Potenciál KVET v ČR Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP s.r.o.
Účel stanovení potenciálu KVET Dne 11. února 24 byla přijata Směrnice Evropského parlamentu a Rady 24/8/ES o podpoře kombinované výroby tepla a elektřiny založené na poptávce po užitečném teple na vnitřním trhu s energií. Tato směrnice ukládá členským státům EU řadu povinností, mimo jiné implementovat zásady směrnice do národní legislativy, vytvořit systém vydávání záruk původu elektřiny, zavézt vhodnou formu státní podpory, umožnit přístup elektřiny vyráběné formou KVET na trh, zpracovávat roční statistiky o vnitrostátní výrobě KVET, atd. Jednou z povinností členských států EU bylo nejpozději do 21. února 26 zveřejnit zprávu o potenciálu vysokoúčinné KVET. Zpracováním podkladů pro Zprávu a přípravou konečné Zprávy o potenciálu vysokoúčinné KVET v ČR byla pověřena firma ORTEP, s.r.o.
Východiska pro určení potenciálu KVET Analýza stávajícího stavu (struktura užití paliv, výroba elektřiny a užitečného tepla, technologie energetických zdrojů, současný podíl KVET na trhu). Predikce vývoje budoucích energetických potřeb (změny ve struktuře užití paliv, vývoj potřeb tepla a elktrické energie.) Stanovení metodiky a vyhodnocení technického potenciálu KVET (technický potenciál reprezentuje teoretickou možnost instalovat zařízení KVET všude tam, kde se vyskytne potřeba užitečného tepla). Stanovení metodiky a vyhodnocení ekonomického potenciálu KVET (ekonomický potenciál představuje prakticky dosažitelnou úroveň rozvoje KVET vycházející z reálných obchodních a ekonomických podmínek).
Analýza stávajícího stavu spotřeba PEZ pro výrobu tepla a elektřiny celkem Spotřeba primárních energetických zdrojů Elektřina [PJ/r] Teplo CZT [PJ/r] Teplo DZT [PJ/r] Spotřeba celkem [PJ/r] Spotřeba celkem [%] Tuhá paliva 51 16 63 724 55,7 Jaderná paliva 281 1 282 21,7 Plynná paliva 25 75 9 19 14,6 Kapalná paliva 3 23 1 36 2,8 Obnovitelné zdroje 1 21 37 68 5,2 Prim. En. TOTAL 82 28 2 13 1 Struktura spotřeby primárních energetických zdrojů v sektoru energetiky Roční spotřeba v PJ/r 8 7 6 5 4 3 2 1 Tuhá Jaderná Plynná Kapalná Obnovit.
Analýza stávajícího stavu výroba tepla a elektřiny ve zdrojích KVET Technologie výroby Elektřina [TWh/r] Teplo [PJ/r] Kondenzační odběrové turbíny 6,3 73 Parní protitlakové turbíny 4,5 75 Paroplynová zařízení s dod. tepla,9 5 Plynové turbíny s rekuperací tepla,1 1 Spalovací pístové motory s rek. tepla,2 2 Ostatní technologie KVET Technologie KVET celkem 12 156 Struktura výroby elektřiny ve zdrojích KVET Struktura výroby tepla ve zdrojích KVET Roční výroba v TWh 7 6 5 4 3 2 1 Parní odběrové turbíny Parní Paroplynové protitlakové cykly turbíny Plynové turbíny Pístové motory Roční výroba v PJ 8 7 6 5 4 3 2 1 Parní odběrové turbíny Parní Paroplynové protitlakové cykly turbíny Plynové turbíny Pístové motory
Predikce vývoje budoucích energ. potřeb výroby tepla a elektrické energie Předpokládaný vývoj výroby energie 35 3 Výroba energie v PJ 25 2 15 1 5 Elektřina Teplo DZT 25 21 215 Letopočet 22 225 23 Teplo CZT
