Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Přeštice. Předběžná studie proveditelnosti využití tepla z bioplynové stanice PŘEŠTICE

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Přeštice

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla z bioplynové stanice PŘEŠTICE

Květen 2015


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. Jaroslav Maroušek, Ing. Bohuslav Málek

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 8 zemích EU a více informací o něm je možné nalézt na internetových stránkách www.biogasheat.org.

Květen 2015

2


Obsah 1

Úvod - předběžná studie proveditelnosti ____________________________ 4

2

Informace o stanici _____________________________________________ 5 2.1

Umístění _________________________________________________________ 5

2.2 Technické informace _______________________________________________ 2.2.1 Technické řešení _____________________________________________________ 2.2.2 Provozní zkušenosti ___________________________________________________ 2.2.3 Ekonomika a financování ______________________________________________ 2.2.4 Dovětek _____________________________________________________________ 2.3

3

5 5 7 7 7

Ekonomické informace (motivující k využití tepla z BPS) _________________ 8

Stávající míra užití tepla z BPS ____________________________________ 9

4 Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených) ________________________________________________ 12

5

4.1

Stávající spotřeby tepla v areálu BPS ________________________________ 12

4.2

Zvýšení absorpce tepla systémů CZT ________________________________ 12

Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS _________ 14 5.1 Technické řešení _________________________________________________ 14 5.1.1 Varianta 1: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého z tepelného zdroje pro ZŠ Josefa Hlávky ___________________ 14 5.1.2 Varianta 2: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého a CZT Husova z tepelného zdroje pro ZŠ Josefa Hlávky ______ 15 5.2

Ekonomické hodnocení ____________________________________________ 18

5.3

Rámcové právní podmínky _________________________________________ 20

5.4

Sociální hlediska _________________________________________________ 20

5.5

Finanční hlediska _________________________________________________ 21

5.6

Ekologické efekty_________________________________________________ 21

6

Souhrn předběžné studie proveditelnosti __________________________ 22

7

Závěry a doporučení dalšího postupu provozovateli bioplynové stanice

23

8 Příloha: Jak postupovat při uplaťnování nároku na provozní podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET _____________________________________ 24 8.1

Definice užitečného tepla __________________________________________ 24

8.2

Výpočtová metodika procesu KVET _________________________________ 24

8.3

Uznatelné způsoby užití tepla pro BPS _______________________________ 25

8.4

Způsob prokazování ______________________________________________ 28

Květen 2015

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 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 ÚSLAVA, a.s., (dále také jen „společnost“ či „investor“). Svou bioplynovou stanici ve svém středisku v katastrálním území obce Střížov společnost uvedla do provozu v březnu 2011 a 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, strojoven kogeneračních jednotek (dále jen také „KGJ“) a informací a podkladů od zástupců společnosti o stávající technologii BPS i zemědělského areálu, kde se nachází (např. energetický audit projektu BPS, historické spotřeby energií apod.).

Květen 2015

4


2

Informace o stanici

2.1

Umístění

Bioplynová stanice byla vybudována v přímé blízkosti v místě řadu let existující drůbeží farmy, což kromě jiného usnadnilo proces schvalování (posuzování vlivů na životní prostředí nebylo vyžadováno) a zajistilo část surovinových vstupů (drůbeží trus). Vlastní bioplynová stanice se nachází v katastrálním území obce Střížov cca 1,5 kilometru východně od hranice města Přeštice, (GPS: 49.5803528N, 13.3599767E).

UMÍSTĚNÍ BPS

AREÁL společnosti ÚSLAVA a.s.

Obr. č. 1: Přehledná situace umístění BPS

2.2

Technické informace

Jen u několika bioplynových stanic v zemi se investor rozhodl koncepční řešení stanice podřídit záměru co nejefektivněji využívat vyráběný bioplyn. Jeden z nejnáročnějších projektů vznikl v Přešticích a po letech příprav byl uveden do zkušebního provozu v březnu roku 2011. Celý záměr má několikaletou zajímavou historii. Během ní se měnila lokalizace bioplynové stanice i místo, kde nachází bioplyn faktické využití. Zatímco u velké většiny projektů je jedním z rozhodujících faktorů možnost připojení k distribuční síti, v případě bioplynové stanice v Přešticích jím bylo naopak co nejvyšší využití vyráběného tepla. Co více může dokázat náročnost projektu než fakt, že stanice bioplyn energeticky využívá hned na třech místech mimo vlastní areál stanice a ve vlastním areálu pro zásobování BPS. 2.2.1

Technické řešení

Generálním dodavatelem technologie je Anlage und Apparatebau Lüthe GmbH (technologie bioplynové stanice), ŠIMÁČEK – STAVBY s.r.o. (plynovod a stavební část BPS), TEDOM s.r.o. (kogenerační jednotky).

