Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice

Transkript

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Holečkov - Rábín
Předběžná studie proveditelnosti
využití tepla u bioplynové stanice
HOLEČKOV - RÁBÍN
ŘÍJEN 2013
Zpracovatel:
SEVEn, Středisko pro efektivní využívání energie, o.p.s.
Americká 579/17, 120 00 Praha 2
T: +420 224 252 115
F: +420 224 247 597
Email: [email protected]
Internet: www.svn.cz
Kolektiv autorů:
Ing. Tomáš Voříšek, Ing. Bohuslav Málek
(Externí spolupráce: Ing. Pavel Krabec)
Dovětek:
Tato studie je součástí veřejně dostupného výstupu „D 3.5“ projektu „BiogasHeat“.
Projekt je podporován Evropskou komisí v rámci programu Intelligent Energy for Europe (IEE).
Výhradní odpovědnost za obsah tohoto dokumentu přebírají jeho autoři. Obsah materiálu nevyjadřuje
stanovisko Evropské unie. Agentura EACI (Výkonná agentura pro konkurenceschopnost a inovace),
která program IEE administruje, ani Evropská komise nejsou zodpovědné za jakékoliv využití
informací obsažených v této publikaci.
Pracovní aktivity projektu „BiogasHeat“ probíhají současně v 9 zemích EU
a více informací o něm je možné nalézt na internetových stránkách www.biogasheat.org.
Září 2013
2
Obsah
1
Úvod - předběžná studie proveditelnosti ____________________________ 4
2
Informace o stanici _____________________________________________ 5
2.1
Umístění _________________________________________________________ 5
2.2
Technické informace _______________________________________________ 5
2.3
Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS) _________________ 7
3 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji
dále hodnocených) _________________________________________________ 9
4
Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS _________ 11
4.1
Technické řešení _________________________________________________ 11
4.1.1
Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu a
posklizňové linky ____________________________________________________________ 11
4.1.2
Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek,
instalace absorpčního chladiče _________________________________________________ 12
4.2
Ekonomické hodnocení ____________________________________________ 14
4.3
Rámcové právní podmínky _________________________________________ 17
4.4
Sociální hlediska _________________________________________________ 17
4.5
Finanční hlediska _________________________________________________ 17
4.6
Ekologické efekty_________________________________________________ 18
5
Souhrn předběžné studie proveditelnosti __________________________ 19
6
Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice
20
7 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za
výrobu elektřiny v režimu KVET _____________________________________ 21
7.1
Definice užitečného tepla __________________________________________ 21
7.2
Výpočtová metodika procesu KVET _________________________________ 21
7.3
Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS _______________________________ 22
7.4
Způsob prokazování ______________________________________________ 25
Září 2013
3
1
Úvod - předběžná studie proveditelnosti
Stěžejním cílem evropského projektu BiogasHeat je podporovat ekonomicky
smysluplné a ekologicky žádoucí způsoby využití tepla ze stávajících a budoucích
bioplynových stanic (dále jen „BPS“).
Právě z tohoto důvodu byla v ČR podobně jako v dalších zemích účastnících se projektu
oznámena na jaře letošního roku národními partnery projektu časově omezená výzva
s nabídkou bezplatného posouzení případných možností využití tepla (formou předběžné
studie proveditelnosti) u limitovaného počtu konkrétních projektů BPS.
Jednou z organizací, která o toto posouzení projevila zájem, je i společnost ZEAS AGRO
a.s. (dále jen také „společnost“ či „investor“). Svou bioplynovou stanici v areálu bývalého
teletníka Holečkov, která je nyní ve fázi schvalovacího procesu a příprav stavebních
prací, se společnost chystá uvést do provozu koncem roku 2013 a tento materiál hodnotí
opatření, která byla v rámci osobní návštěvy areálu a blízkého okolí a následných diskuzí se
zástupci investora identifikována jako perspektivní.
S cílem posoudit jejich technické předpoklady, možné ekonomické přínosy a v neposlední
řadě i ekologické (pozitivní) dopady. A to za účelem nejen splnit podmínky investičních
případně provozních forem podpory, které společnost k využití tepla budou motivovat příp.
zavazovat, ale hlavně také najít racionální a dlouhodobě perspektivní řešení, které se pro
společnost nestane přítěží, ale prostředkem k jejímu dalšímu hospodářskému rozvoji.
Tato předběžná studie proveditelnosti by však neměla být považována za podklad pro
konečné rozhodování, ale jako nezávislý názor zpracovatele, jakému z opatření dále
věnovat pozornost a poté se definitivně rozhodnout o jeho případné ne-realizaci.
Studie je zpracována na základě osobní prohlídky místa pro stavbu BPS, jejího okolí a
informací a podkladů od zástupců společnosti o projektované technologii BPS i
technologickém vybavení zemědělského areálu, kde se BPS bude nacházet (např.
energetický audit projektu BPS, údaje o stávajícím energetickém hospodářství areálu Rábín,
apod.).
Září 2013
4
2
Informace o stanici
2.1
Umístění
Projekt BPS je navržen do blízkosti bývalého teletníka Holečkov (GPS: 49°5'0.894"N,
14°11'57.278"E) nacházejícího se v k.ú. Malovice u Netolic, v blízkosti areálu statku Rábín.
ZD HOLEČKOV
BPS
AREÁL
STATKU
RÁBÍN
Obr. č. 1: Přehledná situace umístění BPS
2.2
Technické informace
Bioplynová stanice bude v areálu bývalého teletníku Holečkov uvedena do provozu
koncem roku 2013. Investor se rozhodl pro patentovanou technologii německé společnosti
agriKomp GmbH, kterou na českém trhu zastupuje výhradní licenční partner
agriKomp Bohemia, s.r.o. Tuzemský dodavatel eviduje ve svých referencích více než šest
desítek realizací a patří v ČR mezi přední firmy tohoto oboru. Jedná se o BPS, sloužící
k výrobě bioplynu a jeho následnému energetickému využití, která je navázaná na stávající
zemědělský areál. Vstupními surovinami pro fermentaci budou produkty živočišné výroby
jako chlévská mrva, hnůj, kejda, a cíleně pěstované plodiny jako kukuřice (siláž), obiloviny a
pícniny. Siláže budou uskladňovány v původních silážních žlabech zemědělské společnosti
v severní části areálu ZD Holečkov.
Charakteristickým znakem nasazené technologie je koncepční řešení hlavního fermentoru i
dofermentoru jako plynotěsně uzavřených, vyhřívaných a automaticky promíchávaných
betonových jímek. V tomto případě se jedná o sériové uspořádání fermentoru o užitných
rozměrech 20/6 m (průměr/výška), užitný objem 1,63 tis. m3 a dofermentoru o rozměrech
22/6 m, užitný objem 1,97 tis. m3. Zastřešení těchto nádrží je tvořeno dřevěnou konstrukcí
stropu složenou z trámů a desek a elastickým gumotextilovým plynojemem, který zároveň
vytváří střechu nádrží.
Stanici dále tvoří samostatně stojící nezastřešená betonová nádrž o rozměrech 32/8 m. Tato
jímky plní funkci koncového skladu digestátu (pro jeho dočasné uskladnění před odvozem
jako hnojivo na pole). Užitný objem jímky činí cca 6,27 tis. m³. Všechny tři fáze výroby
bioplynu, tedy jednotlivé tři nádrže jsou zapojeny sériově, tj. substráty nejprve vstupují do
fermentoru a pak pokračují po určitém zdržení dále do dofermentoru a nakonec do
koncového skladu digestátu.
Září 2013
5
Hlavní fermentory a dofermentor mají vnější plášť tepelně izolován a opatřen krycím
trapézovým plechem. Udržování fermentované směsi v tzv. mezofilním prostředí (teploty cca
40-45°C) zajišťuje topné potrubí umístěné na vnitřních stěnách nádrží. Teplo je k nim
přiváděno ze strojovny kogenerace, v níž se nachází rozdělovač topných okruhů.
Pevné vstupní substráty jsou do procesu dodávány přes dávkovací zařízení tvořené
velkoobjemovou násypkou o objemu 40 m3 a šnekovými podavači.
Vyráběný bioplyn je z prostoru hlavního fermentoru a dofermentoru kontinuálně odebírán
nebo dočasně uskladněn v plynojemech na každé nádrži (1 307 a 1 558 m3) a přímo veden
po případném zbavení vlhkosti ke spotřebě do strojovny motorové kogenerace.
Pro produkční kapacitu bioplynu posuzované BPS jsou navrženy pro celoroční chod
kogenerační jednotky Agrogen BGA180 od stejnojmenného německého výrobce Agrogen
GmbH. Jednotky jsou vybaveny soustrojím zážehový motor - el. generátor o jmenovitém el.
výkonu á 330 kWel, tedy celkem 660 kWel. V případě instalace v BPS Holečkov/Rábín však
bude výkon každé KGJ softwarově omezen na 250 kWel, tedy souhrnný jmenovitý výkon
bude 500 kWel. Jednotky jsou pro svůj provoz vybaveny uzavřeným chladícím okruhem
(zajišťuje chlazení bloku motoru, prvního stupně plnící směsi, oleje a také spalin až na
výstupní teplotu okolo 150 °C), z kterého je přes deskový výměník možné teplo odvádět
k dalšímu užití – typicky o výstupní teplotě okolo 90 °C. Takto dále využitelný tepelný výkon
při uvedeném softwarovém omezení činí á 219 kWt, celkem 438 kWt. Teplo nepředané
k dalšímu využití je za pomoci vzduchových chladičů, jež jsou součástí chladícího okruhu,
vysáláno do ovzduší.
Při plné výrobní kapacitě by tak stanice mohla denně vyrobit až 12 MWh elektřiny a tepla,
z toho vlastní technologická spotřeba stanice se předpokládá na úrovni cca 7 % celkové
výroby a dalších několik procent denní výroby je účelně spotřebováváno v rámci areálu, kde
se stanice nachází. Vyráběná elektřina by po odpočtu vlastní potřeby stanice byla dodávána
do distribuční sítě. Při očekávané intenzitě provozu obou jednotek během roku (po dobu ~ 8
tis. hod/rok) a odpočtu vlastních energetických potřeb by roční suma dále využitelné elektřiny
a tepla mohla dosahovat téměř 4,0 GWh (elektřina), resp. 3,5 GWh (tepelná energie).
Pro využití disponibilního množství tepla, což po odečtení vlastní energetické potřeby BPS
(předpoklad 20%) představuje až 10 tis. GJ/rok, je namístě hledat racionální možnosti pro
jeho využití v co nejvyšší míře.
Září 2013
6
Tab. č. 1 - Základní technické parametry instalovaných zdrojů el. a tepelné energie na BPS
Zdroj
Agrogen
BGA180
Jmenovitý / Skutečný mezní el. výkon [kW]
330 / 250
Jmenovitá el. účinnost [%]
44,5
Mezní využitelný tepelný výkon [kW]
219
z toho:
chlazení motoru, oleje a 1. stupně pal. směsi
80
Spaliny*
139
Předpokládaná roční výroby elektřiny brutto/netto [GWh]
4,0 / 3,8**
Předpokládaná roční výroby tepla brutto/netto [GWh]
3,5 / 2,8**
*) Bez / se spalinovým výměníkem (při vychlazení spalin na teplotu ~ 150 °C)
**) Výroba elektřiny a tepla brutto odpovídá u kogenerační jednotky (dále jen KGJ) 8 tis. hodinám
chodu na jmenovitý výkon za rok; netto výroba elektřiny předjímá 7% vlastní technologickou spotřebu
elektřiny v případě výroby tepla netto je vlastní spotřeba stanice uvažována 20 %
2.3
Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS)
Provozovatelé bioplynových stanic jsou dnes buď ekonomicky motivováni či dokonce
i vázáni (podmínkami přiznané investiční případně i provozní podpory) zajistit pro vyráběné
teplo z bioplynu alespoň částečné smysluplné využití.
V případě hodnoceného projektu je investor motivován platným cenovým rozhodnutím ERÚ
(č. 4/2012) k využití tepla z instalovaného zdroje ve výši odpovídající tzv. základnímu a
doplňkovému bonusu v souhrnné výši 500 Kč za každou megawatthodinu elektřiny
vyrobenou v režimu (vysokoúčinné) KVET.
Při předpokládaném provozu KGJ min. 8 tis. hodin v roce by tak bylo možné s její pomocí
vyrobit (netto) až 3,8 GWh elektřiny a 3,3 GWh tepla ročně. Které, pokud by pro něj bylo
nalezeno využití například alespoň z 30 % (tj. cca 1 GWh, resp. 3,6 tis. GJ/rok), by mohlo
přinášet dodatečný příjem ve výši dosahující 0,5 mil. Kč/rok.
Z výše uvedeného vyplývá, že provozovatel stanice je relativně významně motivován hledat
pro vyráběné teplo smysluplné využití.
Jaké způsoby využití tepla budou uznávány jako přípustné má v nejbližší době upřesnit
výkladovým stanoviskem Energetický regulační úřad. V příloze uvádíme podrobný popis
navrhovaných uznávaných způsobů s konkretizací postupu, jak je určit a dokládat
s tím, že přípustné budou v zásadě tyto rámcové možnosti:

