1/71
Paliva pro centralizované zdroje tepla paliva pro zásobování teplem
těžba, dovoz, zásoby problémy zajištění paliv pro teplárenství
2/71
Paliva
tuhá
černé uhlí, hnědé uhlí, antracity, koks, ...
biomasa: štěpka, standardizovaná paliva
kapalná
ropa a její deriváty: topné oleje, nafta, benzín
biomasa: bioolej, bionafta, biolíh...
plynná
zemní plyn, koksárenský plyn, svítiplyn, generátorový plyn, plyn z rafinace ropy (propan, butan), vysokopecní plyn bioplyn
3/71
Paliva pro CZT v zahraničí
Dánsko
Švédsko
Německo
Polsko
4/71
Paliva pro soustavy CZT Podíl jednotlivých paliv na celkové dodané tepelné energie Biomasa a jiné OZE 3%
Topné oleje 2%
Jiná paliva 8%
Zemní plyn 20%
Uhlí 67%
5/71
Paliva pro teplo (příklad z roku 2009) Spotřeba primárních zdrojů energie pro výrobu dodávkového tepla 300,0 250,0
PJ
200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
hnědé uhlí
černé uhlí + koks
ostatní tuhá (vč. dřeva)
kapalná paliva
zemní plyn
ostatní topné plyny
6/71
Černé uhlí
tuhé palivo, „hořlavá hornina“, kamenné karbonizovaná biomasa, bez přístupu vzduchu, ve velkých hloubkách, za působení tlaku a teplot, stáří 280 až 350 miliónů let mohutné podzemní sloje ve velké hloubce až 1300 m nízký obsah vody a prchavých látek, vyloučen kyslík, méně popelovin
vyšší zabarvení, tvrdost
vysoký obsah uhlíku 70 až 90 %
7/71
Černé uhlí
koksovatelné uhlí
obsahují 20 až 28 % prchavých látek, 18 až 20 MJ/kg
energetické uhlí
výhřevnost 25 až 30 MJ/kg
ostravské: 28 MJ/kg
(kladenské: 23 MJ/kg)
antracit
nejkvalitnější černé uhlí
výhřevnost > 30 MJ/kg, podíl uhlíku až 90 %
33 MJ/kg = čistý uhlík
8/71
Černé uhlí - koks
koks: sekundární palivo odvozené z černého uhlí karbonizace = odstranění prchavých složek v peci bez přístupu vzduchu, teploty 1000 °C, koksovna vysoce kvalitní palivo, redukční činidlo pro vysoké pece (hutnictví, výroba oceli)
výhřevnost 30 MJ/kg
malý obsah popela
9/71
Černé uhlí – ložiska v ČR
většina zásob vyčerpána zbylé v 1-1,3 km
zásobárna pitné vody pro SČ kraj
70 % v Polsku 30 % v Česku
dobývání z 1000 m postupná uzavírka
1. Hornoslezská pánev 2. Vnitrosudetská pánev 3. Podkrkonošská pánev
4 Středočeské pánve 5 Mělnická pánev 6 Plzeňská a Radnická pánev
ověřené zásoby u Frenštátu (CHKO Beskydy) těžba v OKD jediný producent ČU (NWR)
10/71
Černé uhlí – hlubinná těžba
11/71
Černé uhlí – hlubinná těžba
zdroj: OKD
12/71
Černé uhlí – pokles těžby
mil. tun
Vývoj těžby ČU v ČR v letech 1987 – 2009
13/71
Výhled těžby černého uhlí
2014: těžba 8.6 mil. tun zdroj: Vupek
14/71
Cena černého uhlí (USD/t)
v posledních letech pokles ceny černého uhlí - dovoz zdroj: MPO
15/71
Černé uhlí – pokles těžby
OKD (NWR)
jediná společnost těžící černé uhlí v ČR (Karvinná, Frýdecko-Místecko)
konkurence – dovoz ČU z Polska (problémy, omezování těžby), Ruska, Kolumbie!, USA!, Austrálie! pokles ceny uhlí na trhu uzavírání dolů v Evropě – nákladná těžba (důl Paskov, Německo, Španělsko, Anglie)
státní podpora prodlužování těžby vs. regulace podpory v EU
16/71
Využití černého uhlí
energetické
okolo 40 % těžby v ČR (cca 3 mil. tun ročně) elektrárna Dětmarovice 800 MWe (ČEZ, a.s.), 2.3 mil tun ročně o výhřevnosti 22 MJ/kg, 60 % produkce energetického uhlí teplárna Vítkovice 340 MWt / 79 MWe (ČEZ, a.s.)
