Kogenerace
Úspora nákladů na elektřinu i teplo
23. února 2012
STAND-BY Europe, s.r.o.
U Albrechtova vrchu 20 155 00, Praha 5 tel. +420 251 553 223
[email protected] STAND-BY Europe, s.r.l. Piazza del Popolo 18 00187 Roma Italy tel. +39 06 367121 STAND-BY Europe, China office 506 Fuwei Building No1 Guangfo Road Foshan City, Guangdong P.R.C tel. +86 189 272 59665
STAND-BY Europe PTY LTD, Australia 5 Hollywood Ave Bondi Junction, Sydney NSW 2022 AUSTRALIA tel. +61 404 204 282
OBSAH 1
STAND-BY Europe .................................................................................................................................. 1 1.1 Informace o společnosti................................................................................................................. 1 1.2 Energetika ...................................................................................................................................... 1
2
Kogenerace ............................................................................................................................................ 1 2.1 Podmínky ....................................................................................................................................... 3 2.2 Legislativa....................................................................................................................................... 3 2.3 Technologie .................................................................................................................................... 4
3
Ekonomické aspekty .............................................................................................................................. 4 3.1 Analýza provozu, energetický audit ............................................................................................... 5 3.2 Financování .................................................................................................................................... 5 3.3 Rámcová kalkulace ......................................................................................................................... 5
4
Stavba a instalace .................................................................................................................................. 7 4.1 Projekt ............................................................................................................................................ 7 4.2 Stavební práce................................................................................................................................ 7 4.3 Provoz a údržba.............................................................................................................................. 7
1 STAND-BY EUROPE 1.1 Informace o společnosti STAND-BY Europe je technologicky zaměřená společnost, v současnosti zaměřená na tři hlavní oblasti podnikání:
energetika (alternativní zdroje energií - kogenerace, fotovoltaické elektrárny)
digitální multimédia (multimediální kiosky, velkoplošné LED digiboardy)
spotřební elektronika
Společnost sídlí v Praze a disponuje v současné době pobočkami v Číně (Guangzhou), Itálii (Řím) a Austrálii (Sydney). Na přípravě a při stavbě projektů spolupracujeme výhradně s předními konzultačními společnostmi, technologickými a stavebními dodavateli, představujícími záruku správné přípravy a úspěšného dokončení projektů v dané zemi (ENA, Skanska, Strabag, ABB, Efacec, Filkab,…). Stejný postup volíme i v případě finančního krytí projektů bankovními domy či soukromými investory. Do konce roku 2011 jsme se v celé Evropě podíleli na řadě projektů, jejichž celková instalovaná kapacita dosahuje již 50 MW.
1.2 Energetika Žijeme v době stále rostoucí potřeby energie. Všechny stroje, přístroje a dopravní prostředky, které denně používáme, a které nám usnadňují život nebo pomáhají při výrobě, se bez energie neobejdou. Většina energie používané pro fungování těchto přístrojů v současnosti pochází z neobnovitelných zdrojů, jejichž používáním jednak zhoršujeme své životní prostředí a jejichž zásoby na Zemi se navíc čím dál tím rychleji krátí. Již v současné době však existují technologie, které jsou šetrné k životnímu prostředí. Ekologicky šetrným technologiím se nyní v celém světě dostává výrazné podpory, a to jak na úrovni politické (závazky na snížení emisí, stanovení podílu energie získávané z obnovitelných zdrojů, atd.), tak prostřednictvím již fungující legislativy v jednotlivých státech. Vizí naší společnosti je využít tyto podmínky a přispět tak k environmentálně zodpovědnému přístupu při výrobě energie, podílet se na rozvoji využití vysoce výkonných kombinovaných i alternativních zdrojů elektrické energie a tepla a být spolehlivým dodavatelem ekologicky šetrných zařízení pro její výrobu našim partnerům a zákazníkům. Toho docilujeme dodávkami jak kompletních technologických celků, tak prostřednictvím dodávek dlouhodobě prověřené technologie do projektů našich partnerů.