Září 2013
krytí tepelných potřeb (vytápění, přípravy teplé vody, sušení, možné
chlazení) objektů a zařízení, které jsou v blízkosti stanice a ve vlastnictví
stejné právnické osoby a
7

dodávka dále využitelného tepla jiným subjektům (na základě vydané
licence o výrobě a distribuci tepelné energie v souladu s energetickým
zákonem 458/2000 Sb.);
Vše za předpokladu, že se jedná o teplo, které bude krýt ekonomicky odůvodnitelnou
poptávku po teple či chladu a tedy, že je ekonomicky smysluplná.
Protože v případě zeleného bonusu za kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (zkráceně
KVET) je tato provozní podpora vyplácena nikoliv za užitečně využité teplo, ale elektřinu,
která byla vyrobena v režimu tzv. vysokoúčinné KVET, v příloze je stručně současně
objasněna metodika výpočtu množství elektřiny s nárokem na tento zelený bonus.
Pro bioplynové stanice s kogenerační jednotkou na bázi spalovacího motoru zjednodušeně
platí, že množství elektřiny s nárokem na podporu (EKVET) je dáno jako součin hrubé
(svorkové) výroby elektřiny (ESV) a poměru tepla uznaného jako užitečné (Quž) k jeho brutto
výrobě (Qbrutto).
Ve skutečnosti se ale pro tento účel používá koeficient „C“, který představuje skutečný
poměr hrubé výroby elektřiny a tepla zaznamenané v daném období, jímž se násobí
množství užitečného tepla dodaného k dalšímu užití mimo BPS:
EKVET = Quž * CSKUT, kde CSKUT = ESV / Qbrutto
Za hrubou výrobu tepla Qbrutto se přitom rozumí jeho nejvyšší možná výroba v běžném
provozu, což v případě KGJ se spalovacím motorem zahrnuje tepelný zisk z chlazení oleje,
prvního stupně komprese palivové směsi, bloku motoru a také i chlazení spalin na obvyklou
výstupní teplotu (150 až 180 °C). Nemá-li KGJ ale osazen spalinový výměník, pak by
koeficient „C“ měl být stanoven podle vzorce:
CSKUT = ηe,sv / (0,75 - ηe,sv)
K metodice výpočtu množství elektřiny z vysokoúčinné KVET je nutné podotknout, že výše
uvedený vzorec využívající koeficientu „C“ platí jen do určité hranice efektivní energetické
účinnosti jednotky ve sledovaném období (typicky měsíc případně rok). Přesáhne-li ji,
veškerá vyrobená elektřina je automaticky prohlášena jako za pocházející z vysokoúčinné
KVET.
Pro kogenerační jednotky na bázi stacionárních spalovacích motorů je touto hraniční
účinností hodnota, kdy celková suma vyrobené elektřiny brutto a užitečného tepla odpovídá
alespoň 75 % tepelného příkonu jednotky.
Září 2013
8
3
Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS
(s výběrem detailněji dále hodnocených)
Teplo vyráběné na bioplynové stanici je navrhováno využívat jednak pro krytí
technologické potřeby BPS, sousedního teletníku v přilehlém zemědělském areálu a dále
také nedalekého areálu Rábín.
Investor proto zvažuje výstavbu teplovodu právě do poblíž ležícího (cca 500 m) statku Rábín
(GPS: 49°5'4.969"N, 14°12'29.358"E), který je dnes vytápěn ze dvou kotelen na pevná paliva
a topný olej a z dalších decentrálních zdrojů na pevná paliva. Součástí areálu jsou objekty
administrativní, skladovací, dílny, bytové jednotky, chlazený sklad ovoce a sušárna obilí.
Všechny objekty si vyžadují pro svůj provoz tepelnou energii, resp. chlad v případě skladu
ovoce, který dnes zajišťují chladicí jednotky poháněné elektrokompresory. Teplo je
potřebováno na udržování potřebné vnitřní teploty v topné sezóně a dále pak také na
přípravu teplé vody.
Jako základní potenciál odběru, kromě samotné BPS, je nasnadě realizovat dodávku tepla
do vedlejšího objektu teletníku, který představuje výkonový odběr o velikosti max. 80 kW.
V ročním souhrnu se může jednat o množství okolo 400 GJ.
Administrativní objekt, dílenské a skladovací prostory v areálu statku Rábín vykazují
stávající spotřeby tepla na vytápění, představované spotřebou paliva ve stávajících zdrojích
tepla, kterými jsou kotel na pevná paliva a kotel na topný olej, ve výši 600 kg hnědého uhlí s
výhřevností 16 MJ/kg a 6.000 kg topného oleje s výhřevností 42 MJ/kg, celkem energie v
palivu 73 MWh či jinak něco málo přes 260 GJ/rok. Potřeba teplé vody v areálu (zejména
pak pro potřeby hygienického zázemí a kuchyně) je dnes kryta elektrickými zásobníkovými
ohřívači. Z důvodu absence měřených hodnot spotřeb ji lze pouze odhadovat, a to ve výši
cca 1 m3/den, při předpokládané náročnosti přípravy 0,3 GJ/m3 by pak potenciál užití
tepla činil 30 MWh tedy 110 GJ za rok při výkonové potřebě na úrovni 20 kW. Potřebný
špičkový tepelný výkon k pokrytí těchto tepelných potřeb je tedy na úrovni cca 165 kW.
Současná spotřeba tepla objektů je tedy cca 350-400 GJ/rok.
V areálu se dále nachází 15 bytových jednotek, které byly původně napojeny na centrální
kotelnu (i nadále existuje propojovací horizontální potrubí z kotelny do nejbližšího místa
samostatně stojícího bytového domu, tvořícího jižní trakt areálu). V současné době jsou
bytové jednotky vytápěny decentrálně, převážně z kotelen na tuhá paliva, případně
elektricky. Potenciál využití tepla pro zásobování těchto b.j. lze odhadovat v celkové výši
1.050 GJ (15 b.j. á 70 GJ/byt), čili 292 MWh. Potřebný maximální výkon pro vytápění b.j. se
pohybuje okolo 150 kW. Pro vyšší využití přivedeného tepla pro přípravu teplé vody je
potenciál navýšen o potřebu tepla na přípravu cca 0,75 m3/den, při náročnosti přípravy TV
na úrovni 0,3 GJ/m3 včetně cirkulačních ztrát 82 GJ/rok čili 22,8 MWh.
Chladírna jablek v areálu je zcela nové zařízení s provozem chladící technologie v období
od září do dubna (posklizňové uskladnění a postupné uvolňování skladových prostor), při
základním rozměru chladícího prostoru 2x1.000 m3, s roční potřebou chladu na úrovni 80
MWh – spotřeba elektrické energie pro pohon chladicích agregátů kompresorového chlazení
3 x 5,5 kW činí okolo 15 MWh/rok (chladicí výkon činí cca. 80 kW).
V severovýchodní části areálu Rábín jsou umístěny sklady obilí, které jsou pro zajištění
požadované vlhkosti obilí osazeny dvojicí vzduchových ventilátorů o jednotkovém výkonu 15
kW, výkony ventilátorů činí cca 3.200 m3/hod. Provoz stávajícího zařízení je denní
v posklizňovém období od srpna do října 4 hod/den. Vyžitím ohřevu vzduchu by z pohledu
Září 2013
9
provozovatele došlo k podstatnému zkrácení doby k dosažení požadované vlhkosti obilí před
jeho uskladněním. Potenciál užití tepla pro sušárnu obilí se pohybuje na úrovni 25 MWh,
tedy 90 GJ v definovaném období, z výkonových potřeb je pak dán potřebou 70 kW tepla.
DÍLNY
ADMINISTRATIVA, JÍDELNA
A SKLADY
POSKLIZŇOVÁ
LINKA
BYTY
CHLAZENÍ
OVOCE
Obr. č. 2: Mapa situace objektů v areálu statku Rábín
Výstavbou teplovodů do jednotlivých objektů bude možné tyto potřeby pevných paliv a
topného oleje, případně lokální elektrické zdroje plně nahradit dodávkami tepla z BPS.
Na základě osobní návštěvy a diskuzí vedených se zástupci společnosti ZEAS AGRO
byly pro podrobnější posouzení vybrány následující tři možné varianty/opatření využití
tepla z BPS:

Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu Rábín
a posklizňové linky

instalace absorpčního chladiče
Těmto variantám je dále věnována pozornost a posouzeny jejich možné technickoekonomické aspekty a ekologické ad. přínosy.
Září 2013
10
4
Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS
4.1
Technické řešení
4.1.1 Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu
a posklizňové linky
V základním scénáři první rozvojové varianty je navrhováno vyvedení tepla z BPS
teplovodem k budově teletníku u areálu BPS a také do kotelny v jiho-západním rohovém
objektu zemědělského areálu Rábín. Z této kotelny by tepelná energie byla dále vedena
stávajícím propojovacím teplovodem vedoucím uvnitř západního traktu a dále do bývalé
kotelny v budově dílen v severní části, odkud by dále navazovalo navrhované prodloužení
teplovodu až do posklizňové linky v severo-východní části.
Teplovodem by bylo možné krýt veškerou stávající potřebu uvedených objektů a provozů.
Teoretická dodávka tepla, jak byla předeslána v předchozí kapitole tak může dosahovat až
cirka 470 GJ/rok v součtu stá. Reálná spotřeba však může dosáhnout i hodnot vyšších. Při
využití empirických/typických měrných spotřeb tepla dle charakteru prostor objektů areálu a
plánovaných nových využití některých dosud nevytápěných prostorů (teletník) by pak bylo
možné deklarovat/předpokládat spotřebu tepla až 1,6 tis. GJ/rok.
Teplovod by byl přiveden do areálu po trase naznačené na mapce níže. Délka teplovodu by
činila 0,81 kilometru. Vedení teplovodu je navrženo v téměř přímé trase mez budovanou
BPS a stávajícím areálem Rábín. Tato trasa, včetně napojení do objektu teletníku,
sousedícím s areálem BPS, je předpokládána v délce 590 m. Druhá část rozvojové varianty
přestavuje prodloužení teplovodu v severní části areálu z kotelny v dílnách do posklizňové
linky, její délka je 220 m.
Teplovod je navržen realizovat jako dvoutrubkový (přívodní a vratné potrubí), z trubek s
vnitřní ocelovou trubkou převádějící topné médium, která je izolovaná polyuretanovou pěnou
v plášťové trubce z vysoko-pevnostního polyethylenu. Pro přenos požadovaného tepelného
výkonu (do 0,4 MW) by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (1-1,5
l/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN 80. Potrubím by zvýšením dopravní rychlosti bylo
možné opět přenášet i větší tepelný výkon. Zaústění teplovodu by byl do stávajících kotelen
a do posklizňové linky, kde by byly umístěny předávací stanice o příslušných výkonech 0,08
– 0,3 MW a navazují technologie napojeného teplovodu v samotném areálu.
TEPLOVOD, 220 m
OBJEKT TELETNÍKU
V ZD HOLEČKOV
STÁVAJÍCÍ TEPLOVOD
V OBJEKTU
TEPLOVOD DÉLKY 550 m
BPS
TEPLOVOD DÉLKY 40 m
KOTELNA JIHOZÁPAD
Obr. č. 3: Mapa se zákresem vedení teplovodu z BPS do areálu Rábín
Září 2013
11
KOTELNA DÍLNY
4.1.2 Varianta 2: Rozšíření teplovodu pro krytí tepelných potřeb bytových jednotek,
Tepelná produkce KGJ stále bude dostatečná pro hledání dalšího využití tepelného
výkonu. Do úvahy připadá rozšířit teplovod o napojení dalších odběrů tepla v rámci areálu
Rábín. Zajímavým potenciálem se jeví být např. bytové jednotky tvořící jižní trakt areálu.
Eventuální možností je také instalace absorpčního chladicího zařízení pro chladírnu jablek.
Bytové jednotky byly původně napojeny na centrální zdroj tepla, od kterého se v minulosti
odpojily a v současnosti jsou vytápěny decentrálně zdroji na pevná paliva, příp. na elektřinu.
Potenciál využití tepla pro zásobování těchto b.j. lze odhadovat v celkové výši 1 130 GJ
(vytápění a TV) a potřebný maximální výkon pro vytápění b.j. se pohybuje okolo 150 kW.
Navrhované řešení spočívá ve vytvoření teplovodního vedení ze stávající kotelny
v jihozápadní části a vytvoření přípojky a samostatné předávací stanice na patě objektů
s autonomní regulací topné vody. V případě rozšíření využití tepla i pro přípravu TV, byl by
v rámci předávací stanice vytvořen regulační uzel výroby TV s akumulačním zásobníkem a
průtočným ohřevem a dále realizovány rozvody TV včetně cirkulace do jednotlivých b.j.
Chladírna jablek je dnes provozována od září do dubna. Jak bylo uvedeno v souhrnu
potenciálu odběru tepelné energie, jsou zde instalovány tři jednotky kompresorových
chladičů o příkonu á 5,5 kW a souhrnném chladicím výkonu až 80 kW. Roční spotřeba
elektrické energie na provoz stávajícího chladicího systému je cca 15 MWh.
Přestože je systém chlazení poměrné nový, bude v rámci této rozvojové varianty posouzena
možnost využití odpadního tepla pro pohon absorpčního chladicího zařízení pro výrobu
chladu, který by byl využíván namísto stávajícího systému kompresorového chlazení, a
spotřeba elektrické energie na chlazení by byla vytěsněna spotřebou odpadního tepla z BPS.
Absorpční jednotka by byla zásobována zdrojem tepla v podobě topné vody mající max. 90
°C, což by v praxi snižovalo účinnost výroby chladu na cca 70 % (tj. COP 0,7). Na výrobu
průměrných 80 MWh chladu ročně by tak bylo zapotřebí cca 115 MWh tepla z BPS (alias
cca 410 GJ/rok).
Součástí nového řešení chlazení prostorů skladu jablek by tak byla přípojka teplovodu
z větve navrhované realizovat v první rozvojové variantě. Délka připojovacího teplovodu by
byla cca 170 m. Další nutnou instalací by byla akumulační nádrž chladu a sekundární okruh
chladicí vody s ventilátorovými konvektory jako koncovými prvky pro ochlazování prostoru.
Září 2013
12
TEPLOVOD
Z BPS, VAR.1
TEPLOVOD
Z BPS, VAR.1
PRODLOUŽENÍ
TEPLOVODU KE
CHLADÍRNĚ OVOCE
PRODLOUŽENÍ
TEPLOVODU K
BYTOVÝM JEDNOTKÁM
Obr. č. 4: Mapa se zákresem vedení teplovodu z BPS do areálu Rábín
Září 2013
13
4.2
Ekonomické hodnocení
Jednotlivé výše navrhované možnosti využití tepelné energie z BPS jsou níže
posouzeny a vyhodnoceny po ekonomické stránce. Ekonomické hodnocení je provedeno
s využitím kritéria prosté návratnosti na základě empirických odhadů o měrné investiční
náročnosti, výše stanovených možných prodejích tepla a z toho vyplývajících tržeb při dané
smluvní prodejní ceně, a dodatečných provozních nákladech a výnosech (za zelený bonus
za KVET).
Varianta 1: Výstavba teplovodu pro krytí tepelných potřeb západní části areálu a
posklizňové linky
Investiční náklady:
4,8 mil. Kč
- 3,92 mil. Kč teplovod délky do 0,81 km vč. oprav povrchů
dotčených komunikací a věcných břemen
- 0,6 mil. Kč – nezbytné technologické úpravy kotelen,
instalace předávacích stanic
- 0,28 mil. Kč náklady na inženýrské práce, rezerva
Roční prodej tepla:
130 až 445 MWh resp. 0,47 až 1,6 tis. GJ/rok
Příjmy z prodeje tepla:
až 188 tis. Kč/rok (úspora nakupované tepelné energie
(paliva) – vytěsnění stávajících potřeb)
Příjmy za ZB za KVET:
74 až 254 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného
tepla, a tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím
pádem mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh)
