Alternativní zdroje energie

METODICKÁ PŘÍRUČKA Alternativní zdroje energie Název projektu: Multilaterální vzdělávání v oblasti alternativních zdrojů energie Registrační číslo: CZ.1.07/1.3.49/02.0004 www.vzdelavani-meres.cz

OBSAH OBSAH

OBSAH OBSAH ÚVOD 1 SPOTŘEBA ENERGIE A VÝVOJ SPOLEČNOSTI 1 ÚSPORY ENERGIÍ 1 DŮVODY PROČ SE ZAMĚŘIT NA OZE 2 CO JE SKLENÍKOVÝ EFEKT? 3 VLIV ZMĚNY KLIMATU NA ZEMĚDĚLSTVÍ 4 OBLAST VYUŽÍVÁNÍ ALTERNATIVNÍCH ZDROZŮ ENERGIE V DOPRAVĚ 6 MOŽNOSTI VZDĚLÁNÍ V OBORECH ZAMĚŘENÝCH NA VYUŽÍVÁNÍ ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ENERGIE NA ÚZEMÍ ČR 10 VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ V PRAZE 10 STUDIJNÍ PROGRAM: TECHNOLOGIE PRO OCHRANU ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ 10 STUDIJNÍ OBOR: ALTERNATIVNÍ ENERGIE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 10 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE 11 TECHNOLOGICKÉ SYSTÉMY 11 PŘÍRODOVĚDECKÉ FAKULTY UNIVERZITY KARLOVY V PRAZE 12 GEOTECHNOLOGIE 12 STUDIJNÍ OBOR: HOSPODAŘENÍ S PŘÍRODNÍMI ZDROJI 12 ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI 12 OBOR: ELEKTROENERGETIKA 12 OBOR: TECHNICKÁ EKOLOGIE 13 OBSAH

OBSAH VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 14 OBOR: SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA A ELEKTROENERGETIKA (SEE) 14 VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ - TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA 14 OBOR: PROVOZ ENERGETICKÝCH ZAŘÍZENÍ 14 OBOR: TECHNIKA TVORBY A OCHRANY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ 15 OBOR: TEPELNĚ ENERGETICKÁ ZAŘÍZENÍ A PRŮMYSLOVÁ ENERGETIKA 15 OBOR: ALTERNATIVNÍ ENERGIE A TECHNIKA TVORBY PROSTŘEDÍ 15 GEOTERMÁLNÍ ENERGIE 16 POJEM GEOTERMÁLNÍ ENERGIE - DEFINICE 16 HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE. 17 VYUŽITÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE VE SVĚTĚ 18 LEGISLATIVA 20 TECHNOLOGIE ZÍSKÁVÁNÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE 23 PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKA VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ 23 HYDROTERMÁLNÍ SYSTÉMY 23 GEOTLAKOVÉ SYSTÉMY 24 MAGMATICKÉ SYSTÉMY 24 SYSTÉMY HORKÝCH SUCHÝCH HORNIN 24 TECHNOLOGIE VYUŽÍVÁNÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE NA ÚZEMÍ ČESKÉ REPUBLIKY 25 TEPELNÁ ČERPADLA 25 EKONOMICKÁ CHARAKTERISTIKA VYUŽÍVÁNÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE 25 VÝKUPNÍ CENY A ZELENÉ BONUSY 26 BUDOUCNOST GEOTERMÁLNÍ ENERGIE 27 OBSAH

OBSAH BUDOUCNOST SE V PRVÉ ŘADĚ ODVÍJÍ OD VÝHOD A NEVÝHOD, KTERÉ VÝROBA TAKOVÉTO ENERGIE PŘINÁŠÍ 28 BUDOUCNOST VYUŽITÍ GEOTERMÁLNÍ ENERGIE VERZUS VĚDA A VÝZKUM 32 SLUNEČNÍ ENERGIE 33 POJEM SLUNEČNÍ ENERGIE - DEFINICE 33 HISTORIE FOTOVOLTAICKÉ ENERGIE 34 LEGISLATIVA 36 PRÁVNÍ PŘEDPISY SE VZTAHEM K SOLÁRNÍ ENERGETICE 38 ÚČETNÍ A DAŇOVÉ SOUVISLOSTI 38 JAK POSTUPOVAT PŘED ZŘÍZENÍM SOLÁRNÍ ELEKTRÁRNY 40 TECHNOLOGIE ZÍSKÁVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE 40 PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKA VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ 40 SOLÁRNÍ KOLEKTORY 40 TIPY SOLÁRNÍCH KOLEKTORŮ: 40 Bazénové solární kolektory 40 Ploché solární kolektory 40 Vakuové solární kolektory 41 FOTOVOLTAICKÉ SOLÁRNÍ SYSTÉMY 41 Fotovoltaický článek 41 Fotovoltaický panel 41 ROZDĚLENÍ FOTOVOLTAICKÝCH SYSTÉMŮ 41 Ostrovní fotovoltaický solární systém 42 Solární systémy zapojené do sítě 42 Sluneční elektrárny 42 Palivové články 43 OBSAH

