3T - teplo, technika, teplárenství 6/2008

Transkript

časopis podnikatelů v teplárenství
Obsah
Úvodník
Pavel Kaufmann
2
TEPO s.r.o. Kladno
Pavel Kaufmann
3
Rizika, hrozby a problematická místa
Pavel Kaufmann
7
Technologie separace a ukládání CO2 v energetice – mírný pokrok,
k širšímu využití však zatím daleko
Aleš Laciok
12
Měření spotřeby centrálně připravované teplé vody
na vstupech do objektů
Václav Edr
16
Zplyňování paliv a odpadů
Dagmar Juchelková, H. Raclavská, V. Roubíček, P. Bartoš, R. Smelík
18
Rejstřík
21
Krátké zprávy
22
CONTENS - INHALT
24
Vydavatel:
Teplárenské sdružení České republiky
ředitel výkonného pracoviště: Ing. Miroslav Krejčů, MBA
Masarykovo nám. 1544, 530 02 Pardubice
tel.: 466 414 440
fax: 466 412 737
e-mail: [email protected]
URL: http://www.tscr.cz
IČ: 42940974, DIČ: CZ42940974
bankovní spojení: KB Pardubice č. ú.: 35932-561/0100
Registrace: OŽU Pardubice č. j. 581/S1/92
Redakce a inzerce:
Teplárenské sdružení České republiky
Kontaktní osoba: Olga Stará
tel.: 466 414 444
fax: 466 412 737
Redakční rada:
Ing. Michal Říha - předseda
Mgr. Pavel Kaufmann - místopředseda
Prof. Ing. Jaroslav Kadrnožka, CSc. - čestný člen
Ing. Jiří Bartoň, CSc.
Ing. Jiří Cikhart, DrSc.
Prof. Ing. Bedřich Duchoň, CSc.
Ing. Tomáš Chvátal
Ing. Vladimír Kohout
Ing. Vojtěch Kvasnička
Ing. Petr Severýn
Olga Stará
Ing. Miroslav Vincent
Ing. Vilibald Zunt
Výroba a distribuce:
Grafická úprava, sazba: Anna Benešová
Tisk: Garamon, s.r.o. Hradec Králové
Distribuce: Ferda Česká reklamní počta Hradec Králové
Zaregistrováno:
Ministerstvo kultury ČR, ev. číslo MK ČR - E - 6736
ze dne 10. 1. 1994
ISSN 1210 - 6003
Vychází jako dvouměsíčník v nákladu 1500 ks
a toto číslo vyšlo 31. 12. 2008.
Cena předplatného je 480 Kč + DPH,
pro zahraničí 780 Kč + DPH.
6
2008
ročník 18
Na obálce: Bytový dům se solárními panely na předehřev vody
Veškerá autorská práva k časopisu 3T - Teplo,
technika, teplárenství vykonává vydavatel. Jakékoli
užití časopisu nebo jeho části, zejména šíření jeho
rozmnoženin, přepracování, přetisk, překlad, zařazení do jiného díla, ať již v tištěné nebo elektronické podobě, je bez souhlasu vydavatele zakázáno.
Za obsah inzerce ručí zadavatel. Za původnost a obsahovou správnost jednotlivých příspěvků ručí autor. Rukopisy
redakce nevrací. V případě přijetí díla k uveřejnění redakce
autora o této skutečnosti uvědomí. Právní režim vydání
nabídnutých autorských děl se řídí autorským zákonem
v platném znění a dalšími navazujícími právními předpisy.
Zasláním příspěvku autor uděluje pro případ jeho vydání
vydavateli svolení vydat jej v tištěné podobě v časopise
3T, jakož i v jeho elektronické podobě na internetových
stránkách TS ČR, popř. CD - ROM nebo v jiné formě,
jiným způsobem v elektronické podobě. Autorská odměna
je poskytnuta jednorázově do 1 měsíce po uveřejnění
příspěvku ve výši dle ceníku vydavatele.
Teplo Technika Teplárenství 2008/6
1
Úvodník
Český teplárenský svět je neustále v pohybu. Má na tom
zásluhu hned několik zajímavých témat. Tím prvním je bezesporu zajištění dostatku paliva pro teplárenské systémy. O něm
si v tomto čísle přečtete v článku Rizika, hrozby a problematická
místa vynucené přestavby veřejných tepláren a závodních energetik z hnědého uhlí na zemní plyn a biomasu v letech 2012 - 2013
z důvodů nedostatku hnědého uhlí.
potravin, výrobků a služeb.Tak třeba na šálek kávy se v přepočtu
spotřebuje 140 l vody, na hamburger 2400 l vody, na pecen
chleba 40 000 l vody, na 1 kg hovězího masa 15 000 l vody,
1 kg tvrdého sýra 5000 l vody. A mimo jídlo se například na
výrobu 1 osobního auta spotřebuje v přepočtu 150 000 l vody.
To je stejně jako při „výrobě“ 4 pecnů chleba, 10 kg hovězího
nebo 30 kg tvrdého sýra.
Tím druhým je pak stále diskutovaný systém obchodování
s emisními povolenkami. O nich si v tomto čísle nepočtete, protože se stále jedná o tom, jak to nakonec bude. Tedy zda, kolik
a jakým způsobem se budou povolenky rozdávat či nakupovat.
Ale v médiích se často objevují další informace o vlivu člověka na
životní prostředí a netýká se to pouze energetiky.
K tomu se sluší dodat, že průměrná denní spotřeba pitné
vody na každého občana České republiky se již několik let
pohybuje na hranici 100 litrů a ztráta ve vodovodním řadu je
průměrně 35 litrů na každého. To je dohromady skoro těch
140 litrů, které se spotřebují na celý životní cyklus jednoho šálku
kávy. Naštěstí nás většina autorů podobných studií a kalkulátorů
už předem nabádá, abychom čísla a údaje brali s rezervou. Ani
se nám nechce věřit, že na jedno auto se spotřebuje tolik vody
jako na 4 pecny chleba!
Neplýtvat s energií, šetřit, šetřit, šetřit. Co ale dál, až bude
potenciál úspor vytěžený? Připravte se, do centra pozornosti
se dostane náš jídelníček. Vždyť skoro pětina, přesněji 18 %,
skleníkových plynů souvisejících s lidskou činností vzniká chovem
hospodářských zvířat. Tak třeba průměrná americká rodina, jejíž
strava se v převážné míře skládá z mléčných výrobků a masa,
prý za sebou nechá roční uhlíkovou stopu 8,1 tuny ekvivalentu
CO2. To je roční zátěž životního prostředí přepočítaná ze všech
skleníkových plynů na působení CO2. Přitom průměrný osobní
automobil vyprodukuje roční uhlíkovou stopu 4,4 tuny ekvivalentu CO2. Nehledě na to, že americká rodina asi bude mít
alespoň dva vozy, takže se jídlo s dopravou srovná, jsou ta čísla
velmi zajímavá. To Angličané zase spočítali, že krocaní štědrovečerní večeře pro 8 osob přijde na 20 000 g ekvivalentu CO2
a vánoční stopa každého Brita je vypočtena dokonce na 650 kg
CO2, včetně dárků, dopravy a všeho bláznění kolem svátků.
Jedna z odborných společností vyvinula kalkulačku, kde si
spočítáte, že jedno vajíčko má stopu 333 gramů ekvivalentu
CO2, ale miska cereálií s mlékem už 1223 gramů, za což může
především mléko. Při pěstování bioplodin sice spotřebujete
méně energie a vzniká podstatně méně skleníkových plynů, ale
při biochovech je tomu naopak. Například kuřata potřebují více
prostoru, je jim třeba více svítit a topit, a jelikož se více hýbou,
méně přibírají na váze, takže je musíte více a déle krmit.
Šancí by prý byla výroba potravin přímo v místě spotřeby, ale
odborníci zase spočítali, že doprava se na emisích potravin podílí jen
necelou osminou a skladování šesti procenty. Produkce potravin má
podíl na skleníkových plynech rovných 83 %. V příštím pokračování
reality show „Jsme to, co jíme“ se už možná bude hubnout i ekologicky. Pro příklad pár vybraných potravin a jejich ekvivalent CO2:
1 kg hovězího masa – 16 000 g (steak 300 g hovězího – 4800 g);
1 kg filet z divokého lososa – 2000 g; 1 kg tvrdého sýra – 8666 g;
1 litr mléka – 1050 g; 1 kg cherry rajčat – 9333 g; ale 1 kg
brambor – 240 g; 1 kg cibule – 80 g; 1 kg mrkve – 45 g; 4 jablka
– 110 g; 1 vejce – 265 g ekvivalentu CO2.
Pokud budeme chtít hru na ekologii dotáhnout do konce,
musíme počítat i s dalšími nepříznivými vlivy na životní prostředí. Tím je i spotřeba vody na celý životní cyklus produkce
2
/2008 Teplo Technika Teplárenství
K emisím CO2 se dále přidává při získávání potravin metan,
jehož molekula má 21 až 32 x silnější působení, nebo dokonce
oxid dusíku uvolňovaný z hnojiv, který je účinnější než CO2
dokonce 296 krát. Jenže dusík se nezapojuje jen do skleníkového efektu. Z hlediska globálního ekosystému již někteří vědci
bijí na poplach více právě u dusíku. Jeho sloučeniny představují
významné hnojivo, takže kytky rostou i tam, kde to bylo dříve
vzácné, nebo jsou daleko vyšší než původně. A jelikož je lidmi
vyrobený dusík reaktivnější než ten přírodní, dochází v přírodě
k nerovnováze například v křehkém ekosystému korálových
útesů i porostech kolem nás a začíná to útočit na biodiverzivitu.
Pokud dnes chceme zdravě žít a žít v harmonii s přírodou,
je to opravdu věda, se kterou si láme hlavu řada vědců. Jak už
jsme uvedli, spočítaná čísla je třeba brát s rezervou. Ale znáte
to. Až se toho chytne nějaká chytrá, horká hlava v Bruselu nebo
kdekoli jinde, budou jednou povolenky na emise platit i na jídlo
a podobně.
Co s tím, buď se staneme vegetariány, nebo se budeme
muset smířit s výrobou „masa“ z kmenových buněk množených
ve speciálních živných roztocích v biogenerátorech. Porovnámeli kvalitu takového „masa“ s dnešními burgery, párky a dalšími
podobnými masnými výrobky, pak máme docela dobrou přípravu na postupný přechod k takové amarounové stravě. Až se
totiž ekologický potenciál vysaje z energetiky, bude na pořadu
dne naše strava. Energie a jídlo jsou totiž základní lidské potřeby
a na nich se dá vydělávat nejvíce. Málokdo má pak tolik odvahy
jako Kuba, Anče a hajnej, abychom dali košem všem Trautenberkům, kteří chtějí vydělávat na vodě, když je zatracený sucho.
Ale teď už konec s vědátorstvím a filozofováním. Přiblížily
se vánoční a novoroční svátky a redakce časopisu 3T i kolektiv
výkonného pracoviště Teplárenského sdružení České republiky
Vám přejí pohodu, klid, štěstí a zdraví.
P.S. A nenechte si kazit náladu a hlavně chuť.
Pavel Kaufmann
TEPO s. r. o. Kladno
Pavel Kaufmann
NOVÝ ČLEN Teplárenského sdružení České republiky
Na začátku letošní topné sezóny jsme se vydali za jedním zajímavým
projektem do Kladna. Navštívená společnost TEPO Kladno s.r.o., distributor
tepelné energie v Kladně a nový člen Teplárenského sdružení České
republiky, vznikla v roce 1990 při restrukturalizaci městského bytového
podniku vydělením aktivit spojených s distribucí tepla. Původně totiž měla
společnost na starosti vedle topení i údržbu bytového fondu. Založena byla
jako příspěvková organizace města.
Na jejím začátku v roce 1992 měla
radnice s trochou nadsázky největší starosti s tím, aby její příspěvková
společnost neprotopila celý městský
rozpočet. Jen za první pololetí byl totiž
dluh na teple přes 50 milionů při městském ročním rozpočtu 250 milionů.
Výše uvedená forma řízení společnosti nevyhovovala, proto byla společně
s novým vedením provedena přeměna
na společnost s ručením omezeným,
která umožnila skutečné a efektivní
řízení společnosti.
Teplo
pro 20 000 domácností
Dnes se TEPO Kladno s.r.o. prostřednictvím 31 kilometrů primárních
a 24 kilometrů sekundárních sítí a 130
výměníkových stanic stará o zabezpečení tepelné pohody a teplé vody pro
zhruba 43 000 kladenských občanů,
kteří obývají 19 500 bytů. Společnost TEPO s.r.o. jako jediný distributor tepla na území Kladna vyrábí
a dodává teplo pro vytápění a ohřev
teplé užitkové vody i pro velký počet
komerčních, podnikových, právních
a školských objektů. Jedním z posledních připojených objektů na systém
centralizovaného zásobování teplem
je Oblastní nemocnice Kladno.
Jak nám řekl jednatel a ředitel společnosti TEPO s.r.o Kladno Ing. František Samek: „Připojování nových
odběratelů snižuje propad v odběrech
tepla, který vzniká úsporami tepla
u stávajících odběratelů. Je pochopitelné, že se snažíme, aby snížení
odběru tepla vlivem úspor bylo z větší
části vyrovnáváno novými připojeními, ať už se jedná o novou zástavbu
nebo přepojení objektů zásobovaných
dožívajícími blokovými či jinými zdroji tepla.“
Vedle distribuce tepla společnost
spravuje pro město 35 blokových plynových kotelen zejména ve školách
a školkách. Je přirozené, že po jejich
dožití se počítá s napojením zásobovaných objektů z těchto blokových kotelen na centrální distribuční síť, bude-li
to technicky a ekonomicky přijatelné.
To potvrzují přestavby plynových kotelen na výměníkové stanice napojené na
dálkové zásobování teplem v kladenském gymnáziu, v 10. základní škole
nebo v budově Správních agend města
Kladna v minulých letech.
tedy domácnosti, stále stejný podíl
z rodinného rozpočtu.“
(Poznámka redakce, tento materiál byl připravován ještě před dalším zvýšením cen zemního
plynu od října 2008 a před zvýšením limitní ceny
tepla ERÚ pro plynové zdroje z 505 na 592 Kč/GJ
od 1. 10. 2008)
Kladenští jsou známí svojí obhajobou čtyřtrubkového systému. V jejich
podmínkách se zatím přechod celé
sítě na dvojtrubku finančně nevyplatí. Jak dokládá technický náměstek
společnosti pan Pavel Jelen: „Dnešní
ztrátu kolem 6 % bychom předizolovaným potrubím snížili zhruba na 3 %.
Taková investice by se nám při tomto
snížení ztrát o 3 % zaplatila za hodně
dlouho. Zatím se tím více nezabýváme. Navíc máme suché a průlezné
kanály a nikdy nebyl problém v případě potřeby najít prasklou trubku a co
nejdříve ji opravit. I tyto opravy jsou
podstatně levnější než při předizolovaném potrubí.“
Čtyřtrubku
zatím neměníme
„Tím, že vedle distribuce dálkového
tepla máme na starosti i výrobu tepla
v plynových zdrojích, máme dokonalý přehled o cenách tepla z blokových
plynových kotelen. Kryjí se téměř s propočty plynařů, podle nichž se dnes cena
tepla z těchto zdrojů při započtení
všech nákladů, tedy nejen palivových,
pohybuje kolem 500 Kč/GJ. Sami prodáváme teplo vyrobené u našeho jediného dodavatele ECK Generation Kladno
zhruba za 420 Kč/GJ. Tedy za mnohem
nižší cenu, navíc při zachování velkého
komfortu pro naše odběratele. Je rovněž zajímavé, že v posledních deseti
letech platí za teplo naši odběratelé,
3
Sluneční kilowatty v Kladně
ohřívají vodu
O bezproblémový provoz společnosti
TEPO s.r.o. Kladno se stará 120 zaměstnanců. Z iniciativy některých z nich vznikl
v roce 2003 projekt předehřevu vody sluncem. V Kladně se vždy snažili přijít s něčím
novým a progresivním. Vždyť už před rokem
1990 tu měli dispečink s technologií firmy
Honeywell. Při projektu využití slunce jako
obnovitelného zdroje tepla ředitel Samek
né ploše 24 m2 vyrobily zhruba o 14 %,
tedy o sedminu tepla méně než trubicové
kolektory. V zimě se lépe osvědčily trubicové kolektory. Z mnohaletého provozu také
vyplývá, že by bylo možné plochu kolektorů u obou modulů zvětšit až na 36 m2 bez
dalších technických nároků, kromě vyjádření statika, zda vydrží zátěž střecha, na které
by byly kolektory instalovány. Na rozdíl od
podobných kolektorů na střechách rodinných domků tu totiž ani při zvětšení pole
kolektorů nehrozí přehřátí systému.
Roční průběh dodávky tepla ze Slunce v kWh/měsíc
3
2
2
2
1
1
1
000
700
400
100
800
500
200
900
600
300
0
I
vakuový
II
III
IV
V
VI
využil i svého původního zaměstnání, když
se jako bývalý kybernetik držel modulárního
řešení. Pro pilotní projekt bylo třeba nalézt
odpovídající podmínky, které by šlo v případě úspěšné realizace opakovat.
