KRITÉRIA PRO SYSTÉMOVÉ PLÁNOVÁNÍ

KRITÉRIA PRO SYSTÉMOVÉ PLÁNOVÁNÍ OBNOVITELNÝCH ENERGETICKÝCH ZDROJŮ Zpracováno jako produkt České energetické agentury v rámci Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie pro rok 2001 – část A. Ing. Jiří Beranovský

Listopad 2001

Identifikační údaje Zadavatel: ulice: PSČ, město: IČO: tel.: fax: e-mail: http:// Zastupuje: Vypracoval: ulice: PSČ, město: IČO: tel.: fax: e-mail: www: Bankovní spojení: Číslo účtu: Statutární zástupce: Předmět činnosti: Autoři:

Česká energetická agentura Vinohradská 8 120 00 Praha 2 tel.: (02) 2421 7774 fax: (02) 2421 7701 www.ceacr.cz Ing. Josef Bubeník, ředitel EkoWATT, Středisko pro obnovitelné zdroje a úspory energie Bubenská 6 170 00 Praha 7 45 25 05 53 +420-2-667 102 47 +420-2-667 102 48 [email protected] www.ekowatt.cz Česká spořitelna, a.s., Dukelských hrdinů 29, Praha 7 000000-0212249369/0800 Ing. Jiří Beranovský Poradenská a konzultační činnost v energetice. Ing. Jiří Beranovský

Spolupráce:

Šíření:

Dokument lze užívat pouze ve smyslu příslušné smlouvy o dílo. Kopírování a rozšiřování pouze po předchozím souhlasu EkoWATTu.

EkoWATT Středisko pro obnovitelné zdroje a úspory energie The Renewable Energy and Energy Efficiency Center

OBSAH 1. 2.

IDENTIFIKACE STUDIE ............................................................................................. 6 ÚVOD ................................................................................................................... 7 2.1.

ZÁKLADNÍ POJMY A DEFINICE

2.1.1. 2.1.2.

3.

ANALÝZA LEGISLATIVY EU A ČR TÝKAJÍCÍ SE ÚEK ANALÝZA LEGISLATIVY ČR TÝKAJÍCÍ SE ÚEK MATEMATICKÉ MODELY POUŽÍVANÉ PRO ÚEK

3.3.1. 3.3.2. 3.3.3.

ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE ANALÝZA A FORMULACE ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY SUBJEKT ROZHODOVÁNÍ (ROZHODOVATEL)

5.1.1. 5.1.2. 5.1.3.

5.2. 5.3.

5.4. 5.5.

HLEDISKA SYSTÉMU HLEDISKA REGIONU (ÚROVEŇ KRAJŮ, MĚST A OBCÍ, LOKALITA) HLEDISKA INVESTORŮ

CÍLE ROZHODOVÁNÍ KRITÉRIA HODNOCENÍ

5.3.1. 5.3.2. 5.3.2.1. 5.3.2.2. 5.3.2.3. 5.3.2.4. 5.3.2.5. 5.3.3. 5.3.3.1. 5.3.3.2. 5.3.3.3. 5.3.3.4. 5.3.3.5. 5.3.4. 5.3.5. 5.3.5.1. 5.3.5.2. 5.3.5.3. 5.3.6.

20 25

TŘÍDĚNÍ KRITÉRIÍ DO SKUPIN STANOVENÍ KRITÉRIÍ PRO VÍCEKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ OEZ TECHNICKÁ KRITÉRIA EKONOMICKÁ KRITÉRIA SOCIÁLNÍ KRITÉRIA EKOLOGICKÁ KRITÉRIA STRATEGICKÁ (POLITICKÁ) KRITÉRIA STANOVENÍ VAH KRITÉRIÍ METODA POŘADÍ METODA BODOVÉ STUPNICE METODA PÁROVÉHO SROVNÁNÍ SAATYHO METODA KVANTITATIVNÍHO PÁROVÉHO SROVNÁNÍ METODA POSTUPNÉHO ROZVRHU VAH POMOCÍ STROMU KRITÉRIÍ PŘEHLED A VÝBĚR VHODNÝCH KRITÉRIÍ VÍCEKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ VARIANT METODA LINEÁRNÍ DÍLČÍ FUNKCE UŽITKU METODA BAZICKÉ VARIANTY METODA VÁŽENÉHO SOUČTU POŘADÍ URČENÍ ZPŮSOBU HODNOCENÍ

OBJEKT ROZHODOVÁNÍ, VARIANTY A JEJICH DŮSLEDKY STAVY SVĚTA

28 29 29 29

30 31 32 34 35 35 43 45 49 51 52 52 53 53 54 54 57 58 58 59 59

60 62

SHRNUTÍ A ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ, ZÁVĚRY PRO PRAXI ........................................ 62 6.1. 6.2. 6.3.

7.

16 16 17

POPIS ŘEŠENÍ PROBLEMATIKY .............................................................................. 28 5.1.

6.

CHARAKTERISTIKA MODELU SESAM [15] CHARAKTERISTIKA MODELU MARKAL [13] CHARAKTERISTIKA MODELU GEMIS [2]

13 14 15

CÍLE PRÁCE, IDENTIFIKACE PROBLÉMU.................................................................. 20 4.1. 4.2.

5.

10 11

SOUČASNÝ STAV PROBLEMATIKY , CHARAKTERISTIKA SOUČASNÉHO STAVU ............. 13 3.1. 3.2. 3.3.

4.

POTENCIÁLY OEZ VÝKONY OEZ

8

ZÁVĚRY PRÁCE SHRNUTÍ, PŘÍNOSY A PRAKTICKÉ VYUŽITÍ KDE JE POKRAČOVÁNÍ, DOPORUČENÍ PRO DALŠÍ VÝZKUM A ROZVOJ DISCIPLÍNY

62 63 63

PŘÍLOHA 1 - TVORBA VARIANT, VÝBĚR VHODNÝCH TECHNOLOGIÍ A LOKALIT ............ 65

Kritéria pro systémové plánování OEZ.doc

3


7.1.

ENERGIE SLUNCE

7.1.1. 7.1.2. 7.1.3.

7.2.

ENERGIE VĚTRU

7.2.1.

7.3.

VHODNÉ TECHNOLOGIE VYUŽITELNÉ V LOKALITĚ KRITÉRIA VÝBĚRU A VHODNOSTI LOKALIT

ENERGIE PROSTŘEDÍ A GEOTERMÁLNÍ ENERGIE

7.5.1. 7.5.2. 7.5.3.

8.

PRODUKČNÍ PODMÍNKY ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ VHODNÉ TECHNOLOGIE VYUŽITELNÉ V LOKALITĚ

ENERGIE VODY

7.4.1. 7.4.2.

7.5.

VÝPOČET POTENCIÁLU VĚTRNÉ ENERGIE

ENERGIE BIOMASY

7.3.1. 7.3.2.

7.4.

FOTO-TERMÁLNÍ PŘEMĚNA, KRÁTKODOBÁ AKUMULACE FOTO-TERMÁLNÍ PŘEMĚNA, PASIVNÍ SOLÁRNÍ PRVKY FOTO-ELEKTRICKÁ PŘEMĚNA SLUNEČNÍ ENERGIE

KRITÉRIA VÝBĚRU A VHODNOSTI LOKALIT VHODNÉ TECHNOLOGIE VYUŽITELNÉ V LOKALITĚ METODIKA VÝPOČTU POTENCIÁLU

65 65 66 66

67 68

68 69 71

72 72 72

72 72 72 73

PŘÍLOHA 2 - VYBRANÁ LEGISLATIVA ..................................................................... 74 8.1. 8.2.

ZÁKON Č. 406/2000 SB., O HOSPODAŘENÍ ENERGIÍ NAŘÍZENÍ VLÁDY 195/2001 SB.

8.2.1.

PŘÍLOHA Č. 1 K NAŘÍZENÍ VLÁDY Č.195/2001 SB.

POUŽITÁ LITERATURA SEZNAM TABULEK SEZNAM OBRÁZKŮ SEZNAM ROVNIC


74 81 84

85 87 87 87

4


Seznam zkratek: ATČ BPEJ BÚNO CZT ČEA ČEZ, a. s. ČHMÚ ČR DCF DEZ GMT EU HEP IEA IRR JI KHA KO KTČ LTO MVE NPV OEZ PEZ RED

SEI SFŽP TUV TKO TČ ÚEK ÚEP ÚP ÚT VE VHV VKP VLP VNP VVE WEC ZP

tepelné čerpadlo bonitovaná půdně ekologická jednotka bez újmy na obecnosti centrální zásobování teplem Česká energetická agentura České energetické závody Český hydrometeorologický ústav Česká republika Discount Cash Flow - diskontovaný tok hotovosti druhotné energetické zdroje Greenwich Mean Time - Greenwičský čas, čas vztažený k poledníku procházejícímu hvězdárnou v angl. městě Greenwich Evropská Unie hydroenergetický potenciál International Energy Agency - Mezinárodní energetická agentura vnitřní výnosové procento projektu (Internal Rate of Return) Joint Implementation komplexní hodnocení alternativ komunální odpad kompresorová teplená čerpadla lehký topný olej malé vodní elektrárny Net Present Value - čistá současná hodnota obnovitelné energetické zdroje primární energetické zdroje regionální energetický dokument, podle zákona o hosp. s energií se RED nazývá územní energetická koncepce, proto byla v následujícím textu tato terminologie sjednocena se zákonem Státní energetická inspekce Státní fond pro životní prostředí teplá užitková voda tuhý komunální odpad tepelné čerpadlo územní energetická koncepce územní energetické plánování územní plán ústřední vytápění větrné elektrárny vícekriteriálního hodnocení variant vícekriteriální programování vektorové lineární programování vektorové nelineární programování velké vodní elektrárny World Energy Council – Světová energetická rada zemní plyn


5


1. IDENTIFIKACE STUDIE Abstrakt, výtah:

Studie se zabývá pokračováním projektu Metody hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OEZ. V úvodních pasážích se zabývá současným způsobem řešení ÚEK a přináší přehled používaných pojmů v této problematice. Dále se zabývá rozborem řešení jednotlivých úloh při zpracování ÚEK. Ve své hlavní části se zabývá návrhem a výběrem vhodných kritérií a ukazatelů hodnocení OEZ a sestavením metodiky pro řešení dvou úloh řešení ÚEK, úlohy „Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ)“ a úlohy „Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů (výběr vhodné varianty ÚEK)“ metodami vícekriteriálního rozhodování.

Zadání a účel zpracování:

Návrh a volba vhodných kritérií a ukazatelů hodnocení OEZ pro účely zpracování územních energetických koncepcí, energetických bilancí a energetické statistiky. Výběr vhodných metod hodnocení. Sestavení metodických nástrojů na vyhledávání možností využití OEZ energetických úspor podle metod multikriteriálního rozhodování, navržení kritérií (indikátorů), sestavení postupů na optimální energeticky efektivní rozvoj obce, formulace zásad pro novou výstavbu, formulace zásad pro rekonstrukce a starou výstavbu, formulace zásad pro aplikaci OEZ a případnou energetickou soběstačnost.


6


2. ÚVOD Tato studie je pokračováním projektu Metody hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OEZ, který zpracoval EkoWATT v roce 2000 jako produkt ČEA. Projekt se zabýval zpracováním jednotlivých metod hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OEZ pro sestavování energetických bilancí pro účely územního energetického plánování, např. územních energetických konceptů (ÚEK). Cílem výše uvedené práce byla ucelená metodika hodnocení pro jednotlivé OEZ a pro různé stupně a potřeby využití, například pro tvorbu variant zásobování OEZ v rámci ÚEK. Výše uvedená studie otevřela řadu navazujících otázek, které úzce souvisí nejen se stanovením potenciálů jednotlivých OEZ, ale i se stanovením potenciálů DEZ a potenciálů energetických úspor. Podrobné zkoumání této problematiky ukazuje přímou souvislost stanovení potenciálu, zejména tzv. využitelného potenciálu, s poptávkou po energetických zdrojích a z toho plynoucí nutné zamyšlení nad vztahem mezi poptávkou a nabídkou energetických zdrojů. Světový trend směřuje jednoznačně k politice OEZ a k tvorbě systémových opatření (legislativních, např. daň z emisí CO2). Povinnost zpracování ÚEK přináší komplexní pohled na plánování energetických zdrojů jehož hierarchické uspořádání nás nutí k zamyšlení nad tvorbou systémů posuzování naplnění stanovených cílů (je jedno zda u Státní energetické politiky nebo u konkrétního projektu). Následující návrh expertního systému přispívá k řešení těchto rozhodovacích procesů a k řešení otázky volby kritérií. Tato studie se zabývá využitím metody komplexního hodnocení alternativ jako metody vícekriteriálního rozhodování pro účely ÚEK. V úvodní pasáži přináší přehled používaných pojmů v této problematice a v problematice systémové analýzy a vícekriteriálního rozhodování. Následující kapitola 3 podává přehled současného stavu v problematice, současné legislativy EU i ČR a přehled současného způsobu řešení ÚEK pomocí počítačových modelů. V následující kapitole 4 jsou identifikovány cíle práce, tedy rozbor jednotlivých úloh při zpracování ÚEK a jejich formulace pomocí vývojového diagramu. Ve své hlavní části v kapitole 5 se zabývá metodickým postupem vlastního zpracování vícekriteriálního hodnocení variant (komplexního hodnocení alternativ), včetně metod stanovení vah a vlastních metod hodnocení. Důraz je kladen zejména na sestavení katalogu kritérií (návrh a výběr vhodných kritérií a ukazatelů hodnocení OEZ) a na sestavení metodiky pro řešení dvou úloh řešení ÚEK, úlohy „Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ)“ a úlohy „Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů (výběr vhodné varianty ÚEK)“. Poslední kapitola 6 poskytuje shrnutí a závěry pro praxi zpracování ÚEK v našich legislativních podmínkách. Příloha 1 v kapitole 7, která předkládá některé závěry studie Metody hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OEZ [4], je věnována výběru vhodných technologií a volbě lokalit pro využití OEZ, tedy vstupním údajům pro tvorbu jednotlivých variant. Příloha 2 cituje dva hlavní legislativní dokumenty, které se týkají ÚEK, zákon 406/2000 Sb. a nařízení vlády 195/2001 Sb. Donedávna se soudilo, že v budoucnosti mohou OEZ začít soutěžit s tradičními zdroji energií jedinou možnou cestou, která spočívá v internalizaci veškerých nákladů na výrobu energie tak, aby cena energie odrážela i znečištění životního prostředí a environmentální náhrady. Toto je však pouze jedna z metod, jak je možno nastavit systémové nástroje, které jsou pro plánování vhodného využití energetických zdrojů a zavádění OEZ do praxe důležité. Samotná internalizace externalit však podle nových poznatků nemusí nutně vést k jednoznačnému zvýhodnění OEZ před klasickými zdroji energií. Vícekriteriální analýza nám otevírá další možnosti komplexního hodnocení alternativ energetického zásobování a umožňuje nastavit i jiná systémová kritéria s ohledem na cíle, kterých chceme dosáhnout.


7


2.1. ZÁKLADNÍ POJMY A DEFINICE Na základě obecných definicí uvedených zejména v literatuře [4], [9], [32] byl sestaven následující seznam definicí upravených pro účely této studie. §

Systém, soustava

Pojem systém si zasluhuje více pozornosti, protože jeho definice se autor od autora velmi liší a dělají řadě autorů značné problémy. Pokusíme se tedy shrnout několik z nich. Slovo systém pochází z řeckého sunistanai - být příčinou držení pohromadě. Systém je imaginární stroj, který byl vymyšlen, aby v obrazotvornosti spojil dohromady různé pohyby a účinky, které již ve skutečnosti fungují. Systémy nejsou danostmi přírody, nebo spíše nemůžeme vědět, zda jimi jsou. (Adam Smith: Pojednání o původu a podstatě bohatství národů.) Systém je vzájemně propojený soubor prvků, který plní nějakou funkci. Systém je více než pouhý souhrn jeho částí. (Donella a Dennis Meadowsovi: Překročení mezí. [30]) Systém je soubor prvků spjatých vzájemnými vazbami, oddělený od prostředí účelově definovanou hranicí a plnící určitou funkci. Vlastnosti systému přitom nejsou beze zbytku rozložitelné na jeho jednotlivé prvky. (Milan Caha: Systémy pro všední den. [5]) Jako nejvýstižnější se jeví poslední definice, která je z hlediska matematické logiky nejpropracovanější: Účelově definovaná množina prvků (jistých vlastností) a množina vazeb (určitých vlastností) mezi nimi, které spolu určují vlastnosti, chování a funkce systému jako celku. (Jiří Dudorkin: Systémové inženýrství a rozhodování. [9]) §

Cíl systému

Cíl systému znamená dosažení požadovaného, potenciálně dosažitelného budoucího stavu, struktury, chování, funkce nebo výstupu systému v daném časovém intervalu. §

Hierarchie cílů systému

V případě, že systém sleduje více cílů, musí být tyto uspořádány do hierarchie cílů, která je určena prioritou jednotlivých cílů za současného dodržení časové a věcné kompatibility cílů. §

Strom cílů systému

Graficky uspořádaná hierarchie cílů systému, která vyjadřuje jejich vzájemnou podřízenost, případně nadřízenost a jejich vzájemné vztahy. §

Komplexní hodnocení alternativ čili vícekriteriální (multikriteriální) hodnocení variant

Komplexním hodnocením alternativ (variant, projektů, akcí, scénářů) se většinou rozumí rozhodovací proces charakterizovaný jedním racionálním rozhodovatelem a konečnou množinou variant, které jsou rozhodovatelem posuzovány podle více kritérií s cílem stanovit optimální variantu. §

Vektorovou (vícekriteriální) optimalizací

Vektorovou (vícekriteriální) optimalizací se rozumí extremální úloha matematického programování s několika účelovými funkcemi, které mohou být lineární nebo nelineární. §

Data (údaje)

Data (údaje) jsou vhodným způsobem vyjádřená (případně zakódovaná) zpráva, která je srozumitelná a přizpůsobená zpracování pro příjemce (osoba, stroj, počítač,...). §

Redundance informace

Relativní nadbytečnost množství informace obsažené ve zprávě následkem zakódování více znaků, než je nezbytně nutné k přesnému a srozumitelnému vyjádření.


