milí čtenáři - Teplárenské sdružení České republiky

4/2015
1
4
2015
internetový časopis podnikatelů v teplárenství ▪ www.tscr.cz ▪ vychází jako dvouměsíčník ▪ ročník 25
MILÍ ČTENÁŘI,
Veolia Energie umí z dálkového tepla
udělat chlad
Antonín Balnar
2
O novele energetického zákona
a zákona o podporovaných zdrojích
Martin Tužinský
3
Ostravští vědci zdokonalují možnosti
sezonní akumulace tepla v zemi
Pavel Kaufmann
4
Nejsevernější uhelná teplárna chce
ukládat emise pod zemí
Jolana Bugáňová
6
Bioplynové stanice – zmařená šance
na efektivní využití zelené energie
Pavel Kaufmann
7
Vydavatel:
Teplárenské sdružení České republiky
Partyzánská 1/7, 170 00 Praha 7
[email protected]
www.tscr.cz
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. Zasláním příspěvku
autor uděluje pro případ jeho vydání vydavateli svolení
vydat jej v jeho elektronické podobě na internetových
stránkách TS ČR, popř. CD – ROM nebo v jiné.
18. května letošního roku schválila vláda usnesení č. 362 o Státní energetické
koncepci České republiky. Po více než 11 letech tak máme nový základní energetický dokument, o jehož přijetí se neúspěšně pokoušelo několik předchozích vlád
i ministrů průmyslu a obchodu.
Velmi stručně a zjednodušeně lze v dokumentu nastíněnou transformaci české
energetiky charakterizovat jako přechod od uhlí k jádru. Počítá se ale i s podstatným
rozvojem decentralizované energetiky na bázi obnovitelných zdrojů energie. Důraz
je kladen také na úspory energie v celém energetickém řetězci od výroby přes distribuci až po konečnou spotřebu. V těchto kulisách se tedy má odehrávat budoucnost
teplárenství, kterému Státní energetická koncepce s ohledem na jeho význam pro
domácnosti i hospodářství věnuje značnou pozornost.
Prioritní zachování ekonomicky i energeticky efektivních systémů zásobování tepelnou
energií patří mezi základní axiomy koncepce. „V současnosti představují soustavy zásobování tepelnou energií založené na uhlí významnou konkurenční výhodu pro průmysl
i obyvatelstvo. Tuto výhodu je nezbytné udržet a posílit zajištěním podmínek pro transformaci a dlouhodobou stabilitu těchto systémů“, píše se v dokumentu.
Domácí uhlí má podle koncepce i nadále tvořit rozhodující palivovou základnu teplárenství spolu se zemním plynem, obnovitelnými a druhotnými zdroji energie, využitím tepla
z jaderných elektráren a elektřinou. Kvalitní hnědé uhlí by mělo být přednostně směřováno
do kombinované výroby elektřiny a tepla. Cílem je zajistit dlouhodobou dostupnost uhlí pro
teplárenské systémy a přednostní dodávky uhlí do soustav zásobování tepelnou energií
s vysokou celkovou účinností napříč celým výrobním systémem včetně rozvodů tepla.
K tomu mají být využity legislativní i ekonomické nástroje.
Stát chce podporovat územní rozvoj soustav zásobování teplem tam, kde je to reálné
a efektivní, s cílem využití přebytku tepelného výkonu v důsledku úspor v budovách. Naopak
má být podporována restrukturalizace energeticky a ekonomicky neefektivních systémů
dodávek tepla všude tam, kde je předpoklad dosažení vyšší energetické účinnosti.
S tím vším nelze než souhlasit, otázka je, jak to bude v praxi. Minulá koncepce
zůstala víceméně ležet na dně úředních šuplíků a nikdo si s jejím dodržováním při
konkrétním rozhodování hlavu moc nelámal. Skeptici nejspíš namítnou, že není žádný
důvod, proč by tomu mělo být tentokrát jinak. Ten důvod ale přece jen existuje. Najdeme ho v novele zákona o hospodaření energií, která vyšla v květnu letošního roku ve
Sbírce zákonů pod číslem 103/2015 a účinnosti nabyde 1. července. Je jím prostá věta:
“Státní energetická koncepce je závazná pro výkon státní správy v oblasti nakládání
s energií.“ Napříště by tedy státní správa neměla přinejmenším přijímat rozhodnutí,
která budou s energetickou koncepcí v přímém rozporu.
V novele zákona o hospodaření energií se myslelo i na větší provázanost
s územními energetickými koncepcemi, které povinně zpracovávají kraje a hlavní
město Praha. Jejich návrhy budou nově před vydáním posuzovat ministerští úředníci
právě s ohledem na zajištění souladu se Státní energetickou koncepcí. Vodítkem
pro aktualizaci územních energetických koncepcí bude nové nařízení vlády, které
by mělo v dohledné době nově stanovit požadavky na jejich obsah.
Historie nás učí, že nekoncepční kroky bývají v energetice draze zaplaceny.
Nezbývá tedy než doufat, že do budoucna bude vývoj přece jen méně chaotický
a teplárenství se od státu konečně dostane skutečné materiální a nikoli jen deklaratorní morální podpory.
Ing. Martin Hájek, Ph.D.,
ředitel výkonného pracoviště Teplárenského sdružení ČR
4/2015
Veolia Energie umí z dálkového tepla
udělat chlad
Léto bývá v našich zeměpisných šířkách obdobím, kdy
se o vytápění moc nestaráme. Málokdo však ví, že se
dálkové vytápění může uplatnit i v létě, a to při výrobě
chladu. Jednou ze společností, která má s jeho výrobou
a dodávkou u nás největší zkušenosti, je Veolia Energie
ČR. Ta již patnáct let dodává chlad do obchodních, kancelářských, bytových i průmyslových prostor. Samotná
mateřská společnost Veolia je pak největším výrobcem
a dodavatelem chladu v Evropě.