Metodika výpočtu technického potenc. KVET rozdělení zdrojů do skupin Modernizace stávajících kapacit velkých zdrojů na uhlí a Výstavba nových kapacit velkých zdrojů na plynná a kapalná paliva Výstavba nových kapacit středních zdrojů na zemní plyn Výstavba nových kapacit středních zdrojů spalujících Výstavba nových kapacit malých zdrojů na plynná a kapalná paliva Výstavba a rekonstrukce kapacit v ostatních zdrojích KVET
Metodika výpočtu technického potenc. KVET postup výpočtu Technický potenciál je počítán pro časové horizonty let 25, 21, 215 a 22 Vychází se z potřeb tepla v příslušném roce a v příslušné skupině zdrojů, ten je navýšen o budoucí potřeby tepla pro chlazení Potřeby tepla jsou násobeny ročním teplárenským součinitelem výstupem je teplo vyráběné formou KVET Teplo vyráběné formou KVET je násobeno charakter. směrným číslem (teplárenským modulem) a korigováno koeficientem ostatních vlivů výstupem je elektřina vyráběná formou KVET Přes dobu využití maxima jsou počítány maximální elektrické výkony, ty jsou násobeny koeficientem výkonové rezervy výstupem jsou instalované elektrické výkony KVET
Výsledky výpočtů technického potenc. KVET Technický potenciál KVET Shrnutí výsledků po skupinách zdrojů Jedn. Velké zdroje na uhlí a Nové velké plyn a olej zemní plyn Malé zdroje na plyn a oleje Ostatní zdroje KVET Zdroje KVET celkem Reálná úroveň k roku 25 GWh 1688 867 153 66 15 11788 Potenciál přírůstku do roku 22 GWh 2659-7 5878 833 2616 673 368 Technický potenciál k roku 22 GWh 13347 797 631 833 26172 688 47868 Technický potenciál skupin zdrojů KVET do roku 22 3 25 Výroba el. v GWh 2 15 1 5 Velké zdroje na uhlí a Nové velké plyn a olej zemní plyn Malé zdroje na plyn a oleje Ostatní zdroje KVET Pot. 22 Reál 25
Metodika výpočtu ekonomického potenciálu KVET princip výpočtu Ekonomický potenciál vychází z technického potenciálu a stanoví se podle vztahu : EP = TP. ke. km. kt kde : EP ekonomický potenciál výroby el. v KVET TP technický potenciál výroby elektřiny v KVET ke koeficient ekonomické výhodnosti realizace (vychází z investiční náročnosti, cen paliv a energií, provozních a dalších souvisejících nákladů) km koeficient mimoekonomické průchodnosti (respektuje ochotu nést podnikatelská rizika, stavební a technickou připravenost, administrativní náročnost, atd.) kt koeficient časového rozlišení (respektuje životní cyklus zdrojů, soudobost realizací a postup výstavby)
Metodika výpočtu ekonom. potenc. KVET postup výpočtu koeficientu ekonom. výhodnosti realizace Koeficient ekonomické výhodnosti realizace je počítán pro časové horizonty let 25, 21, 215 a 22. Vychází se z měrných hodnot pro jeden instalovaný kw v příslušném roce a v příslušné skupině zdrojů. Pomocí doby využití, charakteristického směrného čísla a účinností jednotlivých zdrojů KVET jsou vypočteny měrné výrobní a spotřební energetické bilance. Jsou stanoveny celkové náklady jako součet anuitní části měrné investice, měrných palivových nákladů a měrných ostatních nákladů. Jsou stanoveny celkové tržby jako součet měrných tržeb za elektřinu a za teplo, respektovány jsou všechny příplatky a bonusy (za, za KVET) jako ocenění přínosů z hlediska úspor emisí CO 2 ). Vypočte se poměr celkových měrných tržeb ku celkovým měrným nákladům, velikost kladné či záporné odchylky od 1 je směrodatná pro stanovení výše koeficientu ekonomické výhodnosti realizace.