8


§

Objekt rozhodování (varianty rozhodování)

Objekt rozhodování je zpravidla oblast organizační jednotky, ve které byl stanoven cíl řešení a které rozhodování týká. S tímto pojmem úzce souvisí pojem varianta řešení (varianta rozhodování) představující možný způsob jednání rozhodovatele, který má vést ke splnění stanovených cílů. §

Subjekt rozhodování (rozhodovatel)

Subjekt rozhodování (rozhodovatel) je subjekt, který rozhoduje, tedy volí variantu určenou k realizaci. §

Kritérium (ukazatel, parametr, indikátor, znak, charakteristika)

Kritérium je každá sledovaná veličina v rámci vícekriteriálního hodnocení. Kritéria hodnocení představují hlediska zvolená rozhodovatelem na základě jeho hodnotové soustavy, která slouží k posouzení výhodnosti jednotlivých variant rozhodování z hlediska dosažení, resp. stupně plnění dílčích cílů řešeného rozhodovacího problému. Kritéria se zpravidla odvozují od stanovených cílů řešení, proto mezi nimi existuje velmi úzký vztah. §

Skupina kritérií (ukazatelů, parametrů, indikátorů, znaků, charakteristik)

Skupina kritérií je sdružení ukazatelů na základě logických podobností, např. technická, ekonomická, ekologická,... §

Strom kritérií, hierarchický strom (ukazatelů, parametrů, indikátorů, znaků, charakteristik)

Graficky uspořádaná hierarchie kritérií systému, která vyjadřuje logickou strukturu problému, je tvořen skupinami kritérií. §

Katalog kritérií (ukazatelů, parametrů, indikátorů, znaků, charakteristik)

Katalog kritérií je soupis kritérií s různou úrovní poskytované informace. §

Váha (kritéria, ukazatele, parametru, indikátoru, znaku, charakteristiky, případně experta)

Váha slouží k rozlišení relativní významnosti jednotlivých ukazatelů (kritérií) v rámci daného katalogu (co do počtu uzavřeného). Vyjadřuje hodnotu kvantitativního multiplikátoru. Určuje se standardními pracovními postupy. §

Matice interakcí (Cross-impact Matrix)

Matice interakcí je formální křížový zápis, kde na jedné straně jsou vyznačeny cíle rozhodování a na druhé straně kritéria rozhodování. V průsečících lze určit potenciální existenci ovlivnění, případně jeho rozsah. Zvláštním případem je incidenční matice obsahující jednoduchou binární relaci nula - jedna. §

Stavy světa (scénáře, situace)

Lze chápat jako budoucí vzájemně se vylučující situace, které mohou nastat po realizaci varianty rozhodování, a které ovlivňují důsledky této varianty vzhledem k některým kritériím hodnocení. §

Varianta (scénář)

Varianta je zaměnitelné řešení, které zabezpečuje stejný účel splnění zadaného cíle (např. u stavby se liší podle způsobu, umístění a řešení stavby, postupu výstavby, u scénáře se liší postupem vývoje,...). §

Územní plánování

Územní plánování je soustavná činnost, která komplexně řeší funkční využití území, stanoví zásady jeho organizace a věcně i časově koordinuje výstavbu a jiné činnosti ovlivňující rozvoj území. §

Obnovitelný energetický zdroj


9


Obnovitelnými energetickými zdroji, ve smyslu energetického zákona č. 458/2000 Sb., jsou: vodní energie do výkonu zdroje 10 MW, sluneční energie, větrná energie, geotermální energie, biomasa, bioplyn. Obnovitelnými energetickými zdroji pro výrobu elektřiny, ve smyslu vyhlášky č. 214/2001 Sb., jsou: vodní energie do výkonu zdroje 10 MWe, sluneční energie, větrná energie, biomasa v zařízeních do 5 MW e, bioplyn, palivové články, geotermální energie. Obnovitelnými energetickými zdroji pro výrobu tepla, ve smyslu vyhlášky č. 214/2001 Sb., jsou: sluneční energie, geotermální energie, biomasa v zařízeních do 20 MWt, bioplyn, palivové články. Na rozdíl od fosilních a uranových paliv jsou obnovitelné zdroje "nevyčerpatelné", protože jejich životnost je srovnatelná s délkou života lidské civilizace. ZDROJ VYUŽITELNÁ FORMA ENERGIE Radioaktivní rozpad uvnitř Země Geotermální energie Pohyb kosmických těles Slunce, Měsíce a Slapová energie (energie přílivu a odlivu) planet Záření kosmického prostoru Sluneční záření Energie vodních toků Energie ledovců Větrná energie Energie mořských vln Sluneční teplo (atmosféra, hydrosféra, litosféra) Energie živé hmoty (biochemická energie) Tabulka 1: Základní členění obnovitelných zdrojů energie.

2.1.1. POTENCIÁLY OEZ Údaje o potenciálech jednotlivých obnovitelných zdrojů energie na určitém území slouží k celkové informaci o možnostech využití jejich energie. Ačkoliv je v energetice vytvořeno pevné názvosloví, v oblasti OEZ existují různé nesrovnalosti, zkreslení a paralelní definice. Následující text shrnuje různé přístupy a zároveň definuje pojmy použité ve studii. • Teoretický potenciál Množství energie obnovitelného zdroje, které je určeno na základě fyzikálních vztahů, bez respektování vlivu omezujících okrajových podmínek. Např. u větrné energie bývá udáván odhad z části dopadající sluneční energie, která se spotřebuje na uvedení atmosférických hmot do pohybu. • Technický potenciál (někdy je uváděn také jako teoretický potenciál) Reprezentuje množství energie, které je možno z obnovitelného zdroje získat technickými prostředky, které jsou k dispozici. Jedná se o teoretický potenciál omezený přítomností zdroje a technickými podmínkami jeho přeměny na využitelnou elektrickou nebo tepelnou energii. Stanovený technický potenciál nemá praktické využití, ale bývá mezistupněm pro stanovení dostupného potenciálu. Např. u větrné energie se jedná o lokality s vyšší průměrnou roční rychlostí než 5 m/s, která je pro většinu turbín prahová. Pozn.: Např. v případě využití energie Slunce se jako teoretický (v podstatě se však jedná o technický) energetický potenciál v literatuře [8] uvažuje plocha sídel, tedy „zastavěná“ plocha ve statistických přehledech. Takto definovaný potenciál však samozřejmě není celý k dispozici pro využití slunečními kolektory. Pro instalace slunečních kolektorů jsou vhodné jenom některé střechy budov nebo jejich části, které jsou vhodně orientované směrem ke slunečním paprskům, tak aby nezbývala k využití pouze složka rozptýleného záření.


10


• Dostupný potenciál (technicky realizovatelný potenciál nebo dosažitelný potenciál) Je tou částí technického potenciálu, kterou je možno využít za předpokladu působení administrativních, environmentálních, legislativních, technických či dalších jiných omezení. • Využitelný potenciál (realizovatelný potenciál) V celkovém kontextu se jedná spíše o doplňující definici. Jedná se o část dostupného potenciálu omezenou využitím přírodního zdroje pro jiné účely než energetické (např. omezení možnosti pěstování energetických plodin využitím zemědělské půdy pro potravinářské účely apod.). • Ekonomický (reálně využitelný potenciál či komerční potenciál) „Podmnožina“ využitelného potenciálu, kterou je možno využít ve stávající ekonomické situaci ve společnosti a při jejím předpokládaném vývoji ve stanoveném období. Za omezující podmínky se obvykle uvažují ekonomické, fiskální a legislativní podmínky, energetická politika státu, investiční a provozní náklady, dostupnost zařízení. Ekonomický potenciál se obvykle udává ve formě tzv. nákladových křivek, což je závislost velikosti využitelného potenciálu na ceně produkované energie. • Současně využitý potenciál (současné využití) Současně využitý potenciál je výrobní kapacita stávajících instalovaných zařízení, která pracují pravidelně v průběhu roku a jsou komerčně využívána. Nejedná se o zařízení odstavená nebo demontovaná. Výše uvedené definice nejsou příliš jednoznačné jsou však určeny pro obecnou představu a podle jednotlivých autorů a druhů OEZ se pochopitelně liší. Odchylky a specifika jsou diskutovány jednotlivě u každého druhu OEZ. Z výše uvedených důvodů lze doporučit zavedení definice před každým odhadem, podle které je odhad prováděn.

2.1.2. VÝKONY OEZ Podobným způsobem jako potenciály, které udávají množství energie, jsou definovány výkony. §

Instalovaný výkon Pi

Výkon produkovaný při definovaných standardních a obvykle optimálních podmínkách. Jeho užitná hodnota je však dána možnostmi celoročního využití energetického zdroje. §

Průměrný celoroční výkon Pcr [kW]

Průměrný celoroční výkon lze vyjádřit jako výkon srovnatelného zařízení, které za dobu jednoho roku (8760 hodin) vyrobí stejné množství energie jako zařízení sledované. Platí, že:

Pcr =

E cr 8760

[kW ]

Rovnice 1: Průměrný celoroční výkon Pcr [kW]. kde: Ecr je množství energie vyrobené systémem za dobu jednoho roku Jedná se tudíž o část výkonu instalovaného. V případě OEZ je toto kolísání nejen záležitostí potřeby energie, ale i kolísání výkonu přírodního zdroje energie. §

Roční využití instalovaného výkonu tcr [h]

t cr =

E cr Pi

[h ]

Rovnice 2: Roční využití instalovaného výkonu tcr [h].


11


§

Koeficient ročního využití kr [-]

Poměr průměrného celoročního a instalovaného výkonu je významným parametrem používaným pro ekonomické hodnocení a pro hodnocení reálných možností energetických zdrojů.

kr =

Pcr Ecr = Pi ( Pi ⋅ 8760)

Rovnice 3: Koeficient ročního využití kr [-]. Tato bezrozměrná veličina dosahuje nejvyšších hodnot pro jaderné elektrárny až 85 %, pro uhelné 50 – 70 %, obnovitelné zdroje energie obvykle 10-15 %. §

Disponibilita OEZ

Obnovitelné zdroje energie jsou k dispozici trvale, ale nikoliv nepřetržitě, pro definici lze použít například průměrný celoroční výkon, roční využití instalovaného výkonu a koeficient ročního využití instalovaného výkonu, apod.


12


3. SOUČASNÝ STAV PROBLEMATIKY, CHARAKTERISTIKA SOUČASNÉHO STAVU

3.1. ANALÝZA LEGISLATIVY EU A ČR TÝKAJÍCÍ SE ÚEK V kontextu nové energetické legislativy, která se snaží vybudovat ucelený systém energetického plánování v ČR, je s ohledem na vstup ČR do EU nutné mít na paměti zejména z toho plynoucí závazky státu v oblasti energetiky a ŽP. Metodicky správné hodnocení současného i potenciálního podílu OEZ má smysl hned z několika důvodů - jednak z důvodu souladu se státní energetickou politikou a státní politikou životního prostředí, které stanovují cílové podíly OEZ v roce 2010 a dále s ohledem na připravovaný vstup ČR do Evropské Unie. Například ve zprávě "Energie pro budoucnost: obnovitelné zdroje energie (Bílá kniha Strategie Společenství a Akční Plán)", zkráceně tzv. „Bílá kniha", která byla vydána Evropskou komisí v listopadu 1997, se doporučuje, aby se do roku 2010 zvýšil průměrný podíl obnovitelných zdrojů energie oproti roku 1995, kdy činil přibližně 6% na více než dvojnásobek. V roce 2010 měl tedy podle tohoto dokumentu průměrný podíl obnovitelných zdrojů na celkové spotřebě v Evropské Unii činit 12 %. Tento podíl obnovitelných zdrojů byl tehdy považován za ambiciózní, ale reálný cíl. Praktickým důsledkem však je skutečnost, že EU přijala v roce 2001 další zatím málo známou Směrnici evropského parlamentu a Rady „O podpoře elektřiny z obnovitelných zdrojů energie na vnitřním trhu s elektřinou“, která předpokládá dosažení 12% podílu OEZ na celkové domácí spotřebě energie a dosažení 22% podílu elektřiny vyráběné z OEZ na celkové spotřebě elektřiny (brutto) za EU jako celek do roku 2010. [7] V rámci akčního plánu, jehož cílem je iniciovat splnění tohoto cíle (Campaign for take-off) je rovněž věnována pozornost komunitám (velikosti od urbanistických celků až po celé regiony) ze 100% zásobovaných energií z místních OEZ, ačkoliv v ČR takových lokalit pravděpodobně nebude příliš mnoho. K Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu byl v listopadu 1997 v Kjótu přijat Protokol, ve kterém se ČR přiřadila k zemím, jež sníží celkové emise skleníkových plynů o 8 % do období 2008 - 2012 v porovnání s úrovní roku 1990. Redukce se týká všech skleníkových plynů vyjádřených ve formě tzv. agregovaných bilancí emisí oxidu uhličitého. Česká republika svůj závazek plní, a to především díky poklesu průmyslové výroby v letech 1990 až 1997. V časovém horizontu 2013-2017 se proto očekává, že bude přijat nový závazek, požadující další snížení emisí skleníkových plynů. Splnění tohoto nového závazku nebude pravděpodobně možné bez aktivního přístupu v oblasti úspor energie a využívání obnovitelných zdrojů energie. Z výše uvedeného přehledu vyplývá, že ačkoliv má ČR v současné době relativně výhodnou pozici v oblasti emisí skleníkových plynů, je účelné, aby se problematikou OEZ dále zabývala. Kromě toho obchodování s emisemi skleníkových plynů je v poslední době velmi diskutovanou možností hledání nákladově efektivního řešení redukce emisí těchto plynů. Využití tohoto nástroje pouze v podmínkách České republiky je poněkud problematické z důvodu nedostatečné poptávky po snižování emisí, neboť ČR je v současné době pod úrovní emisí danou mezinárodními závazky. Přesto však ČR v souladu s Kjótským protokolem Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu Ministerstvo životního prostředí dne 7. ledna 2002 schválilo „Pravidla MŽP pro společně realizované projekty (Joint Implementation - JI) v České republice“ a tímto materiálem stanovilo rámec projektů JI.


13


3.2. ANALÝZA LEGISLATIVY ČR TÝKAJÍCÍ SE ÚEK Současná úroveň územního energetického plánování v ČR je postavena na následujících pilířích, které vycházejí ze státní energetické politiky a státní politiky životního prostředí: •

Územní plán je základním dokumentem místní samosprávy, který stanovuje zásady organizace území: Funkční využití, dopravní řešení, infrastrukturu. Jeho prováděním se zabývá zejména zákon č. 050/1976 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon) a vyhláška č. 135/2001 Sb., o územně plánovacích podkladech a územně plánovací dokumentaci.

•

Územní energetická koncepce (generel, dokument) respektuje územní plán, rozpracovává energetické záměry pro koordinaci spotřeby energetických médií tak, aby byl v souladu s komplexním rozvojem území a státní energetickou a ekologickou politikou. Viz § 4 zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií a nařízení vlády č. 195/2001 Sb., kterým se stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce. Územní energetická koncepce vychází ze státní energetické koncepce, která vyjadřuje energetickou politiku státu a zpracovává se s výhledem dvaceti let. Územní energetická koncepce obsahuje cíle a principy řešení energetického hospodářství na úrovni kraje. Vytváří podmínky pro hospodárné nakládání s energií v souladu s potřebami hospodářského a společenského rozvoje včetně ochrany životního prostředí a šetrného nakládání s přírodními zdroji energie. Územní energetickou koncepci pořizuje kraj, hlavní město Praha a statutární města v přenesené působnosti.

•

Energetický audit, podle zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií je energetický audit definován jako soubor činností, jejichž výsledkem jsou informace o způsobech a úrovni využívání energie v budovách a v energetickém hospodářství prověřovaných fyzických a právnických osob a návrh na opatření, která je třeba realizovat pro dosažení energetických úspor. Příslušnou vyhláškou 213/2001 Sb., kterou se upravují náležitosti energetického auditu, se potom energetický audit prakticky provádí.

Na nejnižší úrovni plánování investic (v energetice) lze ideální postup shrnout do následujících bodů: §

podnikatelský záměr

§

studie proveditelnosti

§

výběr optimální varianty

§

podnikatelský plán

§

zajištění financování

§

technická dokumentace

§

realizace, která zahrnuje financování projektu, organizační a majetkové uspořádání a zadávání veřejných zakázek

K podrobnější přípravě projektů proto slouží zejména následující základní materiály: •

Studie proveditelnosti, která analyzuje a vyhodnocuje různé varianty řešení a zaměřuje se zejména na hodnocení ekonomické efektivnosti, slouží jako podklad pro výběr nejvhodnější varianty. Studie proveditelnosti optimalizuje technické, finanční, organizační a majetkové řešení a následné provozování projektu.

•

Podnikatelský plán, který na základě výběru optimální varianty definuje postup, podmínky a prostředky pro dosažení cíle podnikatele, slouží jako nástroj na získání finančních prostředků.

Energetický audit, definovaný naší legislativou jako analýza energetického hospodaření pro posouzení energetických úspor ve sledovaném systému, se však tomuto pojetí poněkud vyhýbá. Z následující tabulky, která ukazuje na možné rozdíly mezi studií proveditelnosti a


14


energetickým auditem vyplývá, že studii proveditelnosti nemůže energetický audit nahradit, logicky by spíše měly tvořit jeden celek: Postup při plánování investic •

podnikatelský záměr

•

studie proveditelnosti

Studie proveditelnosti ⇒ identifikace problému

Energetický audit

⇒ identifikace problému

⇒ analýza trhu ⇒ technická analýza a návrh variant

⇒ technická analýza a návrh variant

⇒ ekonomická analýza

⇒ ekonomická analýza

⇒ finanční analýza

⇒ analýza vlivu na ŽP ⇒ analýza rizik a ostatních faktorů

⇒ návrh optimální varianty •


•

podnikatelský plán

•

zajištění financování

•

technická dokumentace

•

realizace

Tabulka 2: Možné rozdíly mezi studií proveditelnosti a energetickým auditem. Takových nesrovnalostí se v energetické legislativě v ČR objevuje více. Aby měla výše uvedená hierarchie plánování v energetice smysl a mohla splnit svůj účel je patrná nutnost jednotného systému posuzování ke kontrole naplnění stanovených cílů (např. Státní energetické politiky). Tato práce by měla položit jeho základy. Ve všech hierarchických úrovních plánování investic, ať už v energetice nebo v jiných oborech lidské činnosti, je vhodné posouzení zejména z následujících hledisek (pravidlo TESES): §

Technická - formulují základní požadavky na technickou uskutečnitelnost potřebnou k dosažení záměru.

§

Ekonomická - formulují ekonomiku projektu z různých pohledů.

§

Sociální - formulují společenské aspekty projektu včetně dodržování legislativy a způsobu využití.

§

Ekologická - formulují vlivy projektu na ŽP.

§

Strategická (politická) - formulují dlouhodobé důsledky projektu.

3.3. MATEMATICKÉ MODELY POUŽÍVANÉ PRO ÚEK Vlastní výpočetní řešení ÚEK se v současné době obvykle provádí pomocí následujících počítačových modelů. Pro účely ÚEK se obvykle používají matematické modely, z nichž jsou v ČR nejznámější SESAM, MARKAL a GEMIS. Tyto modely se během posledních let v ČR také používaly pro řešení nejrůznějších úloh. Vzhledem k tomu, že mnohé z nich pracují pouze s ekonomickými kritérii, dochází k potlačení ostatních vlivů a například k tomu, že ekonomicky výhodnější opatření jsou aplikována v plném rozsahu do výsledné varianty, což neodpovídá realitě. Tato práce by měla výše uvedené nedostatky pomoci odstranit.


15


3.3.1. CHARAKTERISTIKA MODELU SESAM [15] Model SESAM byl vyvinut týmem specialistů na Katedře rozvoje a plánování Aalborgské University v Dánsku pod vedením profesora Klause Illuma. V roce 1991 - 1993 byl tento model poprvé aplikován i v České republice na projektu Regionální energetické plánování v okresech Hradec Králové a Pardubice ve spolupráci několika českých a dánských firem a organizací (CityPlan, s.r.o., PlanEnergi S/I, EkoWATT, SEVEn, OVE). Vyvrcholením projektu bylo zřízení regionální kanceláře, která měla na starosti doplňování modelu a jeho praktickou aplikaci v energetickém hospodářství regionu po dobu následujících dvou let. Model SESAM vytváří obecnou metodu pro modelování a analýzu scénářů vývoje energetických systémů na národní, regionální a místní úrovni. Je sestaven jako systém počítačových programů, které umožňují technologickou, ekonomickou a ekologickou analýzu scénářů rozvoje energetických systémů v procesu jejich přeměny. Členění modelu je stromové, národní systém je členěn na regionální systémy, které jsou rozděleny na lokální systémy. Každý výše uvedený podsystém je geograficky ohraničen (město, obec, část města, urban, zemědělská oblast,...). Každý lokální systém má tři části podsystémy: systém koncového uživatele, systém výroby a přenosu energie a systém energetických zdrojů. Ve scénáři vývoje se uvažuje o změnách v každé z těchto tří částí lokálního systému. Jedná se o dynamický simulační model, který je schopen průběžně a souběžně vyjádřit přeměny energie, ke kterým dochází v mnoha procesech v průběhu dodávky energií ke spotřebiteli. Výpočty výroby energie probíhají v měsíčních intervalech, zatímco výpočty kapacity energetických zdrojů (elektrárny, teplárny,...) jsou založeny na výpočtech toků energií v minutových intervalech.

3.3.2. CHARAKTERISTIKA MODELU MARKAL [13] Model MARKAL je technicko-ekonomický model energetického hospodářství, užívaný pro energetické studie v řadě zemí většiny kontinentů. Model byl vyvinut v rámci Projektu analýzy energetických technologických systémů (The Energy Technology Systems Analysis Programme - ETSAP) Mezinárodní energetické agentury IEA/OECD. Model využívá databáze, která se skládá především z technických a ekonomických dat, popisujících jednotlivé technologie, jejich efektivnost, náklady (investiční a provozní, fixní a variabilní), jejich životnost a dostupnost. V databázi jsou rovněž obsaženy ceny paliv specifikované jako exogenní vstupy do modelu. MARKAL je lineární optimalizační model pro modelování v časovém horizontu do 45 let v maximálně 9 časových intervalech (1-5 let). Jedná o tzv. technologický model energetického hospodářství, který provádí optimalizaci energetického hospodářství na základě kritéria minimálních celkových diskontovaných nákladů v rámci určeného časového horizontu. Jedná se o model řízený poptávkou, tzn. že velikost poptávky po energii (užitečné) vstupuje do modelu jako exogenní veličina, kterou model pokrývá jednotlivými energetickými zdroji při zadaných omezeních a s minimálními náklady. Model může být libovolně nakonfigurován tak, aby umožňoval optimalizaci energetického hospodářství (zásobování palivy a energií) jak na úrovni státu, tak i na úrovni libovolně definovaného regionu.