hutnictví, ocelářský průmysl
koksovatelné uhlí pro metalurgii
17/71
Výhled spotřeby černého uhlí
18/71
Hnědé uhlí
tuhé palivo
mladší, méně kvalitní, méně prouhelněné (třetihory)
(+) sloje v menší hloubce = povrchová těžba (skrývka), nižší náklady na těžbu
(-) devastace krajiny, rušení vesnic
hnědé uhlí
60 až 70 % uhlíku
severočeské: 16 MJ/kg
sokolovské: 14 MJ/kg
19/71
Hnědé uhlí
hnědý antracit nejkvalitnější hnědé uhlí
výhřevnost 16-17 MJ/kg
lignit (lat. lignum = dřevo) slabé prouhelnatění
zřejmá struktura dřeva
40 až 60 % uhlíku, 50 % vody, jihomoravský lignit 8 až 10 MJ/kg
rašelina černý sediment z rozkladu mechů, rostlin a stromů v močálech (pod vodou, anaerobní rozklad)
50 % spalitelných látek v sušině
20/71
Složení tuhých paliv
výrazně nižší obsah O2 než biomasa
obsah síry !
21/71
Hnědé uhlí – ložiska v ČR
1 Chebská pánev:
těžba vyloučena, zdroje minerální vod (Františkovy lázně)
2 Sokolovská pánev:
uhlí pro energetiku, nízká síra, vysoký obsah vody
3 Severočeská pánev:
mostecká: nízký obsah popela chomutovská: vysoký obsah popela, síra teplická: vytěžena (kvalitní hnědé uhlí)
4 Žitavská pánev:
svrchní sloj vydobyta, zbytek technické problémy (zvodnělé písky)
22/71
Hnědé uhlí – kdo ho těží?
Severočeské doly (skupina ČEZ) – pro elektrárny ČEZ doly Bílina, Tušimice: 20 až 23 mil tun ročně Czech Coal doly Vršany, Šverma, Centrum, ČSA:
13 až 14 mil. tun ročně
Sokolovská uhelná doly Jiří, Družba:
7 až 9 mil. tun ročně
23/71
Podíl na výrobě elektřiny cca 60 % elektřiny je z uhlí (černé, hnědé)
24/71
Hnědé uhlí – povrchová těžba vliv těžby na krajinu
25/71
Hnědé uhlí – povrchová těžba
26/71
Hnědé uhlí – povrchová těžba lom ČSA
zámek Jezeří
27/71
Hnědé uhlí – ložiska lignitu
ukončení těžby 2010
28/71
mil. tun
Hnědé uhlí a lignit
50 % oproti 1987 4. v Evropě (Německo, Řecko, Polsko)
29/71
Výhled těžby hnědého uhlí
zdroj: Vupek
30/71
Výhled těžby hnědého uhlí
zdroj: Vupek
31/71
Hnědé uhlí - dovoz
32/71
Hnědé uhlí – územní limity
rozhodnutí České vlády (1991) o útlumu uhelného hornictví – vládní usnesení o územně ekologických limitech v hnědouhelných pánvích severozápadních Čech
č. 331/91 ze dne 11. 9. 1991 ke zprávě o účelnosti další těžby hnědého uhlí v Chabařovicích; č. 444/91 ze dne 30. 10. 1991 ke zprávě o územně ekologických limitech těžby hnědého uhlí v severočeské hnědouhelné pánvi; č. 490/91 ze dne 27. 11. 1991 k programu ozdravění životního prostředí v okrese Sokolov
33/71
Hnědé uhlí – územní limity
15 MJ/kg 12 MJ/kg
11 MJ/kg
ČSA za UEL: 750 mil. t uhlí při 18 MJ/kg
17 MJ/kg
34/71
Hnědé uhlí Porovnání možností težby uhlí 50,0
45,0
6 mil. tun HU chybí teplárnám v dlouhodobých kontraktech
mil. tun
40,0
35,0 Celkem v UEL Celkem 30,0
25,0
2013 20,0 2008
2010
2012