Dodatečné provozní náklady: 0,05 až 0,1 mil. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na
čerpací práci, odhadována na 5-15 MWh/rok, dále doplňování
vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.)
Prostá návratnost:
min. 10 let (při maximalizaci dodávek tepla)
Ve variantě 2 budou opatření rozdělena do dvou samostatných z důvodu jejich vzájemné
nezávislosti, a aby také nezávisle na sobě bylo patrné jejich ekonomické hodnocení.
Dodávka tepla pro bytové jednotky:
1,8 mil. Kč
- 0,6 mil. Kč propojovací teplovod mezi původní kotelnou a
odběrnými místy, vč. jednotlivých přípojek
- 0,75 mil. Kč - kompaktní předávací stanice tepla pro
jednotlivé odběry, vč. MaR
- 0,2 mil. Kč - úpravy rozvodů TV
- 0,5 mil. Kč - náklady na inženýrské práce, rezerva
až 310 MWh resp. až 1,1 tis. GJ/rok
Září 2013
14
110 až 330 tis. Kč/rok v závislosti na ceně tepla v rozmezí od
100 do 250 Kč/GJ
až 174 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného tepla,
tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím pádem
mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh)
Dodatečné provozní náklady: až 50 tis. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací
práci, odhadována na 5 MWh/rok, servisní prohlídky, údržba,
výkaznictví pro ERÚ apod.)
min. 4,5 až 8 let v závislosti na ceně tepla
Pozn.: Jelikož dodávané teplo má konkurovat stávajícím
systémům na pevná paliva s cenou okolo 150 Kč/GJ (hnědé
uhlí), měla by cena z hlediska konkurenceschopnosti nabídky
být alespoň o 20% nižší, tzn. 120 Kč/GJ, čemuž by odpovídala
návratnost 7 let.
Instalace absorpční chladicí jednotky:
3,32 mil. Kč
- 0,77 mil. Kč propojovací teplovod délky do 0,17 km
- 2,0 mil. Kč – absorpční chladicí jednotka vč. montáže a
příslušenství (výměník, propojovací potrubí, akumulace
chladu, armatury atd.), instalace rozvodů chladu a
ventilátorových konvektorů
- 0,3 mil. Kč – stavební úpravy (vytvoření technické místnosti
pro umístění technologie)
- 0,25 mil. Kč náklady na inženýrské práce, rezerva
až 110 MWh resp. až 0,4 tis. GJ/rok
až 135 tis. Kč/rok úspora vytěsněné elektrické energie
stávajícího kompresorového chlazení (při ceně 3 Kč/kWh)
až 65 tis. Kč/rok (v závislosti na množství odebraného tepla,
tedy množství elektřiny vyrobené v režimu KVET, tím pádem
mající nárok na zelený bonus ve výši 500 Kč/MWh)
Dodatečné provozní náklady: až 75 tis. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací
práci, odhadována na 5 MWh/rok, vlastní spotřeba absorpční
jednotky
a
chlazení
kondenzátoru
ventilátorem
s předpokládanou spotřebou 10 MWh/rok, servisní prohlídky,
údržba, výkaznictví pro ERÚ apod.)
min. 27 let
Z uvedeného vyplývá, že instalace absorpčního chladicího zařízení namísto stávajícího
systému kompresorového chlazení je za stávajících provozních podmínek naprosto
nerentabilní a ekonomicky iracionální.
Stavba teplovodu do areálu statku Rábín dává ekonomický smysl pouze za předpokladu
dostatečně vysokého množství odebraného tepla, což ale stávající spotřeby vytápěných
Září 2013
15
objektů nenaznačují. Podmínečně by investice byla vhodná v případě, že v současnosti jsou
objekty vytápěny v omezené míře, s ohledem na finanční náročnost, a po napojení na
teplovod budou vytápěny podle požadavků na tepelný komfort jednotlivých prostor, čímž
dojde k většímu využití tepla z KGJ. Investor dále plánuje využít objekt teletníku v těsné
blízkosti BPS. Při takovémto navýšení dodávek tepla na úroveň až 1,6 tis. GJ se dá očekávat
zvýšení příjmů a výsledné prosté návratnosti min. 14 let. Nutno podotknout, že v úvaze není
zahrnuta přidaná ekonomická hodnota v podobě přínosů plánovaným využitím objektu
teletníku, která bude závislá na základě rozhodnutí investora o jeho konkrétním využití.
Výsledná hodnota ekonomických ukazatelů tak může být do jisté míry ještě vylepšena.
To samo o sobě stále není pro investora příliš ekonomicky zajímavé, a proto by bylo co
nejvhodnější zajistit odběr tepla v ještě větším množství. Nejvhodnější volbou se tak jeví
současná realizace připojení bytových jednotek na dodávku tepla. Došlo by tak k navýšení
odběru tepelné energie o dalších až 1,1 tis. GJ a citelnému vylepšení ekonomických
výsledků, čímž by se doba návratnosti také zkrátila až na 9 – 11 let.
Pro další zvýšení ekonomické efektivnosti provozu KGJ je však nutné hledat další možné
odběry tepla ať už v podobě využitím stávajících prostorů a provozů areálu (např. využitím
tepla při peletkovací lince, rozšířením sušení různých komodit ve stávající sušárně), nebo
vytvoření nového odběru jiným podnikatelským záměrem. Pro představu o možných
ekonomických parametrech investice v závislosti na objemech odebraného tepla a ceně
přiřazené nabízené tepelné energii byla zpracována přehledná tabulka pro hrubou prvotní
identifikaci ekonomické efektivnosti zvažovaného investičního záměru. Jednoduše řečeno –
kolik tepelné energie je potřeba dodat při určité velikosti počáteční investice a její
požadované prosté návratnosti.
Tab. č. 2 - Orientační tabulka základních ekonomických ukazatelů v závislosti na výši investice a
množství dodaného tepla
Výše
investice
[tis. Kč]
2000
4000
6000
Prodej
tepla
[GJ/rok]
KVET
[%]
500
4%
1000
8%
1500
12%
1000
8%
1500
12%
2000
16%
1500
12%
2000
16%
2500
20%
Příjem z prodeje
+ ZB KVET
Prostá
návratnost
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
tis. Kč
roky
Cena tepla [Kč/GJ]
150
225
300
154
36,8
309
9,6
463
5,5
309
19,2
463
11,0
617
7,7
463
16,5
617
11,6
771
8,9
192
21,8
384
7,1
575
4,2
384
14,1
575
8,4
767
6,0
575
12,6
767
9,0
959
7,0
229
15,5
459
5,6
688
3,4
459
11,2
688
6,8
917
4,9
688
10,2
917
7,3
1146
5,7
Pozn.: ve výpočtu jsou uvažovány konstantní provozní náklady ve výši 100 tis. Kč/rok
Září 2013
16
4.3
Rámcové právní podmínky
Právní rámec pro realizaci zvažovaných rozvojových variant bude ve fázi projektové přípravy
a vlastní realizace určen stavebním zákonem (zákon č. 183/2006 Sb., v platném znění). Pro
výstavbu teplovodu(ů) bude zapotřebí získat územní rozhodnutí a následně stavební
povolení. Nezbytným podkladem pro vydání územního rozhodnutí bude získání souhlasu
vlastníků dotčených pozemků, které budou muset souhlasit s umístěním teplovodu na jejich
pozemku formou věcného břemena příp. odprodeje dané části pozemku.
Protože dodávky tepla zakládají obchodní vztah mezi výrobcem-dodavatelem a odběratelem,
vlastník BPS bude povinen splnit požadavky energetického zákona (zákona 458/2000 Sb.),
tj. zejména získat oprávnění - licenci na výrobu a rozvod tepelné energie (viz §5 zákona). Co
vše je k tomu splnit přehledně popisuje metodický pokyn Energ. regulačního úřadu1 a
případně také seznam Často kladených dotazů pro oblast teplárenství, který je uveřejněn na
internetových stránkách úřadu2.
Výše uvedené právní dokumenty mají obecnou platnost a jejich ustanovení by bylo nutné
splnit v jakékoliv rozvojové variantě. Navržené rozvojové varianty jsou si v tomto směru tedy
v zásadě rovny.