16


ZDROJE

PROCESY

Rafinerie

Dovoz

Úprava paliv Těžba

PŘEMĚNY

KONEČNÁ SPOTŘEBA

Výroba elektřiny a tepla

Zařízení

Emise

konečného užití

Emise Zásoby

P O P T Á V K A

Vývoz

Obrázek 1: Základní struktura energetického systému v modelu MARKAL. Cílem modelu je nalezení rovnováhy mezi poptávkou a nabídkou na trhu s palivy a energií při vynaložení minima celkových nákladů za celé období z hlediska ekonomiky jako celku a při respektování omezení kladených na fungování trhu (omezení ekologická, finanční, energetická, atd.). Model je ve své základní verzi řízen zadanou poptávkou po užitečné energii. Umožňuje tak provádět simulaci dopadů řady opatření státní ekonomické a energetické politiky na zásobování všemi formami energie: V podmínkách České republiky byl model MARKAL využit jako jeden z nástrojů v řadě projektů jak na úrovni celostátní, tak i na úrovni regionální. Jedná se zejména o následující projekty: 1994 – program PHARE Energy, projekt A1 „Komplexní studie energetického hospodářství, studie energetických cen a daní pro Českou a Slovenskou republiku“ 1995 – První národní sdělení o plnění závazku vzhledem k rámcové úmluvě OSN o změně klimatu (Ministerstvo životního prostředí) 1997 – Druhé národní sdělení o plnění závazku vzhledem k rámcové úmluvě OSN o změně klimatu (Ministerstvo životního prostředí) 1997 – A National Strategy for Joint Implementation in the Czech Republic (World Bank) 1997 – Energetický koncept okresu Kladno (MŽP, Státní fond životního prostředí) 1998 – Posouzení Energetické politiky České republiky (Ministerstvo průmyslu a obchodu) Model pro Českou republiku je od roku 1994 trvale provozován a aktualizován firmou SRC International CS, Praha. Model MARKAL je zde zároveň uplatňován jako jeden z nástrojů i pro řešení dalších projektů nejen na území ČR, ale i v rámci zahraničních projektů, na kterých se firma podílí.

3.3.3. CHARAKTERISTIKA MODELU GEMIS [2] Program GEMIS byl původně vyvinut organizací Öko-Institut Darmstadt. Firma CITYPLAN, spol. s.r.o. zpracovala českou verzi modelu GEMIS, která je s českou databází zdarma přístupná prostřednictvím produktu podporovaného Českou energetickou agenturou. GEMIS je lineární výpočtový model, který je konstruován jako nástroj pro stanovení ekologických a ekonomických důsledků, které mohou vznikat v případě uskutečnění investičních záměrů, navrhovaných opatření i systémových změn v oblasti energetických a látkových přeměn.


17


Modulovou strukturou programu je umožněno navrhovat a komplexně vytvářet libovolné procesní řetězce a ty posuzovat a porovnávat. Program GEMIS se skládá z následujících částí: §

Databází produktů a procesů, ve kterých jsou shromážděny údaje o materiálech, palivech, technologiích a procesech, včetně příslušných komentářů a údajů o původu a o věrohodnosti dat.

§

Modulu scénářů, pomocí kterého lze seskupovat a porovnávat procesní řetězce technologií energetických a látkových přeměn od získání primární energie nebo materiálů (těžby) až po konečnou spotřebu.

§

Modulu analýz, který propočítává energetické, hmotové a nákladové bilance uvažovaných scénářů.

§

Modulu grafiky, který umožňuje přehledné grafické zobrazení a porovnání výsledků.

Datový soubor české verze GEMIS je sice založen na původním německém modelu, ale byl doplněn o údaje charakterizující paliva, materiály a technologické postupy používané v energetice ČR. Pomocí uložených nebo vlastních dat sestaví uživatel požadovaný scénář analyzovaných procesů. Programem lze pak stanovit výstupní hodnoty, buď v tabulkovém nebo grafickém vyjádření. V souboru dat jsou rovněž obsaženy údaje potřebné pro nákladovou analýzu (investiční a provozní náklady). Pomocí nich lze zjistit nejen provozně-ekonomické (interní) náklady procesu, ale také náklady externí (vyčíslení dopadů na životní prostředí). Programem GEMIS lze stanovit též množství skleníkových plynů vznikajících v průběhu určitého procesu a komplexně posoudit prostřednictvím tzv. ekvivalentu CO2 globální vliv procesu na podnebí Země.


18


Obrázek 2: Základní struktura funkčního schématu v modelu GEMIS.


19


4. CÍLE PRÁCE, IDENTIFIKACE PROBLÉMU 4.1. ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE Podle § 4 zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií je územní energetická koncepce (ÚEK) definována následovně: 1. Územní energetická koncepce vychází ze státní energetické koncepce a obsahuje cíle a principy řešení energetického hospodářství na úrovni kraje. Vytváří podmínky pro hospodárné nakládání s energií v souladu s potřebami hospodářského a společenského rozvoje včetně ochrany životního prostředí a šetrného nakládání s přírodními zdroji energie. 2. Územní energetickou koncepci pořizuje kraj, hlavní město Praha a statutární města v přenesené působnosti. Územní energetická koncepce je závazným podkladem pro územní plánování. 3. Obec má právo pro svůj územní obvod nebo jeho část pořídit územní energetickou koncepci v souladu se státní energetickou koncepcí a pro její uskutečnění může vydat závazný právní předpis. 4. Územní energetická koncepce se zpracovává na období 20 let a v případě potřeby se doplňuje a upravuje. 5. Územní energetická koncepce obsahuje a) rozbor trendů vývoje poptávky po energii, b) rozbor možných zdrojů a způsobů nakládání s energií, c) hodnocení využitelnosti obnovitelných zdrojů energie, d) hodnocení ekonomicky využitelných úspor z hospodárnějšího využití energie, e) řešení energetického hospodářství území včetně zdůvodnění a posouzení vlivů na životní prostředí. 1 6. K účasti na vypracování územní energetické koncepce si kraj může vyžádat součinnost držitelů autorizace na podnikání v energetických odvětvích,2 dodavatelů tuhých a kapalných paliv, kteří podnikají na území, pro které se územní energetická koncepce zpracovává, jakož i největších spotřebitelů energie. Ti jsou povinni, pokud jsou k tomu krajem vyzváni, pro vypracování územní energetické koncepce poskytnout v rozsahu a lhůtě stanovené ve výzvě bezúplatně podklady. 7. Vláda nařízením stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce podle odstavce 5. Úlohu tvorby a následného výběru vhodných variant pro účely řešení ÚEK lze definovat jako výběr optimálních zdrojů z portfolia jednotlivých energetických zdrojů, které jsou k dispozici v daném území pro uspokojení zjištěné poptávky. V prvním přiblížení lze rozdělit hledání řešení ÚEK do následujících dílčích postupných kroků: §

analýza a definice poptávky po zdrojích

§

analýza a definice nabídky zdrojů

§

návrh a vyhodnocení pokrytí poptávky nabídkou

§


1

Zákon č. 244/1992 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí, ve znění zákona č. 132/2000 Sb. Zákon č. 222/1994 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o Státní energetické inspekci, ve znění zákona č. 83/1998 Sb. 2


20


Podle nařízení vlády č. 195/2001 Sb. (viz kapitola 8.2), kterým se stanoví podrobnosti obsahu ÚEK lze přesnější rozbor těchto úloh formulovat například následujícím způsobem:


21


Řešená úloha

Cíle, dílčí úlohy

Ukazatele

Poznámky

Rozbor trendů vývoje poptávky po energii

Geografická a demografická analýza území

§

počet obyvatel

§

sídelní struktura

Počet obyvatel a sídelní struktura se stanoví včetně výhledu do budoucna.

§

geografické údaje

§

klimatické údaje lokalizace spotřebitelů a spotřebitelských systémů

Členění: §

bytová sféra

energetická náročnost spotřebitelů a spotřebitelských systémů

§

občanská vybavenost

§

podnikatelský sektor

§

strukturální rozdělení

§

dostupnost při zásobování

Portfolio možných použitelných zdrojů je nutné rozdělit stupňovitě podle ceny energií z jednotlivých zdrojů, jedná se o podobnou úlohu jako je diagram zatížení území, kde se stanoví hierarchie zdrojů od nejlevnějších k nejdražším.

§

naplnění regionálních a místních cílů

§

snížení ekologické zátěže

§

dostupný a ekonomicky nadějný potenciál pro spotřebitelské, výrobní a distribuční systémy

Analýza spotřebitelských § systémů a jejich nároků v dalších letech §

Rozbor možných Analýza dostupnosti paliv a zdrojů a způsobů energie včetně OEZ, DEZ a nakládání energetických úspor s energií, včetně hodnocení využitelnosti OEZ, DEZ a energetických úspor Hodnocení využitelnosti OEZ, DEZ a energetických úspor


Geografické a klimatické údaje se popisují s ohledem na tepelně technické výpočty a analýzu budoucí výroby a spotřeby energie a s ohledem na stanovení potenciálu OEZ.

22


Řešená úloha

Řešení energetického hospodářství území (pokrytí poptávky nabídkou)


Ukazatele

Zhodnocení dodržení závazné části územního plánu

§

míra dodržení ÚEK vzhledem k Zhodnocení dodržení závazné části územního plánu ÚP obsahující plochy a koridory pro veřejně prospěšné stavby, podmínky vývoje obce a jejího členění a koncepci technického vybavení.

Formulace variant technického řešení rozvoje místního energetického systému vedoucích k uspokojení požadavků definovaných prognózou vývoje energetické poptávky řešeného územního obvodu a požadavků na kvalitu ovzduší a ochranu klimatu

§

spolehlivost dodávky energie,

§

§

§ §


Poznámky

Při formulaci variant se může uplatnit princip dvoucestného zásobování energií. Varianty maximalizace energetické technického řešení musí především vycházet z efektivnosti užití primárních principů metody integrovaného plánování zdrojů, energetických zdrojů, vytvářet vyváženou strategii rozvoje mezi využití potenciálu úspor energie spotřebitelskou poptávkou a výrobními zdroji na bázi a obnovitelných a druhotných rovnocenného hodnocení opatření ve zdrojové a zdrojů energie, spotřební straně energetické bilance územního splnění požadavků na ochranu obvodu s preferencí územní soběstačnosti před dálkovými přenosy spojenými se ztrátami ovzduší a klimatu, v rozvodech. technická i ekonomická proveditelnost.

23


Řešená úloha


Ukazatele

Poznámky

Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů s podílem využívání OEZ, DEZ a úspor energie a s ekonomickou efektivností při respektování státní energetické koncepce, regionálních omezujících podmínek a se zabezpečením spolehlivosti dodávek jednotlivých forem energie

§

energetická bilance nového stavu a podíl ztrát v rozvodech na výrobě,

Při hodnocení rizik má obyvatelstvo nižší rizika než průmysl a podnikatelský sektor.

§

investiční náklady vyvolané navrženým technickým řešením,

§

provozní náklady, zejména náklady na palivo a energii,

§

výrobní náklady spojené se zabezpečením území energií,

§

plošné nároky na zábor půdy,

§

výrobní energetický efekt zdrojové části systému,

§

množství produkovaných znečišťujících látek a jejich porovnání s emisními stropy a imisními limity,

§

úspora primárních energetických zdrojů,

§

vytvořené nové pracovní příležitosti.

Tabulka 3: Rozbor jednotlivých úloh v průběhu řešení ÚEK podle nařízení vlády č. 195/2001 Sb.


24


Tato studie se zabývá v pořadí druhou úlohou, kterou lze definovat jako Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) a částečně úlohou Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů (výběr vhodné varianty ÚEK). Cílem práce je metodika řešení výše uvedených úloh ÚEK, pomocí metod vícektriteriálního rozhodování. Zejména se jedná o návrh vhodných kritérií (ukazatelů, indikátorů, charakteristik) pro volbu vhodného zastoupení OEZ (případně i ostatních zdrojů) pro účely zpracování ÚEK. Práce formuluje kritéria pro výběr vhodných variant aplikace OEZ a naznačuje různé metody VHV. Jako vodítko pro řešení byly zvoleny současně platné legislativní normy, zejména státní energetická politika, státní politika životního prostředí, zákon č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií a nařízení vlády č. 195/2001 Sb., kterým se stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce.

4.2. ANALÝZA A FORMULACE ŘEŠENÉ PROBLEMATIKY Stanovení potenciálu, zejména tzv. reálně využitelného potenciálu, má přímou souvislost s poptávkou po energetických zdrojích. U OEZ není znám využitelný potenciál do té doby, dokud není jasně definována poptávka po zdrojích, neboť teprve tehdy je možné s určitostí tvrdit, že daný zdroj nalezne v portfoliu zdrojů své uplatnění. Pozn.: Například lze ekonomicky využít sluneční energii pro přípravu TUV teprve tehdy, když je jasné, že ji nelze vyrobit jako vedlejší produkt při využití klasických zdrojů nebo při vytápění tepelným čerpadlem. Proto je při územním energetickém plánování pro stanovení využitelného potenciálu OEZ nejdůležitější především správné stanovení poptávky, teprve potom výběr vhodných lokalit a volba vhodných použitelných technologií k uspokojení poptávky. Při tvorbě územního energetického plánování a sestavování energetických bilancí potenciálů OEZ je potřeba řešit dva základní problémy: §

Stanovení potenciálů OEZ v dané lokalitě takovým způsobem, aby získaná čísla dávala realistický přehled a nebyla zavádějící. Touto problematikou se zabývá studie Metody hodnocení vhodnosti OEZ [4].

§

Volba a výběr vhodných kritérií pro rozhodování o zastoupení jednotlivých OEZ za účelem uspokojení poptávky a tvorbu navrhovaných variant zastoupení OEZ.

Budeme předpokládat, že jednotlivé dílčí úlohy viz Tabulka 3 již mají své řešení a budeme se zabývat řešením pouze dílčího úkolu: Analýzou dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ tedy otázkou, jaký je skutečný potenciál zastoupení jednotlivých zdrojů, jejich dostupnost a vhodnost použití, rizika jejich aplikovatelnosti, kombinovatelnost, ekonomická efektivita,... Každý OEZ má svoje specifické možnosti, proto se budou u jednotlivých zdrojů lišit i kritéria jejich použití. Požadavky na strukturu analýzy potenciálů a možností využití OEZ v dané lokalitě (v regionu) pro účely ÚEK lze formulovat většinou následujícím způsobem: 1. Zmapování současného stavu využití jednotlivých druhů OEZ v regionu, včetně statistiky, případně odborných odhadů kapacit a výrob energie v jednotlivých druzích OEZ. 2. Stanovení využitelného potenciálu OEZ3 v regionu po jednotlivých druzích s přihlédnutím k časovému horizontu řešení a k dostupným technologiím OEZ. 3. Vytipování vhodných technologií pro využití OEZ (včetně jejich technických a ekonomických parametrů a odhadu jejich zastoupení, ve struktuře, využitelné pro Využitelný potenciál zdroje je zde definován jako technický potenciál daného zdroje, který je možno využít v současnosti dostupnými technickými prostředky a který je omezen využitím přírodního zdroje pro jiné než energetické účely, administrativními, legislativními a environmentálními omezeními. 3


25


modelové propočty), kterými by v časovém horizontu řešení bylo možno pokrýt využitelný potenciál OEZ v regionu. 4. Zhodnocení současného využití OEZ, jejich potenciálu a možných perspektiv rozvoje v kontextu daného regionu a v kontextu celé ČR. 5. Vytipování vhodných typů projektů pro využití OEZ v daném regionu, které by bylo možno realizovat v širší míře, včetně jejich technického a ekonomického ohodnocení. Pokud je ÚEK podpořena ze státních prostředků, je zpravidla požadováno, aby důraz byl kladen na projekty, jejichž realizace lze podpořit ze státních prostředků. 6. Závěry a doporučení (vytipování priorit v rozvoji využití OEZ v regionu, doporučení pro orgány státní správy atd..) Úlohu Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (tedy volbu vhodného zastoupení OEZ) lze popsat následujícím vývojovým diagramem (kurzívou je naznačené doplnění na úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů): ð stanovení poptávky - stanovení množství a parametrů potřebných energií, velikost a kvalita požadavku (u OEZ se jedná o naprosto klíčový ukazatel) => ð stanovení množství potřebné energie ð kvalitativní parametry poptávky po zdrojích (kvalita možností) ð elektřina (napětí, výkon zdroje) ð teplo (teplonosné médium - pára, voda, parametry teplonosného média - teplota, tlak,...) ð paliva (HU, ČU, koks, plyn,...) ð stanovení nabídky (stanovení množství a parametrů vyrobených energií pomocí OEZ, DEZ, úspor a klasických zdrojů) => ð stanovení množství nabízené energie OEZ, DEZ, úspor a klasických zdrojů ð výběr vhodných lokalit OEZ, DEZ, úspor => ð stanovení vstupních parametrů pro výběr vhodných technologií ð kvalitativní parametry nabídky zdrojů OEZ, DEZ, úspor a klasických zdrojů (kvalita nabízených možností) ð volba vhodných technologií OEZ, DEZ, úspor => ð stanovení potenciálů výroby ð elektřina (napětí, velikost jističe) ð teplo (teplonosné médium - pára, voda, parametry teplonosného média - teplota, tlak,...) ð paliva (HU, ČU, koks, plyn,...) ð stanovení uspokojení poptávky nabídkou OEZ, DEZ a úspor např. procentuálním zastoupením. Při řešení této úlohy přepokládejme, že první tři kroky jsou součástí sběru dat, tedy první úlohy viz Tabulka 3 a následné technické analýzy, která již proběhla např. pomocí metod uvedených v literatuře [4]. Územní energetické koncepce se v současné době zpracovávají od státu přes regiony, města, obce až po jednotlivé konkrétní lokality a jsou determinovány geografickým členěním republiky nebo přímo konkrétními zařízeními. Podle stupně agregovatelnosti se potom provádí i modelování jednotlivých částí podle výše uvedeného vývojového diagramu a různému stupni rozlišení se přizpůsobuje i rozlišovací schopnost modelu.


26


Bez újmy na obecnosti lze proto hierarchické uspořádání jednotlivých ÚEK považovat za soběpodobné, a tudíž je možné použití podobných metod řešení. Pro řešení úlohy lze proto použít teorie vícekriteriálního rozhodování, ze které je možné využít zejména obecně platné postupy řešení a metod vícekriteriálního hodnocení variant. [11]


27


5. POPIS ŘEŠENÍ PROBLEMATIKY Teorie vícektriteriálního rozhodování se zabývá rozhodovacími situacemi s vektorovým ohodnocením výsledků s jediným racionálním účastníkem, studuje rozhodovací situace, které jsou charakteristické existencí většího počtu vyhodnocovaných ukazatelů. O rozhodovacích situacích se hovoří v teorii vícektriteriálního rozhodování jako o rozhodovacích úlohách a o ukazatelích jako o hodnotících kritériích. Možnosti, z nichž se při rozhodování vybírá, se označují jako varianty. Úlohy vícekriteriálního rozhodovaní lze klasifikovat podle způsobu zadání množiny přípustných variant. Pokud je množina přípustných variant (alternativ) zadána implicitně souborem omezujících podmínek, které rozhodovací alternativy musí splňovat, jedná se o vektorovou optimalizaci (vektorové lineární programování - VLP nebo vektorové nelineární programování - VNP) či vícekriteriální programování (VKP). Pokud je množina přípustných variant konečná (zadána formou konečného seznamu), jedná se o tzv. komplexní hodnocení alternativ (KHA) neboli úlohu vícekriteriálního hodnocení variant (VHV). Vektorovou (vícekriteriální) optimalizací se rozumí extremální úloha matematického programování s několika účelovými funkcemi, které mohou být lineární nebo nelineární. Komplexním hodnocením alternativ (variant) se většinou rozumí rozhodovací proces charakterizovaný jedním racionálním rozhodovatelem a konečnou množinou variant, které jsou rozhodovatelem posuzovány podle více kritérií s cílem stanovit optimální variantu. V teorii rozhodovacích procesů se v zásadě používá například následujícího postupu: §

identifikace rozhodovacích problémů,

§

analýza a formulace rozhodovacích problémů,

§

stanovení kritérií hodnocení variant,

§

tvorba variant,

§

stanovení důsledků variant rozhodování,

§

hodnocení důsledků variant rozhodování a výběr optimální varianty,

§

realizace zvolené varianty řešení,

§

kontrola výsledků realizované varianty.