2014
2016
2018
rok
2020
2022
2024
2026
35/71
Územní limity
SEK 2004
Zelený scénář, avšak bez rozhodnutí o korekci ÚEL
NEK (Pačesova komise)
„optimalizovat využití domácích energetických surovin ... prodloužením životnosti zásob tuhých paliv, především hnědého uhlí“
variantní scénáře neuvažovaly reálné využití zásob za hranicemi ÚEL
návrh Státní energetické politiky MPO 2008
perspektivní využití zásob v předpolí lomů ČSA a Bílina
udržení dovozní energetické závislosti na přijatelné úrovni
posílení energetické bezpečnosti státu
36/71
Územní limity
Aktualizace SEK 2009
zachování ÚEL = zásadní omezení dodávek uhlí po roce 2012
programové prohlášení vlády 2010
využití domácích zásob černého a hnědého uhlí i za územními ekologickými limity s přednostním zajištěním dodávek pro teplárenství
zachování ÚEL
příprava SEK 2012
prioritou je zajištění úsporných opatření na straně elektráren a tepláren cíl: do 2035 nebude chybět uhlí za limity, odsun řešení UEL na 2018
37/71
Územní limity
novela Horního zákona 2012
2013
nelze vyvlastňovat půdu kvůli těžbě, přehlasování Klausova veta sněmovnou
prezident Zeman podporuje prolomení limitů, snaha Rusnokovy úřednická vlády prolomit limity, bez rozhodnutí
2014
vláda bez závazku neprolomit limity
4 variantní scénáře (neprolomit, prolomit Bílina, prolomit ČSA, úplné prolomení = bourání Jiřetína), nedošlo ke shodě nad žádnou z variant, Babiš proti prolomení
38/71
Problémy (prezentované již od 2007)
přestavba tepláren na zemní plyn je nereálná (ekonomicky, technicky, časově!), nekonkurenceschopné, 2 až 3 x dražší cena tepla přestavba na biomasu přináší problém s dostupností biomasy, vyčerpané možnosti štěpky existujícími a realizovanými zdroji při stávajících limitech bude těžba velmi rychle utlumovat, ohrožení možné těžby v budoucnosti (prodražení, cena uhlí), zvýšení dovozu uvolnění těžby na ČSA a Bílině - sirnaté uhlí stejně vyvolá nutnost investic na odsíření (ES o limitech průmyslových emisí) spolu se státní garancí dodávek v dané kvalitě, množství a ceně
39/71
Ropa
kapalné palivo, kapalné uhlovodíky vznik biochemickým rozkladem organických látek usazených na dně moří, překryty anorganickými usazeninami, vysoké tlaky a teploty
hloubky 1 až 5 km, stáří 500 milionů let
nutné čištění a úprava
rafinace ropy: dělení na užší frakce podle teploty varu: benzín, petrolej, ..., nedestilující zbytek (mazut), další destilací asfalt
dalšími úpravami TTO, LTO, ELTO, motorová nafta
vysoce využívané palivo v dopravě: úprava na benzín a naftu
chemický průmysl, energetika (vytápění)
40/71
Topné oleje
ukazatel: obsah dusíku a síry
těžký topný olej
ze zbytků po rafinaci nafty, velmi specifické = nerovnoměrné složení
sloučeniny síry, dusíku, chloru, ...