OBSAH EKONOMICKÁ CHARAKTERISTIKA VYUŽÍVÁNÍ SOLÁRNÍ ENERGIE 43 FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ KALKULACI NÁVRATNOSTI INVESTICE DO FOTOVOLTAICKÉ ELEKTRÁRNY 43 ZELENÉ BONUSY 43 GARANTOVANÁ VÝKUPNÍ CENA 44 BUDOUCNOST VYUŽITÍ SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ 44 VODNÍ A SLAPOVÁ ENERGIE 49 POJEM VODNÍ ENERGIE DEFINICE 49 HISTORIE VODNÍ ENERGIE 49 LEGISLATIVA 54 LEGISLATIVA PROVOZU 54 LEGISLATIVNÍ POSTUP PŘI VÝSTAVBĚ MALÝCH VODNÍCH ELEKTRÁREN V NOVÉ LOKALITĚ 56 TECHNOLOGIE ZÍSKÁVÁNÍ VODNÍ ENERGIE 62 PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKA VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ 62 ROZDĚLENÍ TURBÍN 62 ROZDĚLENÍ VODNÍCH ELEKTRÁREN 64 EKONOMIKA PROVOZU MALÝCH VODNÍCH ELEKTRÁREN 68 PŘÍKLAD NÁVRATNOSTI INVESTICE NA MALOU VODNÍ ELEKTRÁRNU 69 BUDOUCNOST VYUŽITÍ VODNÍ ENERGIE 69 VÝHODY PRO SPOTŘEBITELE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ 69 MOŽNÁ RIZIKA A NEVÝHODY 72 VODNÍ ELEKTRÁRNY V ČR 74 SLAPOVÁ SÍLA 75 SLAPOVÉ SÍLY ZPŮSOBENÉ GRAVITAČNÍMI ODCHYLKAMI 76 OBSAH

OBSAH ENERGIE MOŘÍ A OCEÁNŮ 77 ELEKTRÁRNY PRO VYUŽITÍ MOŘSKÉHO PŘÍBOJE 77 ENERGIE MOŘSKÝCH PROUDŮ 78 PŘÍLIVOVÉ ELEKTRÁRNY 79 ENERGIE BIOMASY 81 CHARAKTERISTIKA BIOMASY DEFINICE 81 SPECIÁLNÍ BIOMASA 81 ODPADNÍ BIOMASA 82 CÍLENĚ PĚSTOVANÁ BIOMASA 82 RYCHLE ROSTOUCÍ DŘEVINY 83 ENERGETICKÉ BYLINY 83 ENERGETICKÉ VYUŽÍVÁNÍ BIOPLYNU 85 BIOPALIVA V DOPRAVĚ 86 LEGISLATIVA 94 TECHNOLOGIE ZÍSKÁVÁNÍ ENERGIE Z BIOMASY 95 PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKA VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ 95 ENERGETICKÉ VYUŽÍVÁNÍ RYCHLE ROSTOUCÍCH DŘEVIN 95 VYUŽÍVÁNÍ BYLIN PRO ENERGETICKÉ ÚČELY 97 SPALOVÁNÍ SUCHÉ BIOMASY 99 SPALOVÁNÍ SE ZPLYŇOVÁNÍM 99 KOTLE NA BIOMASU 100 KOMBINOVANÝ ZDROJ 103 KOTLE NA SLÁMU 103 TECHNOLOGIE ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ BIOPLYNU 105 ZAŘÍZENÍ NA VÝROBU BIOPLYNU 106 OBSAH

OBSAH DRUHY ORGANICKÉ HMOTY 107 PROCES METANOGENNÍ FERMENTACE 107 MOŽNOSTI VYUŽITÍ BIOPLYNU 110 EKONOMICKÁ CHARAKTERISTIKA ENERGETICKÉHO VYUŽÍVÁNÍ BIOMASY 111 BUDOUCNOST VYUŽÍVÁNÍ ENERGIE BIOMASY 111 VĚTRNÁ ENERGIE 113 CHARAKTERISTIKA VĚTRNÉ ENERGIE - DEFINICE 113 HISTORIE VĚTRNÉ ENERGETIKY 114 Z HISTORIE VYUŽÍVÁNÍ ENERGIE VĚTRU V ČESKÝCH ZEMÍCH 114 LEGISLATIVA 115 TECHNOLOGIE ZÍSKÁVÁNÍ ENERGIE VĚTRU 120 PROVOZNÍ CHARAKTERISTIKA VÝROBNÍCH ZAŘÍZENÍ 120 TECHNICKÉ PODMÍNKY 120 BEAUFORTOVA STUPNICE SÍLY VĚTRU 121 PŘÍRODNÍ PODMÍNKY 123 DALŠÍ OMEZENÍ 123 MALÉ VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY 123 DALŠÍ VYUŽITÍ 123 ENERGIE VĚTRU V ČR 125 EKONOMICKÁ CHARAKTERISTIKA VYUŽÍVÁNÍ ENERGIE VĚTRU 125 KONKRÉTNÍ OPATŘENÍ TÝKAJÍCÍ SE OZE A ÚSPOR ENERGIÍ, KTERÁ JSOU SOUČÁSTÍ ČESKÉHO PROTIKRIZOVÉHO PLÁNU 126 BUDOUCNOST VYUŽÍVÁNÍ VĚTRNÉ ENERGIE 126 PŘÍLOHY 129 OBSAH

