Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u bioplynové stanice

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Předběžná studie proveditelnosti
využití tepla u bioplynové stanice
BRLOH
ŘÍJEN 2013
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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. Adam Moravec, Ing. Petr Šrutka)
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
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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
3.1
4
Nové možné odběry tepla (v blízkém či vzdáleném okolí od BPS) __________ 9
Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS _________ 11
4.1
Technické řešení _________________________________________________
4.1.1
Varianta 1: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská,
instalace malé KGJ pro potřeby BPS ___________________________________________
4.1.2
Varianta 2: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská,
nákup energie pro potřeby BPS ________________________________________________
4.1.3
Varianta 3: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do areálu společnosti v
Lipolticích _________________________________________________________________
11
11
13
14
4.2
Ekonomické hodnocení ____________________________________________ 15
4.3
Rámcové právní podmínky _________________________________________ 18
4.4
Sociální hlediska _________________________________________________ 19
4.5
Finanční hlediska _________________________________________________ 19
4.6
Ekologické efekty_________________________________________________ 20
5
Souhrn předběžné studie proveditelnosti __________________________ 21
6
Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice
22
7 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za
výrobu elektřiny v režimu KVET _____________________________________ 23
7.1
Definice užitečného tepla __________________________________________ 23
7.2
Výpočtová metodika procesu KVET _________________________________ 23
7.3
Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS _______________________________ 24
7.4
Způsob prokazování ______________________________________________ 27
Září 2013
3
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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 také „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 LIPONOVA,
a.s., (dále také jen „společnost“ či „investor“). Svou bioplynovou stanici ve svém středisku
v blízkosti obce Brloh společnost plánuje uvést do provozu koncem roku 2013. Tento
materiál hodnotí opatření, která byla v rámci osobní návštěvy 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 motivují, příp. zavazují,
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 BPS a informací a podkladů od zástupců
společnosti o stávající technologii BPS i zemědělského areálu, kde se nachází (např.
posudek projektu BPS, historické spotřeby energií apod.).
Září 2013
4
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
2
Informace o stanici
2.1
Umístění
Stavba bioplynové stanice se nachází severovýchodně, asi 300 m, od okraje obce
Brloh a cca 3,5 km od města Přelouč v nevyužívaném areálu zakoupeném od obce za
účelem zřízení bioplynové stanice. Stanice je situována do východní části areálu (GPS:
50°0'17.486"N, 15°33'42.661"E).
UMÍSTĚNÍ BPS
Obr. č. 1: Přehledná situace umístění BPS
2.2
Technické informace
Bioplynová stanice Brloh je navržena jako klasická zemědělská stanice s mokrou
fermentací používající zemědělské produkty živočišného i rostlinného původu. Farma
společnosti LIPONOVA, a.s. se zaměřuje z hlediska živočišné výroby na chov skotu a z
hlediska rostlinné výroby na pěstování pšenice, ječmene, řepky, máku, kukuřice a jiných
plodin, mj. také pro zajištění výkrmných surovin pro skot.
Stanice je navržena dle technologického know-how německé společnosti Farmtec a.s.
Tuzemský dodavatel eviduje ve svých referencích několik desítek realizací a patří v ČR mezi
přední firmy tohoto oboru.
Ačkoliv typickým řešením podle firmy Farmtec je kruhový fermentor rozdělený soustředně na
2 části: vnější mezikruží slouží jako fermentor 1. stupně a vnitřní část jako dofermentor (2.
stupeň), v tomto případě je využito již stavebně schválené původní dispozice
a fermentory 1. stupně a 2. stupně budou realizovány jako samostatně stojící nádrže.
Fermentor je proveden ze železobetonu s izolací PUR pěnou a má rovněž betonový strop.
Dofermentor se pak liší provedením stropu, do kterého je integrován plynojem.
Rozměry fermentorů hodnocené stanice jsou následující:
hlavní fermentor: vnitřní průměr 21 m, vnitřní objem 2 077 m3, světlá výška 6 m,
užitečný objem při výšce hladiny 5,5 m 1 905 m3
dofermentor:
Září 2013
průměr 19 m, vnitřní objem 1 700 m3, světlá výška 6 m,
užitečný objem při výšce hladiny 5,5 m 1 559 m3
5
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Hlavní fermentor je vybaven 2 vrtulovými míchadly o velkém průměru, dofermentor 2
vrtulovými míchadly.
K objektu fermentoru patří dávkovač pevných substrátů s násypkou a čerpací centrum.
Dávkovač je umístěn v betonové vaně zapuštěné v terénu. Substrát v dávkovači bude
promícháván a šnekovým dopravníkem pravidelně doplňován do fermentačního prostoru.
Čerpací centrum je umístěno v prostoru u stěny fermentoru. Zde bude docházet k
přečerpávání jednotlivých substrátů vcházejících a vycházejících z fermentoru. Přívod
odpadních vod bude zajištěn ze stávající jímky u silážního žlabu, odváděný substrát bude
odváděn tlakově do koncového skladu digestátu.
Koncový sklad digestátu tvoří 1 nová železobetonová nádrž o průměru 31 m a užitné
hloubce 7,75 m (s užitečným objemem cca 5 846 m3). Promíchávání koncového skladu
budou zajišťovat 3 polohovatelná vrtulová míchadla.