První modul byl připraven pro výměníkovou stanici s technologií z roku 1972.
Ta zásobovala teplem zhruba 300 domácností a disponovala nádržemi o objemu
6,3 m3. Pro ně po poradě s odborníky
naplánovali solární pole s trubicovými
vakuovými kolektory o velikosti 24 m2,
které je v provozu od června 2003. Získaná
energie slouží k předehřevu vody z 9 °C
na teplotu zhruba 20 až 25 °C. Po pětiletém provozu tak mají v Kladně statisticky
podložený roční tepelný zisk z 1m2 kolem
0,9 MWh tepla (3,3 GJ). V prvním roce
provozu to bylo dokonce rovné 1 MWh
tepla (3,6 GJ).
O rok později zprovoznili na další
výměníkové stanici podobný modul, který
místo trubicových vakuových kolektorů má
kolektory ploché. U nich je roční výtěžnost
o něco menší, necelých 0,8 MWh/m2/rok.
Od dubna do září dosahují ploché kolektory více než 90 % úrovně výroby trubicových kolektorů. V zimě pak klesá výroba
z plochých kolektorů až pod 40 % úrovně
výroby trubicových kolektorů.
V celoročním srovnání za sledované
čtyřleté období ploché kolektory o stej-
4
VII
VIII
IX
X
XI
XII
deskový
6/2008 Teplo Technika Teplárenství
Popis a vyhodnocení
Jak to dopadlo za první rok provozu
solárního zařízení pro předehřev TUV v systému CZT města Kladna? TEPO s.r.o. Kladno jako provozovatel systému CZT města
Kladna v květnu 2003 provedl instalaci
solárního systému pro předehřev TUV ve
výměníkové stanici v Kladně Kročehlavech.
Zařízení bylo uvedeno do provozu v červnu
2003. Použité solární zařízení je vakuový
trubicový solární kolektor typ SOL 300A
s plochou 24 m2, jehož dodavatelem byla
firma Stiebel-Eltron.
Ve výměníkové stanici VS 825 je zajišťován (mimo ÚT) ohřev TUV ve stojatých
zásobnících. Solární ohřev zajišťuje předehřev studené vody z městského řadu. Tato
předehřátá voda ve stojatém zásobníku
o velikosti 6,3 m3 s plochou topné vložky
16 m2 tvoří vstup do dalších stojatých ohřívačů topených z horkovodního systému
CZT města Kladna. Pomocí solárního ohřevu se zvyšuje teplota vody z 9 °C (z řadu)
na teplotu cca 20 – 25 °C dle provozních
a klimatických podmínek.
Zařízení je vybaveno měřením množství
vyrobeného tepla (kalorimetrem) ABB typ
SVM 690 – kalorimetr měří průtok solárního média (nemrznoucí směs) a rozdíl
teplot před vstupem do zásobníkového
ohřívače a na výstupu z něho. Měření tepla
ze solární soustavy pomocí uvedeného cejchovaného kalorimetru zajišťuje objektivní
výsledky. Provozní parametry jsou denně
sledovány a vyhodnocovány.
Celkový investiční náklad je ovlivněn
rozsahem montážních prací a množstvím
materiálu na nosnou konstrukci pro solární
soustavu. Zařízení po celou dobu pracuje
bezporuchově a bez nároků na údržbu.
Proto je do provozních nákladů zahrnuta
pouze spotřeba elektřiny pro oběhové
čerpadlo GRUNDFOS UPS 25-60A s příkonem 65 W (průtok je cca 0,7 m3/hod.).
Roční spotřeba elektrické energie činí
280 kWh/rok. Náklad na elektrickou energii při ceně 3,44 Kč/ kWh byl 965 Kč/rok.
Za první rok provozu od 1. 6. 2003 do
31. 5. 2004 činilo množství tepla dodaného solární soustavou s plochou 24 m2
celkem 24 001 kWh, což představuje
86,41 GJ, tedy finanční přínos 23 713 Kč.
Z výsledků vyplývá vysoký stupeň
využití solární energie v daném solárním
systému, tedy vysoká energetická efektivnost zařízení. Uvedené solární zařízení je
přínosem v rozvoji obnovitelných zdrojů
energie. Zařízení vykazuje vysoké tepelné
zisky, které jsou umožněny jednak používáním špičkové techniky vakuových solárních kolektorů (trubic), jednak optimálním
nasazením solárního systému jako předehřevu vody pro ohřívače TUV. Při tomto
použití zařízení může pracovat s optimálními parametry. Přínosem je snížení emisí
znečisťujících látek (tuhé látky, SO2, NOx,
CO a CO2 – skleníkové plyny).
Porovnání měsíčního výkonu deskových kolektorů s vakuovými v %
(dodávka vakuových kolektorů je 100 %)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Projekt po pěti letech
provozu
TEPO Kladno dodává na ohřev vody
ročně zhruba 200 000 GJ tepla a ze slunce ho zatím získáváme kolem 150 GJ. I při
zvětšení pole o polovinu, tj. z 24 na 36 m2
tak získá z uvedených dvou instalací kolem
220 GJ, tedy promile dodávky. Kdyby
moduly osadili dalších 120 výměníkových
stanic, získají zhruba 26 000 GJ. A to už je
čtvrtina tepla pro ohřev vody. Jenže i když
cena tepla stoupá a cena kolektoru naopak
klesá a oba moduly by se měly zaplatit
za 6 až 8 let, na masivní nasazení nemá
TEPO s.r.o Kladno prostředky. „Zisk raději
použijeme na údržbu sítí a zařízení. Ještě
prodáváme některé zbytkové nemovitosti.
Jedině pokud z těchto aktivit získáme něco
navíc, můžeme uvažovat o dalším rozšíření,“ doplnil ředitel Samek.
Za kilowatthodinu sluneční elektřiny
dostávají její výrobci, třeba i nadšenci s elektrárnou na balkóně, kolem 13,50 Kč. V Kladně získají zatím ročně kolem 20 000 kWh
tepla z každého pole bez státních dotací na
výstavbu i produkci čisté energie. Produkce
tepla ze slunce je měřená a jasně doložitelná. Investice do jednoho pole vyčíslil ředitel
Samek na zhruba 250 000 Kč. Pokud by
za každou kWh tepla ze slunce dostal její
výrobce bonus 2 Kč/kWh, zařízení by se
zaplatilo z tohoto bonusu za necelých sedm
let. Kde jsou ministerstvo životního prostředí
a Strana zelených, bijící se za rozvoj využití obnovitelných zdrojů energie?! I když
v tomto případě se jasně ukazuje, že projekt
je uskutečnitelný na komerční bázi. Přesto
by si finanční ocenění za využití obnovitelného zdroje energie zasloužil. Zejména,
když se se státními prostředky mnohdy plýtvá na úplně zbytečně projekty.
„V současných podmínkách se naše
pilotní projekty zaplatí za 8 až 10 let, ale
ceny tepla rostou a naopak ceny kolektorů
klesají, takže návratnost by se měla pomalu
snižovat. V lokalitách, kde mají cenu tepla
přes 600 Kč/GJ a vhodné oslunění, bych
sluneční předehřev vody doporučoval.
Výhodou centrálních systémů zásobování
teplem je praktická nemožnost přebytku
tepla z kolektorů jako u rodinných domků.
U těch totiž končí jeden mýtus spojený
s dochlazováním prostřednictvím ohřevu
vody v bazénech. Ty totiž už samo o sobě
zahřeje slunce, takže vychlazení vody je
u rodinných domků otázkou velmi dobrého projektu. U systémů CZT zužitkujeme
veškeré získané teplo, a jelikož ohříváme
studenou vodu, je efektivnost projektu
vysoká,“ podotýká ředitel Samek.
Kumulativní průběh dodávky tepla ze Slunce v kWh/měsíc v letech 2004 - 2008
12 000
11 000
10 000
9 000
8 000
7 000
6 000
5 000
4 000
3 000
2 000
1 000
0
I
vakuový
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
deskový
K ještě větší efektivitě by mohli přispět
sami odběratelé. Odběr vody je rozložen
velice nerovnoměrně. Ráno se spotřebuje
zhruba pětina teplé vody, ale v době od
18.30 do 20.30 je to téměř 65 % denní
spotřeby teplé vody. Ideální je odběr sluncem ohřáté vody kolem 17. hodiny, kdy
jsou zásobníky nejvíce nabité slunečním
teplem. „Troufám si tvrdit, že přijde doba,
kdy budeme například zvýhodněným tarifem motivovat naše odběratele, aby změnili své chování a teplou vodu odebírali
rovnoměrněji v průběhu dne a část z nich
právě večer ještě před 18. hodinou,“ doplňuje Ing. Samek z TEPO s.r.o. Kladno.
Slunce na severu Čech
Od května 1999 ohřívá vodu na střeše
jedné z výměníkových stanic společnosti
Z-Real v Jirkově u Chomutova pomocí slunečních kolektorů slunce. Celkem tu bylo instalováno 44 panelů, které vyrobila a dodala
firmy Ekosolaris z Kroměříže, a každý panel
má plochu 1,5 m2. Solární pole ohřívá vodu
pro místní systém centralizovaného zásobování teplem přilehlého sídliště. Předpokládaný konstruovaný maximální dosažitelný
výkon celého solárního pole je 55 kW.
Skutečností je maximální dosažený výkon
kolem 25 kW. Výhodou solárního pole je
využití celého výkonu bez regulace.
Na začátku projektu byla příprava půdních vestaveb v lokalitě a nápad využít
úpravy střech i pro montáž solárních panelů. Jako efektivnější i technicky jednodušší se však nakonec ukázala instalace pole
solárních panelů přímo na jedné z výměníkových stanic, která je rovněž administrativním sídlem společnosti Z-Real Jirkov.
V projektu měl každý panel dodávat
1,1 MWh energie ročně při životnosti 30
let. Průměrně však ročně dodá 44 panelů
kolem 100 GJ, tedy 27,78 MWh místo plánovaných 48,4 MWh, to je necelých 58 %.
Jeden panel dodá ročně kolem 0,6 MWh.
Návratnost investice tak vychází na 15 let.
Původní optimistická vize počítala s poloviční návratností. Poměrně vysokou pořizovací cenu 400 000 Kč pomohla ztlumit
dotace České energetické agentury, která
pokryla třetinu nákladů. Při průměrné ceně
nakupovaného tepla pro ohřev vody kolem
300 Kč/GJ se v nákladech za prvních sedm
let ušetřilo kolem 210 000 Kč.
Nemrznoucí směs se v okruhu solárního pole zahřívá z 15 °C na 45 °C a pak
předává teplo pomocí výměníku do sítě.
Tady se jeho energie projeví zvýšením
teploty vody v systému z původních
15 °C na 19 °C. Jelikož se voda pro sídliště nakonec ohřívá na teplotu 55 °C, tedy
o 40 °C, pak předehřev vody o výše uvedené 4 °C, ušetří zhruba 10 % nákladů na
ohřev vody. Stejnou měrou se tak solární
pole kolektorů podílí i na snížení nepříznivých dopadů výroby tepla na životní
prostředí a na úspoře paliva.
Solární panely
jako nezbytná součást
komplexní regenerace
panelových domů
Nejvíce zkušeností s využitím sluneční energie pro předehřev vody mají asi
v Orlové. První pole plochých kolektorů
o velikosti 17,5 m2 se zásobníkem na předehřev vody zprovoznilo Bytové družstvo
v Orlové v květnu 1999 pro dům s 24 byty
(náklady 360 000 Kč), druhé v dubnu
2002 pro dům s 22 byty (náklady 417 000
Kč – dotace České energetické agentury
70 000 Kč). Průměrný roční energetický
zisk z 1 m2 kolektorů je 0,6 MWh.
5
tech jsme začali budovat solární systémy
na dalších domech. V roce 2007 byly
v celoročním provozu 3 solární systémy
o ploše 160 m2 a jejich roční energetický zisk byl 453 GJ (125 934 kWh).
Zisk z 1 m2 solární plochy byl 2,83 GJ
(0,79 MWh). Měrná spotřeba tepla na
ohřev TUV u domu se solárním systémem
113 m2 byla za rok 2007 jen 0,197 GJ/m3,
což je o 0,116 GJ/m3 méně než celoroční
průměr celého bytového družstva. Úspora
tepla pro ohřev 1 m3 TUV činí 37,26 %,“
pokračuje Ing. Katauer.
V průběhu roku 2007 byly zprovozněny další 2 solární systémy na bytových
Energetické výsledky roku 2007:
Spotřeba tepla na vytápění
Spotřeba tepla pro ohřev TUV
41 197 GJ
Celkové náklady na vytápění
17 839 934 Kč
Celkové náklady za dodávku TUV
20 332 394 Kč
Z toho teplo na ohřev TUV
13 973 066 Kč
Celková spotřeba TUV za 2007
Průměrná spotřeba tepla na ohřev vody
Průměrná cena tepla v 1 m3 TUV
Jediným dostupným zdrojem energie,
kterým lze snížit spotřebu tepla na ohřev
TUV, je využití solární energie. Od roku
1999 zkouší Bytové družstvo v Orlové na
jednom z bytových domů systém 10 solárních panelů pro předehřev studené vody
určené k výrobě TUV. Tento systém vyžaduje, aby na patě domu byla objektová předávací stanice a teplá voda se ohřívala
v domě. Optimální velikost solární plochy
je 1,5 m2 na jeden byt v domě.
V Orlové ale neskončili u prvního
projektu. „Po těchto prvních zkušenos-
6
50 567 GJ
131 374 m3
0,313 GJ
106,34 Kč
domech o celkové ploše 114 m2. Tyto
byly financovány z úvěrů v rámci programu Panel a revitalizace domu. V roce
2008 dokončí dalších 6 solárních soustav
na bytových domech o celkové ploše
232 m 2. Celkem bude v BD v Orlové
v provozu koncem roku 2008 solární plocha o velikosti 506 m2. V příštím roce by
chtěli v Orlové na jednom z domů vyzkoušet i součinnost 2 tepelných čerpadel
a 14 solárních panelů, což je ideální kombinace pro dosažení maximálních úspor
tepla v zatepleném domě.
„Návratnost investic do solárních systémů je ukázkou, jak předražená je cena
elektrické energie ze slunce v ČR,“ posteskl
si Ing. Katauer. „Posuďte sami. Ze solární plochy 1 m2 získáme ročně 2,83 GJ,
tedy 786 kWh energie. Při ceně tepla
400 Kč/GJ je roční úspora tepelné energie získané ze soláru 1132 Kč/m 2. Při
úspoře stejného množství energie vyjádřené v 786 kWh při aktuální ceně elektrické energie 4,90 Kč/kWh vypočítáte
roční úsporu soláru už 3851 Kč. Poměr
ceny tepelné energie a elektrické energie
vychází v současné době 1 : 3,4. Pokud
dosadíme ceny elektrické energie získané
z fotovoltaiky, kde se vykupuje 1 kWh za
více než 13 Kč, vykazoval by solární systém
za těchto ekonomických podmínek z 1 m2
instalované plochy roční úsporu 10 532 Kč
a poměr ceny tepelné a elektrické energie
vychází 1: 9,3! Dosud jsem nepochopil,
proč se státu vyplatí podporovat získávání
tak drahé elektrické energie.“
Z dosavadního provozu solárních systémů vycházejí na BD v Orlové z toho, že
solární systémy mohou ušetřit až 40 %
roční energie na ohřev TUV a má smysl je
stavět, dokud nestojí 1 GJ 1000 Kč. Potom
už na to nájemníci nebudou mít. V současné době žádný národní program úspor
energie nepodporuje budování solárních
systémů v bytových domech, i když je zde
prostor na slušné energetické zisky. Pokud
se v Orlové do 10 let podaří vybudovat na
všech bytových domech družstva solární
systémy, bude to plocha 4500 m2 s ročním zisk 3 150 000 kWh, tedy 11 330 GJ.
Přitom současná roční spotřeba tepla na
ohřev vody se v družstvu pohybuje kolem
40 000 GJ.
kontakt
Obrátili jsme se tedy na předsedu BD
Orlová Ing. Jana Katauera, aby nám zhodnotil téměř desetiletou historii využívání energie
slunce pro předehřev vody. „V současnosti
umíme snížit roční energetickou náročnost
budov na 0,20 až 0,24 GJ/m2. Ohřev užitkové
vody však vyžaduje měrnou spotřebu tepla
kolem 0,35 GJ/m3 u vody ohřívané v centrálních výměníkových stanicích a zhruba
0,30 GJ/m3 u vody ohřívané na patě domu,“
dodává Ing. Katauer na úvod.
Bytové družstvo v Orlové dokončilo
v polovině roku 2008 regeneraci všech
svých domů, a to nejen výměnu oken
a zateplení, ale i modernizaci všech výtahů,
rekonstrukce vstupů do domů a vybudování
zádveří tam, kde nebyla. Z chodeb a sklepů
byla odstraněna kovová okna s jednoduchým zasklením a nahrazena okny plastovými s dvojskly. V jedné třetině bytového
fondu mají provedenou rekonstrukci bytových jader a odpovídající elektroinstalaci.