OBSAH PŘEHLEDY JEDNOTEK 129 VÝKLADOVÝ SLOVNÍK ODBORNÝCH POJMŮ 130 PŘEHLED DOPORUČENÉ LITERATURY (I POUŽITÉ) 131 SEZNAM DOPORUČENÉ LITERATURY 136 UKÁZKA AKTIVITY PRO STUDENTY NA TÉMA ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 139 Název programu: Nejvíce morální, energie solární! 139 UKÁZKA AKTIVITY PRO STUDENTY NA TÉMA ALTERNATIVNÍ ZDROJE ENERGIE 142 Název programu: Nejvíce morální, energie solární! 142 OBSAH

ÚVOD ÚVOD SPOTŘEBA ENERGIE A VÝVOJ SPOLEČNOSTI Spotřeba energie na osobu roste po celou historii vývoje lidstva. Současný člověk žijící v průmyslové společnosti spotřebuje 4krát více energie než primitivní zemědělci před 7 000 lety a až 20krát více energie než lidé, kteří se živili lovem a sběrem. Lidstvo nejprve využívalo vlastních sil a svalů, později i síly zvířat. Nyní si většinu své práce ulehčujeme stroji, které ovšem musíme vyrobit a pak je pohánět dalšími zdroji energie. Nerovnoměrný rozvoj společnosti zapříčinil jeden ze současných, často zmiňovaných problémů. Je jím vzájemný poměr spotřeby energie a velikosti populace související i s emisemi skleníkových plynů a globálním oteplováním. V praxi to znamená, že cca 20 % populace využívá až 80 % všech energetických zdrojů na světě. Nejrozvinutější státy, jako např. USA, spotřebovávají až 20 % ropy, přičemž počet jejich obyvatel tvoří jen cca 5 % světové populace. Podobné srovnání nám nabízí jiné údaje, které hovoří o tom, že obyvatelé USA spotřebují 20 až 30krát více fosilní energie na osobu než lidé v rozvojových zemích. Další výpočty upozorňují na to, že nejbohatší miliarda lidí spotřebovává 50 % energie, zatímco ta nejchudší pouhých 5 %. Tato čísla společně vyvolávají otázky pro řešení ekologické krize a odpovědnosti za život a blahobyt lidstva jako celku. S rozvojem společnosti a využíváním nových zdrojů energie souvisí fakt, že s překotným růstem a povahou ekonomiky a související industrializací průmyslové a zemědělské výroby v minulých dvou stoletích ubylo lidské práce a většina pracovních příležitostí je v rozvinutém světě soustředěna v sektoru služeb. ÚSPORY ENERGIÍ Zhoršuje se stav životního prostředí, ceny energií neustále rostou a neobnovitelné zdroje ubývají. To jsou nejčastější důvody, které by měly vést obyvatele k zavedení nejrůznějších opatření, která snižují spotřebu energie. Toho lze dosáhnout zvýšením efektivního využívání energie, ve spojení se sníženou spotřebou energie a snížením spotřeby fosilních paliv. Jedním z řešení je zavádění moderních technologií do samotné výroby. Existuje však také spousta velmi jednoduchých řešení, která může používat každý z nás a nic nestojí. Zásadním předpokladem je šetření všemi zdroji energie bez ohledu na jejich cenu a dostupnost. Šetřit bychom měli s teplem i elektřinou, které se vyrábějí především z fosilních paliv, ale např. i s vodou a ostatními zdroji energie. Úspory energie lze dosáhnout prostým snížením naší vlastní spotřeby. Důležité je např. držet se principů odpovídajících tzv. odpovědnému nakupování, snižovat svou produkci odpadů nebo více využívat obnovitelné zdroje energie. Možností je spousta. Je jen na nás, jakou z nich si zvolíme. Přehled možností úspor, tipy a nápady, jak ušetřit naleznete na www.energetickyporadce.cz U šetření energie se rozeznávají následující přístupy: Snižování energetické náročnosti v podobě zbavení se určitých výhod. Jedná se především o malé ústupky odpovídající velkým energetickým úsporám. Zvýšit účinnost využití použité energie. Prostřednictvím zvýšené efektivity tak může být významně snížena spotřeba. (příklad: tepelná izolace, úsporná žárovka). 1