lehký topný olej (LTO)
nízký obsah síry, nižší viskozita oproti TTO,
pod 10 °C tuhne / obsah parafínů
vlastnosti podobné motorové naftě, barvivo pro rozlišení
extra lehký topný olej (ELTO)
ještě nižší viskozita
pro ekologicky zatížená území
41/71
Složení a výhřevnost kapalných paliv
42/71
Ropa – ložiska v ČR 1 Vídeňská pánev a karpatská předhlubeň
v hloubkách do 2800 m
vytěžené oblasti se využívají jako zásobníky zemního plynu
43/71
Ropa – domácí těžba
tis. m3
2011: 163 tis.
m3
dovoz: 7 000 tis. m3
Moravské naftové doly, Lama, Unigeo
Dambořice, Uhřice, Žarošice těžba tvoří 2-3 % celkové domácí spotřeby velice kvalitní ropa (kvalitnější než dovážená) využití v chemickém průmyslu, výroba léčiv
probíhající průzkum nových ložisek
44/71
Ropa - dovoz
70 % Družba (Rusko) 30 % IKL (Azerbajdžán, severní Afrika, Arabský poloostrov)
45/71
Ropa - zásoba
správa státních hmotných rezerv (MERO)
centrální tankoviště Nelahozeves
ochrana strategických zásob ropy a pohonných hmot na 90 dní průměrné spotřeby předchozího roku rozšiřování na 120 dní
46/71
Zemní plyn
plynné palivo
metan (60-80%) + etan (5-9%) + propan (3-18%) + těžké CxHy (2-14%)
výhřevnost 34 až 36 MJ/m3
nachází se v pórovitých horninách ohraničených nepropustnými vrstvami, zpravidla se vyskytuje nad ložisky ropy (naftový) případně černého uhlí (karbonský), v hloubkách do 3 km
původně se vypouštěl do vzduchu nebo spaloval, dnes se využívá jako palivo nejmenší potřeba úpravy z fosilních paliv: čistění, sušení nejnižší dopad na životní prostředí z fosilních paliv, emise o několik řádů níže než u tuhých (i kapalných) fosilních paliv
47/71
Složení a výhřevnost plynných paliv
48/71
Složení a výhřevnost plynných paliv
49/71
Zemní plyn - ložiska v ČR 1 Oblast jižní Moravy (moravská část vídeňské pánve) 2 Oblast severní Moravy
CH4 (87 až 99 %)
50/71
Zemní plyn – těžba
mil. m3
jednorázové odtěžení zásob v Dolních Bojanovicích
Moravské naftové doly, Lama, Unigeo, GreenGas DPB 96 ložisek v ČR, 40 se těží
51/71
Spotřeba plynu v ČR
52/71
Zemní plyn - dovoz Dovoz/těžba zemního plynu v ČR
75 % Rusko 24 % Norsko
2010
<1 % těžba ČR rok
2009
těžba 2008
dovoz
2007
0
2000
4000
6000
8000 10000
množství ZP [mil. m3]
53/71
Zemní plyn – dovoz do EU (+Turecko)
mld m3
%
Rusko
148
36
Norsko
104
25
Nizozemí
44
11
Alžírsko
34
8
Katar
23
6
V. Británie
10.6
3
Írán
8.9
2
Libye
6
1
Ostatní
35
8
54/71
Zemní plyn – dovoz do zemí EU
Rusko mld m3
ostatní mld m3
celkem mld m3
%
Německo
38.5
46.5
85
45
Ukrajina
12.9
4.6
17.5
74
Polsko
8.9
0.7
9.6
93
Rakousko
3.9
3.8
7.7
51
Maďarsko
5.2
0
5.2
100
Slovensko
4.3
0
4.3
100
55/71
Zemní plyn – dovoz
ruský plyn
norský plyn
56/71
Zemní plyn – dovoz
57/71
Zemní plyn – dovoz + zásobníky NordStream
58/71
Zemní plyn - zásobníky
nouzové rezervy zemního plynu ČR
zhruba polovina roční spotřeby
rezervy jsou v rukou soukromých společností (zásobníky 2,3 mld. m3).