Příprava biomasy z travní a kukuřičné siláže a z cukrovarských řízků bude probíhat v
dávkovači tuhých substrátů. Jde o zařízení, které biomasu promíchá a automaticky dávkuje v
daných intervalech do hlavního fermentoru pomocí šnekového dopravníku. Dávkovač má
objemnou násypku 60 m3, siláž se do něj naváží čelním nakladačem 1x denně.
K vyrovnání výroby a spotřebu plynu slouží plynojem, který je integrován do střechy
dofermentoru s odpovídajícím hrubým objemem max. 700 m3. Těsnost zajišťuje fólie tvořená
polyesterovou tkaninou s oboustranným PVC-PU nánosem.
Z plynojemu je bioplyn odváděn k úpravě tlaku a obsahu vlhkosti. Plynové hospodářství
doplňuje havarijní hořák (fléra) pro bezpečnou a ekologickou likvidaci bioplynu v případě
nemožnosti bioplyn spalovat v kogenerační jednotce.
Produkce bioplynu bude umožňovat využívat plný výkon navrhované instalované
kogenerační jednotky, kterou je GE Jenbacher, typ JMS 312 GS-B.L se zážehovým 12válcovým motorem. Jednotka je vybavena synchronním generátorem o jmenovitém el.
výkonu 637 kWe. Vyznačují se jmenovitou el. účinností 40,3 %. KGJ však vzhledem
k podmínkám podpory bude výkonově omezena na 549 kWe, což povede k mírnému snížení
el. účinnosti.
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. Dle dodavatele kogenerační jednotky má takto dále využitelný
tepelný výkon činit cca 590 kWt (při omezení elektrického výkonu). 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 13 až 14 MWh elektřiny a
tepla a při očekávané intenzitě provozu jednotky během roku (po dobu ~ 8 tis. hod/rok) a
odpočtu vlastních energetických potřeb by roční suma dále využitelné elektřiny a tepla mohla
dosahovat až 4 GWh u každého z médií.
To je pro srovnání více než 13,5 (!) tis. GJ tepla, které může krýt roční potřeby několika set
domácností. Z tohoto důvodu je namístě hledat racionální možnosti pro jeho alespoň
částečné využití, které by mohlo znamenat ekonomické benefity jednak pro případného
odběratele tepelné energie, tak také pro provozovatele BPS.
Září 2013
6
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Tab. č. 1 - Základní technické parametry instalovaného zdroje el. a tepelné energie na BPS
GE Jenbacher
JMS 312
Zdroj
Jmenovitý / Skutečný mezní el. výkon [kW]
637 / 549
Jmenovitá el. účinnost / snížená skutečná [%]
40,3 / 39,6
Mezní využitelný tepelný výkon [kW]
590
z toho:
chlazení motoru, oleje a 1. stupně pal. směsi
~ 325
spaliny*
~ 265
Předpokládaná roční výroba elektřiny brutto/netto [GWh]**
4,40 / 4,09
Předpokládaná roční výroba tepla brutto/netto [GWh]**
4,72 / 4,01
*) Při vychlazení spalin na teplotu ~ 150 °C
**) Hodnoty výroby brutto/netto kalkulovány pro roční provoz 8 tis. hodin a vlastní technologickou
spotřebu el. energie 7% a tepelné energie 15%.
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.
Pokud by KGJ byly provozovány takovým způsobem, aby se podařilo najít využití pro takový
podíl výroby tepla, že celková efektivní účinnost využití bioplynu dosáhne alespoň 75 % v
jednotlivých sledovaných obdobích (obvykle měsíc, eventuálně rok), vyráběná elektřina
brutto by v tomto režimu byla uznána jako vyrobená v režimu vysokoúčinné KVET a měla by
nárok na výše uvedený příspěvek.
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

dodávka dále využitelného tepla jiným subjektům (na základě vydané
licence o výrobě a distribuci tepelné energie v souladu s energetickým
zákonem 458/2000 Sb.);
7
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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 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
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
3
Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS
(s výběrem detailněji dále hodnocených)
3.1
Nové možné odběry tepla (v blízkém či vzdáleném okolí od BPS)
Při hledání nových možných odběrů tepla se typicky u bioplynových stanic
umístěných v zemědělských areálech provozovatelé zaměřují na zavedení sušení různých
materiálů, u nichž sušení přispívá k jejich ekonomickému zhodnocení. Nejčastěji jím je
dřevo, ať už pro další materiálové užití nebo jako palivo. Někteří provozovatelé však
přistupují i k sušení zemědělských materiálů, které si s ohledem na ceny konvenčních zdrojů
tepla nemohli dříve dovolit (např. obilí, seno, sláma, různé byliny). Sušení těchto komodit
zlepší přinejmenším jejich skladovatelnost.
Zatím spíše v zahraničí se pak uplatňuje využití přebytků tepla pro sušení mechanicky
odvodněných tuhých nezfermentovaných zbytků organické hmoty v digestátu, tzv. separát,
který pak může nalézt využití jako koncentrované organické hnojivo, nebo stelivo anebo
nejkrajnějším případě jako palivo.