Už v roce 2001 začala Veolia Energie zásobovat chladem
první objekty s nákupními a zábavními prostory společnosti
Intere IKEA Centre v Ostravě. Kombinace systému dálkového
vytápění s moderní technologií absorpčního chlazení nahradila
klasický záměr použití elektrických kompresorů a přispěla ke
zlepšení energetické účinnosti přímým užitím tepla místo elektřiny a snížení hlučnosti. Zákazník ocenil také deklarovanou
30letou životnost zařízení, jednoduchou údržbu, menší rozměry,
zrovnoměrnění tepelných potřeb, zlepšení účinnosti kogeneračních jednotek a nízké provozní náklady.
Začátkem roku 2010 pak byla zahájena výstavba dalších
objektů pro komerční využití v severní a jižní oblasti areálu Avion
Shopping Park. I nové budovy byly napojeny na horkovody Veolie
Energie pro dodávku tepla, ale i k výrobě chladu absorpční metodou.
Veolia Energie zde provozuje systém absorpčního chlazení. Dodávky energií byly zahájeny v únoru 2011. Celkem je chlad dodáván pro
více než 200 obchodů o celkové rozloze okolo 100 000 m2. Chlad
je zde vyráběn ve třech absorpčních jednotkách z tepelné energie
dodávané prostřednictvím soustavy zásobování teplem.
Dalším přírůstkem byl od svého otevření v březnu 2012
areál Nové Karoliny o rozloze 32 hektarů v Ostravě, zahrnující
obchodní, kancelářské a bytové objekty. Byla zde vytvořena
první síť chladu u nás, jež představuje jedinečný systém svého
druhu v ČR. Chlad pro zajištění klimatizace je vyráběn v jednom
centrálním zdroji a poté distribuován ve formě studené vody
o teplotě 6 °C dálkovými rozvody do objektů nového komplexu.
Toto řešení umožňuje větší míru využití komerčních prostor
díky odbourání jednotlivých klimatizačních jednotek v objektech
a také lepší využití energetické účinnosti v porovnání s individuálními systémy klimatizace.
Celková chlazená plocha objektů v první etapě přesahuje
100 000 m2 obchodních a kancelářských prostor s více než
240 obchody (plocha 15 fotbalových hřišť). V současné době
jsou v centrálním zdroji chladu instalovány 4 chladicí jednotky
o celkovém výkonu 14 MWch, což lze přirovnat k příkonu 45 000
moderních 250litrových ledniček s mrazákem. Tato chladicí
kapacita umožní roční dodávku chladu 15 000 MWh v závislosti
na typu spotřeby chladu. Pro vytápění jsou jednotlivé objekty
komplexu rovněž napojeny na soustavu zásobování teplem
od Veolia Energie ČR. Instalované kapacity v areálu Nová Karolina umožní roční dodávku tepla 80 TJ, což odpovídá roční
spotřebě tepla pro vytápění a ohřev vody 2700 ostravských
domácností.
Vedle služeb pro bytové jednotky a nákupní centra tvoří samostatnou kapitolu dodávky chladu pro průmysl. V dolech OKD
Veolia Energie zajišťuje výrobu, dodávku a distribuci nejen elektrické energie, tepla, teplé vody, stlačeného vzduchu, dusíku, ale
i chladu. Zařízení pro jeho výrobu pro Důl ČSA v Karviné uvedla
Veolia Energie do provozu v dubnu 2013. Chlad je dodáván do
centrální důlní klimatizace. Ta je nezbytná ke zvýšení bezpečnosti
práce a pro zlepšení mikroklimatických podmínek v dole, bez ní
by nebylo možné dobývat uhlí z hloubky až 1300 metrů. Přibližně
každých 100 m hloubky se zvýší teplota až o 3,3 °C.
Pro výrobu chladu bylo v první etapě instalováno zařízení
o výkonu 10 MWch, což lze přirovnat k příkonu více než 32 000
moderních ledniček o objemu 250 litrů s mrazákem. Zařízení
pro výrobu chladu, které bylo vybudováno v rekordně krátkém
čase, je umístěno v budově kompresorové stanice na Dole ČSA
v Karviné a jeho základ tvoří tři chladicí jednotky. To představuje
průtok 500 m3 chladicí kapaliny za hodinu. V primárním chladicím
okruhu má voda dodávaná do dolu jen + 2,4 °C. Celková délka
rozvodného potrubí chladu v dole včetně rozvodu ve vtažné jámě
Jan dosahuje 32 100 metrů.
Chladicí jednotky využívají navíc také možnosti „free coolingu“
v uzavřeném systému. Tedy využití studeného venkovního vzduchu
při nízkých venkovních teplotách pro výrobu chladu (chladicí vody)
v chladných obdobích bez nutnosti používání kompresorového chlazení.V lednu 2015 byl ve spolupráci s firmou GASCONTROL rozšířen
rozsah služeb pro OKD v zajištění dodávek chladu na lokalitě ČSM. Pro
Veolii Energie to znamená dodávky v objemu 55 000 MWh ročně.
S dodávkou chladu má u nás zkušenosti i Plzeňská teplárenská, která začala v roce 2003 chladit sladovnu plzeňského
Prazdroje. Pokračovala pak s dodávkami chladu v Západočeské
univerzitě a ve Fakultní nemocnici, v Obchodním domě Dvořák
nebo v Park Hotelu Plzeň. V Evropě mají největší zkušenosti
s dálkovým chlazením ve Francii s roční dodávkou 3380 TJ
chladu (největší soustava zásobování teplem je v Paříži, má
délku 52 km a při výkonu 224 MWch dodává ročně kolem 1000
TJ chladu) a ve Švédsku s roční dodávkou rovněž přes 3000 TJ
(soustava ve Stockholmu má délku 60 km a při výkonu 280 MWch
dodá ročně 1260 TJ chladu). Dalšími průkopníky v chlazení jsou
Německo a Finsko.