Ing. Katauer přidává i další čísla: “Jestliže v roce 1996 byla roční spotřeba tepla
na vytápění 141 314 GJ, pak v roce 2007
byla již jen 50 567 GJ. Dosažené úspory
tepla činí 64,22 %. Spotřeba tepla na
ohřev teplé vody u BD Orlová tak už dosahuje 81,47 % spotřeby tepla na vytápění
a revitalizace domů ji neřeší. Protože cena
tepla dále poroste, porostou i náklady za
dodávku teplé vody a to nás vedlo k rozhodnutí hledat dostupné řešení.“
Mgr. Pavel Kaufmann
Teplárenské sdružení ČR
tel.: 466 414 440, fax: 466 412 737
e-mail: [email protected], www.tscr.cz
RIZIKA, HROZBY
redakčně upravil Pavel Kaufmann
a problematická místa
vynucené přestavby veřejných tepláren a závodních
energetik z hnědého uhlí na zemní plyn a biomasu
v letech 2012 - 2013 z důvodů nedostatku hnědého uhlí
Z odborné studie k problematice vynucené přestavby tepláren z hnědého uhlí na
zemní plyn a biomasu předané „Pačesově komisi“ v červnu 2008 je zcela zjevné
a průkazné, že při pokračování současné úrovně těžby pouze uvnitř územních
ekologických limitů (ÚEL) z roku 1991, tedy bez jejich posunu do II. etapy lomu ČSA
a Bílina (viz Státní energetická koncepce 2004 + 407 mil. tun hnědého uhlí), dojde
k vyuhlení těžitelných zásob mnohem dříve, než se původně předpokládalo.
V roce 2025 bude zbývat již jen zlomek
v limitech vytěžitelných zásob na několik
málo let, které však již budou využívány
výhradně vlastníky dolů pro jejich vlastní
výrobu elektřiny a tepla (SU a.s, MUS, a.s.,
ČEZ, a.s.). Teplárenství bude prakticky bez
hnědouhelného paliva. Mnoha teplárnám
končí kontrakty na hnědé uhlí mezi lety
2009 až 2015, většině ostatních převážně
do roku 2020 bez reálné možnosti uzavření nových.
Z dokončované studie „Rizika a dopady
vynucené přestavby velkých teplárenských
zdrojů z důvodů nedostatku hnědého uhlí
v příštím desetiletí“ jasně plyne, že plošná
náhrada hnědého uhlí biomasou ani zemním plynem není fakticky možná. Až na
několik málo výjimek (v případě zemního
plynu) je zcela nereálná a znamenala by
faktickou likvidaci teplárenského sektoru
se všemi dalšími dopady na hospodářský vývoj, zaměstnanost a destabilizaci
postižených regionů i průmyslu. V případě
rozpadu tepláren a jejich soustav centralizovaného zásobování teplem i přímé dopady do zhoršení životního prostředí.
Vynucená přestavba
hnědouhelných zdrojů
na zemní plyn
ad 1. Dostupnost plynovodů,
kapacita transformačních stanic,
problémy připojení, další vyvolané
investice
V řadě případů existuje v blízkosti teplárenského zdroje středotlaký plynovod, jeho
kapacita je však nedostatečná pro předpokládané budoucí objemy potřebného zemního
plynu. V některých případech je v blízkosti
vysokotlaký rozvod, ale je řada zdrojů, od
kterých se plynovod nachází desítky km daleko. Je naprostá nereálnost jeho přivedení ke
zdroji v nejbližších letech – přechody přes
komunikace, železnice, soukromé pozemky, další infrastrukturu a podobně. Náklady
navíc nelze uspokojivě definovat. Lze předpokládat problémy s vlastníky pozemků,
jejich oceněním, záborem půdy atd.
Shrnutí rizik, hrozeb a problematických míst:
1. Desítky miliard korun vynucených
investic do přestavby zdrojů na
zemní plyn či biomasu.
5. Významné snížení účinnosti řady
teplárenských zdrojů. Nárůst škodlivin v ovzduší - emisí (NOx).
2. V mnoha případech ztráty neodepsaných investic v řádech desítek milionů až miliard Kč (dle subjektů).
6. V řadě případů neexistence kapacitně dostupných plynovodů, zajišťujících potřebný objem zemního
plynu, případně jejich vzdálenost
desítky km. Neexistence garancí
rezervovaných kapacit pro dodávky
zemního plynu.
3. Nemožnost získání dostupných
technologií v reálné době do roku
2012 až 2013. Obrovský cenový
nárůst investic s nepředvídatelným vývojem.
4. Faktická neexistence potřebných
velikostí technologií při přestavbě (zejména ve variantě s biomasou), nutná likvidace řady stávajících funkčních zařízení (odsíření,
denitrifikace apod.).
7. Zcela nereálné a nezajistitelné
potřebné objemy biomasy, a to
i v případě pouze částečné náhrady hnědého uhlí. Dodatečné
zatížení ovzduší emisemi z dopravy – přeprava obrovských objemů
biomasy.
8. Po realizaci investice nárůst cen
tepla do úrovní převyšujících v řadě
případů hodnoty 1200 KČ/GJ, tedy
způsobující faktickou likvidaci zákazníků a tím i samotných tepláren.
9. Ve většině případů nemožnost financování z vlastních zdrojů, nenávratnost takové investice a nemožnost
získání bankovních úvěrů.
10. Jako sekundární dopad také vinou
ztráty rentability těchto zdrojů
významné výpadky v daňových příjmech státu.
11. Vlivem enormního růstu cen tepla by
došlo k zásadním dopadům na konkurenceschopnost průmyslu a k sociálním dopadům na obyvatelstvo.
7
ad 2. Vlastní přestavba zdroje:
Ekonomické a technické problémy
Z výsledků je patrné, že přechod na zemní
plyn v nejjednodušší variantě prosté výměny hnědouhelných kotlů za plynové je sice
cenově nejpřijatelnější, je však v rozporu se
zákonem č. 406/2000 Sb. (zákon o hospodaření s energií), neboť neumožňuje ekonomické využití energie v zemním plynu.
V případě prosté substituce paliva (a tím je
rekonstrukce kotelního zdroje) nelze splnit
požadavky tohoto zákona a navazující vyhlášky 150/2001 Sb. v platném znění. Na zdroj
se totiž bude pohlížet jako na nový zdroj,
kde je vyžadována vyšší účinnost celého
cyklu výroby elektrické energie a tepla. Této
účinnosti nelze ve většině případů dosáhnout
se stávajícími technologiemi na strojovně
(tj. především turbíny) a u takového zdroje
platí dle zákona o ovzduší mnohem přísnější emisní limity. Znamenalo by to tedy
následné investice do dalších částí technologie, které původní zdánlivou výhodnost
přestavby zcela změní. Dalším problémem
je jednorázový odpis hnědouhelné parní
technologie (kotle, odprášení, zařízení na
dopravu a přípravu paliva apod.).
podmínky. Vzhledem k připravovanému
návrhu směrnice o průmyslových emisích
(v návaznosti na směrnici Evropského parlamentu a Rady) a v souladu se sjednocením evropských směrnic v oblasti životního
prostředí od 1. 1. 2016 dojde k podstatnému zpřísnění emisních limitů u všech
znečišťujících látek v ovzduší, včetně spalovacích procesů s využitím všech druhů
paliv. Významné zpřísnění se u biomasy
projeví více než desetinásobně v případě
oxidu siřičitého a tuhých znečišťujících
látek (TZL), více než dvojnásobně v případě oxidů dusíku. Při spalování zemního
plynu bude zpřísnění emisních limitů v případě oxidů dusíku dvojnásobné a u TZL
také desetinásobné.
S ohledem na fakt, že výroba a rozvod tepelné energie se uskutečňují ve
veřejném zájmu a stát pro toto podnikání
udělil subjektům licenci pro existující zařízení na dobu 25ti let (viz § 3 a 4 zákona
č. 458/2000 Sb., energetický zákon v platném znění), mohlo by jakékoli rozhodnutí
státu znemožňující podnikání za daných
podmínek vyvolat vlnu arbitráží s cílem
získat náhrady za „zmařené investice“.
ad 4. Ekonomická návratnost
a možnost financování
Ve většině případů vycházejí obě varianty přestavby na zemní plyn (tzn. prostá
výměna výtopenskými kotli i paroplynový
cyklus) při znalosti současných cen vstupů
a výstupů jako neufinancovatelné z vlastních
zdrojů, ekonomicky nenávratné a likvidační. Pokud budou ceny výstupů reflektovat
nárůst nákladů výroby, bude to v případě
přestavby na zemní plyn znamenat kolem
roku 2012 nárůst ceny tepla do úrovní
1100 –1200 Kč/GJ bez DPH. Na sekundárních sítích. Bude se tedy jednat o ceny cca
3 x vyšší, než jaké jsou pro odběratele dnes.
ad 5. Legislativní problémy
Z provedené analýzy je jasně patrné,
že všechny ve studii analyzované zdroje
splňují současné pro ně závazné emisní
8
ad 2. Problematika přestavby zdroje
Na počátku procesu je řada časově
neodhadnutelných povinných úkonů
(EIA, IPPC, stavební povolení). Vynucené investice do přestavby na biomasu
představují v absolutních hodnotách ještě
vyšší sumy než investice do přestavby
na zemní plyn. Faktická je nedostupnost
zařízení (zejména kotlů) v požadované
výkonové třídě. Kaskádová instalace
menších výkonů je téměř všude nerealizovatelná z důvodů omezených prostor
uvnitř areálů tepláren.
ad 3. Časové hledisko výstavby
Pro většinu subjektů naprostá nereálnost
výstavby (při zahájení všech procesů v roce
2008) dříve než v letech 2015 - 2016 se
všemi výše popsanými riziky a provozování
v podstatě prototypů s neověřenými parametry v praxi.
ad 4. Doprava, složiště a hygienické
podmínky při substituci biomasou
ad 3. Časové hledisko přestavby
Dodávka a výstavba plynových parních
kotlů o značné velikosti je do roku 2012
– 2013 zcela nereálná z důvodů dodavatelských lhůt v současnosti dostupných dodavatelů technologií. Tito jsou dnes zaměřeni na
lukrativní zakázky na Východě, jsou personálně poddimenzovaní a chybí navíc projekční
týmy. Nejdříve by takovéto výkony mohly
být zajištěny kolem roku 2015 – 2016.
představuje cca 18 milionů tun ročně,
což je více jak jedenáctinásobek skutečně
dostupného množství.
Vynucená přestavba
hnědouhelných zdrojů
na biomasu
ad 1. Problematika zdrojů paliva
Vedle faktické neexistence odpovídajících velikostí technologií je otázka zdrojů
paliva nejkritičtějším místem celé koncepce. V úvahu pro teplárenství přichází v současné době pouze dřevní štěpka
a doplňkově peletky. Piliny jsou využívány
sektorem cihlářského průmyslu. Štěpka je
však využívána také v sektoru dřevozpracujícího průmyslu a její masivní spalování
vyvolává surovinové problémy v tomto
oboru – viz spoluspalování štěpky s hnědým uhlím v roce 2004.
Na základě posouzení lesnatosti u nás
byla maximální možná reálná produkce
využitelné dřevní štěpky vyhodnocena
v úrovni cca 1,5 – 1,6 milionu t/ročně,
a to i včetně zahrnutí příhraničních území
sousedících států! Ani jeden z třiceti analyzovaných subjektů není schopen zajistit více než 15 % své potřeby biomasy
při přestavbě zdroje při svozové vzdálenosti do 80 km. Potřeba biomasy při
komplexní substituci za celou skupinu
doposud analyzovaných společností při
výhřevnosti 10,8 MJ/kg a 40 % vlhkosti
Jedná se o další obrovský a v řadě případů téměř neřešitelný problém. Svozová
ekonomicky akceptovatelná vzdálenost je
maximálně 70 až 80 km. V tomto okruhu je možno zajistit u většiny tepláren
od 3 do 15 % potřebné biomasy. Některé
subjekty se alternativními projekty na biomasu vůbec nezabývají z důvodů naprosté
nereálnosti celého záměru. Řada tepláren
a závodních energetik se nachází v blízké
vzdálenosti od sebe a budou si konkurovat
i při získávání tohoto omezeného množství
paliva. Obrovský nárůst ploch potřebných
pro skladování biomasy je nerealizovatelný téměř u všech subjektů. „Lehká biomasa“ má 7 až 12 x větší objem než uhlí
při stejném tepelném obsahu. Problémem je i drastický nárůst objemu kamionové přepravy. Při spotřebě biomasy
cca 200 000 tun ročně, což je u největších zdrojů kolem 11 % náhrady hnědého uhlí, představuje dopravní zatížení
27 velkoprostorových nákladních souprav denně, to je 9750 souprav ročně,
tedy 19 500 přejezdů ročně. V průměru
každý cca 40 km.
ad 5. Obchodní rizika
Kumulovaný nárůst poptávky po biomase mnohonásobně převyšující produkci
dramaticky zvedne její cenu – viz problé-
my spoluspalování štěpky a hnědého uhlí
v roce 2004. Nikdo v tuto chvíli netuší,
do jaké úrovně se ceny vyšplhají. Zároveň
je nemožné tyto vysoké ceny jakýmkoli
způsobem regulovat.
ad 6. Ekonomická návratnost
a možnosti financování
Stejně jako u přestaveb na zemní
plyn při znalosti současných cen vstupů
a výstupů vychází varianta úplné náhrady
hnědého uhlí biomasou jako ekonomicky
nenávratná a likvidační pro naprostou
většinu zdrojů. Oproti variantě substituce zemním plynem jsou předpokládané
investice dokonce ještě výrazně vyšší.
Neexistence v provozu odzkoušených
a prověřených kotlů nad 50 MWt instalovaného výkonu je dalším rizikem pozdějšího nárůstu nákladů. V případě přestavby zdrojů na biomasu se nové ceny
tepla dostávají v některých případech
až k úrovni 2000 Kč/GJ, což je naprosto
likvidační situace pro teplárny a jejich
odběratele.
ad 7. Legislativní problémy
- viz část zemní plyn
Analýza bilancí současné
i budoucí potřeby paliv
všech analyzovaných
významných
hnědouhelných tepláren
a závodních energetik
(mimo ČEZ, a.s.)
Seznam analyzovaných společností
a jejich zdrojů: ECK Generating Kladno,
United Energy p.n. Komořany, Teplárna
Tábor, ATEL Energetika Zlín, Plzeňská
energetika, International Power Opatovice, Dalkia (Ústí nad Labem, Olomouc,
Krnov, Kolín), Thermoservis Nymburk,
Unipetrol RPA Litvínov, Synthesia Pardubice, KA Contracting - Teplárna Náchod,
Teplárna Strakonice, Teplárna Otrokovice, Actherm Chomutov, Plzeňská teplárenská, Energetika Třinec, Energotrans Mělník, Helior - TEVEX Černožice,
Teplárna Varnsdorf, AES Bohemia Planá
nad Lužnicí, Teplárna České Budějovice, ŠKO-Energo Mladá Boleslav, Energy
Ústí nad Labem, Mondi Štětí, skupina
MVV Energie CZ, Komterm, Lovochemie
Lovosice.
Tabulka 1 Potřebné množství biomasy (tuny/rok) při vynucené náhradě
hnědého uhlí biomasou vlivem neprolomení ÚEL mimo ČEZ, a.s.
(při výhřevnosti 10,8 MJ/kg a cca 40% vlhkosti)
při náhradě v podílu
100 %
75 %
50 %
25 %
10 %
5%
Celkem
17 947 900
13 460 925
8 973 950
4 486 975
1 794 790
897 395
Komentář
Nejkritičtějším místem přestavby hnědouhelných zdrojů na biomasu je absolutní nedostatek vhodného, homogenního
a dostupného biopaliva. Pro analyzované
subjekty přichází v současné době v úvahu pouze dřevní štěpka, peletky a brikety.
V tabulce jsou uvedena potřebná množství
biomasy při 100% náhradě hnědého uhlí
v roce 2012 a dále při nižších podílech náhrady hnědého uhlí až do úrovně pouze 5 %.
Na základě podrobného vyhodnocení
produkčních možností dostupné a pro teplárny vhodné biomasy, které se pohybuje
v ČR na úrovni kolem 1,5 – 1,6 mil. tun
ročně, lze konstatovat následující:
Celková potřeba biomasy (dřevní štěpky) pro úplnou náhradu hnědého uhlí je
více než 11 x vyšší, než je reálná současná
produkce v ČR. Kumulovaný růst poptávky a vytvořená řádová disproporce mezi
nabídkou a poptávkou by okamžitě zvedla ceny do zcela nedefinovatelné úrovně.
Je naprosto neřešitelná otázka přepravy
a skladování paliva. Dále enormní dopravní zatížení městských lokalit s následným
obrovským nárůstem emisí z dopravy.