Teplem z bioplynové stanice se ale již vytápí například skleníky pro pěstování bylinek či
ovoce, různé intenzivní chovy ryb anebo se konvertuje na chlad za pomoci absorpčních
chladících jednotek. Teplo lze i využít pro dodatečnou výrobu el. energie (za pomoci parního
motoru případně jednotky ORC); zpravidla však nemá toto řešení ekonomické opodstatnění,
není-li elektřině přiznána stejná cena, jakou má el. energie ze samotné kogenerační
jednotky.
V případě stanic, které jsou vybudovány v rozumné vzdálenosti od větší bytové, nebytové či
průmyslové zástavby se pak jako ekonomicky nejvíce smysluplné může jevit uskutečnit
výstavbu propojovacího teplovodu případně plynovodu s tím, že teplo by z bioplynové
kogenerace bylo využito až v těchto vzdálených lokalitách.
A právě tato poslední možnost se jeví u posuzovaného projektu jako perspektivní. Stanice
leží cca 3 kilometry vzdušnou čarou od okrajové části města Přelouč, kde se v ul. Studentská
nachází stávající plynová kotelna dodávající tepelnou energii do sítě CZT. Provozovatelem
kotelny a navazující tepelné sítě je městem řízená společnost Tepelné zdroje Přelouč s.r.o.
Možností je dodávka tepla do tohoto „uzlu“ pomocí vybudování teplovodu, nicméně po
zvážení okolností v podobě vzdálenosti tohoto urbanistického celku od BPS a s tím
spojených investičních nákladů a souvisejících provozních nákladů na čerpací práci a
tepelné ztráty, se jeví jako mnohem příznivější vyvedení plynovodu a dislokace
instalovaného výkonu KGJ právě do místa spotřeby. Tento způsob řešení má však své
specifikum v tom, že při dislokaci KGJ přijde stanice jak o svůj zdroj elektrické energie, tak
také o zdroj tepla, tedy energií bezpodmínečně potřebných k zajištění chodu technologie
BPS. Řešením je buď instalace vlastního dodatečného zdroje těchto energií v podobě menší
KGJ na bioplyn o potřebném el. i tepelném výkonu, která bude pracovat kontinuálně
s dislokovanou KGJ, a nebo bude docházet k nákupu energií zajišťujících provoz BPS.
Další eventuální možností je v principu velmi podobná varianta spočívající v dislokaci KGJ
do centrálního areálu společnosti v Lipolticích. Tento areál je dnes vytápěn z vlastní kotelny
na zemní plyn a je zde využívána i sušička agrárních komodit. Tyto odběry by potenciálně
mohly být napojeny na dodávku tepla z přesunuté KGJ. Vzdálenost areálu je velmi podobná
vzdálenosti kotelny v prvním uvažovaném návrhu, tedy cca 3,3 km od umístění BPS.
Září 2013
9
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Lze tedy shrnout, že z hlediska vzdálenosti větších potenciálů odběru tepelné energie se tak
nasazení plynovodu jeví být nejracionálnějším řešením a zejména na tyto možnosti budou
rozvojové varianty zaměřeny.
Ze získaných podkladů, dat a uskutečněných rozhovorů byly vytipovány jako nejvíce
perspektivní tři možné rozvojové varianty využití tepla z BPS:

Varianta 1: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská, instalace
malé KGJ pro potřeby BPS

Varianta 2: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská, nákup
energie pro potřeby BPS

Varianta 3: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do areálu společnosti v Lipolticích
Těmto variantám je dále věnována pozornost a posouzeny jejich možné technickoekonomické aspekty a ekologické ad. přínosy.
Září 2013
10
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
4
Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS
4.1
Technické řešení
4.1.1 Varianta 1: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská,
instalace malé KGJ pro potřeby BPS
První rozvojová varianta navrhuje dislokaci kogenerační jednotky GE Jenbacher
JMS 312 instalované při BPS o jmenovitém výkonu 637 kWel, omezeném na 549 kWel do
kotelny fy. Tepelné zdroje Přelouč s.r.o. v ul. Studentská č.p. 1382. Tato kotelna
v současnosti disponuje tepelným výkonem 3,2 MWt a obsluhuje dodávkou tepla na vytápění
a přípravu TV přilehlé bytové domy.
Podle údajů poskytnutých provozovatelem kotelny, dodává kotelna spotřebitelům
průměrně 23,2 tis. GJ neboli 6,45 tis. MWh tepla. V základním scénáři se tedy navrhuje
vytvořit satelitní provoz KGJ v kotelně ve Studentské ulici. Současně je z důvodu
absence zdroje elektřiny a tepla pro provoz samotné BPS navrhována instalace nové, menší
KGJ o výkonových parametrech na úrovni cca 50 kWel a 80 kWt výkonu pro pokrytí
stávajících technologických potřeb BPS. Protože provozovatel BPS vlastní licenci na výrobu
elektrické energie pro zdroj do velikosti 550 kWel, musela by pak být KGJ, dislokovaná do
kotelny v ul. Studentská, výkonově omezena až na 500 kWel, čemuž by odpovídal tepelný
výkon na úrovni cca 535 kWt.
Z výše uvedených předpokladů a z poskytnutých údajů dodávky tepla kotelnou na vytápění a
přípravu TV v jednotlivých měsících byl sestaven výpočtový model ukazující na základě
výkonových parametrů instalované KGJ potenciál možnosti budoucích dodávek tepla do
systému CZT.