Antonín Balnar
4/2015
Stručně o novele energetického zákona
a zákona o podporovaných zdrojích
Pod číslem 131/2015 Sb. vyšla ve Sbírce zákonů již
více než dvacátá novela energetického zákona, která
mění i další zákony včetně zákona o podporovaných
zdrojích. Jedná se o dosti rozsáhlou změnu, které se
chceme věnovat se zaměřením na zásahy do teplárenství. Připravit se na změny je čas do konce roku,
protože novela nabude účinnosti samotným počátkem
roku příštího.
V energetickém zákoně došlo k poměrně velkému počtu zásahů do „teplárenských paragrafů“, byť
nemůžeme mluvit o revoluci měnící podstatu právní
úpravy oboru.
Jednou z významných změn je úprava definic pojmů.
Novela přináší přesnější, logičtější a přehlednější podobu
dosavadních 14 definic a doplňuje definici tepelné přípojky
dosud skryté v textu zákona. Za zmínku stojí nahrazení pojmu
konečný spotřebitel pojmem zákazník a jeho přizpůsobení
požadavkům evropských předpisů, ale rovněž skutečnosti.
Důležitá je úprava definic rozvodného a odběrného tepelného
zařízení; jasně se stanoví, že předávací stanice nebo tepelná
přípojka jsou částí rozvodného tepelného zařízení v případě,
že k nim má distributor tepelné energie vlastnické nebo užívací
právo, pokud takový vztah není, jedná se o část odběrného
tepelného zařízení.
Novela stanoví, že pokud někdo vyrábí tepelnou energii pouze pro jeden objekt jednoho zákazníka, nemusí na
tuto činnost mít licenci na výrobu tepelné energie. Nově se
stanoví, že povinnost oznamovat změny podmínek pro udělení licence a změny v údajích a dokladech se nevztahuje
na změny již zapsané v základních registrech a na nová
zařízení vybudovaná v území pokrytém licencí; změny se
oznámí souhrnně do 30. dubna následujícího roku v rámci
regulačních výkazů.
Novela ukládá držitelům licencí povinnost poskytnout údaje
z evidence technické infrastruktury vedené podle stavebního
zákona na žádost osobě, která prokáže právní zájem. Nejedná
se však o novou povinnost, neboť ta již existuje podle stavebního zákona. Toto ustanovení nahrazuje aktuální novelou zrušené
přechodné ustanovení, podle kterého měli provozovatelé včetně
držitelů licencí na rozvod tepelné energie do konce roku 2017
promítnout do katastru nemovitostí stará „zákonná věcná břemena“. V současné době probíhají diskuse zástupců energetiky
a Českého úřadu zeměměřického a katastrálního, které mají
vyústit v zajištění promítnutí existence energetických sítí do
katastrálního operátu co nejjednodušším způsobem. Rovněž
zákon nově stanoví, že nový vlastník nemovitosti zatížené
„zákonným věcným břemenem“ je tímto zákonným věcným
břemenem vázán stejně jako dosavadní vlastník.
Zákazník v postavení spotřebitele (tedy fyzické osoby nakupující pro svou potřebu), který uzavře smlouvu o dodávce
tepelné energie (platí i pro elektřinu a plyn) distančním způ-
sobem nebo mimo obchodní prostory držitele licence, může
během následujících čtrnácti dnů od smlouvy odstoupit.
Novela přináší některé změny v postavení Energetického
regulačního úřadu včetně působnosti v cenové regulaci. Pro
teplárenství je významné doplnění povinnosti konzultovat
návrhy prováděcích právních předpisů, dále prodloužení lhůt
v konzultačním procesu a naopak zkrácení lhůt pro vyřízení
námitek proti kontrolnímu protokolu. Cenová rozhodnutí týkající se věcně usměrňovaných cen tepelné energie a podporované energie podle zákona č. 165/2012 Sb. má ERÚ nově
vydávat do 30. září předcházejícího roku. ERÚ má dále vydat
vyhlášku, která stanoví limitní cenu tepelné energie, jež bude
dolní hranicí pro věcné usměrňování cen.
Novela upravuje institut náhrady škody vzniklé při výkonu
práv držitele licence na rozvod tepelné energie, nově se hovoří
o omezení v obvyklém užívání nemovitosti nebo újmě na majetku;
právo na náhradu je potřeba uplatnit u držitele licence do 2 let
od vzniku újmy, přičemž tato lhůta je prekluzivní, tedy v případě
jejího marného uplynutí právo zaniká.
Přesněji se definuje povinnost dodavatele tepelné energie
ověřit správnost měření a vyměnit závadné měřicí zařízení
včetně upřesnění povinnosti hradit náklady s tím spojené. Dále
se doplňuje povinnost odběratele tepelné energie v případě
společné dodávky tepla do více odběrných míst poskytnout
dodavateli údaje potřebné pro rozdělování nákladů na vytápění a dodávku teplé vody.
Doplňuje se ustanovení o zániku ochranných pásem,
které nastává trvalým odstraněním stavby v souladu se stavebním zákonem. Novela přehledně upravuje pravidla pro
tepelné přípojky a rozšiřuje je i na předávací stanici. Přesně
se stanoví, kdo tato zařízení zřizuje, kdo je jejich vlastníkem
a kdo má povinnost jejich údržby. Nová je rovněž úprava
neoprávněného odběru, k níž přibyla i úprava neoprávněné
dodávky, o které hovoří zákon o podporovaných zdrojích.
Novela přidává i pravidla pro náhradu škody vzniklé při neoprávněném odběru.
Velmi stručně, vzhledem k dopadům na teplárenství,
se budeme věnovat ještě novele zákona o podporovaných
zdrojích (zákon č. 165/2012 Sb.), která je součástí zákona
č. 131/2015 Sb.
Novela doplňuje definici pojmu účinná soustava zásobování tepelnou energií. Tato definice se uplatní ve výjimce z povinnosti připojit zdroj tepelné energie využívající obnovitelné
zdroje. Pokud je rozvodné tepelné zařízení součástí účinné
soustavy zásobování tepelnou energií, nemá jeho provozovatel povinnost umožnit připojení zdroje za účelem výkupu
tepla z obnovitelných zdrojů. Povinnost výkupu se rovněž
omezuje pouze na množství tepla, které neohrozí spolehlivý
a bezpečný provoz dotčené soustavy zásobování tepelnou
energií nebo její části nebo neomezí využití obnovitelných
zdrojů v jiném zdroji tepelné energie připojeném k rozvodnému
tepelnému zařízení.