2 KOGENERACE Rychlý rozvoj zdrojů obnovitelné energie, který intenzivně začal v minulých několika letech, sice napomáhá k energetické soběstačnosti, nicméně má i některé další důsledky, a to zejména na architekturu distribuční soustavy. Velké větrné parky v Německu i velké solární elektrárny u nás v České republice nedokážou do sítě dodávat proud neustále a stabilně, jsou totiž závislé na počasí – větru, slunci.
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
1
Pro vytvoření stability elektrické soustavy a vykrytí dodávek ve chvílích, kdy nevyrábí větrné nebo solární elektrárny, se používají decentralizované zdroje elektřiny. Ty dokáží na výkyvy v poptávce reagovat rychleji, než klasické „velké“ uhelné nebo jaderné elektrárny. A právě mezi takové decentralizované zdroje energie patří i kogenerační jednotky. Principem kogenerační jednotky, v terminologii české legislativy „kombinované výroby elektřiny a tepla“ (KVET), je vysoká efektivita využití paliva – zemního plynu, bioplynu, topného rostlinného oleje (palmového či jiného) – k paralelní výrobě elektřiny i tepla. Využití energie z paliva tak dosahuje až 90%! Obrázek 1: Schéma úspor v rámci kogenerace
Vzhledem k vysoké účinností využití paliva a velmi nízkým výrobním ztrátám je tento způsob výroby podporován na celoevropské i národní úrovni, přispívá ke snížení emisí CO2, snížení závislosti na dodávkách energetických surovin z politicky nestabilních oblastí, Pořízení a provozování kogenerační jednotky je vhodné nejvíce pro provozy, které mají potřebu jak vlastní elektrické energie, tak tepla. Jedná se tak zejména o výrobní a zpracovatelské závody (cihelny, pily, masny, atp.), centrální výtopny v městech a obcích, nemocnice, lázně, plavecké bazény, hotely a penziony, atp. Vyrobená elektřina je buď využívána k vlastní spotřebě, případně dodávána i jinému odběrateli nebo místnímu distributorovi elektřiny. Výrobce má kromě toho navíc právo na příspěvek za elektřinu z vysoce účinné KVET dle cenového rozhodnutí ERÚ. Vyrobené teplo je opět buď pro vlastní spotřebu, pro další subjekty např. v rámci centrálního vytápění měst a obcí nebo prodáváno smluvně jinému odběrateli. Za určitých podmínek lze i „odpadní“ teplo znovu použít k výrobě elektřiny. Pro naše zákazníky provádíme důkladnou analýzu jejich energetických potřeb a navrhujeme optimální řešení jejich energetického mixu. Využíváme nejvhodnější technologie pro zajištění úspor a maximalizaci výnosů.