ÚVOD Využívání obnovitelných zdrojů energie není úspora energie v pravém slova smyslu. Většinou se tímto termínem myslí náhrada fosilních paliv jinými druhy energie. Příklady využití alternativních energií jsou: solární a větrné elektrárny, zdroje zpracovávající biomasu na elektrickou nebo tepelnou energii, užití denního světla ve světlovodech namísto elektrického osvětlení, svalová síla místo motoru, geotermální energie namísto uhlí. Vyšší efektivity může být dosaženo využitím tepelného čerpadla nebo zemního plynu na topení místo elektrického přímotopu. S těmito přístupy je tak možné sledovat jednotlivé reálné možnosti, které se dají aplikovat v každodenním životě. V současnosti lze najít v klasické domácnosti spoustu oblastí, kde je možné nalézt potenciál k šetření a k následnému snížení výdajů. Prostřednictvím vhodných informací a promyšlených investic tak lze dosáhnout viditelné úspory energie. Energeticky úsporná zařízení často ušetří více než 50% energie (ve srovnání s průměrným starým nebo levným zařízením). Zařízení, která jsou jen v pohotovostním režimu (a to nejen zařízení spotřební elektroniky), mohou při promyšleném úplném vypínání ušetřit někdy až 1 500 Kč za rok. Při nošení vhodného, teplejšího oblečení můžeme snížit teplotu na topení a tím snížit náklady na vytápění. Rozumně používat teplou vodu. Při zahřání vody na 30 C je potřeba polovina energie oproti ohřevu na 50 C. Z důvodu globálních obav z oteplování se členské státy Evropské unie zavázaly, že sníží do roku 2020 spotřebu z klasických energetických zdrojů o 20 %. V roce 2013 přesto stále přetrvává mnoho překážek k dosažení zmíněných hodnot. Evropský parlament přijal tuto směrnici, která bude vyžadovat, aby členské země splnily tři cíle do roku 2020: 1/ snížení emisí oxidu uhličitého (CO 2 ) o 20 %, 2/ zvýšení energetické účinnosti o 20 % a 3/ 20 % energie v Evropské unii musí být z obnovitelných zdrojů. Obnovitelné zdroje energie mají schopnost se částečně nebo úplně obnovovat. Jsou projevem přirozených geofyzikálních a kosmických toků energie a řídí je procesy, které nejsou závislé na člověku ani geologické historii naší planety. Mezi obnovitelné zdroje energie řadíme geotermální energii, energii slunečního záření, energii vody, energii větru a energii biomasy. ZDROJE: www.setrimenergii.cz http://eon.energieplus.cz/uspory-energie http://cs.wikipedia.org DŮVODY, PROČ SE ZAMĚŘIT NA OZE Změna klimatu zvyšuje teplotu země a moří a mění množství srážek, což vede k očekávanému zvýšení intenzity přírodních katastrof souvisejících s počasím. Změna klimatu může být příčinou významných hospodářských a sociálních dopadů, přičemž některé regiony a odvětví nejspíše ponesou různé nepříznivé důsledky. Správným využitím nepotravinářské zemědělské produkce pro energetiku a pochopením významu obnovitelných zdrojů energie zmírňujeme důsledky změny klimatu. 2

ÚVOD Současné vědecké poznatky dokazují, že vliv člověka produkcí skleníkových plynů ovlivňuje klimatický systém Země. Vzhledem ke složitosti celého systému, včetně všech vzájemných vazeb, je však zatím nesmírně obtížné podíl člověka na celkové změně klimatu kvantifikovat. Další nárůst teploty však bude klimatický systém ještě více destabilizovat, což se bude v různých částech planety projevovat odlišně a jednotlivé složky přírodního prostředí na ni budou reagovat rozdílně. Při posuzování globálních dopadů nárůstu antropogenních emisí skleníkových plynů je třeba si uvědomit, že snaha snížit koncentrace skleníkových plynu na predindustriální úroveň kolem 280 ppm by znamenala snížení stávajících emisí o více než 50 %. To ale, jak ukazuje dosavadní vývoj jednání kolem Kjótského protokolu z roku 1997, není zatím příliš realistické. CO JE SKLENÍKOVÝ EFEKT? Teplota naší planety je určována rovnováhou mezi energií přicházející od Slunce ve formě krátkovlnného záření a energií vyzařovanou Zemí do okolního vesmíru. Krátkovlnné sluneční záření prochází zemskou atmosférou a ohřívá zemský povrch. Dlouhovlnné záření zemského povrchu je z části atmosférou pohlcováno a opětovně vyzařováno. Část energie se tak vrací zpět k zemskému povrchu, který se společně s nejspodnějšími částmi atmosféry ohřívá. Tento jev je často přirovnáván k funkci skleníku, a proto se označuje jako skleníkový efekt, plyny, které jej způsobují, jsou nazývány skleníkovými plyny. Pokud by skleníkový efekt neexistoval, teplota zemského povrchu by byla oproti současnému stavu asi o 33 C nižší a planeta Země by se tak stala pro život, alespoň v dnešní podobě, zcela nepřijatelnou. Koncentrace skleníkových plynů jsou však v současnosti vysoko nad predindustriální úrovní (kolem roku 1750) a stále narůstají. Klima je též ovlivňováno aerosolovými částicemi antropogenního původu, které sluneční energii rozptylují, odrážejí ji zpět do vesmíru a přispívají naopak k ochlazování atmosféry. Hlavními antropogenními skleníkovými plyny spadajícími pod mezinárodní kontrolu v rámci Kjótského protokolu jsou oxid uhličitý, metan, oxid dusný, fluorované uhlovodíky a fluorid sírový. Koncentrace oxidu uhličitého vzrostla od roku 1750 o 31% na hodnotu 367 ppm v roce 1999 a jde tak pravděpodobně o nejvyšší hodnotu, které bylo za uplynulých 400 tisíc let dosaženo. Koncentrace metanu vzrostly za stejné období o 151%, koncentrace oxidu dusného o 17 % a koncentrace troposférického ozónu o 35%. Fluorované uhlovodíky a fluorid sírový jsou látkami novými, které se kolem roku 1750 vůbec nevyskytovaly. Řešení změny klimatu si vyžaduje dva druhy reakce, jak je doporučeno v Bílé knize Rady EU. Za prvé musíme snížit emise skleníkových plynů, tj. podniknout opatření pro zmírnění a za druhé musíme přijmout aktivity pro přizpůsobení, abychom se vypořádali s nevyhnutelnými dopady. Nicméně i když se podaří omezit a poté snížit světové emise skleníkových plynů, vyžádá si určitý čas, než se naše planeta zotaví ze skleníkových plynů, které již jsou v atmosféře. Dopadům změny klimatu tak budeme čelit nejméně příštích 50 let. Musíme proto přijmout opatření, jež nám pomohou se přizpůsobit. Každý z plynů má jinou schopnost klima ovlivňovat a závisí na radiačních vlastnostech, molekulové hmotnosti, obsahu a době setrvání daného plynu v atmosféře. Je vyjadřován tzv. potenciálem globálního ohřevu, definovaným jako radiační účinek daného plynu za určité časové období. V globálním měřítku je z hlediska antropogenních látek oxid uhličitý odpovědný přibližně za 60 % 3