Martin Tužinský
4/2015
Ostravští vědci zdokonalují možnosti
sezonní akumulace tepla v zemi
Vědci z Vysoké školy báňské – Technické univerzity
Ostrava (VŠB-TUO) úspěšně testují možnosti skladování tepla v podzemí v rámci čtyřletého projektu:
„Využití tepelné energie zemské kůry pro zřizování
obnovitelných zdrojů energie včetně ověření možnosti
akumulace tepla". Soustřeďují se na sezonní horninové
zásobníky, které umožňují nevyužitelné teplo z léta
uchovat až do zimy.
Profesora Petra Bujoka z VŠB
– Technické univerzity Ostrava jsme
se úvodem zeptali, kde najdeme
větší instalace podzemních zásobníků tepla, které dokážou vytápět
celá sídliště nebo čtvrti rodinných
domků?
je určený ke sledování vlivu masivních odběrů tepla z horninového prostředí. Malý polygon u Výzkumného energetického
centra se 2 provozními a skupinou 8 monitorovacích vrtů
umožňuje sledovat odběry i akumulaci tepla u malých objektů.
Třetí „mini“ polygon, tvořený jedním provozně monitorovacím vrtem hlubokým 140 metrů jako všechny ostatní vrty, je
v areálu Fakulty stavební. Jeho dvojitá „U" trubice naplněná
teplonosnou směsí (50 % glykolu) je z materiálu, který umožňuje pracovat s teplotou směsi do 90 °C. Všechny vrty jsou
opatřeny teplotními čidly, která umožňují sledovat a ověřovat
funkci horninového masivu jako zásobníku tepla.“
„Tradičně uváděnou instalací je kanadské město Okotoks nedaleko Calgary, kde teplo ze slunečních kolektorů uskladněné
v horninovém zásobníku zásobuje teplem 52 rodinných domů.
Na okraji švédského Stockholmu vytápějí podobně 50 rodinných domů a dům pro seniory. V německém Neckarsulmu nebo
Crailsheimu pak využívají teplo z horninového zásobníku dokonce pro celou městskou čtvrť s 350 domy, školou a nákupním
centrem. V konečné fázi je počítáno s kapacitou horninových
zásobníků se zajištěním tepla pro lokality až s 1300 byty.“
■ To už je v našich podmínkách teplo pro více než 3000
obyvatel. Jaké jsou první praktické zkušenosti z ukládání
tepla do horninového zásobníku u nás?
„Jedním z cílů našeho výzkumu je zdokonalení sezonního
horninového zásobníku tepla, který umožní teplo uchovat
půl roku a využít ho až v zimě. Podle našich měření, která již
probíhají několik let na testovací sestavě šestnácti 60 metrů
hlubokých vrtů v areálu podniku Green Gas DPB, a.s., Paskov,
jsme v podzemním zásobníku po odpočtu všech ztrát schopni
uchovat a zpětně využít až polovinu v létě uloženého tepla.
Pokud tedy v létě zajistíme dostatek levného odpadního tepla,
vypadá to z ekonomického pohledu velice zajímavě. Využití
podzemních zásobníků je nesmírně široké, odpadní teplo
vzniká jak v rodinných domech, tak v průmyslu i zemědělství.
Funkční podzemní zásobníky v zahraničí ukazují, že jejich
využití je reálné. V České republice jsou naše zásobníky zatím
ojedinělým komplexem pro výzkum akumulace a zpětného získání tepla z různých zdrojů a v různých režimech využití.“
■ VŠB-TUO se dlouhodobým ukládáním tepla do horninového masivu a jeho zpětným získáváním zabývá již řadu
let, kde máte zásobníky umístěné?
„Vedle výše uvedené testovací sestavy v areálu společnosti Green Gas DPB, a.s., v Paskově byly již dříve v areálu
VŠB-TUO v Ostravě-Porubě vybudovány v rámci řešení VV
projektů tři zkušební polygony. Velký výzkumný polygon u auly
univerzity s vybranými 10 provozními a 5 monitorovacími vrty
■ V čem se liší vaše polygony v Ostravě od toho v Paskově
a jaké jsou výsledky výzkumu z nich?
„Velký výzkumný polygon je určen zejména pro sledování
vlivu masivních odběrů tepla z horninového prostředí, které
slouží pro vytápění Nové auly + CIT VŠB-TU OSTRAVA. Je
zde instalováno 10 tepelných čerpadel firmy IVT o celkovém
výkonu 700 kW. Jako nízkoteplotní zdroj je zde využíváno 110
provozních vrtů, které jsou všechny vyhloubeny do 140 m.
Provozní vrty jsou v rovnoběžných řadách vzdáleny od sebe
10 m a stejná je i rozteč mezi řadami. Monitorováno je 10
energeticky využívaných vrtů napojených na tepelná čerpadla. Malý výzkumný polygon u Výzkumného energetického
centra a „mini“ polygon u Fakulty stavební je určen zejména
pro výzkum regeneračního a akumulačního chování hornin
v okolí energeticky využívaných vrtů pro malé spotřebitele,
zejména rodinné domy.“
■ Hovořil jste o řadě provozních instalací ve světě, které
prokázaly, že mohou být prakticky využitelné. Proč tedy
ještě provádět výzkum?
„Malé systémy zemních zásobníků tepla jsou dnes již běžně instalované, mnohdy ale jen na základě zkušeností a bez
analýzy horninového masivu z hlediska jeho tepelné kapacity.