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
2
2.1 Podmínky Provozovatel distribuční soustavy je povinen elektřinu vyrobenou KVET vykoupit, jsou-li dodrženy technické podmínky (tj. zejména míra účinnosti využití energie z paliva). Výkupní cena takto prodávané elektřiny je smluvní. Výrobce má navíc nárok na příplatek k ceně elektřiny, který stanovuje každoročně Energetický regulační úřad ve svém cenovém rozhodnutí. (http://www.eru.cz/user_data/files/ERV/ERV8_2011_konecny.pdf). Příspěvek se liší podle velikosti zdroje a době dodávky (celodenní nebo pouze ve vysokém tarifu). Jeho výše je uvedena v níže uvedené tabulce. Tabulka 1: Příspěvek za výrobu elektřiny KVET
Výroba elektřiny z kombinované výroby elektřiny a tepla Základní pásmo Výrobna s instalovaným výkonem do 1 MW včetně, s výjimkou výrobny využívající obnovitelné zdroje energie nebo spalující degazační plyn
Výše příspěvku k ceně elektřiny v Kč/MWh (24 hodin) VT 8 hodin VT 12 hodin 590
1 630
1 150
Výrobna s instalovaným výkonem 1 MW až 5 MW včetně, s výjimkou výrobny využívající obnovitelné zdroje energie nebo spalující degazační plyn
500
1 250
870
Výrobna s instalovaným výkonem nad 5 MW, s výjimkou výrobny využívající obnovitelné zdroje energie nebo spalující degazační plyn
45
Kombinovaná výroba elektřiny a tepla využívající obnovitelné zdroje energie nebo spalující degazační plyn
45
2.2 Legislativa Pro výstavbu kogenerační jednotky je třeba stavebního povolení. Jestliže má být elektřina dodávána do sítě potom je třeba souhlas vyvedení el. výkonu od místně příslušného distributora (rezervace výkonu). Kogenerační jednotky o tepelném výkonu 0,2 MW - 5 MW se považují za střední zdroje znečištění ovzduší a povolení k jejich stavbě a uvedení do provozu vydává odbor životního prostředí místně příslušného krajského úřadu na základě odborného posudku. U kogeneračních jednotek větších výkonů umístěných v zástavbě je také nutno počítat s tím, že hygienické stanice mohou požadovat měření hluku. Dodržení hlukových norem lze však pohodlně zajistit instalací kogenerační jednotky s protihlukovým krytem. Pro malé kogenerační jednotky umístěné v původních kotelnách, k nimž se nemusí zřizovat plynová přípojka (nemění se topné médium), nemění se odvod spalin a nedělají se žádné stavební úpravy, není nutno vyřizovat stavební povolení ani ohlášení stavby. Jestliže je záměrem elektřinu, případně teplo, prodávat, je nutné získat licenci pro podnikání v energetice, kterou vydává Energetický regulační úřad (licence nahrazuje živnostenský list). Některé předpisy, podle nichž se řídí KVET: •
Vyhláška č. 344/2009 Sb., o podrobnostech způsobu určení elektřiny z vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla založené na poptávce po užitečném teple a určení elektřiny z druhotných energetických zdrojů.
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
3
•
Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, ve znění účinném od 1. 1. 2011
•
Vyhláška č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, ve znění pozdějších předpisů.
•
Vyhláška 349/2010 Sb. MPO, kterou se stanoví minimální účinnost užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie
•
Vyhláška 51/2006 Sb. o podmínkách připojení k elektrizační soustavě
Pro naše zákazníky v rámci dodávek na klíč zajišťujeme všechny legislativní náležitosti tak, aby celý proces od jejich rozhodnutí o investici, přes vydání stavebních i dalších povolení, stavbu i získání licence, trval co nejkratší dobu.