ÚVOD celkového ohřevu planety, metan za 20 %, oxid dusný za 6 % a halogenované uhlovodíky za 14 % jak je uvedeno v IPCC. Podle měření a pozorování Mezivládního panelu pro změnu klimatu (Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC) vzrostla průměrná globální teplota ve dvacátém století o 0,6 ºC. Za posledních 140 let bylo sedm z deseti nejteplejších roků zaznamenáno v poslední dekádě 20. století. Ve 20. století byl rovněž pozorován pokles rozsahu téměř všech pevninských ledovců, ve druhé polovině minulého století se i snížil rozsah oceánských ledovců o 10 až 15 % a stále se zvyšuje hladina oceánů o 1,5 mm ročně, což v průběhu 20. století vedlo k vzestupu hladiny oceánu o 10 až 20 cm. Srážkové úhrny ve středních a vyšších zeměpisných šířkách na kontinentech severní polokoule se zvýšily, nárůst byl zaznamenán rovněž na kontinentech v tropických oblastech. K poklesu srážek došlo v subtropických oblastech severní polokoule. Ve středních a vyšších zeměpisných šířkách se ve druhé polovině 20. století zvýšila četnost výskytu extrémních srážkových situací. Modelová simulace dalšího vývoje naznačuje nárůst průměrné teploty ke konci 21. století o dalších 1,4 až 5,8 ºC. Jednalo by se tak o nejvýznamnější nárůst za posledních 10 000 let. Globální oteplování v takovéto míře s sebou samozřejmě přináší řadu negativních projevů v oblasti životního prostředí a fungování ekosystémů, včetně dopadů na oblasti jako je vodní režim a jeho kvalita, zemědělství a lesní hospodářství. VLIV ZMĚNY KLIMATU NA ZEMĚDĚLSTVÍ V Národním programu na zmírnění dopadu změny klimatu v ČR se uvádí, že odezvy v zemědělství lze na rozdíl od lesnictví či vodního hospodářství výrazněji ovlivnit skladbou plodin a způsobem hospodaření. Přesné vymezení dopadu v důsledku krátkého vegetačního období u většiny zemědělských plodin povede k využívání intenzivních technologií, rychlé obměně pěstovaných odrůd a změně druhové skladby. Současný stav zemědělských půd není s ohledem na charakter a kvalitu ploch příliš příznivý, což je dáno především značným úbytkem půdního humusu. Jeho obsah v půdě sehrává významnou roli i pro půdní vlhkost, neboť mimo jiné omezuje rychlost prohřívání a následně i vysychání půdy v letním období. V zimním období nižší tepelná vodivost zmenšuje hloubku promrznutí půdy. K pozitivním důsledkům změny klimatu patří prodloužení bezmrazového období o 20 30 dnů a posunutí počátku vegetačního období v nejteplejších oblastech na začátek března a konce až do závěru října. Vyšší teploty vzduchu prodlouží vegetační období a ovlivní růst a vývoj plodin tak, že umožní dřívější vzcházení a nástupy dalších fenofází, takže oproti současnému stavu by období zrání či sklizně mohlo být uspíšeno nejméně o 10 14 dnů. Dalším z příznivých dopadů změny klimatu je zvýšení rychlosti fotosyntézy s nárůstem koncentrací oxidu uhličitého a zvýšení využitelnosti vody v půdě. Vyšší tvorba biomasy však bude znamenat její zvýšenou potřebu, která může i přes zmíněnou lepší využitelnost vést v určitých oblastech k vyčerpání vodních zásob ještě před koncem vegetačního období. Očekávaný teplotní vzestup by měl vytvořit dostatečné teplotní zajištění pro pěstování teplomilných kultur (např. polorané odrůdy kukuřice na zrno, rané odrůdy vinné révy). Existuje však i vážné nebezpečí teplotního stresu spojené s častějším výskytem extrémně vysokých teplot. Při předpokládaném nárůstu výparu, a bez výraznějšího zvýšení atmosférických srážek, mohou být ve větší míře ohroženy suchem podstatné části střední a jižní Moravy, střední a severozápadní Čechy, dolní a střední Polabí a Povltaví, což by se mohlo negativně promítnout 4