I alternativa 10% náhrady stále ještě
naráží na bilanční sumu vyšší, než je reálná produkce v ČR. V této souvislosti je
nutno navíc konstatovat, že stávající zdroje
využívají již biomasu buď při spoluspalování s hnědým uhlím, nebo samostatným
spalováním několika set tisíc tun biomasy
ročně při výrobě elektřiny a tepla a několik
zdrojů tohoto typu se připravuje k výstavbě. Tímto se výrazně snižuje potenciální
množství dostupné pro další subjekty na
hodnotu pod 1 milion tun ročně.
Naprostá většina analyzovaných společností uvádí, že není schopna zajistit
objemy biomasy v rozsahu větším než
3 až 15 % své roční potřeby. Nikdo však
prozatím nedokáže zajistit ani tyto hodnoty
na dobu životnosti zdroje, tedy na nejméně
20 let v odpovídající kvalitě, časovém rozložení a zejména přijatelné ceně.
Závěr
Ze všech výše uvedených faktorů je zjevné, že realistické hodnoty náhrady hnědého
uhlí biomasou v letech kolem 2012 by se
mohly pohybovat za sledovanou skupinu maximálně kolem 3,5 až 5 % objemu
spotřeby hnědého uhlí v roce 2007. Tento
závěr však naráží ve většině případů na
časovou nerealizovatelnost, způsobenou
nedostupností odpovídajících velikostí technologií a dalších doprovodných
problémů.
Pro úplnou náhradu uhlí ve 30 nejvýznamnějších teplárnách bychom potřebovali až 11ti násobek reálné roční
produkce biomasy u nás a cena tepla by se vyšplhala až na 2000 Kč/GJ.
9
Tabulka 2 Potřebné množství zemního plynu (v tisících m3) při vynucené
náhradě hnědého uhlí zemním plynem vlivem neprolomení ÚEL mimo ČEZ a.s.
při náhradě v podílu
100 %
75 %
50 %
25 %
10 %
5%
Celkem
5 232 705
3 924 529
2 616 353
1 308 176
523 271
261 635
Komentář
Stejně jako v předchozím případě je
kompletně za všechny zdroje zpracována
bilance potřeby náhradního paliva v případě neprolomení ÚEL hnědého uhlí. Varianty
jsou opět od 100% náhrady zemním plynem až po pouze 5% náhradu. Problémem
u náhrady hnědého uhlí zemním plynem
u tepláren i závodních energetik je stejně
jako u biomasy otázka dostupnosti paliva
a zejména garance zajištění rezervovaných
kapacit, zimních špiček a fatální závislost
vývoje cen zemního plynu na globálním
vývoji cen ropy a ropných derivátů.
V řadě případů, které jsou podrobně
popsány ve studii v profilech jednotlivých společností, je limitním problémem
neexistence jakýchkoli, natož vysokotlakých
plynovodů a jejich vzdálenost často i desítky kilometrů od zdroje. Přivedení plynu je
zde zpravidla nereálné, naráží mimo jiné
také na řadu dalších omezení (ochranná
pásma v zastavěných lokalitách, problémy s výkupy pozemků, nutnost překročení
komunikací, vodních ploch, přetnutí stávající infrastruktury železnic apod.).
Dalším limitním prvkem, který je přímo
spojen s přechodem na zemní plyn je v řadě
případů nedostatek prostor v areálech stávajících tepláren a závodních energetik při
teoreticky možné výstavbě nových plynových
kotlů. V mnoha případech nelze stávající
fluidní kotle přestavět na plynové. Přechod
na zemní plyn by vyvolal v některých případech následné obrovské doprovodné technologické změny ve stávajících rozvodech
tepla. Zejména se jedná o náhradu současných parovodních rozvodů teplovodními,
případně horkovodními. Z důvodů platných
energetických koncepcí měst je také velmi
obtížné změnit stávající palivo. Řada vlastníků si plně uvědomuje v případě přechodu na
zemní plyn závislost na jediném zdroji paliva
a zásadní snížení bezpečnosti dodávek.
Při vyhodnocení alternativy 100%
náhrady hnědého uhlí zemním plynem je
patrné, že objem přes 5 miliard m3 ročně
zcela překračuje možnosti současných take
–or pay kontraktů na zemní plyn platných
pro ČR. I alternativa 50% náhrady hnědého
uhlí naráží na všechny výše uvedené problémy spojené s faktickou nedostupností
zemního plynu z důvodů neexistence plynovodů, případně jejich omezené kapacity
a prostorových omezení uvnitř tepláren.
10
U naprosté většiny subjektů je to však
faktor cenového šoku, který by vznikl při
přestavbě zdroje na zemní plyn. Ve většině
výpočtů se ceny tepla po přestavbě dostávají
na úroveň trojnásobku stávajících cen (1100
až 1200 Kč/GJ na sekundární síti bez DPH).
To by znamenalo faktickou likvidaci zákazníků tepláren, a to jak v průmyslu, tak v sektoru
domácností. Postupné odpojování většiny
subjektů spojené s dalším enormním růstem
ceny by způsobilo následný rozpad teplárenské soustavy. Pouze v případě několika málo
středně velkých zdrojů by byly přestavby či
úpravy hnědouhelných kotlů na zemní plyn
cenově přijatelné a způsobily by cenový růst
tepla, který by ještě mohl být akceptovaný
trhem – tzn. ceny by nepřekročily úroveň cca
700 Kč/GJ v roce 2012.
Závěr
Vzhledem ke všem výše uvedeným faktorům, zejména k dopadům cen tepla po
přestavbě zdroje či faktické nedostupnosti
plynovodů, je realistická možnost substituce v tomto segmentu kolem 8 až 10 %
stávající spotřeby hnědého uhlí.
Při úplné náhradě uhlí zemním plynem by se odběr plynu zvýšil z 9,5 mld. m3 o dalších 5 mld. m3. Kapacitně na to
dnes naše zásobníky ani plynovody rozhodně nestačí. Cena tepla by stoupla třikrát na 1200 Kč/GJ.
Tabulka 3 Skutečná a plánovaná spotřeba hnědého uhlí u nejvýznamnějších
zdrojů mimo ČEZ, a.s., v letech 2007 - 2030 v tis. t/rok.
Varianta při dostupnosti hnědého uhlí a posunu limitů o 487 mil. tun.
2007
2015
skutečnost
Celkem
11 733
2020
2025
2030
2008 -2030
13 543
300 609
plánovaná spotřeba hnědého uhlí
13 812
13 708
13 912
celkem
Komentář
V tabulce je uvedena celková bilance
plánované spotřeby hnědého uhlí ze strany
všech analyzovaných subjektů v letech 2008
až 2030 a celková potřeba hnědého uhlí při
vývoji, který by umožňoval hnědé uhlí získat
běžným způsobem na trhu, tzn. při uvolnění
limitů o 407 mil. tun (zelený scénář).
Z tabulky je patrné, že oproti stávajícímu stavu v roce 2007 dochází k nárůstu
předpokládané spotřeby u většiny subjektů, a to celkem o cca 2 miliony tun v roce
2015. Tento trend odpovídá reálné situaci
v letech 2002 až 2006. V této době došlo
k výraznému nárůstu spotřeby hnědého
uhlí v celém segmentu z důvodů tzv. zpětné
náhrady od černého uhlí a zemního plynu
k hnědému uhlí.
V dalších letech se již růst zastavil
a spotřeba celé sledované skupiny se
pohybuje na zhruba stejné úrovni. Důvodem jsou také obavy právě z budoucích
nejasností týkajících se emisních povolenek a dostupnosti hnědého uhlí. V celkové
hodnotě se bilanční suma za roky 2007 až
2030 dostala na úroveň 300 milionů tun.
I z těchto hodnot je patrné, že bez posunu
limitů hnědého uhlí není existence této
skupiny zdrojů po roce 2020, kdy skončí
kontrakty na hnědé uhlí naprosté většině
subjektů, reálná.
Ve studii je podrobně analyzován fakt,
že menší městské zdroje mají větší podíl
na dodávkách bytovému sektoru, u velkých tepláren je tomu naopak, převažují
zpravidla technologické odběry. Teplárny
i závodní energetiky jsou však historicky
navázány na oba segmenty a ztráta jednoho z nich by vyvolala okamžitě neřešitelné
existenční problémy zdroje.
Uvažovaná přestavba hnědouhelných
zdrojů na biomasu, případně zemní plyn
by vyvolala po realizaci investice cenový
šok, který by se projevil skokově zhruba
trojnásobným zvýšením ceny tepla pro
konečné odběratele. V teplárenství existuje
dlouhodobě hraniční cena tepla, při které
se zákazníkovi ještě vyplatí setrvat u stávajícího dodavatele a není výhodné budovat
vlastní zdroje. Tato cena je v současnosti
pro obyvatelstvo kolem cca 580 Kč/GJ na
sekundární síti (včetně DPH). U průmyslových odběratelů je to výrazně méně.
Ceny tepla právě z hnědouhelných
zdrojů se dnes pohybují výrazně pod touto
hranicí (cca 350 až 450 Kč/GJ), vynucená
přestavba zdrojů by však měla za následek
více jak dvojnásobek současné hraniční
ceny (cca 1200 až 1300 Kč/GJ). Toto by
vyvolalo okamžité reakce u obou klíčových
skupin zákazníků. Vyrobená elektřina na
těchto zdrojích by byla také v cenách pravděpodobně neakceptovatelná trhem. Při
výrobě elektřiny by tak došlo k zásadním
výpadkům, které by se projevily v bilanci
výroby ČR.
Dopady do průmyslu
Drtivá většina průmyslových odběratelů technologického tepla je vystavena ve
svém sektoru globální konkurenci a zejména v energeticky náročnějších oborech
je cena za energie zásadním faktorem
konkurenceschopnosti. Takový růst cen
energií by proto okamžitě znamenal faktickou ztrátu konkurenceschopnosti tisíců
firem. Řešením je pro odběratele pouze
buďto okamžité ukončení výroby a přesun výroby do zahraničí, nebo drastické
omezování a utlumování výrob náročných
na cenu energií. V mnoha případech by
však takovým vývojem došlo nejprve
k ekonomickým problémům společností,
neschopnosti hradit závazky vůči doda-
vateli energií a následně k bankrotům
odběratelů.
Významná ztráta odběratelů v průmyslu vyvolá okamžitou cenovou spirálu,
neboť většina fixních nákladů zdroje zůstane nezměněna a to se významně projeví
v ceně každého dodávaného GJ. Extrémně
lze situaci hodnotit tak, že „poslední žijící odběratel“ zaplatí ve své ceně veškeré
náklady výrobce. Následně pak dojde
k rozpadu soustavy CZT. Postižený region
bude ohrožen komplexně, ztráta prosperity
firem povede k nárůstu nezaměstnanosti se
všemi dalšími dominovými efekty v sektoru
služeb a celé terciární sféry.
V případě existující palivové alternativy
u průmyslového odběratele dojde v reakci
na růst cen energií v některých případech
ke snaze o vybudování vlastního energetického zdroje. V řadě případů však tato
snaha narazí na neřešitelné problémy
s umístěním zdroje, zajištěním dlouhodobé a bezpečné palivové základny i na
odborné problémy s řízením a provozem vlastního zdroje. V případě zemního
plynu by se potom jednalo při výstavbě
většího počtu menších zdrojů o zásadní
zhoršení ovzduší a nadlimitní koncentraci NOx v postižených lokalitách. Dále je
z vývoje posledního desetiletí prokázáno,
že mnoho subjektů v průmyslu, které na
přelomu tisíciletí přešly na vlastní zpravidla plynové zdroje, se v průběhu let vrátilo k CZT jako k celkově výhodnějšímu,
efektivnějšímu a pohodlnějšímu způsobu
zajištění energií.
Závěr
vynucená náhrada hnědého uhlí u velkých teplárenských a závodních zdrojů, případně jejich zánik by vedly k problémům
a ztrátě konkurenceschopnosti mnoha průmyslových podniků, měly by vážné dopady
do zaměstnanosti a hospodářské stability
regionů se zcela neodhadnutelnými dopady na ekonomiku státu.
Dopady na obyvatelstvo
Ztráta zákazníků tepláren v sektoru
průmyslových odběratelů vlivem dramatického nárůstu cen by znamenala vznik
tzv. cenové spirály a další růst cen tepla
pro zbývající odběratele, tedy zejména
bytový sektor.
Dopady takového vývoje by vedly
k značným sociálním otřesům, neboť část
bytového odběru tvoří sociálně slabší obyvatelstvo v panelové výstavbě. Masová
neschopnost hradit dodávky tepla k vytápění a ohřevu vody zákazníky by vedla
okamžitě k sociálním nepokojům a navíc
i ke značným hospodářským problémům
tepláren. Pohledávky za teplo jsou dnes
nepřehlédnutelným faktem u tepláren
v lokalitách s vyšší nezaměstnaností.
Vzhledem k cenám tepla vysoce převyšujícím hranici substituce (viz výše cca
580 Kč/GJ) by začaly masové tendence na
odpojování ze soustav CZT a přechod na
alternativní vytápění. Toto je v některých
lokalitách možné díky relativní dostupnosti
zemního plynu, avšak plošně zcela nereálné a navíc nesmyslné, neboť koncepce řady
měst je postavena výhradně na CZT. Znamenala by zásadní zásahy do infrastruktury
s obrovskými náklady do přestavby, navíc
závislost na jediném zahraničním médiu
s riziky bezpečnosti dodávek. Alternativa
s topnými oleji v lokálních zdrojích je také
nerealizovatelná.
Při masivní náhradě CZT by tento krok
v lokalitách velkých tepláren znamenal
výstavbu stovek domovních, případně
blokových sídlištních kotelen. Tato představa je v krátkodobém i střednědobém
horizontu zcela nereálná a to z důvodů
dodavatelských a pro mnoho obyvatel i z důvodů ekonomických. Značná
část obyvatelstva nebude v bytových
družstvech ochotna výstavbu vlastních
kotelen spolufinancovat.
Došlo by k enormnímu nárůstu a koncentraci NOx, což by znamenalo zcela opačný vývoj v kvalitě ovzduší než při zachování současných hnědouhelných zdrojů.
V řadě lokalit navíc z důvodů neexistence
plynovodů není přestavba v současnosti
jednoduše možná.
Závěr
Vývoj směrem k vynucené náhradě
hnědého uhlí by měl za následek enormní
sociální dopady pro obyvatelstvo z důvodů drastického nárůstu cen tepla se všemi
doprovodnými důsledky. Přechod na alternativní vytápění situaci nevyřeší, vyvolá
další enormní investice a ve svém důsledku
povede k většímu znečišťování životního
prostředí. V řadě lokalit by byla situace
v případě zániku zdroje ve střednědobém horizontu neřešitelná a obyvatelstvo
by zůstalo bez zásobování teplem. Tento
vývoj by znamenal značné sociální otřesy
a neschopnost hradit náklady za energie
u významné části obyvatelstva závislého
na centrálních dodávkách tepla.
kontakt
Dopady vynucené náhrady
hnědého uhlí v teplárenství
a předpokládané následky
pro průmysl a obyvatelstvo
Mgr. Pavel Kaufmann
Teplárenské sdružení ČR
tel.: 466 414 440, fax: 466 412 737
e-mail: [email protected], www.tscr.cz
11
Aleš Laciok
TECHNOLOGIE
separace a ukládání CO2
v energetice – mírný pokrok,
Úvod
ˇ
Nové technologie to zpravidla nemívají
lehké. Panuje vůči nim nedůvěra či naopak vzbuzují přehnaná očekávání. Není
tomu jinak s objevující se oblastí separace
a ukládání CO2 (CCS – Carbon Capture
and Storage). Úvodní koncepty nadšení
nevzbuzují z důvodu velké investiční a provozní náročnosti, na druhou stranu však se
od technologií CCS očekává zásadní podíl
na řešení klimatických změn. Jaká je tedy
současná situace při přípravě těchto technologií pro praktické použití?
Systém CCS se skládá ze třech na sebe
navazujících částí:
separace CO2 v místě energetického
provozu ze spalin či plynu vzniklého
zplyňováním (gasifikací) uhlíkového
paliva,
dále z jeho transportu z místa separace
CO2 do oblasti ukládání,
posledního kroku, kterým je vlastní
uložení CO2 do vhodné hluboké geologické formace.
Ačkoliv jednotlivé komponenty jsou ve
světě provozovány (byť v jiném měřítku,
s jiným účelem či za nestejných podmínek, které jsou v energetice), jako celek to
do funkčního systému dosud poskládáno
nebylo. To jsou spolu se snížením nákladů
na separaci největší výzvy pro uvedení systémů CCS do průmyslové praxe.
Obr. 1 Schématické znázornění alternativ separace CO2
12
k širšímu využití však zatím daleko
Technologie separace a ukládání CO2 je pravděpodobně jedinou možností pro
zásadní snížení emisí tohoto skleníkového plynu v energetice založené na fosilních
palivech. Její otestování v praxi, identifikace podmínek pro její racionální uplatnění
a vytvoření nezbytného legislativního rámce jsou výzvy pro příští léta.