Tab. č. 2 - Dodávky tepelné energie z kotelny v ul. Studentská 1382 (Zdroj: ČEZ ENERGO, s.r.o.)
Měsíc
1.
Kotelna [MWh]
KGJ [MWh]
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
celkem
980 1188 676 519 178 155 141 146 194 665 706 903
299 270 299 289 178 155 141 146 194 299 289 299
6451
2855
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
Teplo vyrobené plynovou kotelnou [MWh]
8
9
10
11
12
Teplo dodané KGJ [MWh]
Obr. č. 2: Porovnání dodávek tepelné energie z KGJ o výkonu 535 kWt do soustavy CZT
Září 2013
11
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Z údajů o spotřebách energie v kotelně lze předpovědět potenciál dodávky tepla vyrobeného
v této satelitní KGJ do tepelné sítě CZT zásobované z této kotelny ve výši až 2,8 tis. MWh
resp. až 10,0 tis. GJ ročně, což představuje pokrytí téměř 45% energie dodávané z této
kotelny. V případě doplnění návrhu systému o akumulaci tepelné energie pro např. 8hod.
časové období by došlo k navýšení dodávky tepla do systému až na téměř 13 tis. GJ ročně.
Možnost dodávat tepelnou energii do soustavy CZT v plném výkonu KGJ prakticky po celé
otopné období a dále představovat plný výkon kotelny v přechodném období pro vytápění a
ve zbytku roku pro přípravu TV, umožňuje čerpání zeleného bonusu za každou vyrobenou
MWh elektřiny v režimu vysokoúčinné KVET ve výši až 65 % brutto výroby, která v tomto
případě činí cca 4 GWh.
Celý proces dislokace KGJ si vyžádá návazné investice v celkové předpokládané výši
18,25 mil. Kč. Významnou investicí bude samotný plynovod v délce do 3,5 km v trase
ideově naznačené na obrázku níže, související výkopové práce, pokládka potrubí a následné
terénní úpravy, vyspravení asfaltových povrchů komunikací a platby za věcná břemena na
pozemcích. Dalším významným investičním nákladem bude přesun a instalace KGJ do
prostoru kotelny CZT. Nutná bude instalace technologie kotelny, jako jsou čerpadla, potrubí,
regulační prvky, úprava stávajícího systému MaR, odkouření a kapotáž KGJ, VZT a
odhlučnění kotelny, stavební úpravy a akumulační nádrže o celkovém objemu až 150 m 3.
V rámci kotelny bude instalováno napojení na síť VN v podobě nového trafa, VN rozváděčů a
přípojky na VN.
Při bioplynové stanici dále bude muset být instalována úpravna produkovaného bioplynu
v podobě odvlhčovací jednotky a komprese pro dopravu plynu plynovodem, vč. měření tlaku.
Dále je nutné instalovat zmíněnou druhou KGJ na BPS pro pokrytí vlastních technologických
potřeb.
Provozní náklady tohoto řešení budou představovat především náklady na provoz
dmychadla udržujícího tlak v plynovodu, odsíření a odvlhčení produkovaného bioplynu,
provoz druhé KGJ pro vlastní potřebu stanice a ostatní náklady v podobě údržby plynovodu,
výkaznictví pro ERÚ apod.
KOTELNA
STUDENTSKÁ
č.p. 1382
PLYNOVOD
DÉLKY 3,5 km
BPS
Obr. č. 3: Mapa se zákresem vedení plynovodu z BPS ke kotelně ve Studentské ul.
Září 2013
12
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
4.1.2 Varianta 2: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská,
nákup energie pro potřeby BPS
V návaznosti na variantu první je zpracována druhá rozvojová varianta, která z první
přímo vychází. Základním a jediným rozdílem návrhů je však absence nově navrhované KGJ
sloužící k pokrytí technologické potřeby bioplynové stanice. Přestože by ve standardním
případě instalace KGJ na stanici byla započtena celá technologická spotřeba BPS do vlastní
technologické spotřeby a netto vyrobená elektřina by byla bez této vlastní spotřeby,
v případě dislokace KGJ tento způsob započtení spotřeby BPS nelze uvažovat. Z toho
důvodu by technologická spotřeba elektřiny byla pokryta nákupem elektrické energie ze sítě
a pro dodávku tepla by byl instalován kotel na bioplyn zásobovaný vyrobeným bioplynem.
Následující tabulka opět znázorňuje křivku spotřeby tepelné energie kotelnou ve
studentské ulici a tomu odpovídající potenciál dodávky dislokované KGJ, která díky absenci
druhé KGJ pro krytí potřeby BPS bude moct být provozována na mezní elektrický výkon
549 kWel, čemuž bude odpovídat tepelný výkon cca 590 kWt.
Tab. č. 3 - Dodávky tepelné energie z kotelny v ul. Studentská 1382 (Zdroj: ČEZ ENERGO, s.r.o.)