Květen 2015

5


Projekt byl prakticky rozdělen do dvou fází a několika dílčích staveb. V první fázi vznikla bioplynová stanice, plynovod a integrace dvou KGJ na bioplyn do ostrovních soustav CZT ve městě, v druhém kroku byla stanice rozšířena a ve městě byla vybudována třetí KGJ, která dle předpokladů měla krýt potřeby tepla místní základní školy a v budoucnu bazénu. Zejména pak předpoklad dodávek tepla do bazénu, jehož výstavba není v současné době nerealizována, vedl investora k dalším úvahám k vyššímu využití tepla z BPS, které jsou předmětem této studie. Záměr na využití energeticky hodnotného drůbežího trusu ovlivnil i technické řešení stanice. Investor se rozhodl pro technologii německého dodavatele stanic Lüthe, jejímž specifikem je společná vstupní homogenizační jímka (užitný objem cca 500 m3), jejíž funkcí je drůbeží trus dobře promíchat spolu s ostatními vstupy (kukuřičná siláž, travní senáž a hovězí kejda) a zahájit proces hydrolýzy před přívodem do fermentorů. Z jímky je homogenizovaná směs dávkována v definovaných intervalech do dvojice paralelně pracujících fermentorů kruhového průměru prvního stupně o objemu 2 × 2.500 m3 brutto. Hydraulické zatížení je takové, že zde substrát setrvává v průměru 20 až 25 dnů. Každý fermentor je osazen potřebnou míchací technikou (jedno pádlové míchadlo a dvě vrtulová), topným okruhem, čidly výšky hladiny, teploty a tlaku v prostoru vyplněném bioplynem. Strop fermentorů tvoří integrovaný plynojem. Obdobný čas pak přečerpávaný materiál zůstává v zastřešených koncových skladech-dofermetorech, které mají stejný objem a z kterých je digestát přečerpáván do otevřených skladů digestátu. I ty však v druhé fázi projektu budou rovněž plynotěsně zastřešeny a stanou se dofermentory druhého stupně. Zajímavostí je fakt, že stanice pracuje s menším průměrným obsahem sušiny (8 – 9 %), což na jednu stranu zkracuje dobu zdržení, na druhou dává investorovi možnost ve významné míře recirkulovat digestát (bez rizika přetížení procesu dusíkem). Reálné zpětné využití digestátu se pohybuje na úrovni cca 80 %, čímž se digestát podílí možná až 30 % na vstupní sušině přiváděné do procesu a tím de facto prodlužuje dobu zdržení na hodnoty obvyklé u stanic na obdobné vstupy avšak pracující při vyšší sušině. Stanice byla v první fázi dimenzována na zpracování cca 25 tis. tun surovin ročně. Hlavní pozornost si nicméně zasluhuje vlastní energetické využití vyráběného bioplynu. Jen malá část bioplynu je energeticky využita přímo na stanici, kde byly instalovány dvě KGJ (2 x 190 kW el a 180 kW tep). Velká většina bioplynu proudí vybudovaným plynovodem v celkové délce cca 2,7 kilometru do nedalekého města, kde byly do dvou kotelen ostrovních soustav centrálního zásobování teplem (CZT) instalovány další dvě KGJ. Ta větší v ulici Husova (600 kW el / 646 kW tep) a menší pak v ul. Palackého (175 kW el a 223 kW tep). V každé z kotelen byla vybudována samostatná strojovna, předávací stanice pro dodávku tepla do systému CZT a trafostanice pro vyvedení výkonu do distribuční sítě. S ohledem na velmi blízkou zástavbu bylo nutné jednotky kapotovat a odvod spalin i nasávání vzduchu velmi dobře odhlučnit. Pro překlenutí disproporcí mezi výrobou a potřebou tepla pak byly obě kotelny dovybaveny malou akumulací tepla. Celkový objem dodávek tepla z obou jednotek má dosahovat cca 15 tis. GJ/rok. Třetí plánovaná KGJ na bioplyn ve městě pak vznikla koncem roku 2011 (575 kW el / 626 kW tep) a měla plně využít zvýšenou produkci bioplynu. Situována je ale tentokrát do nového objektu, který je vybudován v trase plynovodu v blízkosti základní školy. V současné době tak vytápí pouze ZŠ (spotřeba tepla cca 5 tis. GJ/rok), k plánovaným dodávkám tepla do uvažovaného areálu plaveckého bazénu, jenž byl nedaleko školy zvažován, do současné doby nedošlo a dle informací zástupců města v nejbližších letech nedojde.

Květen 2015

6


Propojovací plynovod mezi bioplynovou stanicí a kotelnami CZT v Přešticích měří 2,7 km a je veden po pozemcích asi 10 různých vlastníků, s nimiž muselo být v rámci stavebního řízení sjednáno zřízení věcného břemena. 2.2.2

Provozní zkušenosti

Prvních několik měsíců provozu nebylo snadných. Uvádění do provozu bylo komplikováno řadou technických problémů a nesnadnou komunikací se sdružením dodavatelů bioplynové stanice. Zprovoznění jedné z KGJ ve městě pak bylo provázeno obstrukcemi ze strany místního distributora z důvodu vyššího štítkového el. výkonu, než jaký byl povolen. Jako ne zcela bezproblémová se pak ukazuje vstupní homogenizační jímka, která zatím zcela neplní roli, jaká od ní byla očekávána. Několikrát pak již došlo k výpadku celé stanice v důsledku poruchy distribuční sítě (což by v budoucnu mohla napravit instalace záložního zdroje). Technické komplikace jsou pak i u dmychadla, které dopravuje bioplyn ze stanice do KGJ ve městě. Investor se však nevzdává a věří, že se problémy podaří postupem času odstranit. 2.2.3