U středních systémů s tepelným výkonem v řádu stovek kW,
4/2015
například pro komerční budovy, školy a větší obytné budovy,
jsou už ze strany investora kladeny požadavky na maximální
efektivitu vynaložené investice a optimalizaci systému a tam
jen se zkušenostmi nevystačíme. U projektů se většinou
vychází z tabulkových hodnot místo optimalizace na základě
vědecké analýzy horninového masivu z hlediska tepelných
vlastností. Při návrhu délky vrtů se vychází ze zhodnocení
pravděpodobného horninového složení lokality z geologických
map. Stanovení délky, rozložení a vystrojení vrtů však vychází
z velmi obecných hodnot předpokládané tepelné vodivosti
horninových celků, mnohdy se ani tento postup nepoužívá,
parametry vrtů se nakonec stanoví přibližně.“
Zemní vrtaný/horninový akumulátor (BTES) kapacita 15 až 30 kWh/m3
■ To pak musí být takto určená délka vrtů pro jistotu velmi
často naddimenzována a je tedy i ekonomicky náročnější
než, je skutečně potřeba…
„Ovšem. Problém stanovení optimálních parametrů vrtů
usnadňuje změření teplotních parametrů horninového masivu pomocí experimentálního měření, které se označuje jako
test teplotní odezvy horninového masivu (Thermal Response
Test). Výsledkem měření jsou zejména dva parametry nezbytné pro návrh soustavy vrtů v zásobníku - tepelná vodivost
horniny � a celkový tepelný odpor ve vrtu Rb. Ukládání tepelné
energie klade na horninové prostředí určité požadavky a je
třeba zohlednit nejen ekonomické aspekty, ale i geologické
a hydrogeologické parametry horninového prostředí. Vzhledem ke geologické stavbě horninového prostředí v České
republice se naše pozornost soustředí na vybudování podzemních horninových zásobníků se soustavou vrtů, odborně
typ BTES.“
■ Co je potřeba znát pro vybudování takového horninového
zásobníku?
„Pro vybudování zásobníku je potřeba především detailní
znalost místních geologických podmínek, tedy horninové
složení do hloubky cca 100 m, přítoky podzemní vody, jejich
hloubka, velikost přítoku, směr proudění a samozřejmě tepelné vlastnosti hornin. Pomocí speciálního software a polních
testů realizovaných ve zkušebním vrtu se určí potřebný počet a hloubka vrtů a jejich optimální uspořádání na daném
pozemku. Vstupním parametrem pro navržení horninového
zásobníku je také analýza požadavků odběratele na vytápění
či chlazení budovy. Dalším krokem je pak vyhloubení skupiny vrtů a jejich vystrojení. Vrty jsou vystrojovány plastovými
kolektory, což jsou U-trubice z polyetylenu, a jsou pro lepší
5
přestup tepla či chladu a z důvodu izolace zvodněných vrstev
po celé délce injektovány. Kolektory jsou tlakově testovány i na
těsnost. Vybudování podzemního zásobníku je nejnáročnější
částí celého topného systému. Bohužel, případné chyby nemusí být zjevné během výstavby, ale až po náběhu provozu
a jsou zpravidla neodstranitelné.“
■ Rozdělují se nějak horninové zásobníky, nebo je jejich
třídění univerzální?
„Podle operační teploty se horninové zásobníky rozdělují
na dvě základní skupiny, na nízkoteplotní a vysokoteplotní.
Do nízkoteplotních se teplo sezonně dobíjí při chlazení
objektů, ze solárních panelů nebo ukládáním odpadního nevyužitého tepla. Zásobníky operují s nižšími teplotami mezi 5 až
35 °C a teplo je z ohřátých hornin zpětně získáváno pomocí
tepelných čerpadel. Takové polygony máme tady v Ostravě.
U vysokoteplotních se teplo ukládá do horninového prostředí
podobně jako u nízkoteplotních zásobníků přímo například
z kogeneračních jednotek, ale také je z něj přímo odčerpáváno. Nejsou použita tepelná čerpadla a tyto zásobníky operují
obvykle při středních teplotách 30 až 50 °C, někdy až do
80 °C. To je příklad zásobníku v Paskově.“
■ Vedle praktických zkušeností z provozu horninových
zásobníků tepla využíváte spolupráce akademického
a soukromého sektoru i pro zmapování tepelných vlastností
hornin v regionu…
„Jedním z cílů našeho projektu je i klasifikace horninového
prostředí Moravy a Slezska z pohledu jeho využití pro získávání
a akumulaci tepelné energie formou horninových zásobníků.
Shromažďujeme údaje o tepelné vodivosti horninového prostředí. Výstupem by měl být i návrh, pro jaké velikosti respektive
výkony instalací zásobníků je to ekonomicky efektivní, včetně
optimalizace počtu a hloubky vrtů. Postupně by měl vzniknout
statisticky významný soubor informací o tepelných charakteristikách horninových masivů nejen Moravy a Slezska, ale
analogicky i dalších horninových prostředí Českého masivu.
Účastníkem projektu je proto i zmíněná společnost Green Gas
DPB, a.s. Ta zpracovala doposud projekty tepelných čerpadel
s vrty ve více než 1300 lokalitách po celém území České republiky, takže rádi využíváme i jejích zkušeností.“
Zimní využití „jen“ poloviny v létě uloženého tepla vypadá
z laického pohledu jako docela nízká účinnost. Ale pokud jde
o recyklaci tepla, které bychom jinak nevyužili, nebo dokonce
za jeho „chlazení“ museli ještě platit minimálně nákupem
vhodných technologií, pak je skoro poloviční účinnost horninových zásobníků vysoce efektivní. Pro srovnání klasické
kondenzační uhelné, plynové či jaderné elektrárny mají účinnost kolem 35 % a elektrárny s odběrem tepla kolem 55 %.
Více k tématu akumulace tepla si můžete přečíst také ve
4. čísle 3T ročník 2012 v článcích „Využití energie ze slunce
pro dálkové vytápění v Dánsku“ a „Uložíme si teplo na zimu
do země?“ nebo v 5. čísle 3T ročník 2013 „Uskladnit letní teplo
na zimu? V Paskově to umí ...“ na www.tscr.cz.