Základní pilíře rozhodovacího procesu jsou: Subjekt rozhodování, cíl rozhodování, kritéria hodnocení, varianty rozhodování a jejich důsledky, v neposlední řadě stavy světa. Je důležité si uvědomit, že tyto prvky jsou mezi sebou v přímé příčinné souvislosti.

5.1. SUBJEKT ROZHODOVÁNÍ (ROZHODOVATEL) Správná volba subjektu rozhodování (resp. úhlu pohledu, hlediska) vyžaduje zvláštní pozornost a širší diskusi problematiky. Jak vyplývá z podstaty řešeného problému a zároveň z teorie rozhodování samotné, od hlediska subjektu rozhodování se v přímé příčinné souvislosti odvíjejí cíle rozhodování. V případě řešení našeho problému je tento aspekt zvláště patrný zejména v případě, že na začátku rozhodovacího procesu je nutné zvolit, jaký bude subjekt rozhodování. V našem případě je možné vybírat z následujících možností rozhodovatelů: §

systém (stát, projekt), celospolečenské hledisko na celostátní úrovni, zahrnuje širší krátkodobé i dlouhodobé souvislosti projektu, preferuje zejména politická a strategická kritéria,

§

region (reprezentuje úroveň krajů, měst, obcí a jednotlivých lokalit), preferuje zejména kritéria hodnotící ekologické a sociální dopady v regionu, lokalitě,


28


§

investoři.

Tuto základní otázku musí řešit zejména subjekt, který ÚEK v dané lokalitě zpracovává.

5.1.1. HLEDISKA SYSTÉMU Toto hledisko zahrnuje širší krátkodobé i dlouhodobé souvislosti projektu, celospolečenské hledisko na celostátní úrovni, preferuje zejména politická a strategická kritéria, nejen přínosy pro investory, podnikatele. Slovo systémový v tomto kontextu znamená spíše nadřazený, globální, případně je synonymem slova státní, zobrazuje jakýsi vyšší princip. V ekonomickém hodnocení tento přístup upřednostňuje souvislosti v ekonomice jako celku, nebo v jejím určitém odvětví, např. energetickém, elektrizačním, plynárenském, teplárenském, atd. Zákonná norma k této problematice podotýká: Výběr dílčích rozhodovacích kritérií vychází z cílů státní ekologické a energetické koncepce.... Ekonomické cíle se kvantifikují pomocí kritérií ekonomické efektivnosti zahrnující systémový přístup a korektní metody ekonomického hodnocení. Viz kapitola 8.2. Nařízení vlády č. 195/2001 Sb. se logicky jako zákonná norma snaží v daném regionu, který je předmětem řešení, nalézt systémové optimum. Součet dílčích optim však nemusí být systémovým optimem celku, jak je uvedeno např. v literatuře [15]. Při řešení dílčí úlohy, tedy volby vhodného zastoupení OEZ, je otázkou, zda z pohledu státu jsou některá technická a ekonomická kritéria důležitá. Vyhláška ve své jiné části volá pouze po technické a ekonomické proveditelnosti, zároveň však v jiné preferuje ekonomické a ekologické cíle. Je tedy otázkou, zda v tomto dílčím případě a v této části hodnotit varianty i např. z makroekonomického pohledu. Tento pohled však bude rozhodně důležitější až pro hodnocení hotových variant ÚEK, tedy pro úlohu poslední, viz Tabulka 3. Volba vhodných kritérií zastupujících tento úhel pohledu bude potom v souladu s metodickými postupy a praxí v ekonomicky vyspělých zemích. Některé metody ekonomického hodnocení umožňují zohlednit celkové vstupy a výstupy projektů a neomezují se pouze na hodnocení ekonomických efektů čistě podnikatelského subjektu. Je to například metoda Cost Benefit Analysis, neboli Levelized Costs (měrné výrobní náklady na produkci, dodávku energie).

5.1.2. HLEDISKA REGIONU (ÚROVEŇ KRAJŮ, MĚST A OBCÍ, LOKALITA) Toto hledisko preferuje zejména kritéria hodnotící ekologické a sociální dopady v regionu, lokalitě, tedy mimoekonomické vlivy. Zejména se jedná o vlivy na zaměstnanost, pracovní prostředí, výše odváděných daní v regionu, míra stavu ŽP, atp. Někdy může docházet k jakémusi rozpolcení státního a regionálního hlediska. Například v případě malých obcích, kde by byl provoz samostatného úřadu neekonomický, je působnost úřadu přenesena na starostu. Ten jako volený zástupce sice zastupuje obec, ale zároveň reprezentuje i stát.

5.1.3. HLEDISKA INVESTORŮ Ačkoliv by toto členění nemělo preferovat zatím žádné hledisko, s ohledem na investice finanční nebo časové, lze tuto skupinu nazvat souhrnně investoři. Tato hlediska lze pro přehlednost rozdělit do následujících podskupin: §

podnikatelské subjekty §

hlediska typu firma (rozvodný podnik, výrobce energie, montážní firma, prodejce zařízení, ale i město, obec) - investor dodávající energii nebo realizující projekt, preferují finanční ukazatele a kritéria efektivnosti podnikání,

§

hlediska typu odběratel podnikatel (živnostník, podnik, firma) - preferuje kritéria podnikajícího spotřebitele,


29


§

nepodnikatelské subjekty: §

hlediska typu odběratel domácnost (obyvatel, občan) - preferuje kritéria běžného zákazníka,

§

hlediska typu odběratel instituce - preferuje kritéria vyplývající z účelu zřízení organizace např. výzkumný ústav (státní, rozpočtová, příspěvková organizace).

Rozdíl mezi těmito skupinami je z ekonomického hlediska zejména v oblasti daní. Nicméně hlediska firmy mohou být i strategická, například maximalizace tržní ceny podniku (firmy), nebo maximalizace zisku, a jiné, u některých institucí se naproti tomu preference někdy jeví jako nezřetelné místy až záhadné.

5.2. CÍLE ROZHODOVÁNÍ Od subjektu rozhodování se odvíjí cíle rozhodování. V našem případě je hlavním cílem rozhodování maximalizace systémové efektivnosti způsobu zajištění energetických potřeb řešeného energetického systému z pohledu příslušného rozhodovatele. Následující tabulka ukazuje příklad, jak mohou vypadat cíle z různých hledisek rozhodování vybrané podle priorit jednotlivých subjektů, vodítkem pro zpracování bylo nařízení vlády č. 195/2001 Sb. Subjekt rozhodování (hledisko) systém

region

firma

Cíle (subjektu) rozhodování

§

zajištění soběstačnosti území

§

zajištění spolehlivé dodávky energií v celostátním měřítku

§

maximalizace energetické efektivnosti užití primárních zdrojů

§

co nejširší využití potenciálu úspor energie, potenciálu OEZ a DEZ

§

splnění požadavků na ochranu ovzduší a klimatu

§

technická a ekonomická proveditelnost

§

snížení ekologické zátěže

§

dodržení mezinárodních dohod a závazků týkajících se energetiky a ŽP

§

navýšení procenta využití OEZ do roku 2012 podle doporučení EU

§

řešení nadprodukce v zemědělství

§

diverzifikace zdrojů

§

růst zaměstnanosti v regionech

§

tvorba strategických zásob paliv

§

snížení ekologické zátěže v regionu

§

dodržení závazné části územních plánů

§

dodržení platné legislativy týkající se energetiky a ŽP v regionech

§

zajištění spolehlivé dodávky energií v regionálním měřítku

§

růst zaměstnanosti v regionech

§

stanovení poptávky po energiích pro zajištění potřebných kapacit

§

stanovení struktury zásobování potřebných energetických médií

§

stanovení možnosti zisku z lokality

§

posílení vlivu firmy v regionu


30


odběratel podnikatel

odběratel domácnost

§

optimalizace odběrových diagramů

§

pokrytí potřebných energetických služeb pro výrobní technologie

§

zabezpečení dodávky

§

minimální náklady na energie

§

pokrytí potřebných energetických služeb (teplo, světlo, TV,...)

§

uživatelský komfort

§

minimální náklady na energie

Tabulka 4: Přehled cílů rozhodování podle různých hledisek rozhodovatelů. Pro aplikaci metodiky vícekriteriálního hodnocení variant (VHV) je užitečné jednotlivé cíle následně setřídit a přiřadit jim kritéria, tak aby bylo možné použít některé z rozhodovacích metod, tzv. „rozklad cílů do stromu cílů“ a vytvoření „stromu kritérií“. Přitom je potřeba rozlišovat cíle a nástroje k dosažení cílů. Pokud si nejsme jisti volbou cílů příslušného rozhodovatele, lze doporučit například následující metody: anketa, řízený rozhovor, diskuse, delfská metoda, případně provedení alespoň jednoduchého expertního šetření, při dodržení dostatečné náhodnosti výběru vzorků může jít o cenný a relativně reprezentativní zdroj informací. V prvním přiblížení může postačit cílené interview (u starostů obcí příslušného regionu), nebo dotazníková akce (v rámci dotazníkové akce zpracovávané ÚEK v obci). [12] Jednou z jednodušších metod získání cílů rozhodování může být tzv. „delfská metoda“, což je víceetapová procedura anketování expertů nebo účastníků rozhodování, kteří pracují nezávisle na sobě iteračním způsobem a mohou nebo nemusí během procesu korigovat svůj názor. V průběhu zpracování se kvantitativní výpovědi účastníků statisticky zpracovávají a opět se poskytují příslušnému vzorku účastníků dokud se nedospěje ke shodě, případně ke skupině několika názorů. Zjednodušeně lze postupovat například tak, že účastníci diskuse vyjádří stručně, jednou či dvěma větami, své stanovisko. Svůj názor postupně zapisují na společný list papíru. Když jsou shromážděny všechny názory, vrátí se papír k prvnímu účastníku debaty, který podrobně prostuduje všechny názory a svůj původní případně může pozměnit tak, aby byl více v souladu s ostatními. Postupně to udělají opět všichni. Po dvou či třech kolech dojde obvykle k dohodě a většina účastníků je překvapena, že jejich názory nebyly tolik odlišné, jak se původně domnívali. Tato metoda je úspěšná díky tomu, že odstraňuje vedlejší účinky mluveného projevu, kdy se většina posluchačů namísto naslouchání cizímu názoru zabývá přípravou obhajoby názoru vlastního nebo kritickým hodnocením osoby mluvčího. [26]

5.3. KRITÉRIA HODNOCENÍ Je dobré si uvědomit rozdíl mezi vstupními údaji (daty) a kritérii, neboť ve stejném kontextu se v různé literatuře používá i pojem ukazatel, případně charakteristika. Rozdíl mezi těmito pojmy spočívá v tom, že kritéria slouží k hodnocení a rozhodování, kdežto vstupní údaje jsou informativní, jsou to většinou číselné hodnoty, které informují o stavu světa (klimatické údaje, počet obyvatel,...). Struktura stromu kritérií není daná jednoznačně zejména proto, že se kritéria liší podle hledisek jednotlivých rozhodovatelů. Zpravidla se kritéria odvozují od stanovených cílů řešení, proto mezi nimi existuje velmi úzký vztah. Pro třídění kritérií neexistuje obecně platný model, strom kritérií je však dobré vytvořit podle následujících pravidel: §

kritéria musí být tříděna pouze podle jednoho hlediska (rozhodovatele), jinak nelze kritéria zařadit jednoznačně do skupin, je samozřejmé, že ve skupinách kritérií vytvořených podle jednoho vybraného hlediska budou obsažena kritéria nekonzistentní podle jiných hledisek přicházejících v úvahu,


31


§

kritéria musí být relevantní k danému problému a obsahovat všechny podstatné aspekty pro řešené typy úloh,

§

jednotlivá kritéria vybraná pro řešení dané úlohy nesmí vykazovat nadbytečnost v souboru kritérií (např. duplicita kritérií, použitá kritéria by se svým vypovídacím obsahem neměla překrývat)

§

celkový počet kritérií musí být přiměřený rozsahu řešené úlohy, tak aby při hodnocení bylo možné posoudit význam jednotlivých kritérií v řešené úloze a přiřadit jim váhy (přílišné množství kritérií může zkomplikovat výsledné hodnocení po stránce věcné i procesní),

§

logicky a hierarchicky musí být kritéria seřazena do skupin, tak aby žádná ze skupin nebyla příliš obsáhlá (strukturace řešené úlohy),

§

třídění do skupin nesmí komplikovat stanovení vah jednotlivých kritérií, případně skupin,

§

jednotlivá kritéria nesmí být na sobě závislá.

S ohledem na přehlednost a zpracovatelnost modelu lze doporučit, když v jednotlivých skupinách nepřesahuje počet kritérií cca 6 kritérií, i když jich samozřejmě může být více. Je možné vybrat značně rozsáhlý seznam kritérií, nicméně otázkou zůstává jeho formální a obsahové naplnění relevantními hodnotami. Pro některá kritéria může být časově i finančně velmi náročné získat jasně formulovanou informaci.

5.3.1. TŘÍDĚNÍ KRITÉRIÍ DO SKUPIN Kritéria hodnocení lze rozdělit do skupin např. takto: §

vylučovací - jsou to kritéria, jejichž hodnoty dané stavy světa vylučují, například nelze nainstalovat sluneční kolektor tam, kde není prostor na jeho umístění,

§

podmíněně vylučovací - jsou to kritéria, jejichž hodnoty dané stavy světa podmíněně vylučují, například je-li prostor omezený lze naistalovat buď fototermální nebo fotoelektrický systém,

§

hodnotící a rozhodovací - jedná se o kritéria maximalizační nebo minimalizační, u kterých se rozhoduje velikost, tedy větší nebo menší, například pro instalaci větrné elektrárny je vhodná lokalita s průměrnou roční rychlostí větru větší než 5 m/s.

Dále se kritéria obvykle dělí podle popisujících veličin takto: §

kvantitativní, tedy číselně kvantifikovatelná (např. zisk, NPV, množství emisí,...),

§

kvalitativní, tedy číselně nekvantifikovatelná lze je popsat pouze kvalitativně většinou slovně (např. dopady na ŽP, strategie,...).

U každého kritéria je potřebné specifikovat přesné stanovení jeho hodnoty. Ekonomické veličiny přitom mají výhodu v tom, že některé z nich je možné vyjádřit finančně v peněžních jednotkách a jejich nespornou výhodou možná sčitatelnost. Ostatní kvantifikovatelná kritéria je sice možné vyjádřit relativně přesně pomocí fyzikálních, technických a vůbec měřitelných jednotek, tyto veličiny však nelze sčítat, neboť jsou od sebe různé. U kvalitativních kritérií je možné posuzovat pouze míru jejich naplnění. Proto se pro účely výpočtů doporučuje kromě jejich věcné náplně stanovit i ordinální stupnici, stupnici naplnění. Ideální je pokud má stupnice lichý počet stupňů, aby bylo možné použít i tzv. „střední stupeň“. Přitom počet stupňů by neměl být příliš vysoký, aby se zbytečně nekomplikovala práce experta, který vyhodnocení provádí. Obvykle se v literatuře považuje za vhodnou 5-ti nebo 9-ti bodová stupnice, viz např.


32


Stupnice číselná

Stupnice slovní

Stupnice slovní

1

bezvýznamné

nevyhovující

2

málo významné

uspokojivý

3

středně významné

dobrý

4

hodně významné

velmi dobrý

5

velmi mnoho významné

vynikající

Tabulka 5: Příklad stupnice hodnocení u kvalitativních kritérií. U různých kritérií se stupnice přitom nemusí nutně shodovat v popisu a v počtu jednotlivých hodnotících stupňů, neboť matematicky jsou tyto případy řešitelné . Jak již bylo výše zmíněno plánování je vhodné posuzovat zejména z následujících hledisek, proto lze kritéria pro účely této studie roztřídit např. podle jejich věcné náplně (pravidlo TESESO): §

technická,

§

ekonomická,

§

sociální,

§

ekologická,

§

strategická (politická),

§

ostatní.

Výše uvedené členění vyhovuje relativně dobře použití vlastních metod vícekriteriálního hodnocení variant, to znamená z pohledu jednoho rozhodovatele. V opačném případě budou např. ve skupině ekonomických kritérií všechna ekonomická kritéria, která přitom musí respektovat i různé pohledy: odběratele občana, odběratele podnikatele, dodavatelské firmy, systémový pohled, atd., což se jeví jako nevýhoda. Pokud by zůstal strom kritérií pouze v této podobě, vznikne rozsáhlá skupina ekonomických kritérií, což bude komplikovat jejich výběr v konkrétní řešené úloze a stanovení jejich vah. Ostatní skupiny potom zahrnují všechna další kritéria, která vyjadřují jiný než ekonomický pohled na hodnocenou variantu, z toho plyne, že lze přiřadit váhy podle toho, která kritéria rozhodovatel upřednostňuje (technická, ekonomická, sociální, ekologická, strategická). Podle výše uvedených hledisek subjektu hodnocení (rozhodovatelů) je možné roztřídit kritéria např. do následujících skupin: §

systém (stát, projekt)

§

region (reprezentuje úroveň krajů, měst, obcí a jednotlivých lokalit)

§

investoři §

firma (rozvodný podnik, výrobce energie, montážní firma, prodejce zařízení, ale i město, obec)

§

odběratel podnikatel

§

odběratel domácnost

§

odběratel instituce

Tímto způsobem je možné přiřadit váhy skupinám kritérií podle toho jaký význam je přiložen některému z výše jmenovaných subjektů. Nevýhodou se jeví relativní rozsah stromu kritérií, neboť většina skupin může obsahovat i kritéria následně vzniklých podskupin (technická,


33


ekonomická, sociální, ekologická, strategická). Zejména pro hodnotitele (např. experty) vzniká obtížná, avšak řešitelná situace při posouzení, jakou váhu dát určité skupině kritérií. Na druhé straně je však výhodou možnost posouzení citlivosti výsledků hodnocení na stanovení vah podle jednotlivých subjektů rozhodování (hledisek rozhodovatelů). Přitom je samozřejmě možné provést citlivostní analýzu vah i pro ostatní oblasti kritérií. Při řešení této úlohy by za normálních okolností mohlo dojít k situaci, že hlediska některých skupin rozhodovatelů by byla natolik rozdílná, že průnikem by se stala nakonec prázdná množina. Jako příklad lze uvést klasickou situaci, kdy ze systémového hlediska (státu) zvítězí varianta velmi ekologická, kterou však nemá kdo realizovat, neboť je pro hledisko podnikatele naprosto nepřijatelná a stát nemá dostatek prostředků či možností pro podporu této varianty (nebo varianta může být neprůchodná např. z politických hledisek). S ohledem na konstrukci funkce užitku při následném hodnocení však tato nevýhoda může být eliminována právě tříděním kritérií podle subjektu hodnocení. Viz kapitola 5.3.5. Z výše uvedené diskuse problematiky vyplývá, že je vhodné upřednostnit důslednou aplikaci třídění podle subjektu hodnocení (rozhodovatelů), kterých se rozhodování týká. Výhodou je i možnost uplatnění věcných kritérií do stromu kritérií podle toho, kterou skupinu daný rozhodovatel upřednostňuje. Tím, že se rozdělí kritéria na podstatná a doplňující (podle jednotlivých rozhodovatelů) se sice určují jejich váhy v rámci dané skupiny, nicméně se rozhodovací proces stává přehlednější a méně náročný na procesní i věcnou stránku věci. V opačném případě mohou nastat problémy při výpočtech způsobené rozsahem úlohy.