ÚVOD na výši výnosů v našich nejproduktivnějších zemědělských oblastech. V nejteplejších podmínkách a na extrémně vlhkých půdách lze předpokládat vznik lokalit nevhodných pro ekonomickou produkci. Výše položené oblasti, kde je zemědělská výroba v současné době limitována nižší teplotou, by měly při předpokládané změně klimatických podmínek získávat na produktivitě, protože nedostatek srážek se jich nejspíše nedotkne. Na druhé straně lze očekávat zvýšení pravděpodobnosti výskytu denních úhrnů srážek nad 10 mm, které mohou být erozně nebezpečné a je třeba s nimi častěji počítat zejména v květnu, červnu a v září. Výměra půdy ohrožené erozí se zvýší minimálně o 10 %. Změna klimatu změní i podmínky pro větší rozšíření a plošné působení zemědělských škůdců a chorob, doposud typických pro teplejší oblasti. Rozhodující bude průběh teploty vzduchu, na které jsou jednoznačně závislé kritické fáze vývoje chorob, plísní a hmyzu. V případě oteplení mohou v některých letech v důsledku urychlení nástupu jednotlivých fází nastat příznivé podmínky pro úplné ukončení druhé letní generace plísní a hmyzu. Dále je třeba počítat s rozšířením výskytu virových chorob a s vyšším výskytem houbovitých chorob např. s plísní bramborovou nebo chmelovou. V roce 1990 bylo na území ČR emitováno 190,5 mil. CO 2 (tj. včetně započtení CH4, N 2 O, HFC, PFC a SF). Zejména v důsledku ekonomické transformace poklesly během následujících čtyř let celkové emise skleníkových plynů přibližně o jednu čtvrtinu. Přes pokračující ekonomický růst se s mírným meziročním kolísáním emise skleníkových plynů udržují stále na této hodnotě. V roce 2001 činil celkový pokles v porovnání s rokem 1990 24,3 %. Na výsledné hodnotě emisí se nyní podílí 86,1 % CO 2, 7,2 % CH 4, 5,8 % N 2 O a skupina látek HFC, PFC a SF6 jako celek 0,9 %. Základními národními dokumenty pro zmírnění vlivů na změnu klimatu z hlediska obnovitelných zdrojů energie byl Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů na roky 2006 2009 a Státní program na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie. Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů je střednědobým, čtyřletým programovým dokumentem, který zpracovává Ministerstvo průmyslu a obchodu v dohodě s Ministerstvem životního prostředí podle zákona č. 406/2000 Sb. Podíl spotřeby OZE na spotřebě primárních energetických zdrojů (dále PEZ) po roce 2000 stagnoval a pohyboval se mírně nad 2 %. V roce 2004 činil 2,9 %. Podíl výroby elektřiny z OZE na spotřebě elektřiny kolísaly kolem 4 % a tento podíl byl dosažen i v roce 2004. Oba ukazatele využití OZE ovlivňuje vysoký podíl vodní energie (zejména velkých vodních elektráren), což je velmi závislé na klimatických podmínkách. Hrubá výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů se podle MPO v roce 2010 podílela na tuzemské hrubé spotřebě elektřiny 8,3 %, na hrubé výrobě elektřiny pak 6,9 % (hrubá výroba elektřiny z OZE dosáhla celkem 5 903 GWh meziroční nárůst oproti roku 2009 o 26,8 %). 5