Separace CO2
Z hlediska nákladů (a to jak investičních, tak provozních) je nejnáročnější částí
vlastní separace CO2 a jeho převedení do
transportovatelného stavu. Z chemie je
známo poměrně velké množství metod
separace CO2 z plynné směsi, avšak jen
nemnoho z nich přestoupilo hranici laboratorního měřítka. Příslušná metoda musí
spolehlivě a účinně fungovat pro požadované objemy a složení plynů – v energetice (modelově např. elektrárna s práškovým
kotlem o instalovaném výkonu 500 MWe)
je nutné počítat se zpracováním několika
milionů m3 spalin za hodinu při nízké koncentraci CO2 ve spalinách (kolem 12 obj. %)
a při současném výskytu mikrokomponent
(SO2, oxidy dusíku, CO, volatilní organické
látky, prach a těžké kovy,…). Pro využití
v energetice se zvažují 2 základní přístupy (viz obr. 1).
separace CO2 po procesu klasického
spalování a ve variantě oxického spalování („post-combustion capture“
a „oxyfuel“),
separace CO2 před procesem spalování
(„pre-combustion capture“).
Separační jednotka se musí nacházet
v blízkosti energetické výrobny (pro minimalizaci přepravy spalin) a separovaný
CO2 se musí převést na kapalný či nadkritický stav (z důvodu zmenšení objemu CO2 pro jeho následný transport).
Z hlediska koroze při následném transportu a ukládání CO2 je rovněž důležité
odstranění vody z CO2.
Separace CO2 ze spalin není zcela novou
záležitostí – několik jednotek pracovalo již
v 80. letech v USA (jako zdroj CO2 pro těžbu
ropy), v 90. letech pak byly dány do provozu 2 jednotky oddělující CO2 (se separačním výkonem však pouze 150 a 190 t CO2
za den) z uhelných spalin fluidních kotlů
(oddělený CO2 se využívá v potravinářství).
Hlavní využívanou separační metodou je
amínová vypírka, dnes se vyvíjí rovněž
amoniakálně založené separační postupy.
Zásadní nevýhodou stávajících separačních
postupů je enormní energetická náročnost
v desorpčním kroku (2 – 4 GJ/t CO2), která
se pak projevuje v poměrně velkém snížení
účinnosti energetického celku.
Oxické spalování je v počátečním stadiu vývoje. Pilotní jednotka společnosti
Vattenfall (instalovaný výkon 30 MWt)
byla uvedena do provozu před několika
týdny ve Schwarze Pumpe v Německu,
jiné pilotní projekty se rovněž připravují.
Při oxickém spalování je separace CO2 jednodušší (v podstatě jde o jeho dočištění,
jelikož spaliny obsahují velmi vysoké procento CO2), energeticky náročná je však
výroba kyslíku.
Separace před spalováním je spojena
především s IGCC (integrovaný zplyňovací
cyklus), kde se jako palivo využívá uhlí či
odpady z rafinerií. Dodnes však bylo uvedeno do provozu pouze několik jednotek.
Vlivem složité integrace se mnoho provozů
IGCC potýkalo s častou poruchovostí. Díky
charakteristikám produktu gasifikace po
transformaci CO na CO2 (vysoká koncentrace CO2, tlak) je separace CO2 poměrně
efektivní – v praxi byly otestovány procesy založené na fyzikální absorpci (Rectisol,
Solexol,..), a to dokonce i v Čechách na
IGCC ve Vřesové.
Z předchozího vyplývá, že pro separační část bude třeba zásadních inovací pro
umožnění širšího využití v energetice, mezi
něž může například patřit:
separace CO2 založená na regenerativních procesech na pevných látkách
(adsorpce),
aplikace multipolutantních systémů
– současné odstraňování environmentálně citlivých složek,
koncepčně nové a vysoce účinné energetické cykly – HAT, CES, AZEP, chemical
looping,….
Transport CO2
Transport CO 2 ve velkém množství
lze uskutečnit pouze potrubním systémem, zpravidla v nadkritickém stavu CO2
(kritický bod CO2 je při tlaku 7,4 MPa
a teplotě 31 °C). V projektech experimentálního ukládání CO2 se využívá rovněž
přeprava cisternami, existuje rovněž zkušenost s lodní přepravou (obdoba LNG).
Zkušenost s velkoobjemovou potrubní
přepravou CO2 pochází především z USA,
kde existuje síť s celkovou délkou přes
3000 km vybudovanou pro účel terciární těžby ropy (celková přepravní kapacit je přes 35 mil. t CO2/rok). Tato síť je
nejhustší v západním Texasu; v severní
části kontinentu již několik let funguje
přeshraniční transportní systém ze Severní Dakoty (zdroj CO 2) do kanadského
Weiburnu (ukládání). Tamější zdroje CO2
jsou však přírodního charakteru (přírodní
akumulace CO2 či oddělení ze zemního
plynu), v omezeném množství rovněž
ze zplyňování uhlí (provoz Great Plains
v Severní Dakotě).
Ukládání CO2
Uložení CO2 se provádí jeho vtláčením vrty do propustných sedimentárních
formací, do vytěžených struktur ropných
uhlovodíků nebo do netěžitelných ložisek
uhlí (vždy do hloubky minimálně 800 m).
Sedimentární formace (zpravidla salinní) představují největší potenciál pro
ukládání CO2, a to jak celosvětově, tak
v Evropě a ČR.
V současnosti se realizuje množství
projektů, jejichž cílem je identifikovat vhodné oblasti k ukládání v Evropě, upřesnit úložné kapacity a vytvořit
nástroje pro predikci chování uloženého
CO2 v dlouhodobém časovém horizontu. V České republice mají potenciál pro
uložení CO2 především zanořené pánve
středočeského permokarbonu a sedimentární formace na jihovýchodní Moravě.
Sumární úložná kapacita sedimentárních formací v ČR se odhaduje na téměř
3 mld. t CO2. V zahraničí existuje několik lokalit, kde se CO2 ukládá již řadu
let – pole Sleipner v norském moři (od
r. 1996, ukládání cca 1 mil. t CO2/rok),
In Salah v Alžírsku (od r. 2004, ukládání
cca 1 mil. t CO2/rok) či nově u Berlína
(lokalita Ketzin).
Vhodné struktury ropných uhlovodíků mohou být již vyčerpané a netěžené
(v tomto případě se jedná o prosté ukládání) či vyčerpávané (v tomto případě
se CO2 využívá, jedná se o technologie
terciární těžby ropy, popř. zvyšování
výtěžnosti plynu - enhanced oil recovery,
EOR, enhanced gas recovery, EGR). Technologie EOR s přírodním CO2 se využívá
v řadě zemí, především v USA, dále pak
v Kanadě, Brazílii, Chorvatsku a Maďarsku. EOR lze využít jen pro určitý typ ropy
v určitých geologických a geochemických
podmínkách, přičemž přínosy (dodatečně vytěžená ropa) musí převýšit náklady
na nákup CO2 (zavedení metody tedy
stimulují vyšší ceny ropy). Uvádí se, že
1 t vtláčeného CO 2 zvýší výtěžnost
o 2 – 3 barely ropy v ložisku.
Vytěžitelnost ropných ložisek konvenčním způsobem je do 25 % (často i dost
méně) a aplikací EOR lze výtěžnost zvýšit o dalších 5 – 15%. Naprostá většina
produkce ropy z EOR pochází z USA (přes
90 %); celosvětově tvoří však pouze
několik desetin % z celkové těžby za
rok. Další alternativou ukládání CO2 je
v propustných uhelných slojích, kde může
nahrazovat metan (ECBM – enhanced
coal bed methane). Potenciál využití CO2
pro EOR, EGR a ECBM je v ČR pravděpodobně limitovaný.
Technologie CCS vcelku
a její ekonomika
Urychlenému nasazení technologií
CCS brání jejich neověřenost fungování
v reálných podmínkách energetiky, legislativní a podnikatelské nejistoty v této
oblasti, ale i jejich obrovská nákladovost. Proto EU podporuje intenzifikaci
aplikovaného výzkumu v této oblasti,
uvedení do provozu 10 až 12 plnokapacitních demonstračních jednotek (náklady se odhadují na 10 mld. EUR) k roku
2015 a CCS je včleněno do legislativních
návrhů v současnosti projednávaných
v Evropském parlamentu jako součást
tzv. klimaticko-energetického balíčku.
Navrhuje se speciální směrnice řešící
především ukládání CO 2 (na separaci
a transport lze aplikovat existující legislativu), směrnice však novelizuje jiné oblasti, např. integrovanou prevenci (IPPC).
Součástí těchto souvisejících novelizací je
například návrh na připravenost nových
zdrojů na možné budoucí včlenění technologie separace CO2 („capture readiness“) s povinnou instalací této technologie
v následném období (po 2025). CCS je
rovněž součástí revize směrnice o evropském obchodovacím systému s povolenkami (EU ETS) s platností po r. 2012, kde
se navrhuje vyjmutí provozovatelů technologií separace, transportu a uložení
CO 2 z povinného nákupu povolenek
v aukcích. Součástí návrhu jsou rovněž
možnosti pro podporu zřízení demonstračních jednotek CCS:
vyčlenění 500 mil. povolenek („allowances“) v rezervě na nové zdroje,
využití části finančních prostředků
z aukce povolenek.
Jiné zdroje specificky využitelné ve státech
střední a východní Evropy mohou být:
využití prostředků z prodeje nebo převodu kjótských emisních kreditů (AAUs
– „assigned amount units“),
strukturální fondy.
V Evropě je všeobecná shoda, že
demonstrační jednotky se nevybudují bez
finanční podpory, jedná se o projekty rizikové, kde návratnost vložených prostředků
je značně problematická. To je však aspekt
běžný při zavádění inovativních technologií
– existovaly by dnes obnovitelné zdroje bez
podpory? Počítá se s tím, že teprve v období cca po r. 2025 až 2030 dojde k širšímu
komerčnímu uplatnění technologie CCS
bez podpůrných a garančních nástrojů díky
fungování tržních mechanizmů – ceny CO2
(viz obr. 2).
13
Od
ha
do
van
én
ákl
ad
yC
CS
Obr. 2 Predikce vývoje systémů CCS a ceny CO2 (podle McKinsey, 2008)
Tab. 1 Poměr investičních a provozních nákladů na celkových nákladech (%)
Investiční náklady
Provozní náklady (vč. paliva)
Separace
60
40
Transport
> 99
<1
Ukládání
85
15
Tab. 2 Přehled připravovaných demonstračních projektů CCS
Lokalita
Společnost
Palivo
Instalovaný výkon
Separační technologie
Ukládání
Uvedení
do provozu
Dánsko
Kalund
DONG
Černé uhlí
600 MW
Po spalování
Zvodeň Havsno
2013
Závěry
Aalborg
Vattenfall
Černé uhlí
470 MW
Po spalování
Průzkum lokalit
2013
Cologne
RWE
Hnědé uhlí
450 MW
Před spalováním
Sev. Německo
2014
Ludwigshaven
E.ON.
Černé uhlí
400 MW
Po spalování
Sev. Německo
2013
Janschwalde
Vattenfall
Hnědé uhlí
500 MW
Po spalování
2015
Itálie
?
ENEL
Černé uhlí
660 MW
Po spalování
Průzkum lokalit
2013
Holandsko
Eemshaven
NUON
Černé uhlí + biomasa
(I. fáze CCGT)
Před spalováním
Průzkum lokalit
2012 CCGT, gasifikace později
Rotterdam
Konsorcium firem
(přístav + město)
Různé zdroje CO2
-
Vytěžená ložiska
plynu
Fázové
od r. 2010
Karsto
Naturkraft
Plyn
400 MW
Po spalování
Sev. moře
2011
Mongstadt
Statoil
Plyn
280 MWe + teplo
Po spalování
Sev. moře
2014
Polsko
Lagisza
PKE
Černé uhlí
Po spalování
?
2012-14
CCS pravděpodobně představuje jednu
z důležitých možností pro zásadní redukce
emisí CO2 při zachování možnosti využívat
fosilní paliva. Snižování emisí CO2 však musí
být vyhodnocováno nejen z pohledu schválených a předpokládaných redukčních cílů
(v EU 20 % či 30 % k 2020 podle existence
smlouvy nahrazující Kjótský protokol, navrhuje se 60 až 80 % k 2050), ale i energetické
bezpečnosti (stabilita dodávek), poskytování
energií za akceptovatelné ceny a konkurenceschopnosti průmyslu v globálním měřítku.
Konkrétní zastoupení a nasazení různých
nástrojů pro snižování emisí CO2 (energetické
úspory, obnovitelné zdroje, jaderná energie,
CCS, atd.) v čase by proto mělo odpovídat
podmínkám a možnostem toho kterého státu
a regionu, direktivní nařízení nemusí vždy
odpovídat reálných možnostem.
Velká
Británie
Hatfield,
Powerfuel
Černé uhlí
900 MW
Před spalováním
Sev. moře
2010
Killingholme
E.ON UK
Černé uhlí + petcoke
450 MW
Po spalování
Sev. moře
2014
Tilbury
RWE
Černé uhlí
160 MW
Po spalování
Sev. moře
2014
Norsko
kontakt
Země
Německo
14
Poměr investičních a provozních nákladů je nestejnoměrný v různých částech
systému CCS, tyto poměry lze ilustrativně
shrnout do tab. 1.
V současnosti všechny významné energetiky v Evropě pracují na přípravě technologií
CCS a zvláště na demonstračních jednotkách
– stručný přehled je uveden v tab. 2.
ČEZ, a.s., se postupně zapojuje do programu evropských demonstračních jednotek
a rozvíjí dvě možnosti zřízení demonstračních jednotek na místě svých elektráren,
a to v lokalitách Ledvice a Hodonín. Ledvická alternativa je výhodnější z hlediska vyšší
účinnosti elektrárny (nový blok 660 MW
We
zprovozněný v roce 2012 bude mít účinnost přes 42 %), zatímco hodonínský případ
má potenciál z hlediska pravděpodobné
dostupnosti úložných kapacit pro CO2. ČEZ,
a.s., rovněž vede diskuze s jinými zahraničními elektrárenskými společnostmi o možnostech bilaterální spolupráce při vývoji technologie CCS a demonstračních jednotek.
Nutné je rovněž podotknout, že příprava systémů CCS není pouze evropskou
iniciativou, značné množství projektů je
v přípravě v USA (regionální partnerství
pro geosekvestraci), Kanadě a Austrálii
(existuje cca 10 projektů, experimentální
ukládání CO2 do vytěženého ložiska plynu
se realizuje od března 2008).
Mgr. Aleš Laciok, MBA
ČEZ, a.s.
Duhová 2/1444, 140 53 Praha 4
tel.: 211 042 639, fax: 211 042 001
INFORMAČNÍ TECHNOLOGIE
pro energetiku
Energetika. Nikdo nepochybuje o tom, že toto odvětví je pro každý stát,
město i obec maximálně důležité. Vedle velkých zdrojů energií jsou hojně
stavěny a rekonstruovány malé a střední soukromé nebo komunální zdroje. Téměř v každém městě existuje alespoň jedna společnost provozující
nějaký tepelný zdroj nebo zdroj kombinovaný s výrobou elektřiny.
TTyto firmy se však často zabývají současně také
výrobou, službami, dopravou, obchodem apod.
Činnosti mají rozdělené na divize, či na sledování
ekonomických středisek. Z hlediska procesů uvnitř
firem se tedy jedná o velmi individuální a komplikované společnosti. Tento segment firem má i své
specifické povinnosti vůči státním orgánům, například ERÚ (Energetický regulační úřad), SEI (Státní energetická inspekce), Ministerstvo průmyslu
a obchodu a Ministerstvo životního prostředí.
Na jedné straně tedy mají tyto firmy podnikání v energetice ztížené specifickou legislativou, na
druhé straně jsou rozmanité co do interních procesů. Pro uživatele ťukající informace do různých systémů, bez komfortní vazby, bez společné databáze
a při nemožnosti jednoduchého vyhodnocení to
představuje velký problém. Naopak pro komplexní
informační systém, budovaný na jedné databázi, to
je výzva. Právě myšlenka sjednocení rozmanitých
procesů a dosažení komplexnosti práce nad jednou databází byla v roce 2004 hnacím motorem
vzniku uceleného informačního systému v třebíčské společnosti TTS energo s.r.o.
Peníze až v první řadě
Holding TTS zakoupil v roce 2004 pro své dceřiné společnosti informační systém Helios Orange, který tehdy pokrýval ve firmě ekonomickou
a výrobní oblast. Na ostatní procesy užívaly firmy
různé systémy. Management společnosti však měl
představu o sjednocení všech klíčových procesů do
jednoho systému. Společně s lidmi ze softwarové
společnosti PC HELP se proto začali zamýšlet nad
vývojem nového modulu, postihujícího procesy
výroby a distribuce tepelné energie. Mezi hlavní
požadavky patřily jednotná databáze a integrace se
systémem Helios. Nový modul, nazvaný ENERGO,
se měl tedy stát integrovanou součástí stávajícího
informačního systému.
„Vize však nestačila,“ vzpomíná František
Blažek, obchodní ředitel společnosti PC HELP.