5.3.2. STANOVENÍ KRITÉRIÍ PRO VÍCEKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ OEZ Na základě výše uvedeného rozboru se pro tento účel nejlépe hodí postup stanovení stromu kritérií podle subjektu hodnocení (rozhodovatele). Tento postup totiž umožňuje zahrnout i technická kritéria aplikovatelnosti OEZ v dané lokalitě, která jsou pro zavádění OEZ klíčová narozdíl od ostatních energetických zdrojů. Strom kritérií bude tedy vypadat následovně: Strom kritérií S R F OP OD OI kritéria: kritéria: kritéria: kritéria: kritéria: kritéria: technická technická technická technická technická technická ekonomická ekonomická ekonomická ekonomická ekonomická ekonomická sociální sociální sociální sociální sociální sociální ekologická ekologická ekologická ekologická ekologická ekologická politická politická politická politická politická politická (strategická) (strategická) (strategická) (strategická) (strategická) (strategická) Tabulka 6: Návrh stromu kritérií. Pozn: S - systém, R - region, F - firma, OP - odběratel podnikatel, OD - odběratel domácnost, OI - odběratel instituce. V následujícím textu jsou diskutována kritéria, která jsou důležitá pro řešení úlohy Analýzy dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ, tedy volby vhodného zastoupení OEZ, některá z nich jsou však použitelná i pro výběr vhodné varianty ÚEK, tedy pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů. Kritéria jsou pro větší přehlednost rozdělena do skupin podle věcného třídění, z nich je potom nutné vybrat ta, která jsou relevantní s ohledem na definici řešeného dílčího problému a rozdělit podle rozhodovatelů. Otázkou samozřejmě zůstává, zda pro některá následně jmenovaná kritéria bude v této fázi dostatek údajů. Níže uvedený seznam kritérií byl inspirován zejména literaturou [4], [11], [17], [21], [31], [32], [35], [40], [42], [43] a byl redukován na základě vlastních zkušeností z ÚEK.


34


5.3.2.1.

TECHNICKÁ KRITÉRIA

Technická kritéria reprezentují základní požadavky většiny rozhodovatelů. §

technická a systémová zabezpečenost dodávky

Toto maximalizační kritérium reprezentuje technickou proveditelnost, dostupnost nosiče energie, stupeň zvládnutí technologie a do jisté míry i kvalitu dodávaných služeb, lze jej vyhodnotit zejména na základě vstupních údajů pro ÚEK, návrhu variant pro jednotlivé zdroje. V případě potřeby lze jako podklad pro jeho stanovení použít i průměrný celoroční výkon, roční využití instalovaného výkonu nebo koeficient ročního využití instalovaného výkonu. Stupnice číselná - Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace žádná (minimální) zabezpečenost nízká zabezpečenost střední zabezpečenost vysoká zabezpečenost absolutní (maximální) zabezpečenost

Tabulka 7: Stupnice hodnocení pro technickou a systémovou zabezpečenost dodávky. Níže uvedená kritéria reprezentují hlavně hlediska konečného odběratele. §

spolehlivost dodávky

Kritérium je u OEZ velmi důležité, neboť dodávka energie závisí např. na klimatických podmínkách. Lze jej popsat bodovou stupnicí, pravděpodobností, množstvím roční nedodané energie, případně nadefinovat následujícím vztahem jako maximalizační kritérium nabývající hodnot v intervalu 〈0;1〉 nebo určené v %:

SPd =

Ed ⋅ 100 E pd

Rovnice 4: Vztah pro spolehlivost dodávky. kde: SPd je spolehlivost dodávky [%] Ed je dodaná energie do systému [GJ nebo kWh] Epd je přepokládaná dodávka energie do systému [GJ nebo kWh] Kritérium lze doplnit kritériem: §

zabezpečenost dodávky energie,

do kterého lze z dlouhodobého pohledu zahrnout i riziko ukončení dodávek v důsledku problémů se servisem zařízení. Jedná se o maximalizační kritérium, které je ohodnoceno stupnicí. Pro řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů může být užitečné též maximalizační kritérium: §

účinnost energetických přeměn,

které lze poměrně snadno vyčíslit v procentech. 5.3.2.2.

EKONOMICKÁ KRITÉRIA

Následující kritéria jsou aktuální zejména pro firmy nebo pro podnikatele. U ekonomických kritérií vzniká při výpočtu problém zařazení nestejného výrobního efektu u OEZ. Toto lze vyřešit v některých případech dorovnáním na stejný výrobní efekt nákupem energie ze


35


systémových zdrojů a použitím měrných cenových hodnot Kč/GJ. Například při přípravě TUV pomocí sluneční energie je nutný elektrický dohřev. Základní filozofie ekonomické a finanční analýzy vychází většinou z klasických ekonomických teorií, kde nejdůležitější je princip stanovení tzv. čisté současné hodnoty v budoucnosti vynaložených výdajů a příjmů. Ekonomické výpočty se provádějí na hodnotovém základě výpočtem diskontovaného toku hotovosti. Z většiny literatury vyplývá (např. [17]), že za ekonomicky optimální se považuje ta varianta energeticky úsporných opatření, která při stejném riziku dosahuje maximální čisté současné hodnoty toku hotovosti. (některé investice mohou být i vynucené, tzn. že se realizují i v případě záporného NPV.) Citlivostní analýza projektu potom posuzuje vliv změny nejrůznějších vnějších i vnitřních faktorů (např. spolehlivosti technického zařízení, cen energie, účinnosti a doby využití kogenerační jednotky, počtu odběratelů a výše odběru vyrobené energie apod.) na ekonomické výsledky projektu (čistou současnou hodnotu) - NPV. §

čistá současná hodnota, NPV (Net Present Value), diskontovaný tok hotovosti, DCF (Discount Cash Flow)

Čistou současnou hodnotu (NPV) projektu při jednoznačně zadaných vstupních údajích lze spočítat vždy a nabývá jen jedné hodnoty. Tž

NPVTž = DCFTž = ∑ CFt (1 + r ) − t t =1

Rovnice 5: Vztah pro diskontovaný tok hotovosti NPV (Net Present Value), DCF (Discount Cash Flow). kde: CFt r

(1 + r)-t Tž (Th) kde

je tok hotovosti [CZK] je diskontní sazba [CZK] odúročitel je doba životnosti (případně hodnocení) projektu [r]

rn = (1 + rr ) ⋅ (1 + α ) − 1 Rovnice 6: Vztah pro nominální diskontní míru. kde: rn rr

je nominální diskontní míra (včetně inflace) [%] je reálná diskontní míra (bez inflace) [%] je míra inflace [%] α Je potřeba rozlišit reálnou diskontní míru a nominální diskontní míru, které se odlišují vyloučením nebo zahrnutím vlivu inflace. Diskontní míra pro účely výpočtu čisté současné hodnoty projektu je očekávaná nebo požadovaná míra výnosnosti investic, která je ovlivněna třemi faktory: výnosem, rizikem a likviditou. Diskontní míra ve své podstatě proto vyjadřuje cenu ušlé příležitosti (tzv. Opportunity Costs), což je cena kapitálu. Její hodnota je důležitá i pro přepočet ekonomických veličin mezi různými časovými obdobími na ekvivalentní sčitatelné hodnoty ke společnému datu (tzv. analýza současné hodnoty - Present Value Analysis). Požadovaný výnos je většinou stejný pokud jednotlivé varianty mají stejná rizika. U varianty s vyšší mírou rizika lze požadovat vyšší míru výnosu.


36


Likviditou u energetických projektů, které mají zpravidla delší dobu návratnosti, se rozumí spíše schopnost dostát závazkům vyplývajícím z realizace investice, jako jsou např. splátky úvěrů. Peněžní tok, tok hotovosti (Cash Flow) lze formulovat několika způsoby, podstatné však je, aby byl vždy zvolen způsob, který odpovídá danému rozhodovateli. Níže uvedený způsob odpovídá rozhodovateli typu investor a počítá se přímou metodou (nepřímá metoda počítá tok hotovosti z daní).

CFt = V − N p − N ú − N ivl − ZS − S pl − Dz + DOT + ÚO + ( EA − Div ) Rovnice 7: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti investora nebo firmy. kde: CFt t V

je tok hotovosti [CZK] jsou jednotlivé roky doby životnosti Tž případně hodnocení Th projektu jsou výnosy (příjmy, tržby, úspory), které plynou z realizace hodnocené investice (varianty) [CZK] Np jsou provozní výdaje (režie, materiál, palivo, energie, voda, opravy, údržba, mzdy, ostatní) Nú jsou úroky z úvěrů, případně z obligací (nákladové úroky po uvedení do provozu) Nivl jsou investiční prostředky z vlastních zdrojů (včetně úroků v době výstavby) jsou jednorázové výdaje na změnu stavu oběžných aktiv během výstavby ZS (náhradní díly, zásoby paliva, atd.) Spl jsou splátky z úvěrů případně obligací Dz je daň z příjmů splatá v daném roce DOT je investiční dotace ÚO jsou přijaté investiční úvěry a obligace vydané na financování projektu EA je kapitál získaný emisí akcií Div jsou vyplacené dividendy Je třeba však dávat pozor při výpočtu toku hotovosti z hlediska firmy a z hlediska investora (např. akcionáře), neboť se zde rozlišuje externí a interní kapitál. Z hlediska firmy je kapitál získaný emisí akcií peněžním zdrojem, zatímco pro investora se jedná o peněžní výdaj, podobně je tomu s dividendami. U těchto veličin se proto mění znaménko. Tok hotovosti po zdanění vystihuje lépe ekonomický vliv projektu než tok hotovosti před zdaněním pouze v organizacích, které jsou poplatníky daně z příjmu. Pro účely stanovení toku hotovosti po zdanění je třeba rozčlenit investici do odpisových skupin, přičemž je potřeba postupovat podle přílohy k zákonu č. 586/1992 Sb. o daních z příjmu. Odpisy nepatří do hotovostních výdajů pro účely stanovení toku hotovosti před zdaněním. Při stanovení toku hotovosti po zdanění je však nutné znát výši odpisů, protože se odečítají od daňového základu, ze kterého se určí daň z příjmu jakožto hotovostní výdaj.

Dz = d z ⋅ (V − N p − N ú − N od ± O , P ) Rovnice 8: Vztah pro daň z příjmu splatnou v daném roce. kde: dz V Np

je sazba z daně z příjmů jsou výnosy (příjmy, tržby, úspory), které plynou z realizace hodnocené investice (varianty) [CZK] jsou provozní výdaje (režie, materiál, palivo, energie, voda, opravy, údržba, mzdy, ostatní)


37


Nú Nod O,P

jsou úroky z úvěrů, případně z obligací (nákladové úroky po uvedení do provozu) jsou daňové odpisy jsou odpočitatelné případně připočitatelné položky k základu daně z příjmů (např. poplatky nebo penále), případně úprava daňové ztráty z minulých let U podnikatelských energetických projektů je potřeba mít na paměti, že úspory nákladů na energii při nezměněné výši příjmů zvyšují základ daně z příjmu. §

vnitřní výnosové procento projektu IRR

Jedná se o maximalizační kritérium. Zjednodušeně lze IRR interpretovat jako úrokovou sazbu, při které je možné si na projekt půjčit, nebo jaká je cena vlastního kapitálu vloženého do projektu, pokud by projekt nic nevydělal. Výhodou tohoto kritéria je to, že jej lze interpretovat ve srovnání s úrokovou mírou, a proto se používá pro srovnání projektů různého rozsahu. Nevýhodou je jeho relativní podstata, neboť např. výnos 20 % z investice 1 000 Kč je méně zajímavý než výnos 10 % z investice 1 000 000 Kč. Kromě toho výpočet tohoto kritéria není matematicky jednoznačný, případně jeho hodnota nemusí vůbec existovat. Vnitřní výnosové procento (IRR) projektu je rovno takové diskontní míře, při které je čistá současná hodnota projektu rovna nule, hodnota IRR se vypočte z podmínky: Tž

NPVTž = DCFTž = ∑ CFt (1 + IRR ) − t = 0 t =1

Rovnice 9: Vztah pro vnitřní výnosové procento IRR. kde: CFt r

(1 + r)-t

je tok hotovosti [CZK] je diskontní sazba [CZK] je odúročitel

Tž (Th)

je doba životnosti (případně hodnocení) projektu [r]

§

doba splacení vloženého kapitálu (počítaná s diskontem) Tspl (návratnost)

Jedná se minimalizační kritérium, které se vypočítá jako počet let od začátku doby hodnocení z následující podmínky: Tspl

NPVTž = DCFTž = ∑ CFt (1 + r ) − t = 0 t =1

Rovnice 10: Vztah pro dobu splacení vloženého kapitálu Tspl (návratnost). kde: CFt r

(1 + r)-t

je tok hotovosti [CZK] je diskontní sazba [CZK] je odúročitel

Tž (Th)


§

prostá doba návratnosti Tn, doba splacení investice

Toto minimalizační kritérium vyžaduje ve svém způsobu hodnocení například vyhláška 213/2001 Sb., kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu a vypočítá se z následující podmínky:


38


Tn =

IN CFt

Rovnice 11: Vztah pro dobu splacení vloženého kapitálu Tn (návratnost). kde: IN CFt

jsou investiční výdaje projektu [CZK] je tok hotovosti, roční přínosy projektu (cash flow, změna peněžních toků pro realizaci projektu) [CZK] Prostá doba návratnosti však nepatří mezi ukazatele, které berou v úvahu časovou hodnotu peněz. §

čistý zisk investora za dobu hodnocení projektu

Jedná se maximalizační kritérium, které se vypočítá ze vztahu: Tž

Z Tž = ∑ Z t (1 + r ) −t t =1

Rovnice 12: Vztah pro čistý zisk investora za dobu hodnocení projektu Tž. kde: Zt r

(1 + r)-t

jsou meziroční zisky [CZK] je diskontní sazba [CZK] je odúročitel

Tž (Th)


§

minimální cena produkce energie cPEmin se z pohledu investora vypočítá z podmínky NPV = 0

Kritérium NPV umožňuje stanovit také tzv. minimální cenu produkce energie, která zaručuje očekávaný výnos vloženého kapitálu. U investora může zahrnovat i požadovaný nebo regulovaný výnos. Všechna výše uvedená kritéria většinou tvoří páteř ekonomických analýz, a bývají proto uváděna ve výsledcích společně. Avšak ve skutečnosti popisují stejnou věc, tedy ekonomickou efektivnost investora. Ve vícekriteriální optimalizaci není vhodné používat kritéria redundantní. S ohledem na praxi popsanou např. v [21], má kritérium NPV přednost, neboť právě ono nevykazuje nedostatky a nemůže způsobit vybrání nesprávné varianty. Kritéria jako IRR, doba splacení vloženého kapitálu nebo zisk tuto vlastnost obecně nemají. Důležitým prvkem při ekonomickém hodnocení investičních akcí je volba délky hodnoceného období - Th, u které hraje důležitou roli ekonomická životnost - Tž. Pokud je investiční akce složena z několika akcí, je celková délka hodnoceného období Th ovlivněna dílčími Tž těchto akcí a závisí i na tom, zda tyto akce mají společné ukončení s Th anebo působí tyto akce po celou dobu své životnosti. Korektní proto je, aby doba hodnocení nebyla volena paušálně jako obecně stanovený počet let, ale individuálně pro každé rozhodování zvlášť. V řešené rozhodovací úloze musí být samozřejmě doba hodnocení pro všechny varianty shodná. Doba hodnocení proto musí obsahovat beze zbytku doby životnosti jednotlivých dílčích variant případně akcí a musí do ní vstupovat údaje za ukončenou dobu životnosti. Doba hodnocení musí zahrnovat i dobu výstavby a v podstatných případech i dobu likvidace zařízení. V některých případech lze počítat ekonomická kritéria z pohledu investora i z hlediska celkového kapitálu. Tok hotovosti v tomto případě lze počítat z následujícího vztahu:


39


CFt = V − N p − N i − ZS − Dz Rovnice 13: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti celkového kapitálu. kde: CFt t V

je tok hotovosti [CZK] jsou jednotlivé roky doby životnosti Tž případně hodnocení Th projektu jsou výnosy (příjmy, tržby, úspory), které plynou z realizace hodnocené investice (varianty) [CZK] Np jsou provozní výdaje (režie, materiál, palivo, energie, voda, opravy, údržba, mzdy, ostatní) Ni jsou investiční prostředky (včetně úroků v době výstavby) jsou jednorázové výdaje na změnu stavu oběžných aktiv během výstavby ZS (náhradní díly, zásoby paliva, atd.) Dz je daň z příjmů splatá v daném roce Způsoby výpočtu ekonomických kritérií NPV, IRR, Tspl a cPEmin je potom úplně totožný, pouze diskont se upravuje s ohledem na váženou cenu kapitálu tzv. WACC:

WACC = rE ⋅

E D + rD ⋅ (1 − t D ) ⋅ C C

Rovnice 14: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti celkového kapitálu. kde: rE je výnos vlastního kapitálu (po zdanění) [%] rD je úroková míra úvěrů, obligací (výnos cizího kapitálu před zdaněním) [%] td je daň z úrokových výnosů [%] E je vlastní kapitál (Equity) D je cizí kapitál (Debt) C je celkový kapitál, potřebný k financování projektu Některé metody ekonomického hodnocení umožňují zohlednit celkové vstupy a výstupy projektů a neomezují se pouze na hodnocení ekonomických efektů čistě podnikatelského subjektu. Je to například metoda Cost Benefit Analysis, neboli Levelized Costs (měrné výrobní náklady na produkci, dodávku energie). Na rozdíl od podnikatelského přístupu typu investor nebo firma se do hodnocení zahrnují vstupy a výstupy bez ohledu na to, kdo určité prostředky investuje a kdo získává ekonomický prospěch z realizace projektu. Diskont se volí tak, aby respektoval cenu kapitálu v daném čase a v dané ekonomice opět bez ohledu na konkrétní subjekt. Z výše uvedených důvodů se neuvažuje zdanění podnikatelských zisků ani jejich případné rozdíly. Výpočet se tak zjednodušuje a pomocí ekonomických kritérií umožňuje systémové srovnání (Cost - Benefit). V případě hodnocení projektu z následujícího vztahu:

z pohledu

systémového

se

toky

hotovosti

počítají

CFt = V − N p − N i − ZS Rovnice 15: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti systému (projektu). kde: CFt t V

je tok hotovosti [CZK] jsou jednotlivé roky doby životnosti Tž případně hodnocení Th projektu jsou výnosy (příjmy, tržby, úspory), které plynou z realizace hodnocené investice (varianty) [CZK]


40


Np

jsou provozní výdaje (režie, materiál, palivo, energie, voda, opravy, údržba, mzdy, ostatní) Ni jsou investiční prostředky (včetně úroků v době výstavby) jsou jednorázové výdaje na změnu stavu oběžných aktiv během výstavby ZS (náhradní díly, zásoby paliva, atd.) Výše uvedený vztah pro výpočet toku hotovosti z pohledu systému se používá ve finanční analýze pro hodnocení produkční síly firmy pomocí veličiny EBIT (Earnings before Interest and Tax), která představuje zisk před jeho rozdělením na tři části: úroky, daně a čistý zisk. Tímto způsobem lze charakterizovat výnosovou schopnost aktiv (kapitálu) bez vlivu způsobu financování nebo míry zdanění. [38] §

měrné výrobní náklady na dodávku tepla a elektřiny (Levelized Costs) [17]

Pokud vydělíme průměrné roční diskontované výrobní náklady hodnotou roční produkce, dostaneme měrné, jednotkové výrobní náklady. Používaný anglický termín je „Levelized Costs“. Tato veličina se často používá pro porovnání nákladu na výrobu, dodávku energie v různých zdrojích. Představuje náklady, chápané ze širšího, systémového hlediska, neboť vzorec pro jejich výpočet nerespektuje přesně finanční situaci investora, konkrétní strukturu financování projektu, vliv daní atd. Toto kritérium představuje průměrnou roční hodnotu nákladů na dodávku energie tak, že zahrnuje veškeré peněžní toky pro danou variantu včetně jednorázových výdajů v době stavby, příjmů a provozních nákladů.