V současné době probíhá další nabíjení horninových
zásobníků a o aktuálním stavu se můžete přesvědčit na
http://tepelnacerpadla.vsb.cz/vizualizace.php, kde najdete on-line vizualizaci zásobníku v Paskově a malého
polygonu u Výzkumného energetického centra VŠB-TUO
se základními teplotními parametry.
(pk)
4/2015
Nejsevernější uhelná teplárna
chce ukládat emise pod zemí
Špicberky (norsky Svalbard) je souostroví v Severním
ledovém oceánu pod správou Norska. Nachází se
pouhých 1300 km od severního pólu. Jejich dramatická
i melancholická bezlesá krajina učarovala již mnoha cestovatelům. Letos se připomenuly veřejnosti zejména jako
místo, odkud bylo možné sledovat úplné zatmění Slunce,
a jako globální úložiště semen, založené pro zachování
široké rozmanitosti semen rostlin z míst po celém světě
v podzemní jeskyni. Málokdo však ví, že Špicberky jsou
unikátní také díky geologickým strukturám, které mohou
být využity pro podpovrchové ukládání CO2.
Historie Špicberků se datuje od roku 1596 a dělí se v podstatě na epochy podle toho, která surovina se na nich zrovna
těžila. Těžba uhlí zde začala v roce 1900 a první moderní důl
otevřela na Špicberkách v roce 1906 společnost Arctic Coal
Company (ACC), využila nejnovějšího výzkumu a příznivé ceny
pro nově industrializovanou Evropu. Uhelná ložiska vyvolávala
velký zájem, krátkodobě se tu těžila také síra, zlato, zinek, olovo, měď, sádra a mramor. Těžba uhlí je ale jedinou obchodní
činností, která přežila na sousostroví více než sto let. Vytvořila
základ pro trvalé osídlení ve městech Longyearbyen, Sveagruva,
Barentsburg a Ny-Alesund.
Longyearbyen je malé hornické městečko se dvěma tisíci
obyvateli, které je považováno za nejsevernější město na světě.
Norská státní uhelná společnost zde zaměstnává téměř 60 %
norské populace žijící na ostrově. Městečko má vlastní mezinárodní letiště a z Norska se sem lze dostat běžným linkovým
letem. Teplota v zimě ovšem běžně klesá k -25 °C a může být
i podstatně nižší. Do městské zástavby dodává teplo uhelná
teplárna s elektrickým výkonem 10 MW, která byla postavena
v roce 1983. Ročně spaluje 25 až 30 000 tun místního černého
uhlí a vygeneruje až 50 000 tun emisí oxidu uhličitého. Po více
než 30 letech prakticky nepřetržitého provozu je již teplárna
na konci své životnosti a vláda zvažuje investovat přibližně
33 milionů EUR do modernizace, která by prodloužila její životnost o dalších 25 let.
Současně se v Longyearbyenu připravuje světově unikátní
projekt. V prosinci 2006 se Univerzitní centrum na Špicberkách
(UNIS) rozhodlo využít přirozené výhody Špicberků a proměnit
Longyearbyen v ukázkový příklad kompletního řetězce technologie pro zachycování a ukládání CO2 (CCS) – od těžby uhlí
přes výrobu elektřiny a tepla až po úspěšné trvalé uskladnění
emisí CO2 ve vhodných geologických formacích pod povrchem
země. V prosinci 2011 rada UNIS rozhodla založit výzkumnou
společnost UNIS CO2 lab AS, která vede pilotní projekt zaměřený
na skladování CO2 na Špicberkách.
První fáze projektu byla zaměřena na určení vhodných
slaných akviferů v blízkosti Longyearbyenu, kde bude možné
uložit CO2. Bylo vyvrtáno sedm hlubokých vrtů (400 až 1000 m)
a jeden mělký vrt (61 m), který sloužil ke studiu chování permafrostu v této oblasti. Záměrem bylo zhodnotit proveditelnost
bezpečného ukládání oxidu uhličitého (CO2) v arktickém prostředí. V rámci projektu byl proveden rozsáhlý vědecký výzkum,
shromažďující cenná data, poskytující zkušenosti s arktickými
vrtnými technologiemi. První výzkumy obsahovaly geologické
analýzy vrtného jádra, vyhodnocování seismické aktivity, vstřikování vody a tlakové zkoušky rezervoáru. Analýzou vzorků z vrtů
bylo zjištěno, že zhruba 700 m pod povrchem leží silná vrstva
pískovcové skály, ideální pro absorbování zachyceného CO2.
Nad touto pískovcovou "nádrží" je tlustý "strop" z břidlic, který
má schopnost bránit úniku CO2 zpátky na povrch.
Cílem druhé fáze tohoto pilotního projektu v letech 2011 až
2013 bylo ověřit injektáž a kapacitu rezervoáru a předpovědět jeho
celkové uspořádání. Dále pak otestovat těsnicí schopnosti mezilehlé vrstvy jílu. Řada injektážních zkoušek používá jako médium
vodu s přídavkem stopových látek. Testy injektáže byly provedeny
různými způsoby; Leak-OFF-testy (LOT) s vysokým průtokem
a dosažení „stropu“ v průběhu několika minut, dále Step-Ratetesty (SRT) s postupně se zvyšujícím (v krocích) mírným průtokem
v řádu dní (2-5 dnů). Testy potvrdily, že nepropustné plochy jílu
vytvářejí spolehlivé těsnění, což dokumentuje fakt, že se objevily
jak svislé, tak paralelní bariéry toků uvnitř a kolem rezervoáru.
V třetí fázi projektu se pozornost obrátila k národní a mezinárodní spolupráci a k integraci projektů, využívající získaná data. Projekt CO2 lab pracuje s podporou městské rady
a nabízí skvělé testovací místo pro ukládání uhlíku. Úložiště
je dostupné ze silnice a jen 5 km od Longyearbyenu. Právě
tyto vlastnosti – uhelné doly, uhelné elektrárny a geologické
struktury, které jsou vhodné pro skladování CO2 – dávají
Špicberkům jedinečnou příležitost stát se globálním ukázkovým příkladem, demonstrujícím celý řetězec technologie
CCS navíc v extrémních arktických podmínkách.