„Jako ke všemu, i k započetí projektu ENERGO
byly třeba také peníze. V roce 2005 po předchozím vypracování implementační studie a marketingovém průzkumu byla mezi našimi firmami
uskutečněna dohoda o financování projektu. Jejím
výsledkem byla poněkud netradiční dělba nákladů
mezi zákazníkem a dodavatelem.“
Během dvou let, kdy byl pak modul ENERGO
vyvíjen a implementován, se již objevili další zákazníci. I oni měli možnost ovlivnit rozsah a funkčnost
modulu. V roce 2007 například proběhly další analytické práce ve společnosti TEDOM ENERGO s.r.o.,
kde je systém spolu s modulem nyní implementován. Stejná sestava bude také nasazena i u jedné
z dcer společnosti TEPLO IVANČICE, s.r.o.
www.pchelp.cz
O co vlastně jde?
V kostce: ENERGO je systém umožňující sledování a vyhodnocování výroby a distribuce tepelné
a elektrické energie, případně hromadný prodej médií jako je plyn, voda a podobně. Existuje ve standardní verzi, ale také jej lze modifikovat podle individuálních požadavků zákazníka. Je integrován do
informačního systému Helios Orange. To znamená, že uživatel, který využívá jiné standardní moduly
systému, může bez problémů pracovat i v modulu ENERGO.
„Mezi rutinní práce uživatelů tohoto modulu patří například práce s ceníky energií a služeb s více
úrovněmi a volitelnou časovou platností či práce s platebními kalendáři a s cenovými dodatky smluv,“
vysvětluje Blažek. „Také zpracování a hromadné generování nedaňových a daňových záloh, dílčích plnění
a výsledných vyúčtování je velmi častou činností pracovníků energetických firem. Na ni navazuje například hromadné automatické párování přijatých plateb nebo sledování salda,“ dodává.
Management energetické firmy má tak možnost v systému hodnotit účinnost a náklady dodávek
energií či vypočítat hodnoty ke kalkulačnímu datu a vypočítat fakturační hodnoty k datu fakturace. Za
zmínku stojí i kalkulace výsledných cen podle vzorce ERU i podle vlastních kalkulačních vzorců, jejich
porovnávání či rozpad nákladů a výnosů, přeúčtování výrobních a správních režií či sledování nedokončené výroby.
Co tedy dodat? Věřme, že informační technologie mají šanci podpořit lokální či komunální výrobu
energie, kterou tak naléhavě potřebujeme.
O společnosti PC HELP
Na trhu s informačními technologiemi působí společnost PC HELP, partner informačních systémů
Helios, již více než 16 let a zaměřuje se především na vývoj a implementaci softwarových řešení pro podnikovou sféru a veřejnou správu. Vlastní vývojové týmy jsou připraveny řešit vývoj zakázkových aplikací
a mají za sebou již řadu úspěšně realizovaných projektů. Za všemi produkty stojí servisní týmy a lidé,
kteří se starají o to, aby softwarové produkty přinášely svým uživatelům očekávané efekty a nestávaly
se těžko zvládnutelnou přítěží.
Společnost působí v celé České republice s hlavním sídlem a dvěmi pobočkami v Třebíči. Dále s pobočkami v Praze, Hlučíně a dislokovaným pracovištěm v Brně a Pardubicích. Firemní tým tvoří v současné
době přes 60 zaměstnanců a stále se rozrůstá.
Bližší informace lze nalézt na www.pchelp.cz
Kontakt: František Blažek - obchodní ředitel
tel.: +420 568 858 087
mobil: +420 603 196 265
Teplo Technika Teplárenství
15
MĚŘENÍ SPOTŘEBY
Václav Edr
centrálně připravované
teplé vody na vstupech do objektů
O měření centrálně připravované teplé
vody na vstupu cirkulace do objektu se
často diskutuje. Je mnoho důvodů, proč
v tomto místě nasazovat měření. Současně
lze i uvést mnoho důvodů, proč je v tomto místě měření nadbytečné, a lze říci, že
mimo zdražení dodávek nepřinese žádný
efekt. Vždy jsem se zabýval pouze technickým řešením měření teplé vody. Považuji
však za vhodné připomenout i některé další
souvislosti s tímto měřením.
Zákonodárce zřejmě vycházel ze snahy
ochrany spotřebitele, když byl v roce 2004
změněn energetický zákon. § 78 - měření
byl doplněn o známý odstavec 6, který
ukládá držiteli licence v každém odběrném
místě dodávku teplé vody měřit, pokud se
s odběrateli nedohodne na jiném způsobu
rozúčtování na jednotlivá odběrná místa.
Termín nasazení měřidel stanovuje do 30.
prosince 2009. V době nabytí účinnosti
této novely byl na trhu jediný typ měřidla,
který byl chráněn patentem.
Metrologie a měřidla jsou jednoznačně
definovatelné záležitosti. Základní technické požadavky na měřidla jsou jednotně stanoveny v celé EU. V ČR jsou tyto technické
požadavky na měřidla uvedené především
v nařízení vlády č. 464/2005 Sb. Centrální
V článku jsou shrnuty základní požadavky na měření teplé vody na vstupech do
objektů od jejich vzniku až po současnost. Dále je uveden i vývoj požadavků
na provozovatele i dodavatele měřidel, včetně očekávaného vývoje termínů
k montáži měřidel.
příprava teplé vody a její čtyřtrubkový rozvod se prakticky v zemích EU nepoužívá.
Dá se říci, že Česká a Slovenská republika
jsou s tímto technickým řešením ojedinělé.
Jednotné předpisy EU a tím ani zmiňované
nařízení vlády neřeší měřidla pro měření
odebraného množství teplé vody z cirkulační smyčky. I tyto případy jsou v rámci EU
řešitelné. Jde o takzvaný národní přístup,
ve kterém si příslušný členský stát řeší svoje
specifické požadavky samostatně. Takto je
postupováno například při měření tepla
v kondenzátu, které splňuje požadavky
MPM 18-95 a v rámci EU není řešeno.
Po uložení povinnosti měřit teplou vodu
na vstupu čtyřtrubky do objektu nebyly
pro toto měření žádné prováděcí předpisy. Bylo jasné, že nelze očekávat vydání
těchto předpisů v rámci EU. Mimo jiné na
základě požadavku Teplárenského sdružení
vypisuje ÚNMZ v roce 2006 v rámci programu rozvoje metrologie úkol, který řešil
i požadavky na tato měření. Oponenty
tohoto úkolu byli přední odborníci české
a slovenské metrologie, zástupci MPO,
SEI a Teplárenského sdružení. V oponentní radě byli další odborníci a především
zástupci výrobců a dovozců měřidel.
Z výsledků řešení úkolu vyplynulo, že lze
použít dvě metody, u kterých je jednoznačně definována chyba měření.
V roce 2007 je vydán metodický pokyn
pro metrologii MPM 22-07. V tomto pokynu jsou uvedeny veškeré nutné technické
požadavky na použitá měřidla tak, aby tato
měřidla splňovala určenou chybu měření
při zkouškách i v provozních podmínkách.
Chyby měření jsou definovány ve stejné
výši jako v případech měření teplé vody dle
běžných standardů. Z pohledu požadavků
na přesnost měření jsou definovány dvě
rovnocenné metody.
Metoda A
měření teplé v ody
odebrané v objektu
v stup cirkulace
teplé v ody
do objektu
v ý stup cirkulace
teplé v ody
z objektu
V
Ý
M
Ě
N
Í
K
odběry
teplé v ody
v objektu
cirkulace
teplé v ody
v objektu
T
E
P
L
A
L E G ENDA
měřidlo
zpětná klapka
cirkulační čerpadlo
směr proudění
Obr. 1 Metoda A
16
Již dlouhodobě známá metoda založená
na osazení měřidla na ochozu výměníku,
kterým je přerušena cirkulační smyčka
teplé vody na vstupu do objektu (obr. 1).
Metoda B
Nově definovaná metoda pro použití v podmínkách dodávek teplé vody na
vstupu do objektu založená na použití dvou
průtokoměrů s jednoznačně definovanými
technickými a provozními podmínkami
(obr. 2).
U metody B bylo provedeno mnoho
rozborů chyb a nejistot měření. Všechny
prokázaly, že při dodržení podmínek definovaných v MPM 22-07 je požadovaná
chyba měření odebraného množství teplé
vody stanovena ve splnitelných parametrech. Měřidla metody B při dodržení
požadavků dle citovaného MPM splňují
požadovanou přesnost měření s dostatečnou rezervou.
Bylo provedeno i mnoho dalších srovnání obou metod měření, z pohledu
technického řešení, požadavků na provoz a údržbu měřidla, možnosti likvidace
Legionelly, atd. Tato hodnocení si většina
dodavatelů tepla udělala ve vztahu ke
svým provozním podmínkám sama a není
nutné je zde komentovat.
Mnozí dodavatelé tepla provádějí vlastní zkoušky s použitím metody B ve svých
provozních podmínkách. Za všechny bych
chtěl jmenovat alespoň Pražskou teplárenskou a.s. Zde bylo dokonce vyvinuto
a vyrobeno zkušební zařízení umožňující
simulaci provozních podmínek. Použitím
tohoto zařízení jsou umožněny i zkoušky
měřidel při požadované kontrole chyby
v provozním stavu.
V roce 2008 vydává MPO a SEI společné
stanovisko, ve kterém je uveden i požadavek na kontrolu dodržování jednotných
podmínek definovaných v MPM 22-07.
Z tohoto stanoviska vyplývá, že měřidla
použitá k měření teplé vody na vstupu
do objektů by měla být podrobena metrologické expertize, kterou provede ČMI.
Tato expertiza musí potvrdit dodržování
požadavků MPM příslušným typem měřidla. Každé měřidlo pak bude před nasazením do provozu odzkoušeno na zkušebně,
o čemž zkušebna vystaví doklad.
Provedením zkoušek každého měřidla
v ustáleném zkušebním provozu i při simu-
laci provozních podmínek bude garantována požadovaná přesnost konkrétního
měřidla. Takto bude zajištěno kontrolovatelné nasazování měřidel s definovanou
přesností. Současně bude možné v případě
pochybností provést přezkoušení - následnou kontrolu měřidla na zkušebně.
Princip měření definovaný jako metoda
B je svým zapojením podobný způsobu
měření v tak zvaných otevřených systémech v zemích bývalého SSSR. Je však
nutné konstatovat, že dodávka teplé vody
v otevřených systémech ruských republik
není bohudík shodná s dodávkou a provozem centrálně připravované teplé vody
v ČR. Z toho vyplývá, že i požadavky na
měřidla použitá pro měření v ČR jsou odlišné. Požadavek na zpracování metrologické expertizy, která bude deklarovat to, že
použité měřidlo splňuje MPM 22-07, je
tedy oprávněný.
Stav k září 2008
Někteří výrobci měřidel mají na ČMI
podanou žádost o zpracování metrologické expertizy. Ke dni předání tohoto článku
do redakce ČMI dosud žádnou expertizu nedokončil. Jeden z výrobců požádal
o zpracování shodné expertizy i na Slovenském metrologickém ústavu. SMÚ na
základě provedených zkoušek zpracoval
expertizu, která pro předložený typ měřidla
potvrzuje splnění požadavků MPM 22-07
v celém rozsahu.
V současné době je předložena novela
energetického zákona do parlamentu ČR.
V novele je mimo jiné navrhováno prodloužení termínu nasazení měřidel podle
§ 78, odstavce 6 na 1. září 2011.
měření teplé v ody
odebrané v objektu
v stup cirkulace
teplé v ody
do objektu
odběry
teplé v ody
v objektu
t
v y hodnocov ací
člen
v ý stup cirkulace
teplé v ody
z objektu
cirkulace
teplé v ody
v objektu
t
Za 4 roky platnosti zákona byl prakticky zachován monopol pro patentovanou
metodu měření. Ti, co vyhodnotili druhou možnou metodu měření jako technicky a ekonomicky pro ně výhodnější, se
dostávají do časové tísně. I přes navrhované prodloužení termínu nasazení měřidel
se nervozita a obavy z neplnění zákonem
stanoveného termínu u dodavatelů tepla
zvyšují. Výrobci chtějí své povinnosti, které
jim zákon ukládá, splnit. Možné sankce
za nedodržení podmínek energetického
zákona jsou pro držitele licence opravdu
vysoké.
Z pohledu dodavatelů měřidel se jedná
o velikou a lukrativní zakázku. Je tedy zcela
pochopitelné, že se snaží obsadit příslušné
lokality svými výrobky. Někteří obchodníci
proto začínají nabízet měřidla v předstihu,
bez dokladování, že jejich měřidla splňují
požadavky MPM 22-07. Mnohdy se odvolávají i na splnění požadavků pro otevřený
systém ruských republik.
V současné době jsou v některých ojedinělých případech nasazována i měřidla na
základě dohody dodavatele a odběratele
bez doložení metrologické expertizy, ve
které nezávislý orgán potvrdí, že daný typ
výrobku splňuje požadavky MPM 22-07.
Dokonce i bez doložení přesnosti měření požadované MPM. Je sice pravdou, že
v případě dohody o způsobu rozúčtování
nemusí být osazená měřidla dle požadavků
energetického zákona. V případě, že však
dojde k rozporům takto definované dohody,
bude zřejmě nutné nasadit měření v souladu s energetickým zákonem. Tím by došlo
k situaci, kdy bylo měřeno měřidly s nedefinovanou přesností. Následná kontrola
těchto měřidel by byla prakticky nemožná.
O možnosti použití takovýchto měřidel pro
fakturaci mimo situace „kde není žalobce,
není soudce“ nelze diskutovat.
Jsem zřejmě nenapravitelný optimista.
Proto věřím, že v době vydání tohoto článku budou již na trhu měřidla, která budou
mít vydanou příslušnou expertizu i od ČMI.
Pak bude možné aplikovat měření metodou splňující podmínky MPM 22-07 bez
jakýchkoliv pochybností o splnění současných požadavků platné legislativy.
Přeji všem dodavatelům i odběratelům
teplé vody, aby měření tohoto média nikdy
nebylo předmětem sporů a aby kontroly
měřidel byly prováděny pouze jako vzájemné ujištění o kvalitních dodávkách.
L E G ENDA
Obr. 2 Metoda B
t
zpětná klapka
kontakt
měřidlo
Václav Edr
TPM Znalecká kancelář®
Na Chmelnici 490, 256 01 Benešov
tel./fax: 317 721 172 (603 810 586)
e-mail: [email protected], www.tpm.cz
17
Dagmar Juchelková
H. Raclavská, V. Roubíček, P. Bartoš, R. Smelík
ZPLYŇOVÁNÍ
paliv a odpadů
Paliva a substráty I.
Úvod
V oblasti termických konverzí v klasické energetice jsou jednoznačně popsány
postupy a procesy a jsou jednoznačně
definovány vstupy a výstupy. Jaká je však
realita v oblasti biomasy a odpadů? Proč
se vlastně všichni snaží zabývat problematikou alternativních řešení ke spalování?
Existuje určitě řada důvodů, ale bohužel
jedním z předních je skutečnost, že využívání plynu z alternativních procesů nachází
„lepší“ využití než využívání páry a její další
transformace.
Využívání plynu z transformace biomasy
je podpořeno ještě dotací na výkup elektrické
energie. Na druhou stranu vytváření plynu
při konverzích odpadů je jednoznačně podporováno pracovníky MŽP ČR s odůvodněním, že se jedná o moderní technologie.
Autoři tohoto článku se zaměřili v jeho
první části na problematiku využívání komunálního odpadu, zejména na trend využívání
technologie mechanicko-biologické úpravy.
Mechanicko-biologická
úprava (MBÚ)
Poslední dobou je v centru pozornosti
získávání biologicky rozložitelného odpadu ze směsného komunálního odpadu
(obr. 1).
Obr. 1 Schéma nakládání s komunálním odpadem
18
Článek se zabývá problematikou využívání komunálního odpadu termickou cestou.
Pozornost je věnována zejména problematice mechanicko-biologického zpracování
komunálního odpadu a způsobů využití vzniklých frakcí.
Poznatky zpracované v článku vznikaly na základě výzkumných prací pracovníků
VŠB-TU Ostrava v této oblasti. Pro kvalitní interpretaci výsledků je důležitá rovněž
mezinárodní spolupráce řešitelského kolektivu se zahraničím.
Vedlejšími produkty tohoto postupu
jsou pak kromě vytříděných surovin zrnitostní třídy (nadsítné frakce), které jsou
určeny k různým účelům, a biologická
složka. Někdy se však právě zapomíná,
že proces MBÚ nemůže fungovat bez
následného uplatnění termických konverzí
a využití skládky.
Velká pozornost je věnována vytříděné biologické složce. Optimální volba
technologie dalšího zpracování je ovlivněna zastoupením jednotlivých komponent v BRO (obr. 2) a dále chemickým
složením, hlavně množstvím organického uhlíku (TOC) v matrici. Pro určení dalšího využití BRO byly provedeny
chemické rozbory v souladu s vyhláškou
č. 294/2005 Sb., mineralogická fázová
analýza pro určení charakteru anorganické složky (stavební suť, zemina) a dále
byla sledována ekotoxicita a ostatní mikrobiologické ukazatele.