ÚVOD Plnění indikativních ukazatelů Národního programu 2002 2005 ve využití OZE Jednotka 2000 2001 2002 2003 2004 Spotřeba elektřiny GWh 63 449 65 108 64 961 67 013 68 616 Celkem výroba elektřiny z OZE GWh 2 481 2 768 3 183 1 878 2 768 Podíl výroby elektřiny z OZE na spotřebě elektřiny % 3,9 4,3 4,9 2,8 4,0 Spotřeba PEZ PJ 1 655,8 1 693,1 1 704,9 1 812,8 1 829,2 Spotřeba OZE PJ 34,0 36,5 33,6 49,3 55,6 Podíl spotřeby OZE na spotřebě PEZ % 2,1 2,2 2,0 2,7 2,9 Zdroj: statistiky MPO Celková energie z OZE a její podíl na primárních energetických zdrojích Obnovitelné zdroje energie OZE celkem v TJ Podíl na OZE v % Podíl na PEZ v % OZE celkem v TJ Podíl na OZE v % 2009 2010 Podíl na PEZ v % Biomasa mimo domácnosti 31 912,2 30,8 1,8 34 322,4 28,8 1,8 Biomasa (domácnosti) 43 488,9 42,0 2,5 48 486,1 40,7 2,6 Vodní elektrárny 8 746,6 8,5 0,5 10 042,1 8,4 0,5 Biologicky rozložitelná část odpadu TKO 2 229,6 2,2 0,1 2 625,7 2,2 0,1 Biologicky rozložitelná část PROa ATP 1 128,1 1,1 0,1 975,1 0,8 0,1 Bioplyn 5 444,2 5,3 0,3 7 392,5 6,2 0,4 Kapalná biopaliva 7 385,7 7,1 0,4 9 807,2 8,2 0,5 Tepelná čerpadla 1 600,0 1,6 0,1 1 775,7 1,5 0,1 Solární termální kolektory 230,0 0,2 0,0 366,5 0,3 0,0 Větrné elektrárny 1 037,0 1,0 0,1 1 207,8 1,0 0,1 Fotovoltaické systémy 319,7 0,3 0,0 2 216,5 1,9 0,1 Celkem 103 522,0 100,0 5,8 119 217,6 100,0 6,4 Zdroj: Zelená zpráva MZe 2011 Vysvětlivky: TKO - tuhý komunální odpad; PRO - průmyslové odpady; ATP - alternativní paliva; PEZ primární energetické zdroje Největší podíl na energii z OZE v roce 2010 zaujímala biomasa: 40,7 % biomasa domácnosti a 28,8 % biomasa mimo domácnosti, dohromady se tedy biomasa podílela 69,5 % na celkové energii z OZE. OBLAST VYUŽÍVÁNÍ ALTERNATIVNÍCH ZDROZŮ ENERGIE V DOPRAVĚ Vyšší využití alternativních paliv, včetně užívání biopaliv a jiných obnovitelných pohonných hmot v dopravě je novou prioritou Národního programu. Význam biopaliv je vyjádřen ve Směrnici č. 2003/30/ES. Směrnice EU ukládá členským zemím v letech 2005 a 2010 stanovená procenta náhrady motorových benzínů a motorové nafty biopalivy. Podpora alternativních paliv je rovněž prioritou státní politiky životního prostředí. Dlouhodobým cílem do roku 2020 je zvýšit podíl alternativních paliv na spotřebě pohonných hmot na 20 %, v tom 6

ÚVOD budou polovinu tvořit biopaliva, polovinu zemní plyn. Palivové články na vodík jsou, vzhledem k značným investicím do výroby a distribuce vodíku, časově vzdálenější alternativou. V roce 2004 byla v ČR legislativně upravena podpora biopaliv, v roce 2005 i podpora zemního plynu v dopravě. Závazky ČR do roku 2020 V roce 2009 byla vydána nová směrnice EU 2009/28/EC o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů a o změně a následném zrušení směrnic 2001/77/ES a 2003/30/ES. Dle této směrnice jsou pro Českou republiku závazné pouze celkové cíle vztažené k roku 2020. Jedná se o závazný cíl podílu energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě energie v České republice ve výši 13 % v roce 2020. Součástí je i závazný cíl podílu energie z obnovitelných zdrojů ve všech druzích dopravy na hrubé konečné spotřebě energie v dopravě v České republice ve výši 10 % v roce 2020. Směrnice zároveň definuje celkový cíl pro Evropské společenství ve výši 20 %. Indikativní cíle jsou důležitou součástí balíčku opatření, která jsou zapotřebí ke snižování emisí skleníkových plynů a ke splnění Kjótského protokolu k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu a dalších závazků týkajících se snižování emisí skleníkových plynů po roce 2012. Opatření, jako jsou kontrola spotřeby energie v Evropě a větší využívání energie z obnovitelných zdrojů spolu s úsporami energie a zvýšením energetické účinnosti, by měla vést ke snižování závislosti Evropského společenství na dovážené ropě v odvětví dopravy, kde je problém zabezpečení dodávek energie nejvíce akutní. Tyto faktory hrají také důležitou roli při podpoře zabezpečení dodávek energií, technologického vývoje a inovací a při vytváření příležitostí k zaměstnání a regionálnímu rozvoji, zejména ve venkovských a izolovaných oblastech. Směrnice zavazuje členské státy přijmout opatření a programy podpory, které povedou ke zvyšování výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Konkrétní formy opatření jsou na rozhodnutí jednotlivých států. Každý členský stát však přijme národní akční plán pro energii z obnovitelných zdrojů. Národní akční plán pro energii z obnovitelných zdrojů energie (NAP OZE) stanoví národní cíle členských států pro podíly energie z obnovitelných zdrojů v dopravě, výrobě elektřiny, vytápění a chlazení v roce 2020. Zohledňuje dopady jiných opatření souvisejících s energetickou účinností na konečnou spotřebu energie. Nedílnou součástí jsou další kroky potřebné pro dosažení těchto celkových národních cílů, včetně spolupráce mezi místními, regionálními a ústředními správními orgány. V České republice byl Národní akční plán pro energii z obnovitelných zdrojů schválen Usnesením vlády ČR č. 603 dne 25. srpna 2010. V rámci tohoto dokumentu si ČR stanovila cílovou hodnotu energie z OZE na hrubé konečné spotřebě energie v roce 2020 na 13,5 %, což je o 0,5 % více než původní požadavek. Součástí dokumentu jsou i opatření k dosažení cíle. Národní akční plán pro energii z obnovitelných zdrojů je dostupný z: <http://www.mpo.cz/dokument79564.html>. Indikativní cíl podílu energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě energie v České republice v roce 2010 ve výši 8 % byl splněn. Hrubá výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů se v roce 2010 podílela na tuzemské hrubé spotřebě elektřiny 8,32 %. Na celkové hrubé výrobě elektřiny (včetně vývozu) se hrubá výroba elektřiny z OZE podílela 6,87 %. Nejvyšší výroba elektřiny z OZE byla v roce 2010 z vodních elektráren (2 789 GWh). Produkce realizovaná ve vodních elektrárnách oproti minulému roku výrazně stoupla o 359 GWh. Následuje 7