Česká geologická služba ve spolupráci s norským partnerem International Research Institute of Stavanger letos
zahájila realizaci projektu, jehož cílem je ověřit technologii
ukládání CO2 v reálném geologickém prostředí ČR.
Jolana Bugáňová
4/2015
Bioplynové stanice – zmařená šance
na efektivní využití zelené energie
Bioplynové stanice (BPS) se na produkci elektřiny
z obnovitelných zdrojů podílejí u nás plnou čtvrtinou
a generují už více elektřiny než fotovoltaické elektrárny.
Ve výrobě elektřiny bioplyn v roce 2012 překonal zemní
plyn a na celkové produkci elektřiny se u nás podílí ze
3 %. Jenže bioplynové stanice, to není jen elektřina, ale
i teplo. Přesněji řečeno, mohlo by být, ale není. Stejně
jako při štědré podpoře výroby elektřiny z fotovoltaických elektráren vznikla i v případě bioplynu kardinální
chyba, podporu dostala jen elektřina, o efektivní využití
produkovaného tepla se nikdo nestaral a většina se ho
dodnes pouští „do vzduchu“.
počítaly, není zajištěna žádná kontrola, zda tomu tak doopravdy
je. Kontrolované BPS měly instalovaný elektrický výkon 99 MW
a tepelný přes 100 MW. Problém je ale hlubší.
Podle aktuálních statistik České bioplynové asociace je u nás
554 bioplynových stanic. Z nich je 382 zemědělských, 7 komunálních, 11 průmyslových, 56 na skládkách a 98 bioplynových stanic
je provozováno v rámci čističek odpadních vod. Jejich elektrický
instalovaný výkon se blíží hranici 400 MW a tepelný je o něco
vyšší. Podle Národního akčního plánu pro obnovitelné zdroje
z roku 2010 by v roce 2020 měly být v ČR v provozu bioplynové
stanice s výkonem 417 MW a vyrábět by měly ročně kolem 3000
GWh elektřiny a 8500 TJ disponibilního tepla pro dodávku. Plán
výroby elektřiny jsme tedy téměř splnili s pětiletým předstihem,
s teplem je to ale podstatně méně slavné.
Od roku 2004 do roku 2013 získali provozovatelé BPS podle
V aktuálním ceníku tepelné energie sestaveném Energeticvýpočtu týdeníku Dotyk celkem přes 20 miliard korun z veřej- kým regulačním úřadem jsme identifikovali pro letošní rok celkem
ných zdrojů (16,5 miliardy tvoří provozní dotace a 3,5 miliardy 74 bioplynových stanic s tepelným výkonem 62 MWt a dodávkou
investiční podpory a operační programy EU). V roce 2014 pak 385 000 GJ tepla (průměrně 5300 GJ/BPS). Bioplynové stanice
BPS získaly dalších 6,84 miliardy provozní podpory ve zvýhod- tak zásobují teplem kolem 15 000 bytů při váženém průměru
něných výkupních cenách elektřiny. Efektivita vynakládání těchto ceny tepla kolem 260 Kč/GJ (u dodávek tepla z uhlí je to 560
prostředků je však přinejmenším sporná.
a u plynových zdrojů 630 Kč/GJ). Vyšší cena nad 400 Kč/GJ je
Nejvyšší kontrolní úřad při loňské kontrole zjistil, že 43 % jen u několika soustav, kde bioplyn tvoří méně než dvě třetiny
ze 172 bioplynových stanic podpořených v minulosti z progra- paliva. Část tepla je dodávána v rámci zemědělských areálů
mu rozvoje venkova nemá pro teplo žádné využití. Stát přitom u bioplynových stanic. Odhadem však bez užitku stále zůstává
podpořil jejich výstavbu souhrnnou investiční podporou ve výši skoro 6 000 000 GJ tepla, tedy roční průměrná spotřeba tepla
3,2 miliardy korun a další podporu získávají provozovatelé bio- až pro 200 000 domácností.
plynových stanic díky podporovaným výkupním cenám elektřiny
Bioplynová stanice, která dodává jen elektřinu do sítě, má
a agrárním dotacím. Řadě provozů však stačí vydělávat pouze stupeň využití energie bioplynu pouze cca 35 %. Tedy jako
na dotované elektřině a většinu tepla vypouští bez užitku do klasická uhelná kondenzační elektrárna, ale bioplynové stanice
vzduchu. I tak se některým investice do bioplynové stanice za- za to kupodivu nikdo nepranýřuje, naopak. Při loňské výrobě
platí už za 5 let. Navíc u projektů, které původně s využitím tepla 2556 GWh elektřiny počítejme u bioplynek minimálně se stejnou
výrobou tepla, což dává po
přepočtu 9,2 PJ tepla. Vlastní
Podíl v % na výrobě a podpoře elektřiny z obnovitelných zdrojů
technologická spotřeba tepla
energie v roce 2014
se podle použité technologie
70,0
pohybuje mezi 10 až 30 %.
Při průměru 25 % nám pro
60,0
další dodávku zbývá 6,9 PJ
tepla. Efektivně využit je však
50,0
zjevně pouhý zlomek tohoto
množství.
40,0
Pro dodávku tepelné ener-
výroba
30,0
podpora
20,0
10,0
0,0
bioplyn
biomasa
dùlní plyn
slunce
voda
skládkový
plyn
vítr
gie z BPS do soustav zásobování teplem je zásadním
faktorem dosažitelnost odběrného místa s dostatečným
odběrem tepla a vhodným
odběrovým diagramem. Příkladem, že to jde, jsou BPS
s dodávkou tepla v Jaroměři (700 bytů), Šumperku
(440 bytů) nebo v Kojetíně
(400 bytů). Ale ani vzdálenější
4/2015
Podíly na výrobě elektřiny
z obnovitelných zdrojů energie (2014)
Na titulní webové stránce Teplárenského
sdružení České republiky www.tscr.cz
jsme pro vás připravili novou anketu.