Měsíc
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Kotelna [MWh] 980 1188 676 519 178 155 141 146 194 665 706 903
KGJ [MWh]
329 297 329 319 178 155 141 146 194 329 319 329
celkem
6451
3065
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
1
2
3
4
5
6
7
Teplo vyrobené plynovou kotelnou [MWh]
8
9
10
11
12
Teplo dodané KGJ [MWh]
Obr. č. 4: Porovnání dodávek tepelné energie z KGJ o výkonu 590 kWt do soustavy CZT
Z údajů o spotřebách energie v kotelně lze předpovědět potenciál dodávky tepla vyrobeného
v této satelitní KGJ do tepelné sítě CZT zásobované z této kotelny ve výši přes 3 tis. MWh
resp. až 11,0 tis. GJ ročně, což představuje pokrytí více než 45% energie dodávané z této
kotelny a stejně jako u první varianty lze navýšit doplněním systému o akumulaci tepelné
energie až na více než 13,5 tis. GJ ročně.
Z pohledu navrhovaných nutných investic je tato rozvojová varianta téměř totožná
s předchozí, vč. vedení trasy plynovodu, a platí pro ni totožné podmínky z hlediska nutných
instalací technologií a investic. Jediným rozdílem bude odpadnuvší investice do instalace
druhé vlastní KGJ pro pokrytí vlastní technologické spotřeby BPS namísto toho bude
technologická potřeba elektřiny pokryta nákupem ze sítě a pro zajištění tepelné energie bude
Září 2013
13
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
do strojovny instalován kotel spalující bioplyn o jmenovitém výkonu cca 100 kWt. Spotřeba
bioplynu, který bude dodáván produkcí samotné BPS, bude na úrovni 700 – 800 MWh za rok
a předpokládá se pokrytí této potřeby i přes provoz dislokované KGJ na plný výkon 549
kWel.
Celý proces dislokace KGJ si tak vyžádá předpokládané návazné investice v celkové výši
16,5 mil. Kč.
Pro čerpání zeleného bonusu za KVET zde platí také stejné podmínky s rozdílem
navýšeného elektrického výkonu dislokované KGJ, který bude v tomto případě 549 kWel.
Tím se zvýší výroba elektřiny, tepla i dodávky tepla. Poměr dodaného tepla vůči
vyrobenému, v ekvivalentu elektrické energie vyrobené v režimu KVET však zůstane na
stejné úrovni, a to až 65 % z celkové výroby elektřiny v množství až 4,4 GWh.
Základní rozsah provozních nákladů tohoto řešení bude velmi podobný předchozímu návrhu.
Odpadne pouze náklad na provoz a údržbu druhé KGJ instalované při stanici.
Nejzásadnějším rozdílem však bude výraznější navýšení nákladů na nákup elektrické
energie pro technologickou spotřebu BPS.
4.1.3 Varianta 3: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do areálu společnosti v
Lipolticích
Třetí rozvojová varianta byla zpracována s ohledem na to, že u prvních dvou je
provozovatel nucen spoléhat na kooperaci dalšího subjektu v podobě městské společnosti
provozující kotelny ve městě Přelouči. V případě, že ze strany společnosti Tepelné zdroje
Přelouč s.r.o. nebude zájem o podobný způsob spolupráce, existuje tu další alternativa
založená na totožném principu jako předchozí dvě varianty, tedy na přemístění KGJ z BPS
do jiné lokace s potenciálem v odběru tepla s cílem dosáhnout na motivační složku provozní
dotace ve formě zeleného bonusu za KVET.
Alternativním místem pro přesunutí KGJ je areál provozovatele BPS v Lipolticích. V areálu
se dnes nachází kotelna na zemní plyn a dále také sušička agrárních komodit. Základními
výchozími údaji jsou tak předpokládané roční spotřeby zemního plynu v areálu na úrovni
cca 150 tis. m3 při nákladech 2,1 mil. Kč bez DPH, což odpovídá téměř 1 600 MWh energie
ve spalném teple. Přepočtem s účinností zdroje a na výhřevnost paliva je očekávaná potřeba
tepla objektů a technologií na úrovni více než 1 300 MWh, resp. až 4,7 tis. GJ.
Stejně jako v případě první rozvojové varianty si relokace KGJ vyžádá návazné investice
v podobě vyvedení plynovodu v délce do 3,5 km v níže ideově naznačené trase, úpravy
bioplynu, přesun a instalace KGJ, návazné stavební a technologické úpravy kotelny, MaR a
realizace nového připojení na VN. Protože se již předem jeví jako ekonomicky iracionální
nakupovat elektrickou energii pro vlastní provoz BPS ze sítě, je dalším předpokladem také
instalace druhé KGJ na BPS pro krytí technologických potřeb, stejně jako v první rozvojové
variantě.
Celý proces dislokace KGJ si tak vyžádá předpokládané návazné investice v celkové výši
16,25 mil. Kč. Provozní náklady jsou očekávány ve stejných relacích jako v první variantě.
Při uvažované dodávce tepla v rozmezí 3,5 až 4,5 tis. GJ (realistický až optimistický
předpoklad), bude možné čerpání zeleného bonusu za každou vyrobenou MWh elektřiny
v režimu vysokoúčinné KVET ve výši okolo 25 % brutto výroby, která v tomto případě činí
cca 4 GWh.
Září 2013
14
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
BPS
PLYNOVOD
DÉLKY DO 3,5 km
AREÁL
fy. LIPONOVA
Obr. č. 5: Mapa se zákresem vedení plynovodu z BPS ke kotelně areálu provozovatele v Lipolticích.