Současně je nutné podotknout, že z hlediska platné legislativy není vyžadováno, aby
„licencovaný“ dodavatel tepla garantoval nepřerušené dodávky po celý rok. Energetický
zákon umožňuje (§ 76 odst. 4) přerušit nebo omezit dodávku tepelné energie v nezbytném
rozsahu a na nezbytně nutnou dobu ve vymezených případech. A co víc, připouští (§ 77
odst. 4), aby odběratel měl současně vedle své tepelné přípojky vlastní náhradní či jiný
doplňkový zdroj tepla, budou-li s tím obě strany souhlasit. Garance dodávek tepla tak může
být pouze smluvního charakteru (pokud nebudete muset vlastní spalovací zdroj na zemní
plyn vůbec používat, ušetříme vám navíc i na stálém poplatku za kapacitu).
4.4
Sociální hlediska
Ze sociálního hlediska je využití tepla z BPS vítané tím více, čím z něj může nakonec
mít (ekonomický) prospěch blízké okolí stanice a jeho budoucí odběratelé. Z tohoto pohledu
je možné na hodnocené rozvojové varianty pohlížet podle toho, jak nízkou cenu tepla a
v jakém množství je možné odběratelům nabídnout a tím jim napomoci snížit stávající
náklady na krytí tepelných potřeb.
S výjimkou instalace absorpčního chladiče lze považovat všechny navržené možnosti využití
tepla za prakticky srovnatelné, protože nabízí možnost nahradit stávající způsob výroby a
spotřeby tepla, který je v porovnání s nabízeným levným teplem z BPS ve většině případů
výrazně dražší (s výjimkou srovnání s pevnými palivy typu hnědého uhlí apod.).
4.5
Finanční hlediska
Finanční hledisko je zde chápáno v kontextu nároků na kapitál a možnosti jeho
zajištění. Investiční náklady druhé z variant jsou v tomto případě vyšší o poměrně nákladnou
1
) Metodický návod ERÚ k podávání žádostí o udělení licence na podnikání v energ. odvětvích:
http://www.eru.cz/user_data/files/licence/info_pro_zadatele/metod_pokyn_011_2009.pdf
2
) Viz: http://www.eru.cz/dias-read_article.php?articleId=879#1
Září 2013
17
instalaci absorpční technologie chlazení. V případě jejího vyloučení z hodnocení lze
považovat obě varianty za rovnocenné s tím, že druhá (napojení bytových jednotek) je bez
první varianty nerealizovatelná.
Při hodnocení z pohledu investora tak zřejmě nejvýhodněji bude v tomto hledisku
vycházet kombinace první a části druhé varianty, tedy vyvedení tepla teplovodem do areálu
Rábín, kde dojde k napojení stávajících odběrů, včetně realizace napojení řadových
rodinných domů tvořících jižní trakt areálu na tepelnou energii.
4.6
Ekologické efekty
Protože fakt, že využití či nevyužití tepla z BPS nemá vliv na množství emisí
vypouštěných KGJ do ovzduší ani neovlivňuje množství spotřebovaných vstupních surovin,
jakékoliv smysluplné využití by mělo principielně přinášet absolutní úspory jiných paliv a
forem energie a co víc, snižovat i dopady na ŽP, přinejmenším z hlediska emisí škodlivin
vypouštěných do ovzduší. Každá z analyzovaných rozvojových variant se jeví jako schopná
tomu dostát.
V případě realizace první rozvojové varianty, tedy zásobování teplem objektů administrativy,
skladů, dílen a posklizňové linky bude možné eliminovat lokální spálení více než 21 tun LTO
ročně. Tomu odpovídá úspora emisí NOx v množství převyšující dvě stě kilogramů ročně.
Největší úsporu však omezení spotřeby LTO přinese v emisích CO2, které mohou
poklesnout o více než 60 tun (!) za rok.
U druhé varianty by došlo napojením obytných jednotek k lokálnímu vytěsnění dalších až 1,1
tis. GJ/rok tuhých paliv ročně (předpokládané palivo hnědé uhlí). Stejně jako v prvním
případě by došlo k úspoře emisí v množství adekvátně vytěsněnému palivu, což
v absolutních hodnotách znamená téměř dvě stovky kilogramů emisí Nox, přes dvě tuny
CO a asi 110 (!) tun oxidu uhličitého za rok.
Září 2013
18
5
Souhrn předběžné studie proveditelnosti
Na základě výše uvedených skutečností hodnotíme jednotlivá navržená opatření
(varianty) ze sledovaných hledisek subjektivním pohledem následovně.
Jednotlivé varianty jsou z hlediska sledovaných aspektů klasifikovány číslicemi 1 až 5 s tím,
že minimum (1) charakterizuje velmi špatné postavení daného opatření ze sledovaného
hlediska a naopak maximum (5) velmi dobré podmínky či předpoklady naznačující naplnění
objektivního optima daného aspektu.
Výsledné hodnocení, i přesto, že je do jisté míry subjektivní, napomáhá k objektivizaci
posouzení jednotlivých variant a zohledňuje v tom nejen technicko-ekonomické, ale právní,
sociální a ekologická hlediska, která mohou nezanedbatelným způsobem rovněž ovlivnit
faktickou realizaci.
Proveditelnost
Varianta 1
Varianta 2
Technická
Ekonomická
Právní
Sociální
Finanční
Ekologická
5
3
4
4
3
5
4
2
4
4
2
5
Celkem
24
21
Vysvětlivka: 1 – velmi špatné podmínky/neproveditelné, 2 – dostatečné, 3 – uspokojivé,
4 – dobré, 5 – velmi dobré (výborné)
Září 2013
19
6
Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli
bioplynové stanice
Protože provozovatel bioplynové stanice z racionálních důvodů řeší možné
smysluplné způsoby využití tepla aktivně sám, zjištění a doporučení předběžné studie
proveditelnosti v podstatě spíše napomáhají upřesnit si technicko-ekonomické parametry
jednotlivých konkrétních opatření resp. rozvojových variant a současně je „objektivizovat“ pro
případné vyjednávání s dotčenými stranami (budoucími odběrateli tepla).
Ve studii byly podrobněji posouzeny rozvojové varianty spočívající ve výstavbě teplovodu
z BPS zásobujícího sousední objekt teletníku a dále pokračující do nedalekého statku Rábín,
kde nahradí stávající zdroje tepla především na LTO, pevná paliva, příp. elektrickou energii.
Z komplexního posouzení vyplývá, že nejvýhodnější se jeví realizovat obě tyto varianty
společně s výjimkou, za současných podmínek ekonomicky iracionální, instalace
absorpčního chladicího zařízení namísto stávajícího systému kompresorového chlazení. Na
základě zhodnocení navrhovaných variant je provozovateli BPS doporučeno realizovat
teplovod do areálu Rábín se snahou maximalizovat odběr tepelné energie, tzn. kromě
provozních a skladových objektů farmy Rábín a posklizňové linky se pokusit připojit na
dodávku tepla také soubor bytových jednotek v jižním traktu areálu. Základním
předpokladem a také nutností bude nabídnout obyvatelům (vlastníkům) bytů cenu tepla na
takové úrovni, aby byla konkurenceschopná vůči stávajícímu palivu, což v případě, že je
spalováno pevné palivo (např. hnědé uhlí) znamená cenu na úrovni 80% stávající, tedy 120
Kč/GJ.
V případě, že by se podařilo realizovat napojení odběrů tepla v takto uvedeném množství,
projekt by se stal ekonomicky zajímavým. Výše investičních nákladů by mohla být na hranici
6,6 mil. Kč bez DPH a potenciál dodávek tepla na hranici 2,7 tis. GJ/rok. Prostá doba
návratnosti by se mohla při výše uvažovaných podmínkách jednotlivých odběrů (vytěsnění
stávajících spotřeb a nabídka tepla pro bytové jednotky) pohybovat okolo 9 až 11 let.
I přes úvahu o intenzifikaci stávajících odběrů a uvažovaném napojení bytových jednotek je