27,4 % bioplyn
27,422,7
% bioplyn
% biomasa
22,7 % biomasa
Tentokráte nás zajímá vaše praktická
odpověď na otázku:
2,1 % dùlní plyn
2,1 % dùlní plyn
26,3 % slunce
26,3 % slunce
13,1 % voda
13,1 % voda
2,4 % skládkový plyn
2,4 % skládkový plyn
% vítr
5,9 5,9
% vítr
odběr není neřešitelný problém, z řady bioplynových
stanic jsou vedeny i několikakilometrové bioplynovody do
nejbližších blokových kotelen, kde bioplyn kogenerační
jednotky přemění na elektřinu a teplo.
Takové řešení je náročnější a vyžaduje instalaci
minimálně dvou kogeneračních jednotek, jedné pro
vlastní provoz BPS a druhé pro dodávku elektřiny do
veřejné sítě v místě spotřeby tepla. Příkladem jsou BPS
u Třeboně s více než 4 kilometry dlouhým plynovodem
do místních lázní Aurora (roční dodávka 14 100 GJ),
BPS ve Žďáru nad Sázavou s kogenerační jednotkou
ve více než kilometr vzdálené kotelně energetiky
Žďasu (13 620 GJ) nebo BPS v Přešticích, která vedle
vlastní kogenerační jednotky téměř tříkilometrovým
plynovodem zásobuje další čtyři kotelny/zdroje v obci
(32 900 GJ).
K zajímavým způsobům využití tepla z bioplynových
stanic patří bezesporu ten ze Suchohrdel u Miroslavi
(11 500 GJ). Vedle BPS byl postaven skleník o ploše tří
hektarů (druhý největší v ČR), ve kterém se pro supermarkety celoročně pěstují bylinky v květináči - bazalka,
tymián, dobromysl a další. Teplo se využívá i k řadě
dalších činností v blízkosti areálů BPS.
I přes výše uvedené příklady využití tepla z bioplynových stanic je ale obecně jeho využití u nás tristní.
Z disponibilního množství dodávkového tepla se ho
zatím využije jen šestina. Ministerstvo průmyslu a obchodu proto přišlo v rámci Operačního programu průmysl
a podnikání s novým dotačním programem, který by měl
mimo jiné přispívat k využití doposud mařeného tepla
z bioplynových stanic.
Na současné neefektivitě tak může řada provozovatelů bioplynových stanic nakonec paradoxně
vydělat. K investiční dotaci na výstavbu BPS, provozní
dotaci ve zvýhodněných výkupních cenách elektřiny
či zeleném bonusu a agrární dotaci na pěstování
energetické biomasy, přibude čtvrtá dotace, pro změnu na efektivní využití zatím mařeného tepla. Bude to
ale pořád výrazně levnější, než dotovat nové větrné
elektrárny, jak nedávno navrhla jedna organizace
ekologických nadšenců.
Bioplyn je nejvšestrannější ze všech obnovitelných zdrojů. Coby čistý, perspektivní a ekonomický
produkt biomasy je vhodný k získávání elektřiny, tepla,
nebo dokonce pohonných hmot.
(pk)
Myslíte si, že aktualizovaná Státní
energetická koncepce je správná?
Nabízíme vám na výběr opět čtyři odpovědi:
ANO – odpovídá potřebám a možnostem energetiky
v ČR; NE – je pozadu za vývojem energetiky v EU;
NE – tento dokument je zbytečný; NEVÍM – nedokážu
posoudit / nezajímá mne. Dnešní, ale i minulá čísla
časopisu 3T vám mohou napovědět, potvrdit nebo i vyvrátit váš názor. Pokud chcete být přímo přesměrováni
na titulní stránku TS ČR s hlasováním k anketě, klikněte
na následující malý graf
a pak stačí jen označit
vybranou odpověď.
Vyhodnocení minulé ankety na webu
Teplárenského sdružení ČR www.tscr.cz
V anketě nás zajímalo, jak byste se zachovali, pokud by Váš dům stál v lokalitě dotčené
rozšířením těžby uhlí. Byli byste ochotni se
dobrovolně přestěhovat?
Na výběr bylo tradičně kvar teto odpovědí:
ANO – za jakékoliv odstupné vyšší než odhadní cena
nemovitosti; ANO – za odstupné ve výši nejméně
2,5 násobku odhadní ceny nemovitosti; ANO – do
nového rodinného domku vybudovaného podle mých
představ v nově vybudované obci; NE – v žádném
případě. V žádném případě by nebyla ochotna se
přestěhovat rovná pětina odpovídajících v anketě
(20 %). Z ostatních tří kladných odpovědí získal
nejvíce příznivců, dvě pětiny (39 %), nový rodinný
domek vybudovaný podle představ hlasujících v nově
vybudované obci. Za jakékoliv odstupné vyšší než
odhadní cena nemovitosti by byla ochotna se přestěhovat šestina (16 %) hlasujících a za odstupné ve
výši nejméně 2,5 násobku odhadní ceny nemovitosti
rovná čtvrtina (25 %) hlasujících.
ANO - za jakékoliv odstupné vyšší ne�
20% 20%
ANO - za jakékoliv odstupné vyšší ne�
odhadní
nemovitosti
odhadní
cenacena
nemovitosti
15%
15%
ANO
- za- odstupné
ve výšive
nejménì
2,5
ANO
za odstupné
výši nejménì
2,5
násobku odhadní ceny nemovitosti
násobku odhadní ceny nemovitosti
25%
25%
40%
40%
ANO – do nového RD vybudovaného podle
mých
pøedstav
v novì vybudované
obci
ANO
– do nového
RD vybudovaného
podle
mých pøedstav v novì vybudované obci
NE - v �ádném pøípadì
NE - v �ádném pøípadì
ANKETA . ANKETA . ANKETA