kerý lze modifikova do zjednodušené podoby d = n y y n d = = n, (3.9) Průměrný koeficien růsu - ao veličina je geomerickým průměrem jednolivých koeficienů růsu a lze jej upravi do podoby (Minařík, 006) y k. (3.0) n = = n n k = y 3.3 Modelování časových řad Nejužívanější a nejjednodušší koncepcí modelování časové řady reálných hodno y je jednorozměrný model ve varu někeré elemenrání funkce času, kdy ( ) Y = f, =,,, n (3.) kde Y je modelová (eoreická) hodnoa ukazaele, aková aby rozdíly y - Y, označované zpravidla a nazývané nepravidelnými (náhodnými) poruchami, byly v úhrnu co nejmenší a zahrnovaly aké působení osaních fakorů (vedle fakoru času) na vývoj sledovaného ukazaele. K jednorozměrnému modelu se přisupuje rojím způsobem: klasický (formální) model Boxovo - Jenkinsova meodologie spekrální analýza 7
Modely založené na předpokladu, že vývoj analyzovaného ukazaele není ovlivňován pouze časovým fakorem, ale i skupinou jiných souvisejících ukazaelů, nazýváme vícerozměrnými modely. Model vyjadřující uo skuečnos zapisujeme ve formě ( x, x ) Y =,...,, (3.) ; x p kde x,x,, x p jsou ukazaele ovlivňující analyzovaný ukazael y (Hindls, 000). 3.3. Klasický (formální) model Teno model se zaměřuje především na popis forem pohybu a nezkoumá poznání věcných příčin dynamiky časové řady. Model vychází z dekompozice řady na čyři formy časového pohybu. První ři voří sysemaickou čás průběhu časové řady. Časovou řadu lze dekomponova na rendovou složku T, sezónní složku S, cyklickou složku C, náhodnou složku ε, přičemž vlasní var rozkladu může bý dvojího ypu: adiivní, v němž y = T + S + C + ε = Y + ε, (3.3) kde Y se označuje souhrnně jako eoreická (modelová, sysemaická, deerminisická) složka ve varu, muliplikaivní, v němž y = T S C ε. (3.4) Trendem rozumíme dlouhodobou endenci ve vývoji hodno analyzovaného ukazaele. Trend může bý rosoucí, klesající nebo někdy mohou hodnoy ukazaele dané 8
časové řady v průběhu sledovaného období kolísa kolem určié úrovně - poom se jedná o konsanní časovou řadu. Sezónní složka je pravidelně se opakující odchylka od rendové složky, přičemž ao odchylka se objevuje s periodiciou kraší než jeden rok nebo rovnou právě jednomu roku. Cyklickou složkou rozumíme kolísání kolem rendu v důsledku dlouhodobého cyklického vývoje s délkou vlny delší než jeden rok. Někdy nebývá cyklická složka považována za samosanou složku časové řady, nýbrž je zahrnována pod složku rendovou jako její čás (Hindls, 000). Náhodná složka je veličina, kerou nelze popsa žádnou časovou funkcí. Je o složka, kerá zbývá po vyloučení rendu, sezónní a cyklické složky (Hindls, 00). 3.4 Analyické vyrovnání Analyické vyrovnání časové řady je založeno na proložení pozorovaných hodno vhodnou spojiou funkcí času - rendovou funkcí. Nejčasěji se používají funkce s grafem přímky (lineární rend), paraboly (parabolický rend) a exponenciály (exponenciální rend). K dalším paří modifikovaný exponenciální rend, logisický rend a Gomperzova křivka. Základní meodou odhadu paramerů rendových funkcí je meoda nejmenších (minimálních) čverců. Nezávislou proměnnou je u éo meody pravidelně odsupňovaná časová proměnná, kerou při výpoču rovnice zavádíme jedním ze dvou možných způsobů (Minařík, 006): hodnoa časové proměnné =,,, n i n hodnoa časové proměnné = pro i =,,, n, přičemž plaí = 0 9