Ekonomika a financování

Investiční náklady první fáze projektu činily cca 120 mil Kč a investor na realizaci získal podporu z programu OPPI ve výši 30 mil. Kč. K ekonomické stabilitě projektu přispívá fakt, že na umístění KGJ do kotelen a odběr tepla za definovanou cenu (stanovena jako % palivových nákladů kotelny) je uzavřen s městem a smluvním provozovatelem kotelen mnohaletý výhodný smluvní vztah a že většinu dodávek surovin zajišťuje spřízněný subjekt investora (zemědělská společnost LUKRENA, a.s.). 2.2.4

Dovětek

Investor se nespokojil s tradiční koncepcí bioplynové stanice, v které je využití tepla méně důležité než jiná hlediska (připojení k el. rozvodné síti, využití stávající infrastruktury, blízkost surovin) a odhodlal se projekt koncipovat tak, aby teplo z bioplynové kogenerace nalezlo co nejvyšší uplatnění. Příprava projektu však byla mnohem náročnější a i první provozní zkušenosti naznačují, že synchronizovat několik technologických zařízení není v praxi jednoduché. O to víc je nutné vyzdvihnout odvahu investora, který si prochází nelehkou cestou, po níž by se nicméně mělo v budoucnu vydat mnohem více projektů. Při plné výrobní kapacitě by tak stanice mohly denně vyrobit přes 70 MWh elektřiny a tepla a při očekávané intenzitě provozu všech jednotek během roku (po dobu ~ 8 tis. hod/rok) a odpočtu vlastních energetických potřeb by roční suma dále využitelné elektřiny a tepla mohla dosahovat více než 11 GWh u každého z médií, přičemž současná efektivní měsíční dodávka tepla z KGJ činí 20 TJ a dalších potenciálních 20 TJ je mařeno v nouzových chladičích jednotlivých KGJ.

Květen 2015

7


Tab. č. 1 - Základní technické parametry instalovaných zdrojů el. a tepelné energie TEDOM

Zdroj

575 / 600 / 175 / 380 CELKEM 1.730 626 / 646 / 223 / 360 CELKEM 1.855

Jmenovitý / Skutečný mezní el. výkon [kW] Jmenovitý tepelný výkon [kW] Roční výroba elektřiny brutto/netto [GWh]

9,2 / 8,5

Roční výroba tepla brutto/ efektivně využito [GWh]

2.3

9,5 / 4

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 musí investor hledat využití pro množství tepla odpovídající téměř 80 % brutto výroby tepla, což je údaj přibližně odpovídající původně předpokládaným dodávkám tepla do nerealizovaného areálu bazénu v Přešticích. Nenaplněním předpokládaných dodávek tepla do bazénu není a do konce rozhodného období (do 31.10.2015) nebudou splněny indikativní závazné ukazatele projektu netto dodávek tepla ve výši 7,9 TJ, na který byla získána investiční podpora a který projekt neplní téměř z 50%. Dílčí nedostatek, který je však způsoben vyšší potřebu chlazení vlivem nedodávek tepla, je i v naplnění druhého indikativního cíle - výroby netto elektrické energie ve výši 4,62 GWh, dosažená netto dodávka v celoroku byla 4,485 GWh, tedy ca. 97% předpokládané výše. Kromě provozních ztrát nerealizovaného prodeje a příspěvků za KVET ve výši okolo 1 mil.Kč/rok znamená nedosažení indikativních cílů projektu může mít za následek vrácení poměrné části investiční pobídky, tedy několika mil.Kč,. Z výše uvedeného vyplývá, že provozovatel stanice je relativně významně motivován hledat pro vyráběné teplo jiné smysluplné využití, než bylo předpokládáno v době vzniku projektu. 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: 

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.);

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.

Květen 2015

8


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.

3

Stávající míra užití tepla z BPS

Teplo vyráběné na bioplynové stanici je dnes využíváno pro krytí technologické potřeby BPS, pro které je v areálu BPS instalována dvojice KGJ o jednotkovém výkonu 190 kW el a 180 kW tep. Ostatní KGJ jsou dislokovány mimo vlastní areál BPS do tří ostrovních oblastí:  CZT s kotelnou Husova – celková roční výroba tepelné energie z KGJ je na úrovni 18,5 TJ, přičemž užitečná dodávka do systému CZT činí 12,5 TJ, tedy přibližně 67%. Zásadním důvodem tohoto faktu je „trvalá“ disponibilita tepelného výkonu KGJ a přerušovaná potřeba tepla v systému CZT s nočními útlumy (částečně je toto eliminováno zavedenou akumulací tepla v kotelně). Dalším podstatným aspektem je stávající nevyhovující distribuční systém se zastaralými objektovými předávacími stanicemi, které svým zapojením a nemožností jejich dálkového ovládání způsobují v distribučním systému tlakové nerovnováhy a zvyšování teploty vratné vody, což má za následek snižování potenciálu odběru tepla od KGJ (roční tepelné ztráty distribučního systému vykazované v letech 2012-2014 byly okolo 23%!!) V systému CZT Husova je zřejmá v letním a přechodném období nerovnováha mezi disponibilní dodávkou tepla z KGJ a potřebou tepla v systému, kdy dle předpokladů tepelný výkon KGJ postačuje ke krytí potřeb tepla v systému (duben-září), přesto dochází k zapalování plynových kotlů.