Klíčovým parametrem z hlediska energetického využití je množství celkového
organického uhlíku (TOC) v BRO. Hlavním
problémem BRO je obvykle poměrně vysoký obsah anorganické složky (51,95 %)
a 48,05 % organické složky, která obsahuje
cca 33 % TOC, 1,46 % Ncelk. a obsah síry
je < 0,1 %. Za optimální lze považovat
poměr C:N pro anaerobní digesci. Vysoký
anorganický podíl ve vzorku může způsobit
mechanické poškození zařízení.
U podsítné frakce byla provedena řada
pokusů zaměřených na zplyňování, resp.
fermentaci v laboratorním zařízení (obr. 3
– laboratorní zařízení – schéma a foto).
Dosažení optimálních podmínek pro
anaerobní digesci je ovlivňováno celou
řadu faktorů: optimální poměr C:N, skladba hlavních majoritních složek biomasy
(lignin), pufrační schopnost biosložky, ale
hlavně zabránění vzniku mastných kyselin při skladování vzorků, které mohou
významně zkomplikovat průběh digesce. Problémy jsou i s konečnou kvalitou
digestátu, který vykazuje ekotoxicitu pravděpodobně ovlivněnou vysokým obsahem
těžkých kovů.
Stabilita tvorby bioplynu z takového
substrátu je však nestabilní, a pokud se
nezohlední výše uvedené skutečnosti,
nemůže být zajištěna kvalitní produkce
bioplynu.
Z hlediska výběru technologické aplikace jsme se zabývali výzkumem uplatnění
podsítné i nadsítné frakce.
Energetické využívání nadsítné frakce
je soustředěno na dvě skupiny – jednak
spalování nízkovýhřevné frakce (do cca
11 MJ.kg-1) – spalování v cementárnách
a spalovnách.
Tato situace je celkem přehledná, naráží
však na kapacitní problémy těchto spalovacích zařízení.
Pokud by mělo i v budoucnu docházet
ke spalování ve výše uvedených energetických zařízeních, pak je nutno instalovat nová zařízení s dostatečnou kapacitou
a rozložením po republice, resp. s dosahovou vzdáleností od zařízení MBÚ.
Pokud se týká vysocevýhřevné frakce
(nad cca 11 MJ.kg-1), pak se zde jedná
zejména o využívání této frakce v klasických energetických blocích. Podmínkou je
však dodržení emisních limitů stanovených
pro kombinované spalování těchto materiálů, nikoliv dodržení emisních limitů klasického uhelného bloku. Moderní cestou je
však zplyňování takového odpadu, zejména v kombinovaných procesech.
Všechny tyto materiály lze však vhodným způsobem použít pro procesy zplyňování, popř. pyrolýzy.
Zastoupení jednotlivých komponent v BRO (%)
14,72
3,96
1,21
Sklo
Plasty + folie
Dřevo
Suť
48,35
12,07
Papír
Železo
Textil
Organická složka
17,45
0,32
1,92
Obr. 2 Zastoupení komponent
Obr. 3 Laboratorní zařízení
Termické postupy
Vzhledem k nedostatečně uspokojivým
výsledkům s podsítnou frakcí v bioplynovém reaktoru byly provedeny ještě další
rozbory týkající se jejího energetického
obsahu a jejího možného uplatnění v rámci
termického procesu (tab. 1).
Jeden ze zajímavých kombinovaných
přístupů k řešení problematiky zplyňování odpadů je uveden na následujícím
obrázku č. 4.
%
%
%
Vzorek v dodaném stavu
65,54
9,79
24,67
Vzorek bezvodý
Voda celková
Popel
Hořlavina
28,42
71,58
100,00
Spalné teplo
Výhřevnost
kJ/kg
kJ/kg
5225
3356
15 163
14 112
21183
19715
%
%
%
%
%
1,76
12,80
0,44
9,57
0,09
5,103
37,154
1,28
27,78
0,259
7,13
51,91
1,79
38,82
0,36
Vodík
Uhlík
Dusík
Kyslík
Síra
Hořlavina vzorku
19
Shrnutí
Podle výsledků získaných z několikaletého výzkumu a na základě konzultací problematiky s kolegy v zahraničí (TU DresdenD, TU Wien-A, SIU Carbondale-USA) se
rozhodli autoři navrhnout a postupně
propracovat zařízení zohledňující získané
poznatky. Mezi nejdůležitější sledované
parametry však patří mnohdy opomíjená
úprava (předúprava) BRKO.
V současné době jsou propracovávány
detaily modulového zařízení pro zpracování vybrané složky odpadu s cílem produkce plynného, kapalného a pevného
produktu (prezentace bude součástí článku - Zplyňování paliv a odpadů – Paliva
a substráty II.).
MOTO prováděných prací:
Každá technologie funguje s určitou
účinností, čím horší vstup – tím horší
výsledek.
Poděkování:
Příspěvek vznikl mimo jiné v rámci projektu MPO Výzkum a vývoj modulové pyrolýzní jednotky pro zpracování vybrané složky
odpadu a bioodpadu 2A-3TP1/052.
Literatura:
1. Pokusy prováděné VŠB-TU Ostrava, zejména
katedrou energetiky a institutu geologického
inženýrství
2. Best avaible technology – Report ECE EU.
3. Ověření použitelnosti metody mechanicko
– biologické úpravy komunálních odpadů
a stanovení omezujících podmínek z hlediska
dopadů na ŽP, Závěrečná zpráva FITE, a.s. VaV
–SL-7-183-05
4. Technická zpráva - Návrh technologického
procesu Biocrack, Arrowline, a.s.
kontakt
BRO - Biologicky rozložitelný odpad
BRKO - Biologicky nerozložitelný komunální odpad
Obr. 4 Kombinovaný princip využívání plynu v teplárně ve Westfalenu
PF 2009
20
Prof. Ing. Dagmar Juchelková, Ph.D.
VŠB - TU Ostrava
17. listopadu 15, 708 33 Ostrava - Poruba
tel.: 602 501 243
Rejstřík
3T/1
3T/4
Tepelné hospodářství Hradec Králové - společnost,
která vystupuje ze stínu
Pavel Kaufmann
Marketing a malý výrobce tepla
Michal Koutník
3
Zkušenosti ze spoluspalování biomasy v Teplárně Písek, a.s.
František Meloun
5
Přestavba výtopny na biomasu v Plané
Radek Matuška
Možnosti využití potenciálu dřevní hmoty ve městě
Vladimír Jandásek, Martin Šroubek
Příležitosti obcí ze strukturálních fondů v období
2007 - 2013
Helena Součková
Metodika potenciálu biomasy na modelovém území
Plzeňského kraje
Kamila Havlíčková, Jan Weger, Jiří Suchý
Optimalizace napojování dlouhých deskových
otopných těles - 1. část Teoretické řešení
Roman Vavřička
8
11
15
18
21
3T/2
Nadměrná kondenzační výroba elektřiny
Jaroslav Kadrnožka
3
Marketing v teplárenství - možnosti a specifika využití
Michal Koutník
8
3
Dlouhodobá potřeba elektrické energie a tepla v ČR
a rizika v podmínkách smlouvy EU a evropské energetické
politiky - 2. část
Miroslav Kubín
6
Trigenerace a absorpční chlazení
Vladimír Křenek
11
SUMMERHEAT - Evropský projekt využití tepla
v letním období
Daniel Bubenko
14
Chlad ze slunce
Renata Špeciánová
16
Příprava realizace záměru zákona 458/2000 Sb.
v Pražské teplárenské, a.s.
Milan Trojan
19
3T/5
Úspory energie a energetická efektivnost
z pohledu inženýrské organizace
Jiří Synek
3
Korozní chování vybraných materiálů
v prostředí kotlů spalujících biomasu
Josef Cizner
7
Technologie pro využití OZ - novinky
Jaroslav Kára, Roman Koutný
11
Cenová mapa
Pavel Kaufmann
12
Rychle rostoucí dřeviny pro energetické využití v ČR
Kamila Havlíčková, Jan Weger, Jiří Suchý
14
Energie z biomasy
Pavel Noskievič
13
Optimalizace napojování dlouhých deskových otopných
těles - 2. část
Roman Vavřička
18
Diskuze k článku
„Nadměrná kondenzační výroba elektřiny“
Ladislav Černý, Jaroslav Kadrnožka, František Švrček
16
Zkušenosti s produkcí energetické biomasy
Vlasta Petříková
Demonstrační jednotka flexibilního energetického
systému
Kamil Stárek, Pavel Milčák, Ladislav Vilimec
19
22
3T/3
Technická opatření k dosažení emisních limitů po roce
2015 a jejich možnosti
Jaroslav Rubek, Jiří Pliska, Bohuslav Janeba
Dlouhodobá potřeba elektrické energie a tepla v ČR
a rizika v podmínkách smlouvy EU a evropské
energetické politiky
Miroslav Kubín
Ekologické daně
Robert Pelka
Městské teplárny - základ ochrany proti blackoutu
Ivan Beneš
3T/6
3
6
11
14
Rozúčtování nákladů na vytápění na konečného
spotřebitele a nákladů na přípravu a dodávku teplé vody
Vilibald Zunt
18
Inkrustace a koroze potrubí pitné i teplé užitkové vody
Richard Roušal
21
TEPO s.r.o. Kladno
Pavel Kaufmann
3
Rizika, hrozby a problematická místa
Pavel Kaufmann
7
Technologie separace a ukládání CO2 v energetice
– mírný pokrok, k širšímu využití však zatím daleko
Aleš Laciok
12
Měření spotřeby centrálně připravované teplé vody
na vstupech do objektů
Václav Edr
16
Zplyňování paliv a odpadů
Dagmar Juchelková,
H. Raclavská, V. Roubíček, P. Bartoš, R. Smelík
18
21
Krátké zprávy
JE NA OBZORU DALŠÍ MOHUTNÝ ZDROJ ENERGIE?
V současné době mohou již moře a oceány poskytovat mechanickou
energii pohybujících se vln nebo také slapovou energii. To ale není
vše, co moře může ještě nabídnout. Potenciálně bude možno zachytit
a přeměnit obrovská množství tepla, které produkuje magma neustále
unikající průduchy na mořském dně. Jedná se o jakousi podmořskou
verzi geotermální energie.
Podle kalifornského vědce Bruce C. Marshalla se jen málo pozornosti
věnovalo velkému, ale zatím nevyužitelnému zdroji energie, kterým
jsou hydrotermální průduchy na dně moří a oceánů. Magma z velké
hloubky zemské kůry si trvale razí cestu k povrchu a nutí tektonické desky
k oddělování. Když se tyto desky od sebe separují, hornina pod nimi se
částečně taví a vytváří magma, které stoupá vzhůru, zaplňuje mezery
a způsobuje další rozšiřování mořského dna. Tektonická deska je masivní
částí litosféry, která se pohybuje na astenosféře, tj. na horké poloplastické
vrstvě. Tektonické desky se pohybují nezávisle na sobě, někdy na sebe
narážejí, jindy po sobě kloužou. Zemský povrch má na 10 - 12 velkých
tektonických desek a mnohem více menších. Tyto desky, z nichž každá
má tloušťku 96,5 km, se pohybují rychlostí asi 2,54 cm za rok.
Hydrotermální průduchy jsou přírodní gejzíry magmatem přehřáté
vody, které se nacházejí na vrcholech oceánských hřebenů po celé
planetě v hloubce 2285 m. Některé ostrovy, jako například Island,
Bermudy a Azory, jsou produktem tektonického pohybu desek ve
Středoatlantském hřebenu. Pohyb tektonických desek vytváří trhliny na
mořském dně, do nichž se dostává voda pod vysokým tlakem. Magma
ohřívá mořskou vodu na teplotu 400 °C a vytváří gejzír o rychlosti
1 - 5 m/s. Protože je tlak až 3200 psi, voda se nemění v páru. Okolní
chladná voda způsobuje, že se kovy a minerály vysrážejí a padají na
mořské dno. Precipitát obsahuje železo, zlato, stříbro, měď, zinek
a další kovy.
Hloubka 2285 m není lidmi nedosažitelná, neboť ropné a plynové
plošiny v Mexickém zálivu jsou ve vodě hluboké 1609 m. A z těchto
plošin se dál vrtá až do hloubky kolem 11 km. Mapování a využití vulkanických průduchů nebude o nic větší technická výzva, než jsou vrty
na naftu. Bude však mnohem složitější hydrotermální energii zachytit
a ekonomicky ji přeměnit na elektřinu. Mohutnost sledovaných průduchů
je obrovská. Například hřeben Juan de Fuca Ridge, vzdálený 322 km od
Seattlu, má aktivní průduchové pole přes 152 m široké a 305 m dlouhé.
Uvnitř tohoto pole existuje přes 15 průduchů o průměru do 27 m, které
neustále chrlí vodu o teplotě 370 °C rychlostí 2,7 až 4,7 m/s. Každý
z těchto průduchů teoreticky nabízí tepelný výkon 40 GW.
Marshall navrhuje systém, který by přivedl vysokoteplotní kapalinu
prostřednictvím sítě izolovaných potrubí do elektrárny na plošině, jaké
využívají ropné společnosti. Podle něj by kapalina stoupala vzhůru díky
kombinaci rychlosti průduchu, konvekce a vedení a rychlého pohybu
tlakové páry. Pára nyní vzniká tím, že přehřátá voda stoupá vzhůru
a současně se snižuje tlak. Nejbližší analogií, která zde přichází v úvahu,
je geotermální systém, kdy se ale „solný“ roztok vrací buď na mořské
dno, nebo se zpracovává k získání minerálů. Tento přístup ale naráží na
známou náchylnost geotermálních kapalin erodovat a zanášet povrchy
potrubí. Druhým možným přístupem by bylo napodobení uzavřené
smyčky zemského zdroje nebo geotermálního čerpadla. V tomto případě by hydrotermální systém využíval tepelný výměník k absorbování
energie z oceánských průduchů. Pracovní kapalina by přenášela svou
tepelnou energii do binárního energetického systému podobně, jako je
tomu u dnešních geotermálních elektráren. Zřejmou překážkou by zde
ale bylo velké množství pomocné energie potřebné k recirkulaci pracovního média. Vyrobená elektřina by byla přenášena na břeh systémem
podmořských kabelů stejnosměrného proudu o vysokém napětí.
Dnes zbývá identifikovat mnoho technických a ekologických problémů.
Nedávné průzkumy hydrotermálních průduchů, které uskutečnily americké organizace US National Oceanic and Atmospheric Administration
22
a The Woods Hole Oceanographic Institute, odhalily překvapující různorodé formy života, které neexistují jinde na naší planetě. Mezi nimi
jsou rostliny, které využívají chemosyntézu místo fotosyntézy, aby přežily
v tmavých hloubkách. Někteří vědci se dokonce domnívají, že podzemní
vulkanické průduchy byly tou silou, která stála za vznikem „prvopočáteční
polévky“, která vedla k prvním formám života na Zemi.
Podmořské průduchy byly objeveny teprve před třiceti lety, ale již
tehdy byl uznáván jejich potenciál k získání obrovského množství energie. V časopise National Geographic News ze dne 12.prosince 2005 je
zpráva o hydrotermálním ložisku v Indickém oceánu, které je téměř
1609 m dlouhé a obsahuje ekvivalent tepelného energetického výkonu
100 000 MW. Ve zprávě se rovněž uvádí, že tepelný výkon všech známých
průduchů na světě představuje 17 000 000 MW, což je přibližně dnešní
celkový výkon elektráren na světě. Jiné velké průduchy jsou známé při
pobřeží USA, Číny, Japonska, Koreje, Jižní Ameriky a také ve Středozemním a Mrtvém moři. Navíc existují ještě desetitisíce mil oceánských
hřebenů, které dosud nebyly prozkoumány.
Jules Verne jednou napsal, že „cokoliv si jeden člověk může představit, jiní to budou schopni realizovat“. Marshall sice není Verne,
ale oba muži mají zajímavou vizi, jak využít obnovitelnou energii
oceánu ve prospěch lidstva. Kdyby se podařilo uskutečnit uzavřený
hydrotermální cyklus s účinností jen 1 % u 15 průduchů v oblasti Juan
de Fuca Ridge, bylo by možno získat obnovitelnou energii o kapacitě
6000 MW. I když zatím nelze hovořit o bezprostředním využití této
energie, tato myšlenka si zaslouží další výzkum ze strany expertů zabývajících se vrtáním na mořském dně, vulkanologů, biologů a odborníků
na geotermální energii.
Peltier, R.: Tapping seafloor volanic vents. Power, 2008, č. 7, s. 94 - 96,
zkrácený překlad
SPOJENÉ KRÁLOVSTVÍ:
JE ZELENÁ REVOLUCE ROZUMNOU STRATEGIÍ?