3.4. Lineární rend Lineární rend je nejpoužívanější, neboť jej lze použí vždy, chceme-li urči základní směr vývoje analyzované časové řady a v určiém omezeném časovém inervalu může slouži jako vhodná aproximace jiných rendových funkcí (Hindls, 00). Trendová přímka neboli lineární rend má var (Minařík, 006) = b b, (3.5) T + 0 kde b 0 a b jsou neznámé paramery a =,,, n je časová proměnná. K odhadu paramerů b 0 a b se používá meoda nejmenších čverců, kerá dává nejlepší nevychýlené odhady (Hindls, 00). Trendová přímka má sousavu normálních rovnic (Minařík, 006) y = nb 0 + b, y = b0 + b. (3.6) Je-li časová proměnná zavedena ak, že plaí = 0, můžeme paramery psá ve varu b 0 = n y, b = y. (3.7) 3.4. Parabolický rend Jde o poměrně časo užívaný yp rendové funkce, kerý má podobu T = b +, (3.8) 0 + b b kde b 0, b a b jsou neznámé paramery a =,,, n je časová proměnná. 30
Trendová přímka T má sousavu normálních rovnic (Hindls, 00) = nb + b + y, 0 b = b + b + b y, 3 0 3 = b0 + b + b 4 y. (3.9) Plaí - li podmínka = 0, ak paramery rovnice vypočeme b b 0 y, = 4 y 4 n ( ) = b y n, y y 4 n ( ) =. (3.0) 3.4.3 Exponenciální rend Teno yp rendové funkce lze zapsa ve varu =, kde b > 0. (3.) T b0b Tao funkce však není z hlediska paramerů lineární, proo nelze k odhadu paramerů použí přímo meodu nejmenších čverců. K počáečnímu odhadu paramerů se proo využívá různých meod. Nejčasěji používanou je meoda linearizující ransformace, při keré je provedena logarimická ransformace a dosaneme funkci logt = logb0 + logb. Na základě ohoo varu můžeme již k odhadu paramerů použí meodu nejmenších čverců a sesavi dvě normální rovnice (Hindls, 00) log y = n logb 0 + logb, log y = logb0 + logb. (3.) 3
Plaí li podmínka = 0, ak paramery rovnice vypočeme log y logb 0 =, n logb log y =. (3.3) 3.5 Volba vhodného modelu rendu Výběr rendové funkce provádíme na základě: - věcně ekonomické analýzy, - analýzy grafu, - rozbor empirických údajů (inerpolačních a exrapolačních kriérií). Věcně ekonomická analýza Při věcně ekonomické analýze by rendová funkce měla bý volena na základě věcné analýzy zkoumaného ekonomického jevu. V někerých případech funkce může posoudi, zda jde o funkci rosoucí nebo klesající, nekonečně rosoucí apod. Tao analýza však umožní věšinou pouze v hrubých rysech odhali základní vývoj sledovaného ukazaele (Seger, 995). Volbu konkréního ypu rendové funkce ao analýza nedokáže. Analýza grafu (vizuální analýza) Nebezpečí vizuální analýzy spočívá v její míře možné subjekiviy. Hodnoící pracovníci na základě dosažených poznaků u sejné analyzované řady mohou dojí k různým závěrům a k rozdílné volbě ypu rendové křivky (Seger, 995). Rozbor empirických údajů Minařík (006) uvádí, že součásí řešené úlohy je i úvaha o kvaliě vyrovnání zvolené rendové funkce. Časové řady pro zjišění kvaliy vyrovnání využívají rozměrné charakerisiky, keré měří velikos reziduální složky časové řady. Reziduální složku časové řady sanovíme jako rozdíl pozorovaných hodno a sysemaické složky, j. a je odhadem neznámé hodnoy náhodné složky časové řady. 3