Výpočet ekonom. potenciálu KVET výsledné koeficienty ekonomické výhodnosti realizace (ke) Koeficienty ekonomické výhodnosti realizace Ke Jedn. Velké zdroje na uhlí a biom. Nové velké plyn a olej zemní plyn Malé zdroje na plyn a oleje Koeficient Ke pro rok 25 -,9,5,5,55,5,5 Koeficient Ke pro rok 21 -,9,5,1,8,1,1 Koeficient Ke pro rok 215 -,9,5,35 1,,2,5 Koeficient Ke pro rok 22 -,9,5,55 1,,35,8 Ostatní zdroje KVET Koeficienty ekonomické výhodnosti realizace 1,,9,8,7 Výše Ke,6,5,4,3,2,1, Velké Nové velké uhlí a biom. plyn a olej zemní plyn Malé plyn a oleje Ostatní zdroje KVET 22 215 21 25
Výpočet ekonom. potenciálu KVET výsledné koeficienty mimoekonomické výhodnosti (ke) a výsledné koeficienty časového rozlišení (kt) Vyhovění mimoekonomickým kritériím a výše koeficientu mimoekonom. průchodnosti Km Velké zdr. na uhlí a biom. Velké zdr. na plyn a olej zem. plyn Malé zdr. na plyn a olej Touha po nezáv. a moderní technice ANO ANO ANO ANO ANO/NE ANO Ostatní zdroje KVET Ochota nést podnikatelské riziko ANO ANO ANO/NE ANO NE ANO/NE Stavební a technická připravenost ANO ANO ANO/NE ANO ANO/NE ANO/NE Administrativně procesní náročnost ANO ANO ANO/NE ANO NE ANO Obslužná a provozní náročnost ANO ANO ANO/NE ANO NE ANO Koef. mimoekonom. průchod. Km 1, 1,,6 1,,2,8 Koeficient časového rozlišení Kt Velké zdr. na uhlí a biom. Velké zdr. na plyn a olej zem. plyn Malé zdr. na plyn a olej Ostatní zdroje KVET Hodnota Kt pro rok 25 1,,,,,, Hodnota Kt pro rok 21 1,,25,25,25,25,25 Hodnota Kt pro rok 215 1,,5,5,5,5,5 Hodnota Kt pro rok 22 1,,75,75,75,75,75
Výpočet ekonomického potenciálu KVET celkové výsledky výpočtu po skup. zdrojů Ekonomický potenciál KVET Shrnutí výsledků po skupinách zdrojů Jedn. Velké zdroje na uhlí a Nové velké plyn a olej zemní plyn Malé zdroje na plyn a oleje Ostatní zdroje KVET Zdroje KVET celkem Reálná úroveň k roku 25 GWh 1688 867 153 66 15 11788 Potenciál přírůstku do roku 22 GWh 1912-7 1464 625 1376 323 563 Ekonomický potenc. k roku 22 GWh 126 797 1617 625 1442 338 17419 Ekonomický potenciál skupin zdrojů KVET do roku 22 14 12 Výroba el. v GWh 1 8 6 4 2 Velké zdroje na uhlí a Nové velké plyn a olej zemní plyn Malé zdroje na plyn a oleje Ostatní zdroje KVET Pot. 22 Reál 25
Výpočet ekonomického potenciálu KVET celkové výsledky výpočtu po letech Ekonomický potenciál KVET celkem Jednotky 25 21 215 22 V ýroba elektřiny v KVET celkem GWh 11788 12636 14365 17419 Instalovaný el. výkon zdrojů KVET MWe 5273 5635 6473 811 V tom ve stávajících zařízeních V tom v rekonstruovaných zařízeních V tom v nových zařízeních Srovnávací báze (skuteč nost roku 25) Ekonomický potenciál rů stu GW h GWh GWh GW h GWh 11788 11788 1661 1691 283 11788 847 953 3815 1496 11788 2576 6927 6722 377 11788 563 MW e MWe MWe MW e MWe 5273 5273 4947 527 16 5273 361 4342 1291 84 5273 12 3643 228 2188 5273 2837 Výroba elektřiny KVET v GWh 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 Růst ekonomického potenciálu výroby elektřiny ve zdrojích KVET 25 21 215 22 Letopočet Stávající zdroje Rekonstr. zdroje Nové zdroje
Výpočet ekonom. Potenc. KVET schrnutí výsledků Výroba elektřiny KVET v GWh 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Celkové zhodnocení potenciálu výroby elektřiny ve zdrojích KVET 25 21 215 22 Letopočet Stávající zdroje Rekonstr. zdroje Nové zdroje Nevyužitý potenc. Využití potenciálu rekonstrukce a výstavby nových kapacit k roku 25 Využití potenciálu rekonstrukce a výstavby nových kapacit k roku 22 Stávající výroba KVET 14% Nevyužitelný potenciál 65% Stávající výroba KVET 35% Nevyužitelný potenciál 62% Výroba v nových zdrojích KVET 1% Výroba v modernizovan ých zdrojích KVET 14%