nvri =

Tž 1 ⋅ aTž ⋅ ∑ ( N pt + N it )(1 + r ) − t E t =1

kde aTž =

(1 + r )Tž ⋅ r ⋅ p0 + pa (1 + r )Tž − 1

Rovnice 16: Vztah pro měrné jednotkové výrobní náklady (Levelized Costs). Uvedený vzorec je obecný vztah. Za předpokladu, že jsou provozní výdaje projektu během doby životnosti konstantní (totéž lze pak předpokládat i u efektů z realizace projektu) a že je výstavba provedena během jednoho roku, lze vztah zjednodušit takto:

nvri

  1  (1 + r )Tž ⋅ r  ⋅ + p p N N = ⋅  ⋅ +  0 a it pt  E  (1 + r )T ž − 1  

Rovnice 17: Zjednodušený vztah pro měrné jednotkové výrobní náklady (Levelized Costs). kde: r E p0 pa Npt Nit

(1 + r)-t aTž Tž (Th)

je zvolená diskontní míra (cena peněz, Opportunity Costs) [CZK] je hodnota roční produkce [kWh, MWh/rok] je poměrný roční odpis, který odpovídá nákladům, účetně vykazovaným je poměrný anuitní úrok odpovídající poměrné průměrné částce ušlých úroků ze zůstatkové hodnoty vložených investičních prostředků jsou provozní náklady projektu v jednotlivých letech životnosti (přesněji řečeno změna provozních nákladu po realizaci projektu) [Kč] jsou investiční náklady projektu, vynaložené v jednotlivých letech [Kč] je odúročitel je hodnota poměrné roční anuity je doba životnosti (případně hodnocení) projektu [r]


41


Hodnota poměrné roční anuity aTž zahrnuje poměrný roční odpis p0, který odpovídá nákladům, účetně vykazovaným. Současně anuita zahrnuje i poměrný anuitní úrok pa, odpovídající poměrné průměrné částce ušlých úroků ze zůstatkové hodnoty vložených investičních prostředků. Tyto částky lze interpretovat jako tzv. "cenu ušlé příležitosti" (Opportunity Cost), která vyjadřuje možný alternativní výnos z kapitálu, který je vložen do hodnocené investice. Platí tedy obecný vztah, který je základem pro ekonomické rozhodování s uvažováním faktoru času: ekonomický zisk = účetní zisk - cena ušlé příležitosti Ekonomické hodnocení investic, které bychom provedli s použitím pouze účetních nákladu (odpisy + provozní výdaje + úroky z poskytnutých úvěrů) by vedlo k chybným závěrům, neboť bychom cenu kapitálu respektovali pouze u cizího kapitálu ve formě úroku a vlastní kapitál by byl při výpočtu jen vlastních nákladu zdarma. Znamenalo by to, že se investor předem vzdává očekávaného, možného výnosu z vlastního vloženého kapitálu. Uvedený vztah je dostatečně jednoduchý pro zpracování většího množství projektů, což je mj. dáno tím, že posuzuje náklady ze širšího, systémového pohledu a neřeší detailně finanční situaci investora. Vyžaduje kromě znalosti investic navíc dodatečné údaje o době životnosti projektu a o jeho provozních nákladech, což jsou ale údaje, které má investor k dispozici, jakmile získá představu o technickém řešení projektu, o jeho technických a ekonomických parametrech a o vlivu projektu na životní prostředí. Mezi kritéria vhodná pro rozhodování firmy lze zařadit i veličiny, které charakterizují průchodnost finančním plánem firmy. Mezi ně náleží dvě následující kritéria: §

rentabilita vlastního kapitálu ROE (Return of Equity) ROE = čistý zisk / vlastní kapitál

Jedná se o údaj, který hodnotí výkonnost vlastního kapitálu vloženého do firmy. Protože se jeho hodnota velmi mění v průběhu času lze doporučit používat průměr za hodnocené období. §

rentabilita celkového vloženého kapitálu ROE (Return of Investment) ROI = čistý zisk / celkový kapitál

Jedná se o ukazatel, který je možno použít v různých modifikacích, např. v podobě s hrubým ziskem nebo s hodnotou celkových aktiv, pak se nazývá ROA (Return of Assets). Pro rozhodovatele typu odběratel jsou však mnohem důležitější následující kritérium: §

cena energie počítaná z pohledu konečného odběratele

Pohled investora - konečného odběratele je ve většině případů jednoznačný a odvíjí se od konečné částky, kterou zaplatí v jednotlivých letech za dodávky energie. Proto jsou pro něho nejdůležitější kritéria ekonomická, a to zejména s ohledem na minimalizaci ceny. Výpočet je nutné provést velmi precizně, jedná se o diskontovaný součet plateb odběratele za energie za celou dobu hodnocení vztažený k dodávce této energie. Je potřeba uvažovat všechny druhy plateb odběratele, včetně úprav uvnitř objektu, připojovacích poplatků, apod. Výše uvedený výpočet reprezentuje rozložení plateb v čase prostřednictvím diskontu. Výpočet je však možné provést vzhledem k prvnímu roku hodnoceného období s předkládaným nárůstem podle zvolených inflačních nebo eskalačních scénářů za předpokladu zajištění srovnatelnosti výpočtů pro všechny hodnocené varianty. Ve složitějších případech, o které není s ohledem na velkou různorodost projektů OEZ nouze, je potřeba pro výpočet zvolit z pohledu odběratele místo, od kterého jsou varianty technicky a ekonomicky shodné, např. v případech kdy se kombinují systémy centrálního a lokálního vytápění. Výpočty mohou být v těchto případech velmi komplikované.


42


Pokud v daný okamžik rozhodování nepřevládnou strategická kritéria, např. zhodnocení nemovitosti investicí do zateplení objektu, tak při nedostatku volných peněžních prostředků investora (např. v domácnosti) může být rozhodujícím faktorem i velikost investice, který lze formulovat následujícími kritérii: §

výhodnost rozložení plateb odběratele v čase

V případě, že do ceny tepla nejsou zahrnuty částky na dodatečné náklady, které musí investor - odběratel vynaložit na úpravu objektu a tyto částky se od sebe liší, je možné tento fakt postihnout pomocí kritéria: §

náklady vyvolané a související s hodnoceným projektem

Kritéria navrhovaná podle nařízení vlády č. 195/2001 Sb. se nezdají být z hlediska úlohy řešené úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) relevantní. Většina z nich však není použitelná ani pro výběr vhodné varianty ÚEK, tedy pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů z důvodu jejich nízké vypovídací schopnosti. Jsou zde uvedena pouze pro informaci, jako námět do diskuse: §

investiční náklady vyvolané navrženým technickým řešením

§

provozní náklady, zejména náklady na palivo a energii

§

měrné investiční náklady na získání/dodávku 1 GJ

§

měrné provozní náklady na získání/dodávku 1 GJ

§

výrobní energetický efekt zdrojové části systému

§

ekonomická proveditelnost

§

náklady na úsporná opatření 5.3.2.3.

SOCIÁLNÍ KRITÉRIA

Do této skupiny náleží kritéria, která reprezentují zejména hledisko rozhodovatele typu region a systém. Mezi nejdůležitější sociální kritéria se většinou řadí kritérium: §

počet nově vytvořených pracovních míst (příležitostí)

Jedná o maximalizační kritérium, které postihuje přímý vliv na zaměstnanost v daném regionu v důsledku realizované varianty. Hodnotu lze vyjádřit rozdílem mezi pracovními příležitostmi vytvořenými a zaniklými realizací varianty.

Pnpm = Pvpm − Pzpm Rovnice 18: Vztah pro počet nově vytvořených pracovních míst v regionu. kde: Pnpm je počet nově vzniklých pracovních míst v regionu [osoba] Pvpm je počet vytvořených pracovních míst v regionu [osoba] Pzpm je počet zaniknutých pracovních míst v regionu [osoba] Výše uvedené kritérium však nepostihuje makroekonomické souvislosti, kdy v jednom odvětví dochází k přesunu pracovních příležitostí z jednoho regionu do jiného, nebo když dochází k přesunu pracovních sil mezi odvětvími. Například přesun pracovních sil z „velké energetiky“ (centrální výroby) do „malé energetiky“ (na lokální úrovni) může logicky způsobit pokles produktivity práce, neboť centrální výroba zaměstnává méně lidí a tudíž je efektivnější. Pokud je stát dostatečně ekonomicky silný, může toto hledisko preferovat. Někdy se toto kritérium definuje jako počet nově vzniklých pracovních míst při realizaci daného projektu násobený koeficientem nezaměstnanosti odpovídajícím danému regionu. Kritéria pro systémové plánování OEZ.doc

43


Tím se zohlední skutečnost, že stejný počet pracovních míst může mít v různých regionech různou váhu. Tento způsob hodnocení je však vhodný pouze při porovnávání jednotlivých regionů a nikoliv variant. Ze stejných důvodů nemá „míra nezaměstnanosti v regionu“ smysl jako kritérium pro řešení této úlohy. Tento údaj může být použit jako vstupní údaj pro stanovení váhy kritéria „počet nově vytvořených pracovních míst“. Ze dvou výše uvedených kritérií lze vytvořit modifikované kritérium „pokles míry nezaměstnanosti v regionu“ v důsledku realizované varianty, které bude poněkud lépe vypovídat o vlivu vytvořených pracovních míst v daném regionu. Cíle státu zaměřené na snížení nadprodukce v zemědělství a přitom udržení pracovních míst v zemědělské prvovýrobě lze postihnout kritérii typu: §

počet nově vytvořených pracovních míst v zemědělské prvovýrobě

§

snížení nadprodukce v zemědělství

Tato však lze za určitých okolností nahradit například kritériem: §

využití zemědělského půdního fondu pro energetické účely,

které lze nadefinovat jako maximalizační kritérium nabývající hodnot v intervalu 〈0;1〉 nebo určené v %:

Vzpf =

Se ⋅ 100 Sl

Rovnice 19: Vztah pro využití zemědělského půdního fondu pro energetické účely. kde: Vzpf je využití zemědělského půdního fondu pro energetické účely [%] Se je plocha zemědělského půdního fondu využitá pro energetické účely [km2] Sl je plocha zemědělského půdního fondu ležící ladem [km2] Toto kritérium však bude mít v případě, že daný zemědělský podnik bude řešit svou zemědělskou nadprodukci výrobou gumových pískacích kachniček a ponechání půdy ladem, nulovou vypovídací schopnost. [27] §

uživatelský komfort

Pomocí stupnice lze popsat i maximalizační kritérium uživatelský komfort, které hodnotí náročnost na obsluhu, vlastní servis zařízení, kvalitu a komplexnost dodávaných služeb. Stupnice číselná - Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace žádný (minimální) uživatelský komfort nízký uživatelský komfort střední uživatelský komfort vysoký uživatelský komfort absolutní (maximální) uživatelský komfort

Tabulka 8: Stupnice pro hodnocení uživatelského komfortu. Následující kritéria propagovaná nařízením vlády č. 195/2001 Sb. se nezdají být z hlediska dané úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) zcela relevantní. Většina z nich však není vhodná ani pro výběr vhodné varianty ÚEK, tedy pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů z důvodu jejich nízké vypovídací schopnosti, neboť jsou příliš subjektivní. §

míra kvality obytného prostředí

§

míra kvality pracovního prostředí


44


5.3.2.4.

EKOLOGICKÁ KRITÉRIA

Stanovení účinků na ŽP je obecně velmi obtížnou úlohou, protože určité časoprostorové souřadnice stavu ŽP jsou dány synergickým působení všech relevantních faktorů bez ohledu na zdroj jejich původu. Většinou se pro hodnocení vlivu na ŽP používá hodnot emisních faktorů. Emisní faktor vyjadřuje pravděpodobnou měrnou emisi znečišťující látky pro dané technologické zařízení. Emisní faktory jsou uvedeny ve vyhlášce Ministerstva životního prostředí č. 117/1997 Sb., pro tuhé látky (prach), SO2, NOx, CxHy, CO. Při environmentálním vyhodnocení opatření v rámci energetických auditů podle vyhlášky 213/2001 Sb., kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu, se používají hodnoty emisních faktorů pro tuhé látky, SO2, NOx, CO, CO2. To znamená, že se hodnotí navíc i emise oxidu uhličitého, což lze vřele doporučit, s ohledem na budoucí možnosti obchodování s emisemi CO2 v rámci JI (Join Implementation) a na velikost příspěvku CO2 ke skleníkovému efektu. Pro účely zpracování ÚEK lze rovněž doporučit hodnocení CH4, jakožto významného skleníkového plynu. Snížení emisí CH4 lze podpořit např. výstavbou bioplynových stanic nebo využitím skládkového plynu. §

snížení emisí

Toto maximalizační kritérium lze definovat jako změnu emitovaného množství příslušné látky vyvolanou realizací příslušné posuzované varianty (případně opatření) za rok, jako rozdíl ročních emisí současného a budoucího stavu. Kritérium lze definovat i jako minimalizační pokud se použijí pouze emise v absolutních číslech.

CO2 = CO20 − CO21

 t   rok 

Rovnice 20: Vztah pro množství emisí CO2. kde: CO2 je množství emisí CO2 za rok před realizací [t/rok] CO20 je množství emisí CO2 za rok po realizaci [t/rok] CO21 je množství emisí CO2 za rok [t/rok] Identicky se potom definují i ostatní kritéria pro tuhé látky (množství tuhých úletů), SO2, NOx, CO, CH4. S ohledem na řádové množství těchto ostatních emisí, lze doporučit volbu jednotky v [kg/rok] místo v [t/rok]. Kritérium má význam systémový, neboť emise skleníkových plynů jsou zastoupeny indikátory emisí CO2 a CH4. Všechny indikátory měřící emise by měly zahrnovat využití paliv pro energetické účely včetně emisí z těžby uhlí a rozvodu zemního plynu (zejména CO2 a CH4). U emisí SO2, NOx a tuhých částic je možné kromě kritéria měřícího celkové emise stanovit i kritérium lokálních emisí. Ve zjednodušeném pojetí při zpracování ÚEK lze lokální údaje odvodit od konečné spotřeby paliv v jednotlivých kategoriích obyvatelstvo, nevýrobní spotřeba a doprava. Jako podklad pro stanovení vah těchto kritérií lze vzít příslušné legislativní nástroje a váhy stanovit podle cen za t emisí, které jsou pro každou látku jiné: §

Zákon č. 309/1991 Sb., o ochraně ovzduší před znečišťujícími látkami (zákon o ovzduší)

§

Zákon č. 389/1991 Sb., o státní správě ochrany ovzduší a poplatcích za jeho znečišťování

§

Zákon č. 212/1994 Sb., o státní správě v ochraně ovzduší a poplatcích

§

Zákon č. 211/1994 Sb., o ochraně ovzduší (úplné znění)

§

Vyhláška 86/2002 Sb.


45


Někdy se používají i následující kritéria: §

vytěsnění emisí,

které je definováno obdobně jako podíl rozdílu emisí současného a budoucího stavu a celkové výroby energie realizované daným projektem:

CO2 =

CO20 − CO21 E

 t   MWh 

Rovnice 21: Vztah pro vytěsnění emisí CO2. kde: CO2 je množství emisí CO2 za rok před realizací [t/rok] CO20 je množství emisí CO2 za rok po realizaci [t/rok] CO21 je množství emisí CO2 za rok [t/rok] E je celková výroba energie realizovaná daným projektem [MWh/rok] U tohoto kritéria vzniká problém stanovení doby hodnocení (životnosti) projektu podobně jako u ekonomického hodnocení. Znečištění vody lze popsat pomocí následujících kritérií: §

množství důlní vody

Ukazatel kritéria (indikátor) zachycuje objem zasolených důlních vod v m3/rok, které vznikají při těžbě uhlí. §

množství odpadní vody

Ukazatel kritéria (indikátor) zachycuje objem odpadních vod v m3/rok, které vznikají ve zdrojích energie a využitím paliv. Vliv na půdu lze popsat pomocí následujícího kritéria: §

plošné nároky na zábor půdy

Kritérium umožňuje vyjádřit změnu nároků na zabranou půdu v regionu vlivem realizace varianty. Stupnice číselná Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace významné uvolnění ploch pro jiné účely malé uvolnění ploch pro jiné účely nedochází ke změnám malé zábor ploch významný zábor ploch

Tabulka 9: Stupnice hodnocení pro plošné nároky na zábor půdy. V případě potřeby lze kritérium formulovat pomocí jednotlivých ukazatelů: §

zábor půdy těžbou, ukazatel zachycuje rozlohu půdy v km2 zabrané těžbou uhlí a vápence pro odsiřování,

§

zábor půdy zátopami, ukazatel zachycuje rozlohu půdy v km2 zabrané zátopami pro hydroenergetické využití,

§

zábor půdy skládkami odpadů, ukazatel zachycuje rozlohu půdy v km2 zabrané skládkami odpadů ze spalování paliv včetně produktů odsiřování,

§

zábor půdy technologiemi, ukazatel zachycuje rozlohu půdy v km2 zabrané výstavbou nových technologií (elektrárny, rozvod energie apod.).


46


Pro kritérium je potřeba stanovit dobu hodnocení a rozsah hodnocení (např. celý palivový cyklus). §

produkce tuhých odpadů

Produkce odpadů se u energetických projektů zaměřuje zejména na tuhé odpady, ukazatelem může být roční produkce pevných odpadů ze spalování paliv (popílek, škvára, popel, atd.), případně snížení roční produkce, analogicky viz Rovnice 20. V případě potřeby lze kritérium opět formulovat pomocí jednotlivých dílčích ukazatelů, což je vhodnější spíše pro řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů. V tomto případě je potom nutné specifikovat percentuelní skladbu např. u zdrojů elektřiny v daném regionu, nebo v celostátním přepočtu (v jednotkách na hmotnosti či objemu na jednotku produkce elektřiny) a stanovit celkovou produkci pomocí následujících ukazatelů: §

tuhé odpady ze spalování paliv, měří se v tunách, zahrnuje všechny tuhé odpady ze spalování paliv, tedy i včetně škváry a zachyceného popílku,

§

nevyužitý sádrovec, je definován objemem sádrovce v tunách vznikajícího při odsiřování, u kterého se platí poplatek za uložení jako odpadu,

§

vyhořelé jaderné palivo, měří v tunách produkci vyhořelého jaderného paliva z provozu jaderných elektráren,

§

radioaktivní odpady, zahrnuje všechny druhy radioaktivních odpadů (nízkoaktivní a středněaktivní odpady ukládané do úložiště) měřené v m3 z provozu JE, (kapalné, plynné i tuhé mimo vyhořelého jaderného paliva).

§

míra snížení ekologické zátěže

Toto maximalizační kritérium lze použít jako sloučené nadřazené kritérium. Zastupuje vlastně přepočtené údaje o množství produkovaných znečišťujících látek (ovzduší, hydrosféra, pedosféra). Míra snížení ekologické zátěže se většinou hodnotí jako snížení množství emisí, tuhých odpadů případně znečištění vody pomocí přepočtu na jednotný ekvivalent znečištění formou váženého průměru. Pozn.: Výše uvedená kritéria lze převést i na danou lokalitu. Je však třeba mít na paměti, že při řešení jmenovaných úloh nemá následující kritérium žádnou informační hodnotu, neboť neporovnáváme jednotlivé lokality (regiony) mezi sebou, nýbrž varianty. Proto se v hodnocení neobjeví různé váhy mezi regiony, ale pouze podle druhu regionu větší nebo menší váha tohoto kritéria. Odborný odhad tohoto minimalizačního (případně maximalizačního) kritéria v dané oblasti je možné využít např. rozptylové emisní nebo imisní studie nebo roční přehledy o depozici síry, nitrátů na km2, případně průměrné roční koncentrace základních škodlivin v atmosféře. §

stav ŽP v regionu (dané lokalitě)

Skutečný účinek dané varianty na ŽP v dané oblasti není možné odvodit jen od absolutní výše emisí. Stejné snížení emisí má větší váhu v oblastech s vyšším zatížením ŽP, protože míra významnosti změny velikosti emisí jednotlivých škodlivých látek je do značné míry určena souhrnným stavem ŽP.