Průměrné reziduum je rovno nule pro rendové funkce sanové meodou minimálních čverců. V osaních případech je veličina měříkem velikosi nadhodnocení či podhodnocení skuečných hodno, kerého se dopusíme při nahrazení hodno hodnoami vyrovnanými. e = n n e = (3.4) Velikos náhodné chyby spojené s vyrovnáním časové řady měří Průměrná absoluní reziduální odchylka d = n e e n = (3.5) Reziduální rozpyl z éo veličiny lze odvodi reziduální směrodanou odchylku s e s n e = e n = (3.6) V počíačových programech se můžeme seka s ěmio mírami úspěšnosi: M.E. (sřední chyba odhadu), M.S.E. (sřední čvercová míra odhadu), M.A.E. (sřední absoluní míra odhadu), M.A.P.E. (sřední absoluní procenní míra odhadu), M.P.E. (sřední procenní míra odhadu). 3.6 Měření sezónnosi Minařík (006) uvádí, že ze saisického hlediska lze sezónnos modelova jako Proporcionální sezónnos, velikos jejíhož kolísání souvisí s rendem. Ampliuda sezónního výkyvu se sysemaicky zvyšuje u řad s rosoucím rendem a snižuje u řad s rendem klesajícím. Pouze u sacionárních časových řad (j. řad posrádajících rend) je ampliuda sezónního výkyvu konsanní. Sezónní výkyv a rendová složka se skládají násobením a charakerisikou sezónnosi je relaivní bezrozměrná charakerisika - sezónní index. 33
Konsanní sezónnos, jejíž ampliuda se nemění v závislosi na směru rendové složky a chová se edy sejně jako proporcionálně chápaná sezónnos ve zvlášním případě sacionární časové řady. V omo případě je charakerisikou sezónního kolísání rozměrná absoluní charakerisika - sezónní konsana, kerá se s rendem skládá sčíáním. U časových řad se sezónní složkou zavádíme dvakrá indexovanou hodnou znaku y ij, kde index i je index periody (roku) a i =,,, k, zaímco index j je index dílčího období (měsíce, čvrleí) uvniř periody, přičemž j =,,, m. Zaímco číslo k je vcelku libovolné, číslo m nabývá zpravidla hodnoy m = (pro měsíční údaje), resp. m = 4 (pro čvrlení údaje). Délka časové řady je v omo případě n = k.m. Sejně jako se označuje hodnoa znaku, označíme i hodnoy časové proměnné ij. 3.6. Triviální model sezónnosi Triviální model sezónnosi vychází z proporcionálního pojeí sezónní složky a používá k jejímu měření primiivní charakerisiku - empirický sezónní index. Empirický sezónní index pro j-é dílčí období každé periody je číslo Ij, j =,,, m a vyrovnaná hodnoa Y ij, kerá obsahuje rend a sezónnos je dána součinem Y ij = T ij. I j, kde T ij je rendová složka sanovená buď pomocí mechanického nebo analyického vyrovnání, případně jiným vhodným způsobem. k y Empirický sezónní index I j = k T i= ij ij (3.7) je definován jako arimeický průměr podílů pozorovaných a vyrovnaných hodno příslušného dílčího období za všechny periody řady. Pro empirický sezónní index by měla přibližně plai rovnos I m j= j = m. (3.8) 34
4 Vlasní práce Tao čás bakalářské práce je věnována saisické analýze výroby elekrické energie z obnovielných zdrojů na území České republiky. Daa, kerá jsou v éo kapiole zpracována, byla získána od Energeického regulačního úřadu a zahrnují období od ledna roku 004 až do prosince roku 006. Jedná se o daa ýkající se celkově vyrobeného množsví elekrické energie v gigawahodinách [GWh], keré bylo naměřeno na svorkách generáorů. Vzhledem k omu, že problemaika využií obnovielných zdrojů je poměrně novou a perspekivní oblasí energeického odvěví, je dle mého názoru v současné době nedosaečně publikována. Z ěcho důvodů bylo velice komplikované získa pořebné údaje požadovaného varu za dosaečně dlouhé období. Vlasní práce proo při použií získaných da bude na základě meodiky uvedené v kapiole 3 hodnoi a srovnáva vývoj údajů výroby elekrické energie pro dva nejvíce v našich podmínkách využívané obnovielné zdroje. Jedná se o energii věru a vody. 4. Věrná energie Energie věru je na území České republiky z velké věšiny využívána k výrobě elekrické energie, kerá je určena k dodávkám do rozvodné síě. Někeré elekrárny, keré mají poměrně dos malý insalovaný výkon, v