Květen 2015

9


Graf č. 1 – Průběh potřeby tepla v CZT Husova, dodávek tepla z KGJ



CZT s kotelnou Palackého - celková roční výroba tepelné energie z KGJ je na úrovni 6,5 TJ, přičemž užitečná dodávka do systému CZT činí 3,7 TJ, tedy přibližně 58%. Zásadním důvodem tohoto faktu je, stejně jako v případě systému Husova, „trvalá“ disponibilita tepelného výkonu KGJ a přerušovaná potřeba tepla v systému CZT s nočními útlumy (částečně je toto eliminováno zavedenou akumulací tepla v kotelně). Dalším podstatným aspektem je stávající nevyhovující distribuční systém se zastaralými objektovými předávacími stanicemi, které svým zapojením a nemožností jejich dálkového ovládání způsobují v distribučním systému tlakové nerovnováhy a zvyšování teploty vratné vody, což má za následek snižování potenciálu odběru tepla od KGJ(roční tepelné ztráty distribučního systému vykazované v letech 2012-2014 byly okolo 28%!!)

V systému CZT Palackého je zřejmá v letním a přechodném období nerovnováha mezi disponibilní dodávkou tepla z KGJ a potřebou tepla v systému, kdy dle předpokladů tepelný výkon KGJ postačuje ke krytí potřeb tepla v systému (duben-září), přesto dochází k zapalování plynových kotlů.

Květen 2015

10


Graf č. 2 – Průběh potřeby tepla v CZT Palackého, dodávek tepla z KGJ



Systém vytápění ZŠ Přeštice - celková roční výroba tepelné energie z KGJ je na úrovni 18,1 TJ, přičemž užitečná dodávka do systému ZŠ činí 3,6 TJ, tedy přibližně 20%. Zásadním důvodem tohoto faktu je, nerealizovaný projekt plaveckého stadionu, se kterým bylo v přípravných materiálech výstavby KGJ uvažováno.

Nadále tak bude možné hledat využití pro více než 55 % tepla vyráběného stanicemi, z čehož, v závislosti na disponibilitě tepelné absorpce tepla v systémech CZT, je možné reálně využít až 2 až 3 GWh alias +/- 7 až 10 TJ tepla ročně. Tab. č. 2 - Základní parametry ročních dodávek tepla do jednotlivých systémů s KGJ

Květen 2015

11


4

Popis a stručná analýza možností využití tepla z BPS (s výběrem detailněji dále hodnocených)

4.1

Stávající spotřeby tepla v areálu BPS

Jak už bylo uvedeno výše, stávající potřeby technologického tepla pro BPS jsou řešeny dvojicí jednotek výkonově navržených „pouze“ pro potřeby stanice. Jen malá část bioplynu je tak energeticky využita přímo na stanici, velká většina bioplynu proudí vybudovaným plynovodem v celkové délce cca 2,7 kilometru do nedalekého města, kde byly do dvou kotelen ostrovních soustav centrálního zásobování teplem (CZT) a do objektu kotelny ZŠ instalovány další KGJ. V obou systémech CZT dislokovaných v ulici Husova a Palackého existuje dílčí prostor k navýšení dodávek tepelné energie z KGJ soustrojí v těchto kotelnách (v systému Husova okolo 1-2 TJ, v systému Palackého do 0,5 TJ). Základní podmínkou jsou však podstatná investiční opatření v oblasti rekonstrukce domovních předávacích stanic (dále jen „DPS“), odhadovaný objem investic se bude pohybovat na úrovni 5-10 mil.Kč celkem pro oba systémy. Rekonstrukcí DPS dojde k zásadnímu snížení objemu vyráběného tepla na patě obou zdrojů, při neměnném objemu prodeje tepla a současně dojde k vyrovnání tlakových poměrů v síti, což by umožnilo zajištění prostoru k dosažení teoretických a skutečných dodávek tepla z KGJ. Tedy celkový přínos rekonstrukce DPS (nutná opatření k udržení konkurenceschopnosti provozování obou systémů), která v prvé řadě zvýší efektivitu dodávek tepla z kotelny na paty odběratelů lze z pohledu zvýšení dodávek tepla od KGJ do distribučního systému jsou blízké nule.