ÚVOD biomasa (1 492 GWh) nárůstem o 96 GWh. Za významnější zdroj elektřiny z obnovitelných zdrojů lze ještě považovat využívání bioplynu (635 GWh), u kterého došlo k třetinovému nárůstu a fotovoltaické elektrárny (615 GWh), které poprvé v roce 2010 vyrobily více elektřiny než větrné elektrárny (335 GWh). Spalovny odpadů (36 GWh) ztrojnásobily výrobu, ale z hlediska celkové výroby elektřiny z OZE mají stále jen marginální význam. Výroba elektřiny z OZE v roce 2010 Hrubá výroba elektřiny (MWh) Podíl na zelené elektřině (%) Podíl na hrubé dom. spotřebě elektřiny (%) Podíl na hrubé výrobě elektřiny (%) Vodní elektrárny 2 789 474,0 47,25% 3,93% 3,25% MVE<1MW 554 754,0 9,40% 0,78% 0,65% MVE 1 až < 10 MW 603 823,0 10,23% 0,85% 0,70% VVE 10MW 1 630 897,0 27,63% 2,30% 1,90% Biomasa celkem 1 492 238,6 25,28% 2,10% 1,74% Štěpka apod. 641 839,9 10,87% 0,90% 0,75% Celulózové výluhy 514 675,7 8,72% 0,73% 0,60% Rostlinné materiály 74 151,5 1,26% 0,10% 0,09% Pelety, brikety 241 215,4 4,09% 0,34% 0,28% Ostatní biomasa 20 217,0 0,34% 0,03% 0,02% Kapalná biopaliva 139,1 0,00% 0,00% 0,00% Bioplyn celkem 634 662,0 10,75% 0,89% 0,74% Komunální ČOV 85 002,1 1,44% 0,12% 0,10% Průmyslové ČOV 4 971,0 0,08% 0,01% 0,01% Bioplynové stanice 447 423,6 7,58% 0,63% 0,52% Sládkový plyn 97 265,3 1,65% 0,14% 0,11% TKO (BRKO) 35 586,0 0,60% 0,05% 0,04% Větrné elektrárny 335 493,0 5,68% 0,47% 0,39% Fotovoltaické systémy 615 702,0 10,43% 0,87% 0,72% Celkem 5 903 155,6 100,00% 8,32% 6,87% (Zdroj: MPO, ERÚ) Časová řada výroby elektřiny z OZE v ČR 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Vodní elektrárny 2 019,4 2 380,9 2 550,7 2 089,6 2 024,3 2 430,0 2 789,5 MVE<1MW 286,1 343,9 333,0 520,5 492,3 560,9 554,7 MVE 1 až < 10MW 617,4 728,7 631,4 491,6 474,6 521,7 603,9 VVE 10MW 1 116,9 1 309,2 1 586,3 1 077,5 1 057,5 1 347 1 630,9 Biomasa celkem 564,5 560,2 731,0 968,1 1 170,5 1 396,2 1 492,2 Štěpka apod. 265,2 222,5 272,7 427,5 603,0 650,0 641,8 Celulózové výluhy 272,8 280,5 350,0 474,5 458,5 500,5 514,7 Rostlinné materiály 20,8 53,7 84,4 26,4 23,1 72,9 74,1 Pelety a brikety 2,6 4,4 23,8 39,2 84,5 164,1 241,3 8