mnoha případech spíše slouží pro vlasní pořebu majiele. V roce 004 bylo uvedeno do provozu 9 nových věrných elekráren a 8 malých věrných elekráren o celkovém insalovaném výkonu 4 506 kw. Insalovaný výkon se v omo roce zvýšil oproi roku 003 o 44 %. Nejvyšší nárůs insalovaného výkonu byl zaznamenán v leech 005 a 006, kdy se celkový výkon věrných elekráren éměř zdvojnásobil. V roce 005 bylo uvedeno do provozu několik nových elekráren a hrubá výroba z ěcho zdrojů se oproi roku 004 zvýšila o,5 GWh. Do konce roku 006 bylo do provozu uvedeno 45 nových elekráren a na území České republiky se ak celkový insalovaný výkon pohyboval kolem 43,5 MW. Hrubá výroba z ěcho zdrojů činila v roce 35
006 o 8 GWh více než v roce 005. Množsví vyrobené elekrické energie věrnými elekrárnami v jednolivých leech je uvedeno v Tab.. Tab. : Množsví elekřiny vyrobené věrnými elekrárnami [gigawahodiny] Rok Měsíce Celkem I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. za rok 004 0,8, 0,9 0,6 0,6 0,5 0,5 0,5 0,6 0,9,5, 9,8 005,8,3,7,,3,,5,,5 3,,,6,3 006,5,3 3,,3 3,0,9,6 4, 6,3 6,4 8,6 7,0 49,3 Grafické znázornění vývoje sledovaného množsví vyrobené energie v čase je zobrazeno v Obr. 6. Obr. 6: Vývoj výroby věrné energie v období 004-006 gigawahodiny 0,0 8,0 6,0 4,0,0 0,0 I./004 IV./004 VII./004 X./004 I./005 IV./005 VII./005 X./005 I./006 IV./006 VII./006 X./006 sledované období 004-006 věrná energie Z obrázku je parné, že produkce věrné energie je ve sledovaném období dosi kolísavá. Tao skuečnos je zapříčiněna vlivem různých fakorů, keré v průběhu celého období ovlivňovaly množsví výroby. Jedná se především o sílu věru v jednolivých ročních obdobích, ale například i poče fungujících elekráren. V průběhu celého období je 36
zřejmé, že množsví vyrobené energie se neusále zvyšuje a eno rend lze předpokláda i do budoucna. 4.. Elemenární charakerisiky vývoje věrné energie K posouzení vlasnosí časové řady energie věru bude využio elemenárních charakerisik, mezi keré paří především absoluní přírůsek, koeficien růsu a přírůsku. Výpočy ěcho charakerisik jsou uvedeny v Příloze č.. Obr. 7: Absoluní přírůsek v průběhu sledovaného období 3,5 gigawahodiny,5 0,5 0-0,5 - I./004 IV./004 VII./004 X./004 I./005 IV./005 VII./005 X./005 I./006 IV./006 VII./006 X./006 -,5 - sledované období 004-006 absoluní přírůsek Z Obr. 7 je parné, že absoluní přírůsek je v průběhu roku 004 zcela minimální. V lednu a únoru roku 005 na první pohled došlo ve výrobě věrné energie k dosi velkému měsíčnímu výkyvu, po kerém následuje období výroby charakerisické vysokou kolísavosí a proměnlivosí. V průběhu sledovaného období dochází k nejvěšímu měsíčnímu nárůsu v srpnu roku 006, kerý byl parně zapříčiněn uvedením velkého množsví nových věrných elekráren do provozu a následně ak došlo k rapidnímu navýšení vyrobených GWh 37
elekrické energie. Naopak nejvěší pokles je zaznamenán v důsledku španých pověrnosních podmínek v prosinci roku 006. Po dosazení do vzorce (3.9) získáme hodnou průměrného absoluního přírůsku. d = n n = d = n = 0, 77 35 ( y y ) = * ( 7,0 0,8) (4.) Vypočená hodnoa vyjadřuje, že v průběhu sledovaného období vzrosla v průměru výroba elekrické energie z věru pouze o 0,77 GWh měsíčně. Hodnou průměrného koeficienu růsu získáme následně dosazením do vzorce (3.0). n y 7,0 = = = 36 n k n k =,0639 (4.) y 0,8 = 4.. Modely časových řad Na základě zjišěných informací v předcházejících kapiolách se za nejvhodnější způsob