4.2

Zvýšení absorpce tepla systémů CZT

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. seno, sláma, různé byliny). Sušení těchto komodit zlepší přinejmenším jejich skladovatelnost. K modernímu projektu v Přešticích s rozdělením elektrického (a tepelného) výkonu do více jednotek je však nutné přistupovat s jinou filozofií. Koncepční myšlenkou zvýšení prostoru k užití tepelné energie z „nevyužité“ KGJ pro objekt ZŠ v systému CZT Palackého (případně Husova) je vybudování teplovodního propoje mezi objektem kotelny pro ZŠ (ZŠ Josefa Hlávky Přeštice) v ulici Na Jordáně 1146 (GPS souřadnice 49.5763964N, 13.3378100E) a kotelnou systému CZT Palackého (GPS souřadnice 49.5761600N, 13.3315767E). Předpokládané vedení trasy je znázorněno na následujícím obrázku. Pro přenos požadovaného maximálního tepelného výkonu do 0,6 MW by při standardních dopravních rychlostech teplonosného média (okolo 1 m/s) postačovala světlá tloušťka potrubí DN100, která při zvýšení rychlostí průtoku teplonosného media na úroveň 2 m/s umožní při tepelném spádu 85/65 °C přenést více než 1 MW tepelného výkonu. Ze získaných podkladů, dat a uskutečněných rozhovorů byly navrženy jako perspektivní (s ohledem na již velmi dobře připravený a realizovaný projekt s decentralizací jednotek KGJ na bioplyn) dvě rozvojové varianty s propojením tepelného zdroje ZŠ, systému CZT Palackého a systému CZT Husova:

Květen 2015

12




Varianta 1: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého z bioteplárny (tepelného zdroje) pro ZŠ Josefa Hlávky



Varianta 2: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého a systému CZT Husova z bioteplárny (tepelného zdroje) pro ZŠ Josefa Hlávky

Těmto variantám je dále věnována pozornost a jsou posouzeny jejich možné technicko-ekonomické aspekty a ekologické ad. přínosy.

Květen 2015

13


5

Podrobné posouzení vybraných možností využití tepla z BPS

5.1

Technické řešení

5.1.1

Varianta 1: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého z tepelného zdroje pro ZŠ Josefa Hlávky

Objekt kotelny systému CZT Palackého je dislokován do vnitrobloku bytového domu v blízkosti křižovatky Kollárova/Palackého a leží ve vzdálenosti cca 600 m od bioteplárny v ulici V Háječku (tepelného zdroje s KGJ s tepelným výkonem 626 kW. Ročně je, vlivem nerealizace původního záměru s výstavbou městského bazénu, využita vyrobená tepelná energie z KGJ bioteplárny u ZŠ z ca. 20%. S respektováním ročního průběhu spotřeby tepelné energie pro ZŠ lze reálně stanovit výkonový potenciál dodávek tepla do systému CZT Palackého v zimním období na úrovni 0,25 MW, v letním období pak téměř celý výkon KGJ bioteplárny u ZŠ, tedy 0,6 MW. Prostor pro užití takto definovaného tepelného výkonu v systému CZT Palackého vyplývá z maximálních dosahovaných spotřeb v tomto systému, které se pohybují na úrovni 0,75 MW. Z této hodnoty již 0,22 MW kryje KGJ v kotelně CZT Palackého, tedy spolu s volnou disponibilitou tepelného výkonu z bioteplárny u ZŠ bude možné potřeby tepla tohoto systému krýt ze 100%. Celkový objem vyrobeného tepla spalovacími zdroji na ZP v sytému CZT Palackého se v předchozích letech pohyboval na úrovni 2,6 TJ, tedy při 100% náhradě tohoto objemu tepla dodávkami z bioteplárny u ZŠ a s předpokladem průměrné roční provozní účinnosti přeměny okolo 85% (průměrná roční účinnost vztažená k výhřevnosti paliva, odpovídá cca 76% účinnosti ke spalnému teplu) to znamená úsporu zemního plynu 90,5 tis.m3 alias 951 MWh spalného tepla, čemuž odpovídající roční náklady cca 0,97 mil.Kč bez DPH (odpovídá cca 362 Kč/GJ vyrobeného tepla). Pozn. Vezmeme-li do úvahy, že garantovaná účinnost výroby tepla na stávajících kotlích se může pohybovat na úrovni 90%, což promítnutím do provozních podmínek dělá v celoroční sumě hodnotu okolo 85 % v poměru k výhřevnosti paliva (kotle jsou původní, standardního typu, bez schopnosti využít kondenzační teplo spalin), z jedné spotřebované megawatthodiny tepla (vyjádřeno spalným teplem plynu) se tak může vyrobit průměrně 760 kWh tepla.

Samostatným parametrem provozu systému CZT Palackého je pak navazující distribuční systém, zejména pak instalované DPS, které bude nutné v nejbližší době kompletně zrekonstruovat. Touto rekonstrukcí dojde k podstatnému snížení deklarovaných a stanovených ztrát systému, při předpokládané neměnné konečné spotřeby tepla na patách domů. Tato je do budoucna závislá zejména na úrovni zateplení objektů a předpokládaného dalšího využití dotačních titulů ČR (Nová Zelená úsporám). Zde lze očekávat postupné snižování odběrů tepla k vytápění, které tvoří ca. 75% z celkového ročního objemu prodeje tepla, ve výši 25-30%, tedy přibližně 18-22% snížení objemu prodeje tepla. S ohledem na předpokládané vedení teplovodu zástavbou města, je vhodné preferovat nejkratší řešení s nejnutnějšími výkopovými prácemi a minimalizací nákladů na konečnou úpravu povrchů. Návrh vedení teplovodu je znázorněn na následujícím obrázku. Alternativou této trasy může být vedení teplovodu podél vedení bioplynu z BPS do kotelny CZT Palackého, která se od znázorněné trasy odkloňuje do ulice Polní a Karlova, bez vlivu na celkovou délku propoje.

