ALTERNATIVNÍ ZDROJE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE, JEJICH VÝHODY A RIZIKA

Strana 1 (celkem 6)

ENERGETICKÁ AGENTURA VYSOČINY

30.10.2007

ALTERNATIVNÍ ZDROJE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE, JEJICH VÝHODY A RIZIKA Ing. Zbyněk Bouda

V přístupové smlouvě k EU se ČR zavázala k dosažení 8% podílu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) na hrubé spotřebě elektřiny do roku 2010. Základním nástrojem k dosažení tohoto cíle má být zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, který od 1. 1. 2006 zavedl nový systém podpory: • • • • • •

nárok na připojení zařízení na výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie do elektrizační soustavy, garance výnosů z jednotky vyrobené elektřiny po dobu 15 let od uvedení do provozu možnost volby mezi dvěma systémy podpory, podpora elektřiny užité pro vlastní potřebu, zachování úrovně výkupních cen pro již provozovaná zařízení po dobu 15 let, maximální meziroční pokles výkupních cen elektřiny pro nová zařízení 5 %,

Výše uvedený zákon jednoznačně vymezil, které zdroje budou nadále považovány za obnovitelné z pohledu podpory. Po dvou letech platnosti zákona lze konstatovat, že zákon významnou měrou podpořil výstavbu nových energetických zdrojů. Ukázalo se rovněž, že zákon ve svých důsledcích vytváří uměle nastavený, nerovnoměrný, a z pohledu energetika neodúvodněný rozvoj OZE. Zákon zejména nijak nezohledňuje kvalitativní parametry takto vyrobené elektřiny. Jediným kritériem, podle kterého ERU nastavuje výkupní cenu elektřiny z OZE, je investiční náročnost daného zdroje. Podle dikce zákona není možno tuto cenu korigovat na základě jiných parametrů (zejména zaručenosti dodávky). Podpora dle uvedeného zákona jde na vrub všech odběratelů elektrické energie, není tedy státní podporou. Charakteristické vlastnosti jednotlivých OZE:

1. Vodní energie Při využívání vodní energie je nutno rozlišit velké vodní elektrárny - přehradní (VE) a malé vodní elektrárny – průtočné (MVE). Rozdíl je zejména ve skutečnosti, že VE obvykle dodávají tu nejcennější, špičkovou energii. VE jsou tedy, zejména v podobě přečerpávacích elektráren nepostradatelným článkem elektrizační soustavy, zejména při využívání jaderné energie (JE). Investiční náročnost VE je poměrně vysoká, návratnost investic je dobrá zejména vlivem vysoké ceny energie ve špičkách, VE mají malé využití instalovaného výkonu, ale výbornou pohotovost dodávky. MVE pracují po celý rok podle průtoku vody v řekách. Kolísání jejich dodávky je víceméně sezónní. Obvykle nemohou být provozovány ve špičkovém režimu. MVE i VE jsou investičně náročné, přičemž návratnost investic je u MVE dána výše uvedeným zákonem č. 180/2005 Sb., a u VE je závislá na tržní ceně elektrické energie. Obecně vodní elektrárny představují velký zásah do životního prostředí, většinou bez možnosti uvedení do původního stavu.

Energetická agentura Vysočiny, zspo, Jiráskova 65, 586 01 Jihlava www.eav.cz

Vytvořil Ing. Zbyněk Bouda e-mail:[email protected] tel.:+420 603 212 666


Strana 2 (celkem 6)

30.10.2007

2. Energie biomasy Energie biomasy může být využívána (přeměňována) v mnoha zařízeních. Jedná se o bioplynové stanice, kotelny a teplárny, elektrárny, a v neposlední řadě také o biopaliva k přimíchávání do paliv pro pohon automobilů. Biomasa představuje obecně energetický zdroj s dobrou časovou disponibilitou, nepříliš investičně a provozně náročný. Výroba elektřiny z biomasy dává nejlepší využití instalovaného výkonu. Teplo z biomasy je obvykle vyráběno k okamžité a místní spotřebě. Zdroje na biomasu mohou být zdrojem znečištění ovzduší. Náročnost na odstranění těchto zdrojů, po uplynutí doby jejich života, je nákladově střední, až mírně vyšší.