2.3 Technologie Běžně používané kogenerační jednotky mají obvykle relativně malý výkon, desítky až stovky kW elektrického výkonu. Palivem je nejčastěji zemní plyn, ale také olej z různých plodin nebo v případě bioplynových stanic i bioplyn. Kogenerační jednotky jsou vhodné i pro použití při zužitkování skládkového plynu na komunálních skládkách (v případě blízkosti spotřeby vyráběného tepla). Kogenerační jednotka se spalovacím motorem se skládá ze zážehového spalovacího motoru, který pohání generátor vyrábějící elektřinu, a z výměníků pro využití odpadního tepla z motoru. Odpadní teplo z motoru je odváděno pomocí dvou výměníků na dvou teplotních úrovních. První výměník odvádí teplo z bloku motoru a z oleje na úrovni cca 80–90 °C. Druhý výměník odvádí teplo z odcházejících výfukových spalin o teplotě cca 400–500 °C. Výměníky jsou z hlediska průtoku teplonosného média zapojeny do série. Obvykle jsou kogenerační jednotky koncipovány pro dodávku tepla do teplovodního systému 90/70 °C, méně již do systému 110/85 °C resp. 130/90 °C. Používáme výhradně technologie od prověřených a certifikovaných dodavatelů. Naši odborníci se podílejí na vývoji a inovacích, dodavatelé již implementovali některá naše vylepšení. Díky této dlouhodobé spolupráci tak našim zákazníkům nabízíme vysoce efektivní technologie, dosahující optimálního poměru cena/výkon. Obrázek 2: Kogenerační jednotka
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
4
3 EKONOMICKÉ ASPEKTY Z technického hlediska lze kogenerační jednotkou nahradit jakýkoli zdroj tepla (kotel) srovnatelného výkonu. Aby však byla instalace kogenerační jednotky ekonomicky výhodná, je potřeba, aby během roku běžela optimální počet hodin. Proto bude pracovat nejefektivněji tam, kde je celoročně stálý odběr tepla (teplá voda, topení, technologické teplo). Takovým místem mohou být ubytovací zařízení (hotely, penzióny, internáty), bazény, nemocnice, obecní a městské výtopny, sídlištní blokové kotelny a různé průmyslové podniky. Kogenerační jednotka může pokrývat základní spotřebu tepla, špičky pak pokrývá jiný zdroj, např. plynový kotel. Obvyklá je také volba výkonnější jednotky v kombinaci s akumulací tepla. Pak se kogenerační jednotka uvádí do provozu tak, aby dodávala proud v době, kdy je nejvýhodnější tarif výkupních cen elektřiny. Vyrobenou elektřinu je možno spotřebovat přímo v objektu nebo ji prodat do sítě. První způsob je obvykle výhodnější, vzhledem ke vzniklým úsporám při cenách za nákup elektřiny.
3.1 Analýza provozu, energetické bilance a potřeb Ekonomickou efektivitu investice je třeba vždy určit individuálně. Je žádoucí provést pečlivou analýzu provozu a nechat vypracovat studii proveditelnosti záměru. Pro návrh kogenerační jednotky je třeba znát zejména:
denní a roční harmonogram spotřeby tepla a elektřiny,
druh požadovaného teplonosného média,
dostupnost jednotlivých paliv,
stávající instalovaný výkon kotlů a jejich teplotní a tlakové parametry.
Ve spolupráci s ENA s.r.o, mezinárodně uznávanou konzultační společností v oblasti energetiky, nabízíme pro naše partnery a zákazníky zpracování analýzy současného stavu energetického hospodářství v jejich společnosti nebo obci, návrhu jeho optimalizace včetně nejvhodnější technologie tak, aby jim investice do nových technologií zajistila co největší úspory a maximalizaci výnosů.
3.2 Financování Mnozí zájemci o kogenerační technologie nemusí disponovat dostatkem kapitálu pro prvotní investici. Jak je patrné z níže uvedené rámcové kalkulace, finanční úspory při použití kogenerací jsou značné a umožňují tak i použití méně tradičních modelů financování např. pro nemocnice a obce. Naši odborníci, společně s našimi partnery – významnými finančními institucemi, našim zákazníkům v rámci dodávek na klíč pomáhají najít nejvhodnější řešení financování tak, aby optimalizovali jejich casflow i výnosnost projektu.
3.3 Rámcová kalkulace Níže uvedená rámcová kalkulace nastiňuje ekonomické aspekty kogenerační výroby energie. Podrobné kalkulace budou součástí technického auditu a podnikatelského plánu, které musí být zpracovány pro potřeby financování.