stále z hlediska ekonomické efektivity investice tento odběr a z něj plynoucí přínosy
nedostatečný a bylo by vhodné hledat pro teplo další využití. Zejména by měly mít přednost
návrhy uplatnění tepla s neproporcionálním nárůstem množství odebraného tepla
v porovnání s výší vložené investice. Jen tak lze znatelně vylepšit komplexní ekonomiku
projektu BPS. Jako první by tedy měly být zváženy možnosti uplatnění tepla ve stávajících
technologických provozech v areálu Rábín, jako je využití tepla ve výrobně pelet např. pro
sušení vstupních surovin nebo rozšíření využití stávající sušičky agrárních komodit o další
suroviny nebo i nabídnout službu jejího využití jiným subjektům.
Pro případné zachování možnosti budoucího navýšení odběrů, resp. připojení nových
odběratelů je doporučováno dimenzovat páteřní teplovod do areálu v dimenzi umožňující
přenášet plný tepelný výkon KGJ.
V případě realizace navrhovaných opatření by pro výrobce i odběratele tepla projekt mohl být
ekonomicky výhodným a navíc by byl prospěšný z hlediska omezení lokálních emisí
škodlivin (ke kterým dochází při spalování zemního plynu ve zdrojích jednotlivých objektů).
Září 2013
20
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Holečkov - Rábín
7
Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní
podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET
7.1
Definice užitečného tepla
Protože teplo u BPS vzniká jako současný či vedlejší produkt spalování bioplynu pro
(primární) výrobu elektřiny v motorové kogenerační jednotce, bývá označováno při splnění
dalších podmínek jako tzv. užitečné teplo či teplo z kombinované výroby elektřiny a
tepla (KVET) a je mu přiznávána i provozní podpora ve formě zeleného bonusu
vypláceného za každou kilowatthodinu elektřiny pocházející právě z režimu KVET.
Přesnou definici užitečného tepla či jinak tepla z KVET od letošního roku uvádí zákon o
podporovaných zdrojích (zákon č. 165/2012 Sb.) a rovněž i evropská legislativa (Směrnice
2012/27/EU).
Národní legislativa za něj (užitečné teplo) rozumí teplo vyrobené v procesu KVET sloužící
pro dodávky do soustavy zásobování tepelnou energií nebo k dalšímu využití pro
technologické účely s výjimkou odběru pro vlastní spotřebu zdroje a tepelné energie
využité k další přeměně na elektrickou nebo mechanickou energii.
Evropská legislativa jej definuje mírně odlišně, a to jako teplo, které je vyrobeno v procesu
KVET a slouží k uspokojování ekonomicky odůvodněné poptávky po teplu a chladu.
7.2
Výpočtová metodika procesu KVET
Protože způsob výpočtu KVET byl v jednotlivých zemích EU častokrát praktikován
odlišně, došlo od letošního roku k harmonizaci výpočtové metodiky v rámci celé EU. Do
českého právního řádu ji zavádí vyhláška Min. průmyslu a obchodu č. 453/2012 Sb. (na
úrovni EU ji řeší výše uvedená směrnice a prováděcí Rozhodnutí EK č. 2008/952/ES a č.
2011/877/EU).
Jejím základním východiskem je podmínka, že výroba elektřiny a tepla v režimu
plnohodnotné KVET musí přispívat k úspoře tzv. primární energie v určité výši. Jednoduše
řečeno, pokud by stejné množství elektřiny a užitečného tepla mělo být vyrobeno ze stejného
paliva odděleně, byla by spotřeba tohoto paliva vyšší. Evropská definice KVET vyžaduje
alespoň 10 % úsporu primární energie, česká u výroben do 1 MWe je mírnější (což je
možné) a vyžaduje jen kladnou hodnotu tohoto tzv. parametru ÚPE; nad 1 MWel již ale také
alespoň 10 % hodnotu UPE.
Tuto podmínku může v praxi splnit jen tzv. vysokoúčinná KVET, za níž je označována
taková, jejíž celková účinnost konverze vstupního paliva (či primární energie) na dále
užitečně využitou elektřinu a teplo dosáhne definované minimální úrovně.
U kogeneračních jednotek se spalovacím motorem bez ohledu na druh paliva je za elektřinu
z vysokoúčinné KVET považováno veškeré množství vyrobené elektřiny naměřené na
„svorkách“ generátoru kogenerační jednotky nebo sériové sestavy kogeneračních jednotek
jen v případě, pokud celková účinnost, do níž je započítáno i užitečné teplo, dosáhne za
vykazované období alespoň 75 % (tato limitní hodnota rovněž platí pro KVET zařízení na
bázi parní protitlaké turbíny, plynové turbíny, mikroturbíny, stirlingova motoru, palivového
článku, parního stroje a organického Rankinova cyklu).
Září 2013
21
SEVEn
BiogasHeat
Je-li celková účinnost KGJ menší (< 75 %), pak množství elektřiny pocházející z
(vysokoúčinné) KVET již netvoří veškerou výrobu, ale jen její určitou část, a to ve výši
odpovídající poměru užitečného tepla (Quž) k jeho brutto výrobě (Qbrutto).
Ve skutečnosti se ale pro tento účel používá koeficient „C“, který představuje skutečný
poměr hrubé výroby elektřiny a tepla zaznamenané v daném období, jímž se množství
užitečného tepla dodaného mimo výrobnu násobí.
(EKVET = Quž * CSKUT, kde CSKUT = ESV / Qbrutto).
Zde je nutné poznamenat, že za hrubou výrobu tepla (Qbrutto) se rozumí jeho nejvyšší možná
výroba v běžném provozu, což v případě KGJ se spalovacím motorem zahrnuje tepelný zisk
z chlazení oleje, prvního stupně komprese palivové směsi, bloku motoru a také i chlazení
spalin na obvyklou výstupní teplotu (150 až 180 °C). Nemá-li KGJ osazen spalinový
výměník, pak by koeficient „C“ měl být stanoven podle vzorce (CSKUT = ηe,sv / (0,75 - ηe,sv). Bližší
znázornění výpočtu hodnoty EKVET ukazuje obrázek 2 níže.
Obr. č. 5: Diagram výpočtu množství elektřiny pocházející z (vysokoúčinné) KVET pro případ KGJ
V druhém kroku je pak zapotřebí ověřit právě zmiňovanou dosaženou hodnotu ÚPE. Zde je
výpočtový postup nepoměrně složitější a my se z důvodu složitosti pouze omezíme na
empirické zjištění, že je-li množství elektřiny z KVET stanoveno výše popsaným způsobem,
tento požadavek bez problémů splní.
7.3
Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS
Samotný způsob určení množství užitečného tepla (Quž) dnes není legislativou
jednoznačně předepsán a v podstatě z hlediska právního řádu je možné vycházet pouze
z platných definic uvedených výše.
Obecně platí, že za užitečné teplo by mělo být považováno takové, které pochází z KVET a
slouží k uspokojování ekonomicky odůvodněné poptávky po teplu a chladu.
Jelikož však tato definice v některých případech užití tepla může být nedostatečná a vést
k případům, že by teplo sice bylo využíváno, ale přidanou ekonomickou hodnotu nijak
nevytvářelo, připravuje v současnosti ERÚ vydání upřesňujícího výkladového
stanoviska.
Září 2013
22
SEVEn
BiogasHeat
Z prvních neoficiálních návrhů vyplývá, že bude mít podobu pozitivního a případně i
negativního seznamu, u nějž budou definována některá kvantitativní případně jiná omezení
na množství tepla, které bude pro daný účel možné uplatnit (spotřebovat). S cílem eliminovat
nadměrné spotřeby tepla, které nebudou mít skutečný užitek.
Je pravděpodobné, že za užitečné teplo z bioplynových stanic (případně dalších druhů OZE)
bude uznáváno teplo využité pro:

Vytápění budov a příprava teplé vody
Užitečným teplem se zde rozumí dodávka tepla konečnému odběrateli použitá pro
vytápění budov nebo k přípravě teplé vody (TV), kde spotřeba tepla nepřekračuje
z hlediska celoročního tepelného komfortu potřebu tepla, která by byla za tržních
podmínek uspokojena nákupem tepla z jiného zdroje.
Limity spotřeby: budou uznávány spotřeby u existujících staveb odpovídající průměrné
spotřebě v minulých letech. U nových objektů pak v souladu s platnými předpisy
upravujícími tepelně-technické vlastnosti staveb a limity spotřeby tepla na přípravu TV
(tj. vyhlášky č. 78/2013 Sb., respektive v příloze č. 2 vyhlášky č. 194/2007 Sb., kterou se
stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé vody, měrné ukazatele spotřeby tepelné
energie pro vytápění a pro přípravu teplé vody a požadavky na vybavení vnitřních
tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným
spotřebitelům.)

Dodávka tepla do soustavy CZT (provozovaná licencovaným subjektem)
Limity spotřeby: Při vyvedení tepla z BPS do soustavy CZT bude za užitečné teplo
možné považovat teplo skutečně do soustavy předané v předávacím místě, stanovené
měřením (předávací stanice).