Květen 2015

14


KOTELNA systému CZT Palackého

TEPLOVOD DÉLKY okolo 600m

BIOTEPLÁRNA U ZŠ Josefa Hlávky

Obr. č. 2: Mapa se zákresem vedení teplovodu z bioteplárny u ZŠ do kotelny CZT Palackého

5.1.2

Varianta 2: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého a CZT Husova z tepelného zdroje pro ZŠ Josefa Hlávky Tato varianta je de facto rozšiřující alternativou k první rozvojové variantě.

Objekt kotelny systému CZT Husova je dislokován do vnitrobloku bytového domu (mezi ulicemi Slovenská a Husova) v blízkosti křižovatky Husova/Palackého a leží ve vzdálenosti cca 300 m od kotelny systému CZT Palackého – viz. předcházející popis v rozvojové variantě1. Definice disponibilního výkonu pro dodávky tepla z bioteplárny do systému CZT Palackého a Husova jsou platné dle předcházející stati. Prostor pro užití takto definovaného tepelného výkonu v systému CZT Husova vyplývá z maximálních dosahovaných spotřeb v tomto systému, které se pohybují na úrovni 2 MW. Z této hodnoty již 0,65 MW kryje KGJ v kotelně CZT Husova, tedy spolu volnou disponibilitu tepelného výkonu z bioteplárny u ZŠ bude možné využít pro částečné krytí dodávek tepla v systému Husova. Celkový objem vyrobeného tepla spalovacími zdroji na ZP v sytému CZT Husova se v předchozích letech pohyboval na úrovni 6,9 TJ. Z tohoto objemu bude možné realizovat dodávky z bioteplárny u ZŠ ve výši 3,6 TJ, výše těchto dodávek vyplývá z následujícího grafu a předpokladů:  Maximální disponibilní výkon z KGJ umístěné v bioteplárny u ZŠ se pohybuje v průběhu roku od 0,25 MW do 0,6 MW (léto).

Květen 2015

15






Dodávky tepla do systému CZT Palackého jsou 100% kryty z KGJ bioteplárny u ZŠ, přičemž maxima odběrů se v tomto systému pohybují po odečtení vlastní KGJ ve zdroji v rozmezí 0,5 MW (zima) a 0,1 MW (léto) Maximální denní disponibilitu tepelného výkonu z KGJ v bioteplárny u ZŠ je možné po odečtení potřeb tepla ZŠ a dodávek tepla do systému Palackého, je možné do systému Husova transformovat z ca. 80% (vlivem nepřetržitého provozu KGJ a přetržitého provozu vytápění a přípravy TUV)

Stejně jako u systému Husova platí připomínka k potřebě rekonstrukce DPS a potenciálu budoucího snižování objemu dodávek tepla pro vytápění vlivem zateplování objektů. S ohledem na předpokládané vedení teplovodu zástavbou města, je vhodné preferovat nejkratší řešení s nejnutnějšími výkopovými prácemi a minimalizací nákladů na konečnou úpravu povrchů. Návrh vedení teplovodu kopíruje současnou trasu bioplynovou mezi kotelnami Palackého a Husova a je znázorněn na následujícím obrázku.

Květen 2015

16


KOTELNA systému CZT Palackého KOTELNA systému CZT Husova

BIOTEPLÁRNA U ZŠ Josefa Hlávky TEPLOVOD DÉLKY okolo 600+300m

Obr. č. 3: Mapa se zákresem vedení teplovodu z bioteplárny u ZŠ do kotelny CZT Palackého a kotelny CZT HUsova

Květen 2015

17


5.2

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 propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého z bioteplárny (tepelného zdroje) pro ZŠ Josefa Hlávky Investiční náklady:

5,4 mil. Kč (3,2 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 0,65 mil. Kč na úpravy zapojení v bioteplárny a úprav v kotelně Palackého + 1,5 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu)

Roční prodej tepla:

970 MWh resp. 3,5 tis. GJ/rok

Příjmy z prodeje tepla:

0,6 mil. Kč/rok (při ceně odpovídající 80% proměnných palivových nákladů v kotelně CZT Palackého na výrobu tepla ze zemního plynu s předpokládanou současnou průměrnou provozní účinností přeměny na úrovni 76% vztaženo ke spalnému teplu, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla ve výši 228 Kč/GJ bez DPH podle odebraného množství tepla)

Příjmy za ZB za KVET:

0,04 mil. Kč/rok dodatečné příjmy za ZB za KVET

Dodatečné provozní náklady: 65 až 100 tis. Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na 10-20 MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost:

okolo 9 let

Varianta 2: Výstavba propojovacího teplovodu a krytí části tepelných potřeb systému CZT Palackého a systému CZT Husova z bioteplárny (tepelného zdroje) pro ZŠ Josefa Hlávky Investiční náklady:

7,7 mil. Kč (5 mil. Kč na teplovod vč. oprav povrchů dotčených komunikací a věcných břemen + 2,4 mil. Kč na úpravy zapojení v bioteplárny včetně instalace akumulátoru tepla a úprav v kotelně Palackého + 1,5 mil. Kč náklady na inženýrské práce a rozpočtovou rezervu)