Potenciál KVET v ČR základní podmínky, kritická místa a úskalí Za elektřinu z KVET bude považována pouze ta, která bude certifikována jako vysokoúčinná, tj. musí splňovat podmínky : 1. Vycházet z poptávky po užitném teple, tj. Výpočet podle vzorce E KVET = Q už. y Použití jednotné metodiky stanovení Q už a y 2. Dosahovat 1 % úspory primární energie (UPE) Výpočet podle vzorce UPE = [1-1/ (η Q KVET / ηq REF + ηe KVET / ηe REF )]. 1 > 1 % Použití jednotné metodiky stanovení η Q KVET a η E KVET Použití jednotných referenčních hodnot η Q REF a η E REF
Potenciál KVET v ČR analýza problematiky výpočtu UPE Vypočtená hodnota UPE bude tím větší, čím : 1. Vyšší hodnoty vlastních účinností η Q KVET a η E KVET zdroje KVET - dáno konstrukčními parametry zařízení (účinnostmi kotlů, turbín, atd.). 2. Nižší hodnoty srovnávacích účinností η Q REF a η E REF - dáno filozofií přístupu k hodnocení volbou srovnávacích zdrojů Filozofie přístupu volba srovnávacích zdrojů 1. Podle ČR (vyhlášky č. 43925 Sb.) jsou za srovnávací zdroje považovány kondenzační elektrárny a výtopny provozované na našem území 2. Podle EU (Směrnice 24/8/ES) jsou za srovnávací zdroje považovány kondenzační elektrárny a výtopny s účinnostmi dle BAT
Potenciál KVET v ČR navrhovaná aktuální strategie přístupu k hodnocení KVET Východiska aktuální strategie 1. ČR bude muset dříve či později akceptovat hodnoty referenčních účinností dle EU při výpočtech dosahovaných UPE. 2. Při použití referenčních hodnot dle EU (podstatně vyšších než v ČR) velká část našich zdrojů KVET nesplní podmínku dosažení 1 % UPE 3. Skoková překvalifikace velké části zdrojů KVET z vysokoúčinných na neúčinné bude mít negativní dopad na rozvoj KVET (ekonomický i společenský). Aktuální strategie 1. Rozporovat navrhované hodnoty referenčních účinností dle EU, jelikož chceme porovnávat reálně provozované zdroje KVET v ČR s reálně provozovanými zdroji oddělené výroby elektřiny a tepla v ČR, nikoli s hypotetickými zdroji s účinnostmi dle BAT, které na našem území prakticky nejsou. 2. Požádat EU o vyjímku používat do konce roku 21 (do 21. 2. 211, kdy budou přijaty revidované referenční hodnoty) vlastní referenční hodnoty (dle Vyhlášky č. 439/25 Sb.), přičemž se opřít o čl. 12 Směrnice 24/8/ES umožňující členským zemím používat po přechodnou dobu alternativní způsoby výpočtů.
Potenciál KVET v ČR navrhovaná střednědobá strategie hodnocení KVET Střednědobá strategie (26 21) 1. Uvézt v život a osvojit si jednotnou metodiku způsobu výpočtu podílu elektřiny vyráběné formou KVET a dosahovaných UPE. 2. Vyhodnotit (vypočítat) hladiny akceptovatelných hodnot referenčních účinností pro různé kategorie a stáří zdrojů KVET. 3. Shromáždit poznatky najít spojence v ostatních zemích s podobnou situací, jako je v ČR (Polsko, Slovensko, Maďarsko, atd.), popřípadě vyhodnotit dopady na rozvoj KVET v ostatních (vyspělejších) zemích EU. 4. Aktivně vstoupit do procesu přípravy a zpracování revidovaných referenčních hodnot účinností oddělených výrob elektřiny a tepla, které začnou platit po 21. 2. 211, tj. disponovat jasnými a podloženými argumenty. 5. Samozřejmě v rámci technických možností zvyšovat účinnosti stávajících zdrojů KVET a budovat nejmodernější (nejúčinnější) zdroje KVET nové.
Děkuji za pozornost Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP, s.r.o. Braunerova 21 18 Praha 8 Tel. : 283 84 357 E-mail : karafiat@ortep.cz