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 plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská, instalace
malé KGJ pro potřeby BPS
Investiční náklady:
až 18,25 mil. Kč
- 1,45 mil. Kč - úprava parametrů plynu na BPS (odvlhčovací
jednotka, kompresor, ad.);
- 2,0 mil. Kč - instalace KGJ (~ 50-60 kWel a 80 kWt) pro
vlastní technologickou spotřebu;
- 7,8 mil. Kč - 1,8 tis. Kč/bm plynovodu délky do 3,5 km,
rezerva na renovaci povrchů komunikací (1 000 tis. Kč),
poplatky za věcná břemena (500 tis. Kč);
- 6,0 mil. Kč - transportní náklady (100 tis. Kč), AKU nádrže a
úprava technologie kotelny (2 500 tis. Kč), kapotáž, VZT a
odhlučnění KGJ (1 000 tis. Kč), napojení KGJ na VN
(1 000 tis. Kč), odvod spalin KGJ (500 tis. Kč), úprava MaR
(200 tis. Kč), stavební úpravy, rozpočtová rezerva ad. (700 tis.
Kč)
- 1,0 mil. Kč - náklady na inženýrské práce (DÚR, DSP)
Roční prodej tepla:
Září 2013
2 780 až 3 600 MWh resp. 10 až 13 tis. GJ/rok
15
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Příjmy z prodeje tepla:
1 500 až 2 600 tis. Kč/rok podle ceny tepla, viz tabulka níže
Tab. č. 4 - Přehled výnosů z prodeje tepla – VAR1
Příjem z prodeje
[tis. Kč]
Prodej tepla
[GJ/rok]
10000
13000
Cena tepla [Kč/GJ]
150
1500
1950
175
1750
2275
200
2000
2600
Pozn.: Cena tepla ve výši 150 Kč/GJ bez DPH zvolena na hranici 7 let návratnosti investice
Příjmy za ZB za KVET:
1 300 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 –
vypočteno s podílem 65% elektřiny vyrobené v režimu KVET)
Dodatečné provozní náklady: 0,25 mil. Kč/rok
- 0,1 mil. Kč - spotřeba elektřiny dmychadlem plynovodu
- 0,1 mil. Kč - údržba a opravy druhé KGJ pro potřebu BPS
- 0,05 mil. Kč - ostatní náklady, výkaznictví ERÚ
Prostá návratnost:
5 - 7 let
Tab. č. 5 - Prostá návratnost investice – VAR1
Prostá návratnost
[roky]
Prodej tepla
[GJ/rok]
Cena tepla [Kč/GJ]
10000
150
7,2
175
6,5
200
6,0
13000
6,1
5,5
5,0
Varianta 2: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do kotelny v ul. Studentská, nákup
energie pro potřeby BPS
Investiční náklady:
až 16,5 mil. Kč
- 1,45 mil. Kč - úprava parametrů plynu na BPS (odvlhčovací
jednotka, kompresor, ad.);
- 0,25 mil. Kč - instalace vlastního kotle na bioplyn o výkonu do
100 kWt pro vlastní technologickou spotřebu;
- 7,8 mil. Kč - 1,8 tis. Kč/bm plynovodu délky do 3,5 km,
rezerva na renovaci povrchů komunikací (1 000 tis. Kč),
poplatky za věcná břemena (500 tis. Kč);
- 6,0 mil. Kč - transportní náklady (100 tis. Kč), AKU nádrže a
úprava technologie kotelny (2 500 tis. Kč), kapotáž, VZT a
odhlučnění KGJ (1 000 tis. Kč), napojení KGJ na VN
(1 000 tis. Kč), odvod spalin KGJ (500 tis. Kč), úprava MaR
(200 tis. Kč), stavební úpravy, rozpočtová rezerva ad. (700 tis.
Kč)
- 1,0 mil. Kč - náklady na inženýrské práce (DÚR, DSP)
Roční prodej tepla:
Září 2013
3 050 až 3 750 MWh resp. 11 až 13,5 tis. GJ/rok
16
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Příjmy z prodeje tepla:
1 650 až 2 700 tis. Kč/rok podle ceny tepla, viz tabulka níže
Tab. č. 6 - Přehled výnosů z prodeje tepla – VAR2
Příjem z prodeje
[tis. Kč]
Prodej tepla
[GJ/rok]
11000
13500
Cena tepla [Kč/GJ]
150
1650
2025
175
1925
2362,5
200
2200
2700
Pozn.: Cena tepla ve výši 200 Kč/GJ bez DPH představuje horní hranici 7 let návratnosti investice (při
realistickém předpokladu odběru tepla)
Příjmy za ZB za KVET:
1 425 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 –
vypočteno s podílem 65% elektřiny vyrobené v režimu KVET)
Dodatečné provozní náklady: 1,2 mil. Kč/rok
- 0,1 mil. Kč - spotřeba elektřiny dmychadlem plynovodu
- 1,05 mil. Kč - nákup elektřiny pro technologickou potřebu
BPS (předpoklad 350 MWh při ceně 3 Kč/kWh)
- 0,05 mil. Kč - ostatní náklady, výkaznictví ERÚ
Prostá návratnost:
5,5 - 9 let
Tab. č. 7 - Prostá návratnost investice – VAR2
Prostá návratnost
[roky]
Prodej tepla
[GJ/rok]
11000
13500
Cena tepla [Kč/GJ]
150
8,8
7,3
175
7,7
6,4
200
6,8
5,6
Varianta 3: Výstavba plynovodu a dislokace KGJ do areálu společnosti v Lipolticích
Investiční náklady:
až 16,25 mil. Kč
- 1,45 mil. Kč - úprava parametrů plynu na BPS (odvlhčovací