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
5
Rámcová kalkulace příležitosti umístění kogenerační jednotky o výkonu 1 MWe Počet hodin trvalého zatížení (hod/rok)
2 100
3 000
3 100
4 400
6 000
2 100 8 316 2 432
3 000 11 880 3 474
3 100 12 276 3 589
4 400 17 424 5 095
6 000 23 760 6 947
7 000 celoroční provoz s letní odstávkou 7 000 27 720 8 105
8 hod/den pracovní dny
8 hod/den 7 dní v týdnu
12 hod/den pracovní dny
12 hod/den 7 dní v týdnu
technologická výroba tepla a příprava TUV
516 600 3 815 091 Kč 567 000 Kč
738 000 5 450 130 Kč 810 000 Kč
762 600 5 470 892 Kč 837 000 Kč
1 082 400 7 765 138 Kč 1 188 000 Kč
1 476 000 10 277 388 Kč 1 620 000 Kč
1 722 000 11 808 615 Kč 1 890 000 Kč
Výnosy z prodeje elektřiny + úspory za nákup elektřiny Podíl vlastní spotřeby EE 33% 6 260 100 Kč 50% 6 153 000 Kč 67% 6 045 900 Kč 75% 5 995 500 Kč 90% 5 901 000 Kč 100% 5 838 000 Kč
8 943 000 Kč 8 790 000 Kč 8 637 000 Kč 8 565 000 Kč 8 430 000 Kč 8 340 000 Kč
8 244 140 Kč 8 339 000 Kč 8 433 860 Kč 8 478 500 Kč 8 562 200 Kč 8 618 000 Kč
11 701 360 Kč 11 836 000 Kč 11 970 640 Kč 12 034 000 Kč 12 152 800 Kč 12 232 000 Kč
13 705 200 Kč 14 460 000 Kč 15 214 800 Kč 15 570 000 Kč 16 236 000 Kč 16 680 000 Kč
15 989 400 Kč 16 870 000 Kč 17 750 600 Kč 18 165 000 Kč 18 942 000 Kč 19 460 000 Kč
Úspora z výroby tepla Stávající cena tepla (Kč/GJ) 350 400 450 500 550 600 650 700
594 000 Kč 1 188 000 Kč 1 782 000 Kč 2 376 000 Kč 2 970 000 Kč 3 564 000 Kč 4 158 000 Kč 4 752 000 Kč
613 800 Kč 1 227 600 Kč 1 841 400 Kč 2 455 200 Kč 3 069 000 Kč 3 682 800 Kč 4 296 600 Kč 4 910 400 Kč
871 200 Kč 1 742 400 Kč 2 613 600 Kč 3 484 800 Kč 4 356 000 Kč 5 227 200 Kč 6 098 400 Kč 6 969 600 Kč
1 188 000 Kč 2 376 000 Kč 3 564 000 Kč 4 752 000 Kč 5 940 000 Kč 7 128 000 Kč 8 316 000 Kč 9 504 000 Kč
1 386 000 Kč 2 772 000 Kč 4 158 000 Kč 5 544 000 Kč 6 930 000 Kč 8 316 000 Kč 9 702 000 Kč 11 088 000 Kč
Roční výroba (MWh) Roční výroba (GJ) Ekvivalentní spotřeba ZP (MWh) Nároky na ZP pro KVET (Nm3) Náklady na ZP /ceny 2012/ Náklady O&M
415 800 Kč 831 600 Kč 1 247 400 Kč 1 663 200 Kč 2 079 000 Kč 2 494 800 Kč 2 910 600 Kč 3 326 400 Kč
Příklad Zařízení technologické výroby tepla s proběhem 3000 hod/rok Stávající spotřeba elektřiny je cca 1500 MWh/rok, což odpovídá podílu vlastní spotřeby 50% Stávající cena tepla je 450 Kč/GJ Palivové a O&M náklady Výnos z prodeje EE + úspora nákupu Úspora z výroby tepla brutto CF Celková investice brutto Návratnost investice
6 260 130 Kč 8 790 000 Kč 1 782 000 Kč 4 311 870 Kč 15 - 18 mio Kč 4 - 5 let
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
(dle individuálního řešení)
roční výroba elektřiny v KVET roční výroba tepla v KVET = stávající roční spotřeba tepla! ekvivalentní spotřeba ZP pro zajištění dodávek tepla spotřeba ZP pro provoz KVET dosažitelné náklady na nákup ZP pro KVET expertní odhad komplexních nákladů na O&M Úsporou za nákup elektřiny se rozumí vymístění plateb za dodávky elektřiny (tj. spotřebovávám vlastní vyrobenou el.) Výnosem z prodeje elektřiny se rozumí prodej přebytků elektřiny (vyrobená EL - vlastní spotřeba EL) obchodníkovi s elektřinou + příplatek na podporu KVET dle CR ERÚ Bázovou cenou vymístěné elektřiny bereme 2780 Kč/MWh
Úsporou z výroby tepla se rozumí snížení nákladů na zajištění dodávek tepelné energie (teplo + TUV) oproti stávající ceně.