popisu sledované řady jeví proloži časovou řadu lineárním rendem. Teno rend je nejvíce používán a s jeho pomocí zjisíme základní směr vývoje analyzované řady. K odhadu pořebných paramerů je využia meoda nejmenších (minimálních) čverců. V Příloze č. jsou uvedeny výsledky výpočů, podle kerých byly následně získány hodnoy rendu a sanovena předpověď vývoje rendové přímky pro rok 007. V měsících leden až březen roku 004 byla na základě vypočených hodno rendu zjišěna skuečnos, že rend pro yo měsíce je vořen dosi malými hodnoami, keré by při následujících výpočech nemusely mí v dosaečné míře požadovanou vypovídací schopnos. Na základě ohoo zjišění byla předměným měsícům přiřazena nejbližší celočíselná kladná hodnoa, proo ve všech případech je rend roven hodnoě nula. 38
Výpoče paramerů rendové přímky se provede dosazením do rovnic (3.6) 80,4 36* b b *0 0 = 0 56,8 b 0 *0 b *3885 = 0 (4.3) Po úpravě sousavy dvou rovnic se dospěje ke vzorcům (3.7) pro výpoče paramerů b 0 a b. b b 80,4 36 0 = = = n = y y 56,8 = 3885 =,333 0,446 (4.4) Vzhledem k hodnoám vypočených paramerů je rovnice rendové přímky po dosazení do vzorce (3.5) následující T =,333 + 0, 446 (4.5) Obr. 8: Trendová přímka výroby elekrické energie z věru gigawahodiny 0.0000 9.0000 8.0000 7.0000 6.0000 5.0000 4.0000 3.0000.0000.0000 0.0000 I./004 IV./004 VII./004 X./004 I./005 IV./005 VII./005 X./005 I./006 IV./006 VII./006 X./006 I./007 IV./007 VII./007 X./007 období 004-007 rend věrná energie 39
Z grafického znázornění (Obr. 8), keré předsavuje vyrovnání časové řady množsvím vyrobených gigawahodin věrné energie je zřejmé, že přímka lineárního rendu má vysoce rosoucí charaker. 4..3 Výpoče sezónnosi Na základě skuečnosi, že nyní známe rovnici rendu pro vývoj věrné energie, je řeba dále sanovi za pomoci výpočů sezónní složku. K provedení dalších výpočů je nuné dospě k rozhodnuí, zda se jedná o sezónnos konsanní či proporcionální. Konsanní sezónnos je charakerisická sezónními výkyvy, keré se pravidelně opakují ve sejné výši a v průběhu le se ak neliší. Zaímco model proporcionální sezónnosi vychází z předsavy, že se sezónní výkyvy mění přímo úměrně dosažené úrovni rendové složky. V našem případě za použií údajů, keré jsou uvedeny v Příloze č. a znázorněny na Obr. 8 je zcela zřejmé, že se jedná o sezónnos proporcionální. Z proporcionálního pojeí sezónní složky vychází zv. riviální model sezónnosi, kerý užívá k jejímu měření empirických sezónních indexů a právě yo indexy budou slouži k popisu sezónních výkyvů. Pro jejich výpoče jsou použiy hodnoy lineárního rendu, keré byly zjišěny v minulé kapiole. V rámci celé práce je uvažována měsíční periodicia a pro souhrnný empirický sezónní index by mělo přibližně plai, že bude roven hodnoě dvanác. K dosažení éo hodnoy je nejprve nuné vypočía podíly skuečných hodno y ij a hodno rendové složky T ij a následně empirické sezónní indexy I j pro jednolivé měsíce. Vypočené hodnoy jsou uvedeny v Příloze č. 3. Z následující abulky (Tab. ) je zřejmé, že v průběhu měsíců dubna a kvěna a zárověň v měsících říjen až prosinec se výroba elekrické energie věrnými elekrárnami pohybuje nad dlouhodobým normálem. K nejvěšímu sezónnímu vzesupu však dochází v průběhu měsíce dubna, a o v průměru o 87,34 %. To může bý především způsobováno dobrými pověrnosními podmínkami, keré panují v omo období na území České republiky. Naopak v leních měsících červen až srpen dochází k vysokým sezónním 40