jednotka, kompresor, ad.);
- 2,0 mil. Kč - instalace KGJ (~ 50-60 kWel a 80 kWt) pro
vlastní technologickou spotřebu;
- 7,7 mil. Kč - 1,8 tis. Kč/bm plynovodu délky do 3,5 km,
rezerva na renovaci povrchů komunikací (1 000 tis. Kč),
poplatky za věcná břemena (400 tis. Kč);
- 4,1 mil. Kč - transportní náklady (100 tis. Kč), AKU nádrže a
úprava technologie kotelny (1 000 tis. Kč), VZT a odhlučnění
KGJ (500 tis. Kč), napojení KGJ na VN (1 000 tis. Kč), odvod
spalin KGJ (500 tis. Kč), úprava MaR (200 tis. Kč), stavební
úpravy, rozpočtová rezerva ad. (700 tis. Kč)
- 1,0 mil. Kč - náklady na inženýrské práce (DÚR, DSP)
Roční prodej tepla:
Září 2013
970 až 1 250 MWh resp. 3,5 až 4,5 tis. GJ/rok
17
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Příjmy z prodeje tepla:
1 295 až 1 665 tis. Kč/rok (při ceně přiznané vytěsněné
spotřebě zemního plynu ve výši 370 Kč/GJ bez DPH)
Příjmy za ZB za KVET:
500 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 –
stanoveno s podílem 25% elektřiny vyrobené v režimu KVET a
odběru tepla ve výši 4 tis. GJ)
Dodatečné provozní náklady: 0,25 mil. Kč/rok
- 0,1 mil. Kč - spotřeba elektřiny dmychadlem plynovodu
- 0,1 mil. Kč - údržba a opravy druhé KGJ pro potřebu BPS
- 0,05 mil. Kč - ostatní náklady, výkaznictví ERÚ
Prostá návratnost:
8 - 11 let
Z výše uvedeného vyplývá, že ekonomicky nejvýhodnější vychází realizovat přesun KGJ do
kotelny v ul. Studentská na okraji města Přelouč se současnou instalací druhé KGJ na BPS,
která by zajišťovala dodávku energií pro technologickou spotřebu. Vyvolané investiční
náklady kryjí dostatečné příjmy z prodeje tepla a návratnost zkracuje relativně vysoká
podpora výrobě tepla v režimu vysokoúčinné KVET.
Druhá rozvojová varianta je velmi obdobná, jen s rozdílem vysokých provozních nákladů díky
nutnosti nakupovat elektrickou energii pro provoz BPS. Díky tomu je nutno nabídnout vyšší
výkupní cenu tepla, což tento návrh může učinit nekonkurenceschopným při oslovení
s nabídkou společnosti Tepelné zdroje Přelouč s.r.o.
Poslední návrh uvažující přesun KGJ do areálu fy. LIPONOVA v Lipolticích vychází
ekonomicky hůře z důvodu menší spotřeby tepla v areálu při velmi podobných investičních
nákladech v porovnání s první variantou. Doba návratnosti tak zde vychází delší a pro
investora se tak nemusí jevit jako zajímavá. Nicméně při neúspěchu s realizací některé
z prvních dvou rozvojových variant by i tato varianta mohla být pro investora (a zároveň
provozovatele) zajímavá s výhledem do delší budoucnosti při zajištění energetických potřeb
pro svůj areál. Změnit hodnocení této varianty k lepšímu by mohla budoucí investice do
dalšího ekonomicky efektivního využití tepelné energie v areálu, které by pomohlo zvýšit
využití tepla z přesunuté KGJ.
V zásadě lze konstatovat, že jednotlivé rozvojové varianty, mohou být seřazeny podle
ekonomických přínosů tak, jak jsou navrhovány, tedy od 1. do 3. a odvíjí se zejména
od množství využitého tepla.
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 plynovodu, resp. teplovodu 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.
Září 2013
18
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
Protože dodávky tepla zakládají obchodní vztah mezi výrobcem-dodavatelem a odběratelem,
vlastník BPS bude povinen splnit požadavky energetického zákona (zákona 458/2000 Sb. a
vyhlášky č. 426/2005 Sb.), tj. zejména získat oprávnění - licenci na přepravu plynu a 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.
Relevantní je pak i právní úprava pro výplatu provozní podpory za výrobu elektřiny ve
vysokoúčinné KVET. Zde je relevantní vyhláška MPO č. 453/2012 Sb., dále registrační
vyhláška ERÚ č. 346/2012 Sb. a cenové rozhodnutí ERÚ pro příslušný kalendářní rok.
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.
Nejlepší poměr cena/množství poskytuje varianta č. 1, eventuálně č. 2, kdy by se podařilo
poskytnout a zlevnit dodávanou tepelnou energii největšímu množství koncových odběratelů,
kterými budou v největší míře obyvatelé bytových domů v oblasti zásobované teplem právě
z kotelny v ul. Studentská.