Revoluce stojí peníze a zelená revoluce britské vlády, týkající se podílu
OZE do roku 2020 podle cílů EU, není výjimkou. Podíl OZE by se měl
zvýšit z méně než 5 % dnes na 35 % v příštích dvanácti letech. Tato
zelená revoluce by si vyžádala minimálně 100 miliard GBP. Když se
vezmou v úvahu tyto náklady a potřeba instalovat 7000 větrných turbín,
pak se nelze divit, že experti pochybují o vizi vlády v oblasti OZE. The
Royal Academy of Engineering uvedla, že byly zcela podhodnoceny
technické problémy, pokud jde například o řízení projektu nebo problémy se zásobovacím řetězcem. Kromě technických problémů jsou
zde ale i problémy s náklady. Před dvěma měsíci oznámila společnost
Shell, že odstupuje od výstavby příbřežní větrné farmy London Array
offshore, a jako důvod uvedla vysoké náklady. Také společnosti Centrica
a E.On nezávisle na sobě uvedly, že ekonomika větrných elektráren
je marginální. Díky velké poptávce po větrných turbínách jejich ceny
rostou - za poslední dva roky to bylo o více než třetinu na 1,5 milionu GBP a předpokládá se růst o dalších 10 % ročně do roku 2010.
A protože se zde ještě nebral zřetel na růst ceny oceli, lze očekávat, že
ceny turbín ještě porostou. Větrná energie je drahá a velmi spoléhá na
vládní dotace v rámci legislativní podpory OZE (Renewable Obligation).
Větrné elektrárny mají navíc nízký koeficient využití výkonu, který je
u větrných elektráren na pevnině 23 % a na moři 25 %. Z dlouhodobého hlediska nelze pochybovat o významu OZE. Nelze ale zvýšit
jejich podíl z méně než 5 % na 35 % v průběhu 12 let. Zdá se, že by
bylo užitečnější více investovat do technologií záchytu a ukládání CO2.
Ze střednědobého hlediska by byla zajištěna energetická bezpečnost
při nižší produkci CO2 a byl by umožněn postupný rozvoj OZE s cílem
splnit dlouhodobé cíle ve snižování emisí CO2.
Wilcox, J.: Is a renewable revolution a prudent strategy?
Modern Power Systems, 2008, č. 8, s. 9, zkrácený překlad
VYUŽITÍ TEPLA Z RAFINERIE
MOTOROVÁ TEPLÁRNA V LUDWIGSHAFENU
Nejdůležitějším dodavatelem tepla do systému CZT v Karlsruhe je parní
elektrárna Rheinhafen energetické společnosti EnBW (Baden-Württenberg),
která pracuje v kombinovaném teplárenském cyklu. Vedle toho městské
podniky provozují teplárnu West a výtopny Ahaweg, Waltstadt. Nyní přibude dodávka odpadového tepla z výroby v rafinerii Oberrhein. K tomu
bude do r. 2010 vybudován 5 km dlouhý napáječ. Potřebné investiční
prostředky činí asi 30 mil. Euro. Nízkoteplotní teplo z rafinerie představuje
přídavný zdroj bez emisí CO2, značně nezávislý na vývoji cen ropy. Po
dostavbě napáječe (plánovaný termín srpen 2010) bude 95 % tepla pro
CZT pocházet z kombinované výroby (KVET). Využití odpadového tepla,
které je k dispozici celoročně, způsobí, že teplárna bude muset najíždět
méně často. Navíc umožní rozšířit oblast zásobovanou soustavou CZT.
K vyvedení tepla bude v rafinerii instalováno až 12 moderních deskových
výměníků. V první fázi se získá z rafinerie tepelný výkon 40 MWt, čímž
vzroste účinnost procesu v rafinerii o 3 % a ušetří se cca 65 000 t/r. emisí
CO2. Při úspěšném průběhu projektu by se dalo využít pro CZT v Karlsruhe
dalších 40 MWt.
V průmyslovém parku Ludwigshafen zásobuje společnost pro energetické
služby MVV Energie zde působící chemické firmy elektrickým proudem,
párou pro technologické účely, ale také surovou i pitnou vodou, stlačeným vzduchem a zemním plynem. Převzala 60 let starou teplárnu na
hnědé uhlí a zásobování energií zmodernizovala nákladem větším než
27 mil. Euro. Nejprve bylo staré uhelné zařízení nahrazeno paroplynovým blokem 12 MWe s využitím energie paliva vyšším než 80 %. Tím
klesla emise CO2 o 80 000 t/r, spotřeba zemního plynu vzrostla naopak
šestinásobně na 450 000 MWh/r. Nyní byla uvedena do provozu v tomto
parku ještě jedna z největších motorových tepláren v Německu se třemi
motory 4,3 MW a jedním společným spalinovým kotlem (teplota spalin z motorů 480°C), který dává přehřátou páru 5 bar/190°C (celkem
15 000 MWht). Celková dodávka páry odběratelům bude 15 000 MWht,
40 000 MWhe elektrické energie se dodá do veřejné sítě. Elektrická
účinnost plynových motorů je 42 % a celková účinnost blokové teplárny
při plném využití nízkoteplotního tepla z chlazení motorů a oleje je vyšší
než 85 %. Tato motorová teplárna na zemní plyn ušetří ve srovnání
s výrobou elektřiny a tepla z oleje 15 000 t/r CO2.
Energie a Management č. 19/2008, str. 11
KVET V PORÝNÍ - FALCKU
Dnes se v této spolkové zemi vyrábí 10,7 TWhe, což je asi třetina potřebné
elektřiny. Z toho v KVET se vyrábí 4,7 TWhe. Zemská vláda chce výstavbou
nových a zahušťováním stávajících tepelných sítí zvýšit do r. 2020 podíl
výroby v KVET alespoň na 30 %. Podporuje proto budování tepelných sítí
a přispívá na jejich zřizování finančně v případech, kdy dotace spolkové
vlády i jiné dotace nepostačují.
Euro Heat and Power č. 7 - 8/200, str. 10
TEPLÁRNA NA DŘEVOPLYN
Městské energetické podniky v Neu Ulm chtějí zřídit v blízkém Senden zařízení na zplyňování zbytků dřeva z lesa podle vzoru zařízení z rakouského
Güssingu, kde je od r. 2002 v provozu. Toto parní zařízení má cirkulující
fluidní vrstvu a jeho tepelný výkon je 8 MWt. Vyrobený syntézní plyn se
spotřebovává v blokové teplárně. Bloková teplárna městských podniků
Ulm v Senden bude mít výkon 5 MWe a 6,5 MWt.
TEPLÁRNA PRO ZÁSOBOVÁNÍ CHEMICKÉHO PRŮMYSLU
Fa KGW se zabývá contractingem (ve firmě má podíl E.ON Energy Projects
– 69,9 %, Badenova 25,1 % a DSM - zákazník 5 %). Fa KGW rozšiřuje
svoji činnost i na teplárenství. Od srpna 2004 provozuje paroplynovou
teplárnu v Grenzach - Wylagu s výkonem 41 MWe, cca 80 MWt (bez
špičkových a záložních zdrojů), která do 17. 2. 2008 vyrobila již 1 TWhe.
U tepla bylo této hranice dosaženo už v polovině r. 2007. Teplárna může
dosahovat celkového využití energie paliva 80 %, čímž se již v období
2005 – 2007 ušetřilo cca 90 000 t CO2. Teplárna zásobuje 3 závody
chemického průmyslu elektřinou (170 kWhe/r.) a párou pro technologické
účely (370 GWht/r). Asi 60 % tepla odebírá fa DSM, Nutrical Products
30 % a 10 % Hoffmann La Roche AG. Při zásobování všech tří zákazníků
elektřinou je přebytek 130 GWhe, které provozovatel prodává do veřejné sítě. Na začátku tohoto projektu převzala fa KGW od zákazníka jeho
uhelnou teplárnu a přebudovala ji na paroplynovou centrálu. K tomu
potřebné investice činily cca 39 mil. Euro, z čehož KGW hradila 33 mil.
a DSM 6 mil. Euro.
TEPLÁRENSTVÍ V BERLÍNĚ
Dnes je v Berlíně 10 tepláren společnosti Vattenfall a 280 blokových
tepláren, které dohromady kryjí 42 % spotřeby elektřiny ve městě.
Délka tepelných sítí je 1500 km a v důsledku podpory, kterou nyní
umožňuje novelizovaný teplárenský zákon, se budou dále prodlužovat.
Z tepelných sítí je teplem zásobováno cca 600 000 bytů, četné veřejné
budovy a živnostenské provozy. Klade se důraz i na využití mikroagregátů
pro rodinné domy a malých decentralizovaných zařízení (blokových
tepláren) pro obytné domy. Dnes se z kombinované výroby pokrývá
30 % celkové spotřeby tepla Berlína a zmíněných 42 % elektřiny je však
reálné, aby její podíl vzrostl do 12 let na 60 %.
Firma Greenenviroment, která dodává od r. 2006 plynové mikroturbíny
amerického výrobce Capstone s výkonem 65 kWe, 125 kWt, má od června
2008 v prodeji rovněž větší typ téhož výrobce. Jeho výkon je 200 kWe,
364 kW
Wt a je vhodný těmito výkony pro zemědělská zařízení na bioplyn.
Rostoucí ceny energie i dopravy a potřeba zajistit spolehlivost zásobování
země energií vede k znovuotevírání dávno uzavřených britských uhelných
dolů. V padesátých letech se ovšem vytěžilo z téměř 1000 dolů více
než 200 mil t/r, zatímco v r. 2007 to bylo 16,3 mil. t z 52 horních děl.
V roce 2008 se poprvé od r. 2001 těžba uhlí opět zvýší.
VELKÝ TEPLÁRENSKÝ BLOK V SRN
V září 2008 byl položen základní kámen k teplárenskému bloku č. 8
v parní elektrárně Rheinhafen v Karlsruhe. Bude mít dtto elektrický výkon
910 MW
We a možný tepelný výkon 220 MW
Wt. Palivem bude černé uhlí. Velká
pozornost se věnuje čištění spalin, příslušná zařízení dodá rakouská firma
AEE. Zakázka zahrnuje elektrofiltry, sací ventilátory, odsiřování a odvod
spalin do komína i zásobníky na příslušné provozní hmoty a popílek. Její
hodnota činí cca 75 mil. Euro.
Podle rozsudku Německého spolkového soudního dvora ze září 2008 je
nájemník povinen souhlasit s napojením svého bytu a zásobováním teplem
ze sítě napájené z tepláren. Takové řešení vede totiž ve smyslu zákona
k úspoře energie. Přitom nezáleží, jaká je konečná spotřeba tepla u tohoto
nájemníka. Pokud by takové řešení vyvolávalo neodůvodněnou tvrdost pro
něho a ostatní členy domácnosti, může se bránit soudní cestou.
23
Contens
Inhalt
TEPO s.r.o. Kladno - a new member of the District Heating Association
TEPO s.r.o. Kladno, das neue Mitglied der Heizkraftwirtschaftvereinigung der
Tschechischen Republik
Pavel Kaufmann
At the beginning of this year´s heating season, we undertook a trip to get acquainted
with an interesting project in Kladno. The company we visited - TEPO Kladno s.r.o. – a
heat energy distributor and a new member of the District Heating Association of the
Czech Republic - was established in 1990 during the re-structuring of the municipal
housing fund by the separation of heat distribution operations. Among the company´s
responsibilities, besides the district heating, was also the maintenance of housing
facilities. The company was founded as a municipal subsidy organization.
Risks, threats and problematic issues of a forced reconstruction of public heating
stations and power plants from brown coal to natural gas and biomass between
2012 – 2013 due to the lack of brown coal.
Pavel Kaufmann
A specialized study was submitted to the “Pačes Committee” in June 2008, reporting
about the forced brown coal heating plants reconstruction to natural gas and biomass
butning facilities. The report is a clear evidence that if the exploitation is maintained
on the same level only within the Territorial Ecology Limits (TEL) of 1991, that is no
shift to the ČSA and Bílina quarry second stage is performed, the exploitable coal
supplies will be depleted much sooner that it was expected (see the State Power
Engineering Concept 2004 + 407 mln. tons of brown coal).
Separation technologies and CO2 storage in power engineering – a slight
progress, but a long way to its wider use
Aleš Laciok
Separation technology and CO2 storage have probably been an only option so far to
essentially reduce the greenhouse gas emissions in fossil-fuel based power engineering.
Operational testing, identification of conditions for its functional use and for the
creation of legislation framework present the challenges for the next summer.
Measuring of centrally made hot water consumption at object inlets
Václav Edr
The article summarizes the basic requirements for measuring hot water consumption
at building inlets from the very beginning up to now. The author further describes
the development of the requirements on the operators and measuring devices
suppliers, including the expected development of terminology up to the measuring
devices installations.
Fuel and Waste Gasification – Fuels and Substrates I.
Dagmar Juchelková
The article deals with the problems of municipal waste utilization by means of thermal
methods. Attention is paid mainly to mechanical-biological municipal waste processing
and to the ways of chemical fractions use. The findings analyzed in the article result
from the research done by the employees of the Technical University of Ostrava.
To correctly interpret the results, it is essential to develop extensive international
cooperation between the project team and universities abroad.
24
Pavel Kaufmann
Am Anfang der diesjährigen Heizungssaison haben wir uns auf den Weg gemacht,
um ein interessantes Projekt in Kladno zu besuchen. Die besuchte Gesellschaft TEPO
Kladno s.r.o., der Verteiler und Auslieferer der thermischen Energie und ein neues
Mitglied der Heizkraftwirtschaftvereinigung der Tschechischen Republik, entstand
im Jahre 1990 bei der Neugliederung des Gemeindewohnungsbetriebs, und zwar
durch die Abtrennung der mit der Wärmeverteilung verbundenen Aktivitäten.
Ursprünglich sorgte nämlich die Gesellschaft neben der Heizung auch für die Wartung
der Wohnbausubstanz. Sie wurde als Beitragsorganisation der Stadt gegründet.
Risiken, Bedrohungen und problematische Stellen des aufgezwungenen Umbaus
der öffentlichen Wärmeheizwerke und betrieblichen energetischen Werke von der
Braunkohle auf Erdgas und Biomasse in den Jahren 2012 – 2013 aufgrund des
Mangels an Braunkohle
Pavel Kaufmann
Aus der an die sogenannte „Pačes´ Kommission“ übergegebenen Fachstudie zur
Problematik des aufgezwungenen Umbaus von der Braunkohle auf Erdgas und
Biomasse ergibt sich ganz deutlich und nachweislich, dass es bei der Fortsetzung
des gegenwärtigen Tempos von Kohlenbergbau nur im Rahmen der Ökologischen
Gebietlimite (ÚEL) aus dem Jahre 1991, also ohne ihre Verschiebung in die II. Etappe
der Kohlenbergwerke ČSA und Bílina (siehe das Staatsenergiekonzept 2004 + 407
Millionen Tonnen der Braunkohle) zu der Ausbeutung der gewinnbaren Vorräte viel
früher kommt, als ursprünglich angenommen wurde.
Technologie der Trennung und Ablage von CO2 in der Energiewirtschaft – ein
mäßiger Fortschritt, zu einer breiteren Ausnutzung ist es noch bis jetzt sehr weit
Aleš Laciok
Die Technologie der Trennung und Ablage von CO2 ist wahrscheinlich die einzige
Möglichkeit für eine grundlegende Senkung der Emissionen von diesem Treibhausgas
in der Energiewirtschaft, die auf den fossilen Brennstoffen basiert. Ihre Überprüfung
in der Praxis, Identifikation der Bedingungen für ihre rationale Anwendung und
Schaffung des notwendigen Gesetzgebungsrahmens sind eben die Aufforderungen
für die nächsten Jahre.
Messung des Verbrauchs des zentral vorbereiteten Warmwassers an Eingängen
in die Objekte
Václav Edr
Im Artikel sind die grundlegenden Forderungen für die Messung des Warmwassers
an Eingängen in die Objekte zusammengefasst, und zwar von ihren Anfängen bis zur
Gegenwart. Ferner ist hier auch die Entwicklung der Anforderungen an die Betreiber
und Zulieferer der Messgeräte angeführt, einschließlich der zu erwarteten Entwicklung
der Termine zur Montage der Messgeräte.
Vergasung der Brennstoffe und Abfälle – Brennstoffe und Substrate I.
Dagmar Juchelková
Der Artikel beschäftigt sich mit der Problematik der Ausnutzung des kommunalen
Abfalls durch die thermische Methode. Es wird die Aufmerksamkeit vor allem der
Problematik der mechanisch-biologischen Verarbeitung des kommunalen Abfalls und
den Arten der Ausnutzung der entstandenen Fraktionen.
Die im Artikel verarbeiteten Erkenntnisse entstanden aufgrund der Forschungsarbeiten
der Mitarbeiter der Bergbauhochschule bzw. der Technischen Universität Ostrava
auf diesem Gebiet. Für eine Qualitätsinterpretation der Ergebnisse ist ebenfalls
die internationale Kooperation der Problemlösungsgruppe mit Ausland von einer
großen Wichtigkeit.

3T - teplo, technika, teplárenství 6/2008

Transkript

Podobné dokumenty

„Koloběh vody“ „Wasserkreisläufe“

Spolednost Reima Spolednost Reima byla - Baby

connection data - survey technisches datenblatt

Provozní pokyny pro uživatele

Provozní řád – Dům s apartmány

Ruční zápis dat při selhání tachografu Manually data entry by

Sada A

ročník 12 - Teplárenské sdružení České republiky