47


Kritérium vyjadřuje souhrnné hodnocení kvality ŽP v dané oblasti pomocí např. kvalitativní stupnice: Stupnice číselná - Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace velmi málo zatížené území málo zatížené území středně zatížené území vysoce zatížené území velmi mnoho zatížené území

Tabulka 10: Stupnice hodnocení pro stav ŽP v regionu. §

zásahy do ŽP (v průběhu stavby, oprav, provozu)

Kritérium může být definováno jako např. minimalizační a vyjadřuje míru zásahů do ŽP při realizaci, provozu, opravách, provozních nehodách, nebo provozu, např. zároveň posuzuje hygienickou úroveň provozu (obtěžování hlukem, prachem, pachem,...). Kritérium vyjadřuje souhrnné hodnocení zásahů do ŽP v dané oblasti pomocí např. kvalitativní stupnice: Stupnice číselná - Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace bez zásahů a negativního dopadu malá rizika zásahu a negativního dopadu střední rizika zásahu a negativního dopadu vysoká rizika zásahu a negativního dopadu velmi vysoká rizika zásahu a negativního dopadu

Tabulka 11: Stupnice hodnocení pro zásahy do ŽP (v průběhu stavby, oprav, provozu). §

míra nevhodného zásahu do okolní přírody, (estetické hledisko, ochranářské a krajinotvorné kritérium)

Minimalizační kritérium, které respektuje ochranářské a krajinářské hledisko, ale je názorově velmi individuální (zátěž při výstavbě elektrárny, zátěž budováním přípojky, změna vzhledu krajiny, stavba v CHKO - velmi komplikuje povolovací řízení), je důležité zejména pro VE, MVE, větší systémy PV, velké množství slunečních kolektorů, atd. Toto kritérium má navíc velmi lokální charakter, neboť např. umístění technologie do již obsazeného technického koridoru (průmyslová zóna, inženýrské sítě,...) vyvolává mnohem méně negativních pocitů, než umístění do neporušené přírody, např. na orchidejových loukách k zurčícímu potůčku. Následující kritérium podle nařízení vlády č. 195/2001 Sb. je vhodné spíše pro výběr vhodné varianty ÚEK, tedy pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů a lze jej použít spíše jako kritérium vylučovací. §

porovnání množství produkovaných znečišťujících látek s emisními a imisními limity

Taktéž následující kritérium je spíše vhodnější pro tuto úlohu. §

ekologické souvislosti palivového cyklu

Dopady posuzované alternativy na ŽP v jiných místech mimo posuzovaný region, např. z titulu těžby uhlí.


48


5.3.2.5.

STRATEGICKÁ (POLITICKÁ) KRITÉRIA

Tato skupina reprezentuje zejména širší souvislosti, než jsou pouze podnikatelská, proto ji lze považovat za dominantní např. zejména při posuzování z hlediska státu nebo systému. §

spotřeba prvotních energetických zdrojů (PEZ) celkem

Je poměrně rozšířené kritérium, který se stanoví v GJ/rok. Někdy se definuje v různých modifikacích jako: §

úspora PEZ, jedná se o úsporu PEZ v důsledku realizace dané varianty

§

spotřeba PEZ / obyvatele

§

spotřeba PEZ / HDP

Kritérium spotřeby PEZ na HDP je ukazatelem energetické efektivnosti používaný i v zemích OECD a lze jej proto použít i pro srovnání s jinými zeměmi. Podobnou funkci má i kritérium spotřeby PEZ na obyvatele. Výše uvedená kritéria lze doplnit dílčími ukazateli úbytku strategických zásob vhodných spíše pro posuzování úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů. Jedná se o úbytek uhlí v tunách, který zahrnuje úbytek zásob vzniklý veškerou těžbou: §

úbytek zásob HU,

§

úbytek zásob ČU,

a strategické zásoby týkající se zásob vápence v tunách vzniklého jeho spotřebou pro účely odsiřování: §

úbytek zásob vápence.

Tři výše uvedená kritéria úzce souvisí s cílem tvorby strategických zásob, které je typické pro rozhodovatele typu stát a s kritériem: §

míra tvorby strategických zásob paliv

Pro řešení dané úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) jsou relevantní spíše následující kritéria: §

úspora PEZ

Jedná se o maximalizační kritérium, které reprezentuje přepočet roční výroby příslušného OEZ (případně DEZ nebo úspory) na PEZ v GJ. §

podíl využití OEZ na PEZ, případně na celkové spotřebě (lze stanovit i pro DEZ, nebo úspory)

Toto maximalizační kritérium sleduje podíl výroby energie z obnovitelných zdrojů na PEZ, umožňuje stanovit míru využití OEZ a míru naplnění doporučení EU. Pro řešení úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ lze stanovit jako podíl vůči stávajícímu stavu, který je v době řešení této úlohy již znám. Pro řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů lze PEZ stanovit jako příslušný k dané variantě, pro tuto úlohu lze podobně definovat kritéria: §

míra využití potenciálu úspor energie, potenciálu OEZ a DEZ,

jako podíl využitého a využitelného poteciálu, a §

míra energetické územní soběstačnosti,

jako podíl využití OEZ, DEZ a úspor na celkové spotřebě energie.


49


Velmi důležitým kritériem je: §

míra diverzifikace zdrojů,

toto maximalizační kritérium lze definovat jako míru rozložení využití energetického potenciálu, případně jako druhový rozsah portfolia energetických zdrojů, tedy počet zdrojů v portfoliu energetických zdrojů, a podle toho lze přizpůsobit i stupnici. Stupnice číselná - Počet zdrojů v portfoliu Bodové ohodnocení energetických zdrojů 0 1 25 2 50 3 75 4 100 5

Stupnice slovní - Interpretace žádná (minimální) diverzifikace nízká diverzifikace střední diverzifikace vysoká diverzifikace absolutní (maximální) diverzifikace

Tabulka 12: Stupnice hodnocení pro míru diverzifikace zdrojů. §

míra rizika

Otázka stanovení rizik je velmi rozsáhlá a obtížně popsatelná jedním kritériem. Popis rizik lze provést několika způsoby, jednou z možností je i kritérium míra rizika, které zahrnuje technické a organizační souvislosti spojené s realizací projektu, např. úroveň vyspělosti technologie, vyřešení majetkoprávních vztahů ohledně pozemku, postoj místních úřadů, možnost vlastnictví či dlouhodobého pronájmu pozemku, a ostatní aspekty, které zvyšují pravděpodobnost uskutečnění projektu. Stupnice číselná - Bodové ohodnocení 0 25 50 75 100

Stupnice slovní - Interpretace žádná (minimální) míra rizika nízká míra rizika střední míra rizika vysoká míra rizika absolutní (maximální) míra rizika

Tabulka 13: Stupnice pro hodnocení míry rizika. V případě potřeby lze toto kritérium formulovat pomocí jednotlivých dílčích kritérií podle typu řešené úlohy. Pro úlohu Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ lze použít: §

míra podpory projektu dotacemi,

§

riziko možného nedostatku příslušného OEZ (stavy energetické nouze), velmi důležité kritérium (např. námrazy u větrných elektráren nebo slunečních kolektorů, ...),

§

riziko nekvalitního technického provedení a častých servisních oprav.

Pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů lze použít: §

riziko možného nedostatku rozhodujících paliv (stavy energetické nouze),

§

riziko významných cenových změn u rozhodujících paliv,

§

riziko legislativních změn,

§

vliv a míra rizika kursových změn na klíčové makroekonomické ukazatele.

Výše uvedená kritéria lze považovat za aktuální zejména z hledisek rozhodovatelů typu investor nebo systém. Vyjadřují možná rizika spojená s hodnocením různých variant řešení.


50


Tato kritéria nelze dost dobře kvantifikovat pomocí měřitelných veličin, proto je vhodné použít pouze stupnici. Zahrnutí rizika do rozhodování není předmětem řešení této studie, ačkoliv toto téma vyžaduje zvláštní kapitolu. Následující spíš okrajově uvedená kritéria lze obecně použít spíše pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů: §

míra energetické efektivnosti užití primárních zdrojů,

které obecně může nahradit nařízením vlády č. 195/2001 Sb. podporované kritérium §

podíl ztrát v rozvodech na výrobě.

Pro řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů jsou vhodná i následující kritéria: §

podíl domácích dodavatelů technologií a stavebních části,

§

podíl dovážených paliv,

§

“příspěvek“ k zápornému saldu obchodní bilance ČR z pohledu paliv (ročně),

§

“příspěvek“ k zápornému saldu obchodní bilance ČR z pohledu dodávek zařízení.

Následující kritéria propagovaná nařízením vlády č. 195/2001 Sb. se nezdají být z hlediska řešené úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) zcela relevantní. Většina z nich však není vhodná ani pro výběr vhodné varianty ÚEK, tedy pro úlohu Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů z důvodu jejich nízké vypovídací schopnosti. §

míra vyváženosti spotřebitelské poptávky s výrobními zdroji

§

míra spolehlivosti dodávky energií v celostátním měřítku

§

míra splnění požadavků na ochranu ovzduší a klimatu

§

míra dodržení mezinárodních dohod a závazků týkajících se energetiky a ŽP

5.3.3. STANOVENÍ VAH KRITÉRIÍ Klíčovým momentem u vícekriteriálního rozhodování je stanovení vah jednotlivých kritérií, což je v podstatě proces vyjádření preferenčních relací mezi jednotlivými kritérii a číselné vyjádření jejich relativní důležitosti. Čím větší je význam daného kritéria pro daného rozhodovatele, tím je jeho váha vyšší. V tomto případě, kdy jsou kritéria tříděna do skupin podle rozhodovatelů je možné stanovit váhy skupinám kritérií podle toho jaký význam je přiložen některému z výše jmenovaných subjektů. Zároveň je možné stanovit jakou váhu přiřazují příslušní rozhodovatelé jednotlivým kategoriím kritérií. Zřejmou nevýhodou, zejména pro hodnotící experty, se jeví relativní rozsah stromu kritérií, neboť většina skupin obsahuje i kritéria následně vzniklých podskupin (technická, ekonomická, sociální, ekologická, politická - strategická). V případě, že rozhodovatele zastupuje kolektivní orgán (v našem případě skupina expertů, obecně to však může být představenstvo, zastupitelstvo,...), je možné jednotlivým expertům přiřadit různé váhy. Pro precizní stanovení vah jednotlivých expertů lze analogicky použít modely pro stanovení vah kritérií. V teorii rozhodování lze nalézt pro stanovení vah celou řadu metod, které se liší jednak složitostí plynoucí z algoritmického základu jednotlivých metod a jednak náročností na typ informací pro stanovení vah, které je nutné získat od rozhodovatelů. Aby bylo možné srovnávat váhy souboru kritérií stanovených různými metodami jsou váhy zpravidla normovány tak, aby součet vah byl roven jedné. Matematicky lze tento


51


požadavek formulovat pomocí vektoru vah kritérií v, jehož složky musí být nezáporné a součet složek roven jedné. n r v = ( v1 , v2 ,..., vn ), ∑ vi = 1, vi ≥ 0 i =1

Rovnice 22: Vektor vah kritérií. kde: vi jsou váhy jednotlivých složek vektoru vah [případně %] Z nenormovaných vah získáme normované tak, že nenormované váhy vydělíme jejich součtem podle následujícího vztahu:

vi =

wi n

∑w i =1

i

Rovnice 23: Normované váhy kritérií. kde: vi wi

jsou normované váhy jednotlivých složek vektoru vah jsou nenormované váhy jednotlivých složek vektoru vah 5.3.3.1.

METODA POŘADÍ

Stanovení vah se provádí ve dvou krocích, v prvním se stanoví pořadí významnosti jednotlivých kritérií (preferenční uspořádání), a ve druhém se určí (nenormované) váhy kritérií podle vzájemného porovnání jejich významu od nejvýznamnějšího k nejnevýznamnějšímu. Stanovení pořadí lze provést přímo nebo v případě většího souboru kritérií po etapách. V případě přímého uspořádání stanoví rozhodovatel pořadí významnosti přímo od nejvýznamnějšího k nejnevýznamnějšímu kritériu. V případě většího souboru kritérií se přímé stanovení pořadí jeví jako obtížné, a proto se rozloží do několika etap. V každé etapě se potom určí nejvýznamnější a nejnevýznamnější kritérium, které se ze souboru vypustí, a postup se opakuje s redukovaným souborem kritérií. Nenormované váhy se stanoví přidělením bodů podle pořadí, nebo vzájemným porovnáním kritérií tak, že se poslednímu nejméně významnému přiřadí váha např. 1 a porovnává se kolikrát je předchozí kritérium významnější. Postup se opakuje až k nejvýznamnějšímu kritériu. Z nenormovaných vah se normované váhy stanoví podle Rovnice 23. 5.3.3.2.

METODA BODOVÉ STUPNICE

Ze zvolené stupnice přiřadí rozhodovatel každému kritériu určitý počet bodů podle významu kritéria. Stupnice může mít větší či menší rozlišovací schopnost. Z nenormovaných vah se normované váhy stanoví opět podle Rovnice 23 jako podíl příslušného bodového ohodnocení kritéria a součtu všech přidělených bodů. Principiálně obdobná je metoda alokace 100 bodů, kdy má rozhodovatel k dispozici 100 bodových jednotek, které může rozdělit mezi jednotlivá kritéria podle jejich významnosti. Z nenormovaných vah, které jsou opět určeny počtem bodů, se normované stanoví výše popsaným způsobem.


52


5.3.3.3.

METODA PÁROVÉHO SROVNÁNÍ

Tato metoda je velmi rozšířená, objevuje se ve více modifikacích a je pro ní charakteristické srovnávání preferenčních vztahů dvojic kritérií. Velkou výhodou pro rozhodovatele je, že porovnává pouze dvojice kritérií. Nejednodušší modifikace metody zjišťuje u každého kritéria pouze počet preferencí vzhledem k ostatním kritériím. Srovnání lze provádět pomocí pravé horní trojúhelníkové matice, kde v prvním sloupci a v prvním řádku jsou jednotlivá kritéria. V pravé horní části tabulky se potom podle preference jednoho kritéria před druhým zapisuje do matice 1 nebo 0. Ke každému kritériu se potom stanoví počet preferencí, který je roven součtu jednotek v řádku daného kritéria zvětšeného o počet nul ve sloupci tohoto kritéria. Normované váhy se stanoví podle počtu preferencí jednotlivých kritérií ze vztahu:

vi =

1 2

wi ⋅ n ⋅ (n − 1)

Rovnice 24: Normované váhy i-tého kritéria u metody párového srovnání. kde: vi jsou normované váhy jednotlivých složek vektoru vah wi je počet preferencí i-tého kritéria n je počet kritérií n(n-1)/2 je počet uskutečněných srovnání kritérií V případě, že je počet preferencí některého kritéria bude nulový, bude i podle výše uvedeného vztahu (viz Rovnice 24) jeho váha rovna nule, ačkoliv se nemusí jednat o bezvýznamné kritérium. V tomto případě pro stanovení nenormovaných vah lze použít následující vztah, který využívá pořadí kritéria v preferenčním uspořádání:

wi = n + 1 − pi Rovnice 25: Nenormované váhy i-tého kritéria u metody párového srovnání. kde: wi jsou nenormované váhy jednotlivých složek vektoru vah n je počet kritérií pi je pořadí i-tého kritéria v jeho preferenčním uspořádání Další možností grafického znázornění výše uvedené metody je tzv. Fullerův trojúhelník, kdy se vytvoří trojúhelníkové schéma s pevně očíslovanými kritérii, jehož dvojřádky tvoří dvojice pořadových čísel uspořádaných tak, že se každá dvojice kritérií vyskytne právě jedenkrát. U každé dvojice se zakroužkuje to z kritérií, které se považuje za důležitější. Váhy jednotlivých kritérií se určí jako počet zakroužkování daného kritéria děleno počtem všech párových srovnání. 5.3.3.4.

SAATYHO METODA KVANTITATIVNÍHO PÁROVÉHO SROVNÁNÍ

Metoda vychází z výše uvedené metody párového srovnání kritérií ki a kj, kde i<j, její první krok je proto analogický, stanoví se preferenční vztahy dvojic kritérií (někdy se používá zápis odpovídající preferenčnímu pořadí, není však nutný). Ve druhém kroku se kromě směru preference dvojic kritérií určuje i velikost preference určitým počtem bodů z následující Saatym doporučené stupnice opatřené deskriptory:


53


Počet bodů 1 3 5 7 9

Deskriptor Kritéria i a j jsou stejně významná (rovnocenná) První kritérium i je slabě významnější než druhé kritérium j První kritérium i je dosti významnější než druhé kritérium j První kritérium i je prokazatelně významnější než druhé kritérium j První kritérium i je absolutně významnější než druhé kritérium j

Tabulka 14: Saatyho doporučená bodová stupnice opatřená deskriptory. Pomocí hodnot 2, 4, 6, 8 lze vyjádřit mezistupně. Podobně jako v předchozím případě je výsledkem pravá horní trojúhelníková část matice velikosti preferencí S (Saatyho matice relativních důležitostí). V případě, že naopak druhé kritérium je významnější než prvé, bude sij rovno převrácené hodnotě počtu bodů tj. 1/3, 1/5, 1/7, 1/9. Její ostatní prvky (na diagonále a pod ní) lze získat dle vztahů:

sii = 1, ∀i = 1,..., n s ji =

1 , ∀i, j = 1,..., n sij

Rovnice 26: Předpisy pro prvky Saatyho matice. kde: sij jsou prvky Saatyho matice S n je počet kritérií Hodnoty sij Saatyho matice lze interpretovat jako odhad podílů vah jednotlivých kritérií vi a vj, které jsou předmětem hledání, tedy sij ≈ vi/vj. Váhy lze potom stanovit pomocí exaktních nebo aproximativních postupů, nejčastěji používanou metodou je aproximativní metoda geometrického průměru, která dává dobré odhady vah. Podrobnější popis ostatních metod a postupů viz např. [11]. 5.3.3.5.

METODA POSTUPNÉHO ROZVRHU VAH POMOCÍ STROMU KRITÉRIÍ

Metoda je vhodná v případech rozsáhlejšího souboru kritérií, kdy jejich počet přesahuje přibližně 10 a využívá stromu kritérií, tedy seskupení kritérií daného souboru do dílčích skupin např. podle věcné náplně nebo příbuznosti. Váhy se stanoví následujícím postupem: §

stanovení vah jednotlivých skupin, podskupin a kritérií, např. pomocí metod uvedených výše, tak aby váhy byly normovány, tj. jejich součet byl roven 1, pomocí stejné metody se postup opakuje až do nejnižší úrovně kritérií,

§

stanovení výsledných vah jednotlivých kritérií se provede pronásobením váhy kritéria v jeho skupině s váhou příslušné skupiny kritérií od nejnižší do nejvyšší úrovně.

Normování vah v jednotlivých skupinách zabezpečuje normovanost výsledných vah kritérií.

5.3.4. PŘEHLED A VÝBĚR VHODNÝCH KRITÉRIÍ Následující přehledná tabulka shrnuje a ukazuje, jak se mohou od sebe lišit hlediska různých rozhodovatelů a rozděluje kritéria podle rozhodovatelů.


54


Oblast kritérií Kritéria

technická

ekonomická

sociální

ekologická

Zkratka Jednotka

technická a systémová zabezpečenost dodávky TSZD spolehlivost dodávky SD zabezpečenost dodávky energie ZDE diskontovaný tok hotovosti NPV (DCF) NPV vnitřní výnosové procento projektu IRR IRR doba splacení vloženého kapitálu (počítaná s diskontem) Tspl Tspl (návratnost) prostá doba návratnosti Tn, doba splacení investice Tn minimální cena produkce energie cPEmin cPEmin měrné výrobní náklady na dodávku tepla a elektřiny LC (levelized costs) cena energie počítaná z pohledu konečného odběratele cE výhodnost rozložení plateb odběratele v čase VRP vyvolané a související náklady s hodnoceným projektem VSN počet nově vytvořených pracovních míst (příležitostí) PNPM využití zemědělského půdního fondu pro energetické účely VZPF uživatelský komfort UK snížení emisí pro tuhé látky, SO2, NOx, CO, CO2, CH4 SE (CO2) množství důlní vody MDV množství odpadní vody MOV plošné nároky na zábor půdy PNZP produkce tuhých odpadů TO

Důležitost

Subjekty rozhodování (Hlediska) R F OP OD X X X X X X X X X X X X X X X X

stupeň % stupeň CZK % rok

max. max. max. max. max. min.

S 1 X 2 2 1 X 3 X 3 X

rok CZK CZK

min. min. min.

3 X 2 X 3 X

min. min. min. max. max. max. max.

1 1 1 X 1 1 X 1 1 X

min. min. min. min.

2 2 1 2

X X X X

X X

max.

1 X

X

min. min.