Vytápění chovů hospodářských zvířat
Limity spotřeby: Uznávány budou spotřeby až do následujících limitů (bez potřeby jejich
doložení měřením):
• Drůbež:
1250 kWh/VDJ
• Prasnice:
při 1. zapuštění:
v dospělosti:
• Selata:
• Prasata:
• Akakultury:

1500 kWh/VDJ
700 kWh/VDJ
1050 kWh/VDJ
225 kWh/VDJ
jednotky megawatthodin v přepočtu na
tunu produkce akvakultury
Sušení dřeva a agrárních komodit
Za užitečné teplo bude považováno teplo, které je využité pro účely:
• sušení dřeva v surovém stavu pro následné materiálové využití,
Září 2013
23
SEVEn
BiogasHeat
• sušení agrárních komodit, u nichž to přispívá vyššímu ekonomickému
ohodnocení,
• sušení dřeva použitého pro výrobu paliva, avšak pouze v případě že toto
palivo není následně použito k výrobě elektřiny nebo tepla nebo elektřiny a
tepla, na které je nárokována podpora.
Limity spotřeby: Množství tepla účelně využitého na sušení bude limitováno hranicí
obvyklého množství vody, které je nutné z daného materiálu sušením odstranit, a mezní
účinnosti sušení, která je bez ohledu na typ sušárny stanovena jednotně ve výši
maximálně 1,5 MWh/t .
Limitní množství odpařené vody, vyjádřené v kilogramech, a výsledné hodnoty mezní
spotřeby tepla v přepočtu na tunu materiálu vstupujícího do procesu sušení jsou pro
níže uvedené materiály definovány jako následující:
• dřevo pro materiálové využití – nejvýše 450 kg vody resp. 675 kWh
• dřevo pro palivo ke konečné spotřebě – nejvýše 300 kg vody resp. 450 kWh
• obiloviny a olejniny – nejvýše 50 kg vody resp. 75 kWh
• kukuřice na zrno – nejvýše 200 kg vody resp. 300 kWh

Šlechtění a množení rostlin (skleníky)
Limity spotřeby: Indikativní hodnotou pro vytápění skleníků v České republice bude
měrná spotřeba tepla ve výši 500 kWh/m2.rok (při požadavku na udržení vnitřní teploty
20°C) v závislosti na požadované teplotě.
Další zvažované přípustné způsoby užití tepla jsou následující:
Teplo dodané pro potřeby chlazení. Typickými příklady dodávky tepla pro potřeby
chlazení je klimatizování veřejných i soukromých budov, klimatizování prostor pro
skladování potravin (ryby, maso, ovoce, zelenina), chlazení mléka.
Procesní teplo pro dezinfekci nebo pasterizaci vstupních substrátů (je-li to vyžadováno
legislativou, tj. nařízení EU č. 1774/2002)
Teplo dodané na průmyslové procesy (pokud zde teplo kryje ekonomicky odůvodněnou
poptávku, případně že nahrazuje jinak využívaná fosilní paliva)
Za užitečné teplo z obnovitelných zdrojů se nepovažuje zejména využití tepla:
Teplo pro ohřev substrátu ve fermentoru bioplynové stanice.
Procesního teplo pro sušení fermentačního zbytku (digestátu) za účelem výroby
organických hnojiv.
Procesního teplo pro sušení fermentačního zbytku (digestátu) za účelem výroby paliv.
Září 2013
24
SEVEn
BiogasHeat
Procesního teplo pro hygienizaci/pasterizaci složek substrátu vstupujícího do fermentoru
v případě, že nejsou vyžadovány platnými právními předpisy,
Teplo pro dodatečnou výrobu elektřiny (např. využitím ORC jednotky).
7.4
Způsob prokazování
Při dokladování množství tzv. užitečného tepla bude nutné postupovat v souladu
s ustanoveními připravovaného výkladového stanoviska ERÚ, až bude fakticky
uveřejněno (předpoklad podzim 2013).
Jakékoliv deklarované množství užitečného tepla pro daný účel by měl být přitom výrobce
schopen doložit pro případ možné kontroly hodnověrným způsobem (tj. např. měřením
spotřebovaného tepla dodaného třetím stranám, počtem stavů hospodářských zvířat,
dodacími listy nakoupených surovin pro sušení apod.).
Bude-li současně výrobce nárokovat zelený bonus za KVET, bude povinen podat na MPO
žádost o vydání osvědčení o původu elektřiny z vysokoúčinné KVET, jejíž vzor je uveden
v příloze č. 3 vyhlášky č. 453/2012 Sb.
Pro možné vyplácení zelených bonusů za KVET pak bude nutné provést registraci do
systému OTE v souladu s ustanovením vyhlášky ERÚ č. 346/2012 Sb.
A následně pak vyplňovat pravidelné měsíční výkazy. V nich je kromě hodnot výroby
užitečného tepla rovněž nutné uvádět účinnosti (hrubé) výroby elektřiny a tepla, jejichž
prostřednictvím se ověřuje splnění ustanovení vyhlášky MPO č. 441/2012 Sb., o stanovení
minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie.
Má-li být teplo prodáváno pro zisk třetím stranám, bude pak nutné v souladu s Energetickým
zákonem (zákon č. 458/2000 Sb.) rovněž získat licenci na výrobu a rozvod tepla a stát se
licencovaným dodavatelem.
Září 2013
25
SEVEn

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice

Transkript

Podobné dokumenty

SYMPATIK® BJEQ

Pěstování

Zadávací dokumentace k projektu „modernizace systému vytápění“