Roční prodej tepla:

1,6 až 1,8 GWh resp. 6 až 6,5 tis. GJ/rok

Příjmy z prodeje tepla:

1,2 až 1,3 mil. Kč/rok při ceně odpovídající 80 % proměnných palivových nákladů v kotelně CZT Husova na výrobu tepla ze zemního plynu s předpokládanou současnou průměrnou provozní účinností přeměny na úrovni 85% vztaženo ke

Květen 2015

18


spalnému teplu, čemuž odpovídá průměrná jednotková cena tepla ve výši 204 Kč/GJ bez DPH podle odebraného množství tepla), uvažovaná účinnost již zahrnuje předpokládaný budoucí stav zdrojové části systému Husova, jež bude v nejbližší době rekonstruován s cílem zvýšení současné nízké účinnosti kotlů Příjmy za ZB za KVET:

0,1 mil. Kč/rok dodatečné příjmy za ZB za KVET

Dodatečné provozní náklady 70 až 100 tis.Kč/rok (zejména spotřeba elektřiny na čerpací práci, odhadována na 10-20 MWh/rok, dále doplňování vody, servisní prohlídky, výkaznictví pro ERÚ apod.) Prostá návratnost:

okolo 7 let

Z výše uvedeného vyplývá, že ekonomicky nejvýhodněji vychází výstavba propojovacího teplovodu do obou kotelen systémů CZT Palackého a Husova. Vyvolané investiční náklady kryjí dostatečné příjmy z prodeje tepla a návratnost zkracuje zvýšené dodatečné příjmy za ZB a KVET. Druhá z rozvojových variant - výstavba teplovodu pouze do kotelny systému CZT Palackého není z pohledu vlastníka bioplynové stanice ekonomicky příliš smysluplnou investicí a tak bez dodatečné (investiční) podpory se nejeví racionální ji uskutečnit. Důvodem je příliš nízká potřeba dodávek tepla do distribučního a spotřebitelského systému, tedy nízký potenciál absorpce tepla v tomto systému a relativně veliká vzdálenost propojovacího teplovodu v poměru k výši možných dodávek tepla. Investiční podpora kryjící část investičních nákladů by však mohla situaci změnit. Bohužel špatná ekonomika výstavby první části teplovodu ke kotelně Palackého částečně negativně ovlivňuje i druhou rozvojovou variantu, tj. pokračování v teplovodu až do kotelny Husova. V tomto systému však existuje mnohem vyšší úroveň potřeby tepelného výkonu, což má ve výsledku pozitivní přínos k celkovým ekonomickým parametrům rozvojové varianty2. V zásadě lze konstatovat, že rozvojová varianta 2 má racionální ekonomický základ i bez souběhu nevratné podpory, která by kryla část investičních nákladů. Teplovodní propojení obou, dnes samostatně provozovaných, systémů CZT v Přešticích může do budoucna přinést podstatné snížení potřebných investičních nákladů majitele a provozovatele. Jak již bylo v analytické části zmíněno, obě kotelny jsou osazeny moderní technologií s kombinovanou výrobou tepla a elektřiny z bioplynu, avšak ostatní zařízení kotelen je původní a je poplatné době jejich užívání a technické úrovni před 30 lety. Stejně jako objektové předávací stanice, které bude nutné rekonstruovat v prvé řadě, čeká majitele systémů příprava investice do zdrojové části. Zde vlivem teplovodního propoje a navýšení disponibilního tepelného výkonu z KGJ na bioplyn v součtu až na úroveň 1,5 MW (v krátkodobých časových pásmech vlivem vhodně zvolené akumulace tepla až 2 MW) umožní zásobovat obě distribuční soustavy z jediného zdroje. Zde lze reálně očekávat snížení budoucích investic ca. o 2-4 mil.Kč, čemuž investičně odpovídá realizace moderního kotle na zemní plyn s výkonem 0,5-0,7 MW (předpokládaná potřeba výkonu v systému Palackého).

Květen 2015

19


5.3

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. Zde opět lze očekávat zjednodušení celého procesu, neboť část teplovodů je navržena ve stávající trase bioplynovou z BPS do bioteplárny u ZŠ, do kotelny palackého a do kotelny Husova. 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. 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).

5.4

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. Lepší poměr cena/množství poskytuje varianta č. 2, první rozvojová varianta je již výrazně v tomto směru horší. Druhá rozvojová varianta je charakterizována relativně nižšími

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

Květen 2015

20


investičními náklady v poměru k množství užitečně využitého tepla, současně disponuje tato varianta výrazně nižší cenou tepla, které bude z BPS dodáváno do systémů CZT ve městě, což jednoznačně může přispět k udržení konkurenceschopnosti systémů CZT k alternativním dodávkám tepla do bytových objektů.

5.5

Finanční hlediska

Finanční hledisko je zde chápáno v kontextu nároků na kapitál a možnosti jeho zajištění. Investiční náklady každé z variant jsou obdobné, u obou rozvojových variant se jedná o náklady financované dodavatelem tepla (majitelem BPS). Při hodnocení z pohledu investora tak mírně výhodněji bude v tomto hledisku vycházet varianta 1.