3. Energie větru Využití energie větru se nyní rozvíjí, zejména vlivem výkupní ceny elektřiny. Výrobna – větrná elektrárna, je zařízení investičně poměrně náročné. Využití instalovaného výkonu je v podmínkách ČR poměrně malé (cca 20 – 30%). Větrné elektrárny nemají, kromě vzhledu, výrazný vliv na životní prostředí. Větrná elektrárna je, ve srovnání s ostatními energetickými zdroji, poměrně snadno odstranitelná (demontovatelná). Velkým problémem využití větrné energie v podmínkách ČR je nestálost dodávky. Okamžitý výkon větrné elektrárny je silně závislý na okamžité rychlosti větru. Výroba (dodávka) výrazně kolísá v krátkých časových intervalech. Tato skutečnost vyvolává potřebu držení záložních zdrojů ve formě sekundární a terciální regulace výkonu i dispečerské zálohy. Z [2] vyplývá, že náklady na čerpání záloh činí cca 1,2 mil. Kč ročně na 1 MW výkonu instalovaného ve větrné elektrárně. Navíc, tyto zálohy jsou tvořeny převážně uhelnými a plynovými zdroji. Další vyvolané náklady při využití větrné energie tvoří náklady na posílení distribuční a přenosové soustavy. Z energetického pohledu se jedná (spolu s fotovoltaickou elektrárnou) o nejméně kvalitní zdroj. Při ekonomickém pohledu bychom měli do výše investice započíst i záložní zdroj, který se s větrnou elektrárnou doplňuje ve výrobě. Dalším negativem je, že výroba energie se nekryje se špičkovou potřebou a často je jí dokonce protichůdná. Pro ilustraci: Pokud by se měly větrné elektrárny podílet jedním procentem na celkové výrobě elektrické energie, museli bychom postavit 200 stožárů o instalovaném výkonu 1,5 MW a vytvořit pro ně záložní zdroj o instalovaném výkonu 60 MW. Dá se odvodit, že po 40 % provozní doby dodávají větrné elektrárny méně než 4% instalovaného výkonu. Alespoň polovinu instalovaného výkonu dodávají po cca 7% provozní doby [2].

4. Energie Slunce Sluneční energie může být využívána dvojím způsobem. Jedná se o ohřev vody v solárních kolektorech (SK) a o přímou přeměnu na elektrickou energii ve fotovoltaických panelech (FV). Vlastnosti těchto zdrojů jsou diametrálně odlišné. SK představují kvalitní obnovitelný zdroj, jehož energie je obvykle přímo lokálně spotřebovávána. FV panely představují energeticky ještě větší nesmysl než větrné zdroje. Jejich dodávka je nejvyšší v době maxima slunečního svitu, tedy v době mimo špičky. Investiční náročnost je extrémní, dokladem čehož je rovněž extrémní výkupní cena dle zákona č. 180/2005 Sb. Odstranitelnost je dobrá, ostatní vlivy na životní prostředí jsou malé. Diskutabilní je energetický přínos, tedy poměr energie vložené při výrobě FV panelu a energie panelem dodané.

5. Geotermální energie Využívání geotermální energie je velmi různorodé. Jedná se o využití tepelné energie z hlubinných vrtů, termálních pramenů, z důlních vod i nízkopotenciálového tepla tepelnými čerpadly. Bližší popis by byl velmi obsáhlý a vymyká se rozsahu tohoto článku.



Strana 3 (celkem 6)


30.10.2007

6. Ostatní alternativní zdroje V současné době se objevuje mnoho nových možností využití alternativních forem energie. Perspektivní je energetické využití BRO (biologicky rozložitelných odpadů), a zejména intenzifikace úspor. Úspory představují energetický zdroj s neporovnatelně větším potenciálem, než mají větrné elektrárny. Tyto zdroje jsou jednoznačně přínosem i pro životní prostředí. Obnovitelné zdroje se v současné době podílí na hrubé spotřebě primárních energetických zdrojů zhruba čtyřmi procenty. I když má jejich využívání v poslední době vzrůstající tendenci, nelze očekávat, že by se v blízké budoucnosti podílely na výrobě elektrické energie významnou měrou. Větší přínos lze očekávat ve výrobě tepla z OZE. Je to způsobeno především tím, že vodní potenciál českých řek je téměř vyčerpán, vývoj výroby v ostatních zdrojích je vázán na dostatečné zdroje paliva (biomasa), či na masové rozšíření technologie (fotovoltaika a vítr). Druhým omezujícím faktorem je využívání palivového dřeva, kde již začíná docházet k nedostatku tohoto paliva. Statistická data o výrobě elektrické energie z OZE v ČR: Výroba elektřiny z OZE v roce 2006

Podíl na zelené elektřině % 72,48%

Podíl na hrubé domácí spotřebě elektřiny % 3,55%

Podíl na hrubé výrobě elektřiny % 3,02%

-

9,46%

0,46%

0,39%

631 400

-.