Pro řádné posouzení vhodnosti umístění a instalace kogenerace (KVET) je nezbytně nutné správné zadání vstupních parametrů energetického hospodářství posuzovaného subjektu. Hlavními určujícími parametry jsou: průběh dodávek/spotřeby tepla v průběhu kalendářního roku maximální špičkový tepelný výkon posuzované soustavy měsíční spotřeby nakupované elektřiny rezervovaný příkon přípojného místa k distribuční soustavě stávající kumulované ceny nakupované elektřiny stávající cena nakupovaného tepla nebo cena zemního plynu pro výrobu tepla typ a parametry topného média (teplá voda, horká voda, sytá pára, přehřátá pára atp.)
6
4 STAVBA A INSTALACE 4.1 Projekt Důkladně provedená analýza energetických potřeb je zásadním podkladem pro správné vypracování projektu. Ačkoli podle platného energetického zákona je možno prodávat jak vyrobené teplo, tak elektřinu, v praxi bývá obtížné splnit technické požadavky správce tepelné sítě. Proto se kogenerační jednotka zpravidla navrhuje tak, aby veškeré teplo spotřeboval provozovatel. Naši odborníci, kteří mají dlouhodobé praktické zkušenosti s provozem i projektováním energeticky úsporných zařízení, jsou schopni našim zákazníkům navrhnout optimální řešení jak pro instalace ve stávajících budovách/provozech, tak na zelené louce.
4.2 Stavební práce Dobrý návrh projektu a kvalitní technologie s dlouhou životností jsou nezbytné základy pro dosažení nadstandardních výnosů. To samo o sobě ovšem nestačí pro dosažení cíle. Je zapotřebí také vše správně sestavit dohromady – tedy nainstalovat. Spolupracujeme pouze s uznávanými společnostmi na systémovou integraci, které úspěšně dokončily řadu projektů. Byly pečlivě vybrány našimi techniky a mají k dispozici kvalitní know-how i silné finanční zázemí. To zaručuje hladký průběh stavebních a instalačních prací.
4.3 Provoz a údržba Kogenerační jednotka je ve své podstatě motor, který je dlouhodobě provozován v optimálních podmínkách (bez otřesů, v nízkých otáčkách, bez výkyvů výkonu). Tomu odpovídá i relativně malá potřeba údržby odvíjející se od „najetých“ motohodin. Pravidelná údržba se dá dobře naplánovat a sladit například s technologickými odstávkami ve výrobě. Životnost kogeneračních jednotek je při správné údržbě i 25 let! Tyto služby našim partnerům můžeme zajistit na základě smlouvy o zajištění provozu a údržby a minimalizovat tak náročnost na jejich pracovníky. Máte-li jakékoliv dotazy, jsme vám k dispozici na níže uvedených kontaktech. STAND-BY Europe, s.r.o. Václav Příhoda
Jan Buřič
Jan Matušík
managing director, partner
managing director, partner
business director
tel: +420 724 150 664
tel: + 420 602 343 317
tel: +420 724 080 989
[email protected]
[email protected]
[email protected]
STAND-BY Europe, s.r.o. - kogenerace
7