Dunajovice
Háj
59/71
Uran
izotop U235 (92 protonů, 143 neutronů)
klíčový pro štěpnou reakci, v přírodě zastoupen 0,7 %
izotop U238 (92 protonů, 146 neutronů)
nepodílí se na štěpné reakci
přírodní uran se obohacuje na 3-5 % U235
palivové kazety (články) s oxidem uraničitým UO2
životnost 3 roky v reaktoru, pokles na 1 %
silně radioaktivní produkty (plutonium), probíhající rozpad, odvod tepla, chlazení
60/71
Uran / ložiska v ČR
1 Hamr 2 Stráž (vytěženo) 3 Břevniště 4 Osečná-Kotel 5 Rožná 6 Brzkov 7 Jasenice-Pucov
8 Hájek 9 Hájek-S 10 Hroznětín 11 Kocourek 12 Mezirolí 13 Ruprechtov1
61/71
Biomasa tradiční zdroj základní zdroj energie v minulosti energetický potenciál 10x převyšuje energetické potřeby společnosti Průmyslová revoluce Přechod k fosilním palivům -4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
OZE (biomasa)
0
500
1000
1500
Budoucí transformace Odklon od fosilní energie 2000
2500
3000
uhlí ropa zemní plyn jaderná energie III.
3500
4000 4500 5000
R/P = 155 let R/P = 42 let R/P = 67 let R/P = 85 let
62/71
Biomasa největší využitý potenciál z OZE v ČR podílí se 90 – 97 % na produkci tepla z OZE podílí se 30 - 40 % na produkci elektrické energie z OZE největší konkurent využití fosilních paliv: uhlí (teplo, elektrická energie)
63/71
Dřevní štěpka štěpka velikost 1 až 10 cm zelená štěpka čerstvý klest z lesní těžby (jehličí, listí)
pro elektrárny, teplárny, výtopny hnědá štěpka starý klest: více kůry, bez jehličí
nízká vlhkost, dobré skladování bílá štěpka odkorněné dřevo, pily, výroba desek
64/71
Zelená / hnědá štěpka
65/71
Energetické dřeviny rychlerostoucí dřeviny odrůdy topolu odrůdy vrby produkční (výmladková) plantáž, 3-6 let opakovaná sklizeň důvody zdroje odpadní biomasy jsou omezené neexistuje trh s biomasou – lokální charakter
japonský topol
66/71
Energetické dřeviny
67/71
Stébelniny sláma nízká hustota slisované balíky vysoký obsah těkavé složky (80 %) vysoký obsah Cl (hnojiva, močůvka) vysoký obsah popelovin nízký bod měknutí, tání a tečení popela
68/71
Traviny traviny, rychlerostoucí rostliny jednoleté: laskavec, konopí víceleté: není nutné zakládat porosty, úspora za osiva miscanthus (sloní tráva) – nutné sázet, náklady na založení plantáže, teplejší oblasti, rovnoměrné srážky – omezeně využitelná v ČR šťovík uteuša (Rumex OK2) – vyšlechtěný (zemědělská plodina, nikoli plevel), vytrvalost porostů, výška 1,8 - 2,5 m, výnos 10 t/ha sveřep
69/71
Biomasa – zdroje v provozu
70/71
Biomasa – zdroje v realizaci (staví se)
71/71
Biomasa – zdroje naplánované
očekávaný růst ceny paliva redukce projektů, zastavení projektů, vyčkávání