17,94%

0,88%

0,75%

1 586 300 731 066 272 725 350 028 84 465 23 850 175 837 67 662 2 070 19 211 86 896

285 746 190 673 0 76 040 19 033 99 756 16 126 407 6 953 76 270

45,08% 20,78% 7,75% 9,95% 2,40% 0,68% 5,00% 1,92% 0,06% 0,55% 2,47%

2,21% 1,02% 0,38% 0,49% 0,12% 0,03% 0,25% 0,09% 0,00% 0,03% 0,12%

1,88% 0,87% 0,32% 0,41% 0,10% 0,03% 0,21% 0,08% 0,00% 0,02% 0,10%

Tuhé komunální odpady (BRKO)

11 264

4 436

0,32%

0,02%

0,01%

Větrné elektrárny (nad 100 kW)

49 400

49 100

1,40%

0,07%

0,06%

Fotovoltaické systémy (odhad) Kapalná biopaliva Celkem

540 22 3 518 830

200 21 2 979 359

0,02% 0,00% 100,00%

0,00% 0,00% 4,91%

0,00% 0,00% 4,17%

Hrubá výroba elektřiny MWh 2 550 700

Dodávka do sítě/netto výroba MWh 2 540 100

Malé vodní elektrárny do 1 MW

333 000

Malé vodní elektrárny od 1 do 10 MW

Vodní elektrárny

Velké vodní elektrárny nad 10 MW Biomasa celkem Štěpka apod. Celulózové výluhy Rostlinné materiály Pelety Bioplyn celkem Komunální ČOV Průmyslové ČOV Bioplynové stanice Skládkový plyn




Strana 4 (celkem 6)

30.10.2007

Celková energie z obnovitelných zdrojů v roce 2006 Energie v Energie v palivu Primární palivu Podíl užitém na energie užitém na výrobu Obnovitelná na PEZ Podíl na (GJ) výrobu elektřiny energie energii z tepla (GJ) (GJ) celkem (GJ) OZE Biomasa (mimo domácnosti) 19 920 071 5 609 825 25 529 896 1,34% 31,16% Biomasa (domácnosti) 40 138 138 40 138 138 2,11% 48,99% Vodní elektrárny 9 182 520 9 182 520 0,48% 11,21% Biologicky rozl. část TKO 2 189 306 52 042 2 241 348 0,12% 2,74% Biologicky rozl. část PRO a ATP 400 083 400 083 0,02% 0,49% Bioplyn 1 163 534 1 492 038 2 655 572 0,14% 3,24% Kapalná biopaliva 193 95 798 319 798 606 0,04% 0,97% Tepelná čerpadla (teplo prostředí) 676 499 676 499 0,04% 0,83% Solární termální kolektory 127 638 127 638 0,01% 0,16% Větrné elektrárny 176 400 176 400 0,01% 0,22% Fotovoltaické systémy 1 944 1 944 0,00% 0,00% celkem 63 811 325 7 153 999 10 963 320 81 928 645 4,31% 100,00%

Výroba elektřiny ve větrných elektrárnách za rok 2006

Hlavní město Praha Středočeský kraj Jihočeský kraj Plzeňský kraj Karlovarský kraj Ústecký kraj Liberecký kraj Královéhradecký kraj Pardubický kraj Kraj Vysočina Jihomoravský kraj Olomoucký kraj Zlínský kraj Moravskoslezský kraj Celkem

Instalovaný výkon celkem MW 0,0 0,1 0,0 0,0 2,1 12,8 3,7 1,6 2,8 4,0 4,5 8,7 3,1 0,0 43,5