4.5
Finanční hlediska
Finanční hledisko je zde chápáno v kontextu nároků na kapitál a možnosti jeho
zajištění. Investiční náklady každé z variant jsou víceméně obdobné. Pro první dvě rozvojové
varianty však ještě existuje eventuální možnost dohody s provozovatelem kotelny
o přenesení části investičních nákladů týkajících se nezbytných úprav kotelny, s výjimkou
akumulačních nádrží a samotného transferu a zapojení KGJ, právě na provozovatele
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
19
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
kotelen, tedy fy. Tepelné zdroje Přelouč s.r.o. v absolutních číslech by se jednalo o částku
cca 3,4 mil. Kč, která by následně byla zohledněna v nabídnuté ceně dodávaného tepla.
Při hodnocení z pohledu investora tak zřejmě nejvýhodněji bude opět v tomto
hledisku vycházet varianta 1, případně 2.
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 dislokaci KGJ do kotelny v ul. Studentské,
bude možné eliminovat lokální spálení 12,5 až 16,3 tis. GJ zemního plynu ročně. Tomu
odpovídá úspora emisí NOx v množství dosahující až 1 tunu ročně a CO na úrovni 150
kilogramů. Největší úsporu však omezení spotřeby zemního plynu přinese v emisích CO2,
které mohou poklesnout o 700 až 900 tun (!) za rok. U druhé varianty by množství
uspořených emisí mohlo být ještě vyšší, řádově o cca 10%.
Při přesunu KGJ by došlo k lokálnímu vytěsnění až 5,5 tis. GJ zemního plynu ročně. Stejně
jako v prvním případě by došlo k úspoře emisí navýšené adekvátně o množství vytěsněného
zemního plynu, což v absolutních hodnotách znamená přes 300 kg emisí Nox, pět desítek
kilogramů CO a až 300 tun oxidu uhličitého za rok.
Září 2013
20
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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
Varianta 3
Technická
5
5
5
Ekonomická
5
4
3
Právní
3
3
4
Sociální
5
5
4
Finanční
2
2
2
Ekologická
5
5
3
Celkem
25
24
21
Vysvětlivka: 1 – velmi špatné podmínky/neproveditelné, 2 – dostatečné, 3 –
uspokojivé, 4 – dobré, 5 – velmi dobré (výborné)
Září 2013
21
Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Brloh
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 plynovodu a
relokaci instalované KGJ do míst konečného odběru tepla, kde by docházelo k vytěsnění
části stávajících potřeb zemního plynu.
Z komplexního hodnocení navržených variant vyplývá, že za současných podmínek
provozní podpory (ZB za KVET) je nutné najít co nejvyšší využití pro produkované teplo.
Proto je přesun KGJ do místa s vysokou potřebou, kterým je kotelna zásobující teplem
část sídliště, tou nejvhodnější variantou, což také ukazuje ekonomické vyhodnocení.
Z ekonomického porovnání také vyplynula racionalita instalace druhé, doplňkové KGJ
sloužící pro zajištění technologických energetických potřeb BPS. Provozní náklady při její
absenci a nákupu elektrické energie ze sítě by se vyšplhaly nad 1 milion Kč. Tato skutečnost
by musela být zohledněna v nabízené ceně tepla, což by mohlo nabídku na dodávku tepla
učinit nekonkurenceschopnou.
Realizace projektu dle rozvojové varianty č. 1, eventuálně č. 2 by pro výrobce i odběratele
tepla mohla být ekonomicky výhodná a navíc by byla prospěšný z hlediska omezení
lokálních emisí škodlivin (ke kterým dochází při spalování zemního plynu v kotelně).
Možnou motivací městské firmy Tepelné zdroje Přelouč s.r.o. k jednání o možnostech
instalace KGJ do své plynové kotelny, která zásobuje blízkou sídlištní zástavbu, bude
nabízená úspora v nakupované energii a tím uvolnění finančních kapacit pro možné
modernizace svých kotelen tak, aby modernizace nevedla k navýšení cen tepla. Faktem
k jednání dále může být přenesení části realizačních nákladů za úpravy technologií kotelny,
systému MaR, případně stavební úpravy na provozovatele kotelny a přenesenou část
nákladů zohlednit v nabízení ceně tepla. pro investora by tak mohlo dojít
k nezanedbatelnému snížení počátečních investičních nákladů až o 3,5 mil. Kč.
V případě, že nedojde k domluvě na dislokaci KGJ do plynové kotelny ve Studentské ulici,
nabízí se varianta s přesunem KGJ do areálu fy LIPONOVA v Lipolticích, kde by dodávala
tepelnou energii zejména pro vytápění areálu a pro provoz sušičky agrárních komodit.
Celkové odběry tepla jsou zde však řádové méně než poloviční v porovnání s odběry
v kotelně. Proto je ekonomika této varianty horší než u předchozích. Nicméně pokud se na
variantu investor podívá z pohledu investice do vlastní technologie, byť s delší návratností,
ale zajišťující energetickou soběstačnost, mohla by být i tato varianta zajímavá.
Září 2013
22
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Brloh
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
23
SEVEn
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Brloh
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. 6: 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
24
SEVEn
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Brloh
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
25
SEVEn
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Brloh
• 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
26
SEVEn
BiogasHeat
Předběžná studie proveditelnosti_BPS Brloh
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
27
SEVEn