5.6

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. Výstavbou teplovodu do kotelny CZT Palackého bude možné eliminovat spálení ca. 100 tisíc m3 zemního plynu ročně. Tomu odpovídá úspora emisí NOx v množství převyšující 170 kilogramů ročně a CO na úrovni několika desítek kilogramů. Největší úsporu však omezení spotřeby zemního plynu přinese v emisích CO2, které mohou poklesnout o téměř 200 tun za rok. Druhá rozvojová varianta by potenciálně mohla být z ekologického pohledu výraznější, potenciál dodávek tepla na úrovni 6,3 TJ znamená více než dvojnásobnou úsporu škodlivých látek, které by jinak byly vypouštěny při spalování zemního plynu v zástavbě města Přeštice, tedy více než 400 kg NOx ročně, téměř 70 kg CO a okolo 400 tun CO2(!!).

Květen 2015

21


6

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 Technická Ekonomická Právní Sociální Finanční Ekologická Celkem

Varianta 1

Varianta 2

5 3 4 4 5 4 25

5 5 4 5 4 5 28

Vysvětlivka: 1 – velmi špatné podmínky/neproveditelné, 2 – dostatečné, 3 – uspokojivé, 4 – dobré, 5 – velmi dobré (výborné)

Květen 2015

22


7

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). Z komplexního hodnocení navržených variant vyplývá, že s určitostí lze doporučit realizovat projekt výstavby teplovodu bioteplárny u ZŠ do obou kotelen systémů CZT Palackého a Husova. Pro výrobce i odběratele tepla by projekt byl ekonomicky výhodným a navíc by byl prospěšný z hlediska omezení lokálních emisí škodlivin (ke kterým dochází při spalování zemního plynu v kotelnách, jejichž potřeby tepla jsou v současnosti částečně kryty z kogeneračních soustrojí na bioplyn v těchto kotelnách instalovanými). Navíc, díky lokalizaci nevyloučí možné další rozvoj obou systémů CZT, zejména pak optimalizaci jejich zdrojové části, s předpokládanými budoucími nižšími investičními nároky na rekonstrukci plynových kotlů, v případě systému Palackého lze očekávat eliminaci nároků na instalaci nových kotlů. V obou systémech CZT v Přešticích bude v nejbližších letech nutné provést investiční opatření vedoucí ke snižování energetické náročnosti, zejména pak v oblasti instalace objektových předávacích stanic a plynových kotlů. A právě druhá doporučovaná rozvojová varianta umožní, kromě zajištění dlouhodobě stabilních nižších proměnných nákladů na tepelnou energii, předpokládané snížení objemu investic o investice do zdrojové části systému Palackého, který bude napojen jak na volnou disponibilitu výkonu z bioteplárny u ZŠ tak na druhý systém s kotelnou v ulici Husova. Majitel obou systémů CZT bude pro profinancování rekonstrukce DPS a kotelen muset hledat jakékoliv úspory současných nákladů tak, aby modernizace nevedla k navýšení cen tepla. Navíc, dislokace celoročně relativně levného a velikého zdroje tepla, jakým může být KGJ v bioteplárny u ZŠ (s výkonovou volnou disponibilitou až 0,6 MW tepla), může dát impuls k dalšímu ekonomicky smysluplnému rozvoji soustav CZT ve městě, s případnými ekonomicky vhodnými objekty s plynovými kotelnami v dosahu CZT. KGJ v bioteplárny u ZŠ tak podle předpokladů bude schopna rozšířit časový úsek, kdy veškeré tepelné potřeby takto propojeného celku (nejen po celé léto, ale i v prvních a posledních měsících topné sezóny září-říjen a duben-květen), budou kryty pouze provozem KGJ na bioplyn z BPS. V zimním období pak budou významným zdrojem tepla. Z tohoto důvodu doporučujeme městu Přeštice, jakožto vlastníku soustav CZT ve městě, začít se tomuto záměru intenzivně věnovat a integrovat posouzení jeho možné realizace do celkové koncepce modernizace a dalšího rozvoje systému dálkového vytápění ve městě.

Květen 2015

23

Předběžná studie proveditelnosti_BPS Přeštice

BiogasHeat

8

Příloha: Jak postupovat při uplatňování nároku na provozní podporu za výrobu elektřiny v režimu KVET

8.1

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 roku 2013 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.

8.2

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).

Květen 2015

24

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. 4: 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.

8.3

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. Z prvních neoficiálních návrhů vyplývá, že bude mít podobu pozitivního a případně i negativního seznamu, u nějž budou definována některá kvantitativní případně jiná omezení Květen 2015

25

SEVEn


BiogasHeat

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,

Květen 2015

26

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.

Květen 2015

27

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).

8.4

Způsob prokazování

Při dokladování množství tzv. užitečného tepla bude nutné postupovat v souladu s ustanoveními výkladového stanoviska ERÚ, z ledna 2014. 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.

Květen 2015

28

SEVEn

Předběžná studie proveditelnosti využití tepla u BPS Přeštice. Předběžná studie proveditelnosti využití tepla z bioplynové stanice PŘEŠTICE

Recommend Documents