Hrubá výroba celkem GWh 0,0 0,0 0,0 0,0 0,9 21,4 5,9 0,0 1,3 3,6 4,7 6,0 5,4 0,0 49,4



Strana 5 (celkem 6)

Hrubá výroba elektřiny (MWh) - časová řada 2003 Vodní elektrárny 1 383 467 MVE do 1 MW 242 020 MVE od 1 do 10 MW 418 049 VVE nad 10 MW 723 398 Biomasa celkem 372 972 Štěpka apod. 82 818 Celulózové výluhy 290 154 Rostlinné materiály 0 Pelety a brikety 0 Bioplyn celkem 107 856 Komunální ČOV 55 810 Průmyslové ČOV Bioplynové stanice 6 519 Skládkový plyn 45 527 Tuhé komunální odpady (BRKO) 9 588 Větrné elektrárny 3 900 Fotovoltaické systémy (odhad) Kapalná biopaliva Celkem

b.d. 0 1 877 783

Celková energie z OZE (GJ) - časová řada 2003

30.10.2007

2004 2 019 400 286 100 617 400 1 115 900 564 546 265 269 275 817 20 840 2 620 138 793 63 591 2 001 7 130 66 071

2005 2 379 910 342 980 727 730 1 309 200 560 252 222 497 279 582 53 735 4 437 160 857 71 447 2 869 8 243 78 299

2006 2 550 700 333 000 631 400 1 586 300 731 066 272 725 350 028 84 465 23 850 175 837 67 662 2 070 19 211 86 896

10 031 9 871

10 612 21 442

11 264 49 400

cca 300 0 2 742 941

390 0 3 133 463

540 22 3 518 830

2004

2005

2006

Biomasa (mimo domácnosti) Biomasa (domácnosti) Vodní elektrárny Bioplyn

17 962 000 34 495 195 4 980 000 1 729 000

22 594 784 36 755 715 7 269 840 2 102 447

24 040 367 37 078 678 8 567 676 2 335 388

25 529 896 40 138 138 9 182 520 2 655 572

Biologicky rozl. část TKO Biologicky rozl. část PRO a ATP Kapalná biopaliva Tepelná čerpadla (teplo prostředí)

2 442 000

2 505 266

2 346 380

2 241 348

2 660 000

1 313 014

990 107 117 570

400 083 798 606

-

500 000

545 000

676 499

Solární termální kolektory Větrné elektrárny Fotovoltaické systémy celkem

14 000 64 282 195

84 000 35 535 cca 1000 73 161 601

103 000 77 191 1 418 76 202 775

127 638 176 400 1 944 81 928 645

Závěrem lze konstatovat, že větrné elektrárny nejsou kvalitním zdrojem elektrické energie. Do budoucna by asi bylo vhodné novelizovat zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, tak, aby lépe vystihoval i ostatní parametry vyráběné elektrické energie, v prvé řadě kvalitu a vlivy na životní prostředí. Pro region Vysočiny by asi bylo vhodné orientovat se na takové zdroje energie, které lépe korespondují s místními podmínkami. Takovými zdroji jsou zejména úspory a biomasa. Energetická agentura Vysočiny, zspo, Jiráskova 65, 586 01 Jihlava www.eav.cz



Strana 6 (celkem 6)

30.10.2007

POUŽITÁ LITERATURA [1] Vývojové trendy v oblasti využívání obnovitelných zdrojů energie v ČR - zhodnocení statistických dat , Ing. Aleš Bufka, 2007 [2] Studie Ekonomické souvislosti využívání větrné energie v ČR, Ing. Ivana Ryvolová 2006 [3] Společný projekt nakládání s odpady zájmové oblasti Bouda, prosinec 2006

Horní Posázaví, Ing. Zbyněk

[4] Vliv velkých větrných elektráren na chování ptáků ve vnitrozemí, Dr. Josef Štekl, Zdroj: Větrná energie č. 17, 2/02, str. 2-7 [5] Zpráva o plnění indikativního cíle výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů za rok 2005, Jiří Doležel, 2006

1) Ing. Zbyněk Bouda, EAV z.s.p.o., Jiráskova 65, Jihlava tel.:+420 603 212 666, e-mail: [email protected]



ALTERNATIVNÍ ZDROJE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE, JEJICH VÝHODY A RIZIKA

Recommend Documents