3 1

X X

CZK stupeň CZK osoba % stupeň t/rok, kg/rok m3/rok m3/rok stupeň t/rok, kg/rok míra snížení ekologické zátěže MSEZ t/rok, kg/rok zásahy do ŽP (v průběhu stavby, oprav, provozu) ZŽP stupeň míra nevhodného zásahu do okolní přírody (zátěž při MNZŽP stupeň výstavbě elektrárny, zátěž budováním přípojky, změna vzhledu krajiny - názorově velmi individuální, stavba v CHKO - velmi komplikuje povolovací řízení), platí spíše pro


Typ

X X

X

OI X X X X X X

X X

X X

X X X

X X X

X X

X

X

X

X X X

55


strategická (politická)

VE, MVE, větší systémy PV, atd. spotřeba prvotních energetických zdrojů celkem

PEZ

GJ/rok

min.

3 X

podíl využití OEZ na PEZ míra diverzifikace zdrojů míra rizika

O/PEZ % Div stupeň Riz stupeň

max. max. min.

1 X 1 X 1 X

Tabulka 15: Příklad výběru kritérií do stromu kritérií. Pozn: S - systém, R - region, F - firma, OP - odběratel podnikatel, OD - odběratel domácnost, OI - odběratel instituce.


56


5.3.5. VÍCEKRITERIÁLNÍ HODNOCENÍ VARIANT Úlohy vícekriteriálního hodnocení variant neboli komplexního hodnocení alternativ jsou zadány konečnou množinou variant (alternativ) X={x1, x2, ..., xm} relativně malého rozsahu (desítky) a konečným souborem kritérií k1, ..., kn, které na množině X definují preferenční relace podle jednotlivých dílčích hledisek. Cílem je nalezení výsledného (komplexního, agregovaného,...) kritéria na základě dílčích kritérií, které umožňuje stanovit preference nebo alespoň vyloučit neefektivní varianty, v ideálním případě stanoví nejlepší variantu. Základním podkladem je potom matice H=[hij]mn, jejíž prvky jsou dílčí ohodnocení j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu (kde i=1,... n, a j=1,..., m) a výše uvedené preferenční relace na množině kritérií (váhy kritérií). Před vlastním hodnocením je účelné provést předběžnou analýzu souboru hodnot kritérií a souboru variant. Analýzou souboru kritérií se odstraní případné chyby ve vstupních datech úlohy a kritérií, podle nichž se scénáře vývoje liší velmi zanedbatelně. Analýzou souboru variant lze vyřadit z další analýzy ty varianty, které zahrnují některé ostatní varianty. Tzv. testem nedominovanosti jsou vyřazeny varianty, které jsou dominovány některou z ostatních variant. Dominovaná varianta je taková, pro kterou existuje v daném souboru variant varianta, která je alespoň podle jednoho kritéria lepší a podle žádného kritéria horší. To znamená, že cílem je dle principu dominace vytvoření souboru nedominovaných variant, mezi kterými neexistuje varianta, která by byla alespoň podle jednoho kritéria lepší a podle žádného kritéria horší než libovolná varianta souboru. Tedy v souboru variant existuje pro každou variantu jiná varianta, která je lepší alespoň v jednom kritériu hodnocení. Pro vícekriteriálního hodnocení variant existuje celá řada metod, které se dělí např. podle rozhodování za jistoty a nejistoty, podle druhu požadované preferenční relace, apod. Metody mají obecný charakter, který je nezávislý na obsahové náplni variant. Kromě kompenzační metody, která nevyžaduje stanovení vah kritérií, je velká část metod založena na principu stanovení vícekriteriální funkce užitku (hodnoty, ohodnocení, utility,...), který je obecně vhodnější pokud převažují kritéria kvantitativní povahy. Další skupinu tvoří metody založené na principu párového srovnání, kam patří například metody založené na prazích citlivosti, který je obecně vhodnější pokud převažují kritéria kvalitativní povahy. Pro hodnocení vlastními silami lze doporučit tzv. jednoduché metody stanovení užitku (hodnoty, ohodnocení, utility,...) variant, tzv. metody s kvantitativními vahami relativní důležitosti kritérií, či metody váženého součtu dílčích ohodnocení, které jsou založeny na předpokladu, že existuje možnost kvantitativně ohodnotit relativní důležitost kritérií normovanými vahami. Jedná se o skupinu metod, které vychází z jistého zjednodušení tzv. vícekriteriální funkce užitku za jistoty, a které stanoví celkové ohodnocení variant jako vážený součet dílčích ohodnocení vzhledem k jednotlivým kritériím v následujícím tvaru: n

H j = ∑ vi ⋅ hij i =1

Rovnice 27: Vážený součet dílčích ohodnocení j-té varianty. kde: Hj vi hij n m

je celkové ohodnocení j-té varianty je váha i-tého kritéria jsou dílčí ohodnocení j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu je počet kritérií je počet variant


57


V metodách váženého součtu se volí jako optimální ta varianta, pro kterou nabývá výše uvedená funkce maxima. Podmínkou využití těchto metod je relativní preferenční nezávislost jednotlivých kritérií, tj. výsledný užitek (hodnotu) lze získat jako součet dílčích užitků. Uspořádání variant je možné na základě srovnatelnosti kritérií, kterou lze u kvantitativních kritérií zajistit normováním a dalšími následujícími metodami: 5.3.5.1.

METODA LINEÁRNÍ DÍLČÍ FUNKCE UŽITKU

Tato metoda vychází z předpokladu, že odpovídající dílčí funkce užitku mají lineární tvar. Součástí výchozí analýzy bývá proto obvykle normování dílčích ohodnocení za účelem jejich vzájemné převoditelnosti. Předpisy se liší pro kritéria maximalizačního a minimalizačního typu. Vyšší hodnoty preferujeme u maximalizačních (výnosových, ziskových) kritérií, nižší naopak u minimalizačních (nákladových) kritérií.

hij =

f ij − min f ij , (max .) max f ij − min f ij

hij =

max f ij − f ij , (min .) max f ij − min f ij

∀i = 1,..., n; j = 1,..., m Rovnice 28: Předpisy pro normování dílčích ohodnocení. kde: fij jsou hodnoty i-tého kritéria pro j-tou variantu n je počet kritérií m je počet variant Normovaná ohodnocení nabývají hodnot v intervalu 〈0, 1〉, kde 0 je nejhorší hodnocení a 1 nejlepší4. Z jednodušších metod bývá tato obvykle označována jako dobrá aproximace ohodnocení plynoucího z funkce užitku, která respektuje možné nelinearity dílčích funkcí užitku. 5.3.5.2.

METODA BAZICKÉ VARIANTY

Jinou možností pro kvantitativní kritéria měřená v poměrové škále s přirozeným počátkem je transformace. V této metodě se všechny varianty porovnávají s vhodně zvolenou „bazickou“ variantou. Bazická varianta může být např. tvořena buď nejlepšími hodnotami kritérií z daného souboru nebo jejich cílovými (požadovanými) hodnotami. Dílčí hodnocení j-té varianty podle i-tého kritéria vypadá v prvním zmíněném případě potom takto:

hij =

f ij , (max .) max f ij

hij =

min f ij , (min .) f ij

∀i = 1,..., n; j = 1,..., m Rovnice 29: Předpisy pro normování dílčích ohodnocení. kde: fij

jsou hodnoty i-tého kritéria pro j-tou variantu

Definiční obor nemusí být nutně „nejlepší“ a „nejhorší“ z daného souboru variant, ale obecně nejlepší a nejhorší hodnoty z daného souboru kritérií pro daný rozhodovací problém (viz. např. metoda bazické varianty).

4


58


hij jsou dílčí ohodnocení j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu n je počet kritérií m je počet variant Metoda bazické varianty se doporučuje zejména v případě převahy kvantitativních kritérií, výsledky rozhodování jsou však ovlivněny volbou bazické varianty. Jednou z modifikací bazické varianty je metoda PATTERN, kde jako určitý základ hodnocení je brána varianta nejhorších hodnot kritérií. 5.3.5.3.

METODA VÁŽENÉHO SOUČTU POŘADÍ

U metody váženého součtu pořadí se dílčí ohodnocení variant hij stanoví podle pořadí variant vzhledem k jednotlivým kritériím:

hij = m + 1 − pij Rovnice 30: Dílčí ohodnocení j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu u metody váženého součtu pořadí. kde: pij je pořadí j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu n je počet kritérií m je počet variant nebo jsou jednotlivým variantám přiřazena pořadová čísla podle jednotlivých kritérií (nejvyšší pořadí m má nejlepší alternativa). Rovnocenné varianty podle jednotlivého kritéria dostávají tzv. sdružené pořadové číslo, které odpovídá jejich aritmetickému průměru jejich pořadových čísel. Pro konečný výběr se použije váženého součtu. Metoda je velmi hrubá, neboť dílčí ohodnocení variant vzhledem k jednotlivým kritériím je založeno pouze na pořadí. Je vhodná pro kvantitativní i kvalitativní kritéria, někdy se uvádí, že spíše kvalitativních.

5.3.6. URČENÍ ZPŮSOBU HODNOCENÍ Při vlastní volbě metody lze doporučit provedení důkladné analýzy konkrétní rozhodovací situace. Pro rozhodování v případě malého počtu alternativ postačí výše uvedené jednodušší metody. Výsledné preferenční uspořádání variant však závisí na dvou základních faktorech: §

volbě vah kritérií, které vyjadřují jejich relativní důležitost,

§

použité metodě vícekriteriálního hodnocení variant.

Proto lze doporučit použití i více metod hodnocení a ověření citlivosti preferenčního uspořádání variant na výše uvedené faktory. Velkou pozornost je nutné věnovat výběru kritérií hodnocení, zejména s ohledem na to, zda obsahuje všechna významná hlediska a faktory, které je potřeba vzít do úvahy. Kromě toho je potřeba mít na paměti existenci rizika a nejistoty. V tomto případě důsledky zvolené varianty rozhodování nemusí nabýt skutečných hodnot, které se předpokládaly, a rozhodování vede k metodám vícekriteriálního rozhodování v podmínkách rizika a nejistoty. Pro podrobnější vyhodnocení variant lze doporučit využití metod založených na párovém srovnávání variant. Z těchto metod lze zmínit například Saatyho metodu, která je analogická Saatyho metodě stanovení vah, anebo metody založené na stanovení prahů citlivosti. Jejich nejznámějšími představiteli jsou metoda stanovení mlhavé relace AGREPREF a modifikace metody ELECTRA I-IV. Nejčastěji používanými jsou potom zřejmě metody ELECTRA III a IV [9], [12]. Vzhledem k tomu, že vlastní proces vyhodnocování je poměrně složitá procedura, lze doporučit její zpracování provádět pomocí již hotového software nebo svěřit tento proces do rukou specializovaného pracoviště.


59


5.4. OBJEKT ROZHODOVÁNÍ, VARIANTY A JEJICH DŮSLEDKY Z obecného systémového hlediska, lze objekt rozhodování chápat jako systém (případně subsystém), u kterého byly stanoveny cíle systému, kterých se rozhodování týká. V konkrétním případě, např. při rozhodování ve firmě či organizaci, je objekt rozhodování zpravidla chápán jako oblast organizační jednotky, ve které byl stanoven cíl řešení a které se rozhodování týká. S tímto pojmem úzce souvisí pojem varianta řešení (varianta rozhodování) představující možný způsob jednání rozhodovatele, který má vést ke splnění stanovených cílů, a pojem důsledky, který lze chápat jako předpokládané dopady účinků variant. V případě řešení úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) lze objekt rozhodování považovat možnou variantu energetického zásobování určitého úseku energetického hospodářství pomocí OEZ (případně DEZ, či úspor). V případě řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů lze za objekt rozhodování považovat variantu komplexního zásobování energetického hospodářství daného regionu, kraje, města či obce. V obou případech je možné stanovit základní výtěžnost jednotlivých zdrojů, buď na základě hrubých klíčových čísel, nebo podrobné technické analýzy viz kapitola Příloha 1 - Tvorba variant, výběr vhodných technologií a lokalit . Postup kroků při tvorbě variant: §

průzkum podmínek vhodných pro aplikaci OEZ v daném území,

§

výběr vhodných konkrétních lokalit v závislosti na potřebné detailnosti členění (komunální x podnikatelský sektor, jednotlivé urbany, RD x činžovní domy x panelové domy, apod.),

§

výběr vhodných technologií,

§

stanovení investičních a provozních nákladů příslušných technologií,

§

stanovení roční výroby a stanovení příslušných korekčních součinitelů výroby

§

stanovení příslušných technických kritérií rozhodování.


60


OEZ

Technologie

Poznámka

fyzická Měrné inv. životnost

let Větrná energie VE 600 kW 4,8 - 4,9 m/s VE 600 kW ve farmě 10 ks 5,0 - 5,9 m/s VE 600 kW ve farmě 10 ks nad 6 m/s Vodní energie MVE do 100 kW MVE nad 100 kW Sluneční energie systémy s kap. kolektory do 10 m2 systémy s kap. kolektory nad 10 m2

Tepelná čerpadla Biomasa

PV články - autonomní do 50 kW nad 50 kW kotle do 100 kW kotle 100 kW - 300 kW kotle od 300 kW do 1 MW Kotelna nad 1MW

kotle od 300 kW do 1 MW

kogenerace na bioplyn Spalování odpadů

20,0 20,0

h

Měrná Měrná spotř. Elektrická spotř el en. paliva účinnost

GJpal./GJv GJpal./GJvyr yr. . 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Tepelná účinnost

Současné využití (1997)

PJ/rok

Využitelný potenciál 2010 (výroba) PJ/rok

Cena paliva

Kč/GJ

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0334 0,0000 0,0000 0,2344 2,1092

0,6012 2,6316 0,4788 0,5656 5,0900

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 Kč/kWinst 0,0 0,0 0,0 0,0

0,0 0,0

0,0864 0,0576

3,4212 2,2808

0,0 0,0

0,0 3,0

0,0864 0,0250

0,0864 2,6880

0,0 el.

0,0 1,4 1,3 1,3 1,3

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

3,0 0,7 0,8 0,8 0,8

0,0063 4,8780 0,7630 0,5663 0,8945

0,6720 13,1400 2,1900 2,1900 3,2850

el. 40,0 42,0 45,0 45,0

0,15

0,34

0,0

2,1500

45,0

0,0 0,0

146,5 65,0 150,0 220,0 500,0

3 450,0 2 650,0 3 100,0 2 650,0 3 250,0

0,3 0,0 0,0 0,0 0,0

426,0

6 000,0

0,0

136,0

2 650,0

0,0

1,3

0,0

0,8

0,1000

5,5200

48,0

7 200,0

550,0

3 250,0

0,0

1,2

0,0

0,9

0,1000

7,5900

45,0

7 000,0

136,0 540,0

2 650,0 3 250,0

0,0 0,0

1,3 1,3

0,0 0,0

0,8 0,8

0,0000 0,0000

2,4000 3,6000

85,0 75,0

20,0

42 156,2

2 446,0

5 495,6

0,0

1,9

0,33

0,54

0,0

30,0

17 080,0

1 281,0

5 800,0

0,0

0,14

0,56

-12,0

15,0 15,0 15,0

19 000,0 24 000,0 18 000,0

440,0 675,0 825,0

2 200,0 4 500,0 5 500,0

0,00 0,00 0,00

0,27 0,33 0,33

0,53 0,54 0,55

30,0

20,0 energetické rostliny 20,0 bioplyn

Roční využití

38000 350 1 600,0 35250 228 2 000,0 35250 228 2 400,0 45 000,0 375,0 4 400,0 55 000,0 100,0 4 700,0 Kč/m2 Kč/m2 kWh/m2 16 250,0 82,9 450,0 0,0 15 890,0 29,0 450,0 0,0 Kč/kWinst Kč/kWinst kWh/kWinst Kč/kWinst 316 386,8 4 717,0 1 316,0 0,0 25 000,0 200,0 2 800,0 0,3

8 823,0

obilná a řepková sláma

spalovna TKO s kogenerací, kap. 100 tis. t ročně

malá kogenerace KJ 0-100 kWe KJ 100-500 kWe KJ 500 - 1000 kWe

20 20 20 45 45

15,0 20 000,0 odpadní a palivové dřevo 20,0 1 600,0 15,0 3 250,0 20,0 6 000,0

výtopna nad 1MW kotle od 300 kW do 1 MW výtopna nad 1MW

Kč/kWinst Kč/kWinst

20,0 15,0

Teplárna s parní kogenerací dřevo, sláma na biomasu

Měrné prov.

3,71 1,85 1,81

0,2304 1,1520 0,9160

2,7648 13,8240 11,0592

ZP ZP ZP

Tabulka 16: Příklad stanovení variant u případové studie pro ÚEK regionu Karlovarsko.


61

EkoWATT Středisko pro obnovitelné zdroje a úspory energie The Renewable and Energy Efficiency Center

5.5. STAVY SVĚTA Obecně lze chápat jako budoucí vzájemně se vylučující situace, které mohou nastat po realizaci varianty rozhodování a které ovlivňují důsledky této varianty vzhledem k některým kritériím hodnocení. Po výběru vhodné varianty lze v případě řešení úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) považovat za výsledný stav světa zásobování určitého úseku energetického hospodářství pomocí OEZ (případně DEZ, či úspor). V případě řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů lze za výsledný stav světa považovat komplexní zásobování energetického hospodářství daného regionu, kraje, města či obce.

6. SHRNUTÍ A ZHODNOCENÍ VÝSLEDKŮ, ZÁVĚRY PRO PRAXI 6.1. ZÁVĚRY PRÁCE Úlohu stanovení Analýzy dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ nelze zcela oddělit od stěžejní úlohy ÚEK, kterou je Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů, neboť spolu do značné míry souvisí. Proto lze doporučit tyto úlohy řešit společně a zároveň. Kromě toho lze odvozenou a diskutovanou metodiku použít i pro tento účel. V řešení se změní pouze složení jednotlivých kritérií a jejich skupin. Jako vodítko pro sestavení stromu kritérií byly v práci byly použity zákonné normy, zejména nařízení vlády č. 195/2001 Sb. a zákon 406/2000 Sb., což jsou zatím nejkonkrétnější dostupné dokumenty. Rozbor však ukázal určitou možnost konfliktu při hodnocení z různých hledisek, který je již naznačen v kapitole 5.3.1, kdy při řešení úlohy za normálních okolností může dojít k situaci, že hlediska některých skupin rozhodovatelů jsou natolik rozdílná, že průnikem se stane nakonec prázdná množina. Jako příklad byla uvedena klasická situace, kdy ze systémového hlediska (státu) vítězí varianta velmi ekologická, kterou však nemá kdo realizovat, neboť je pro hledisko podnikatele nepřijatelná. Proto byl pro vlastní výpočet doporučen nakonec strom kritérií založený podle typů rozhodovatelů. Podrobnou analýzou rozhodovací situace se ukázalo, že některá kritéria hodnocení propagovaná nařízením vlády č. 195/2001 Sb. se nezdají být z hlediska úlohy řešené úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) a úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů (výběr vhodné varianty ÚEK) zcela relevantní z důvodu jejich nízké vypovídací schopnosti resp. z důvodu, že chybí základní jednoznačně definovaný cíl úlohy včetně vazby na konkrétní souvislosti trhů s jednotlivými formami energie. Členění kritérií dle nařízení vlády č. 195/2001 Sb. není zcela konzistentní také proto, že zákonná norma ve snaze o maximální univerzalitu spojuje rozhodování jednak ohledně věcné náplně a jednak několika subjektů rozhodování najednou, proto vzniká podobný problém se stanovením vah (a definicí kritérií jako takových), jako např. u věcného třídění kritérií. Jako příklad je možné uvést úlohu rozbor možných zdrojů a způsobu nakládání s energií (viz Tabulka 3), která obsahuje zhodnocení dodržení závazné části ÚP vzhledem k ÚEK a při hodnocení využitelnosti OEZ nařízení vlády č. 195/2001 Sb. preferuje regionální a místní cíle a snížení ekologické zátěže. Rozpor je patrný zejména v tom, že za obecný standard cílů nařízení vlády č. 195/2001 Sb. považuje podle příslušného rozdělení: §

technickou proveditelnost, maximální energetický efekt

§

maximální ekonomický efekt


62


§

maximální sociální efekt

§

maximální ekologický efekt

§

maximální politický (strategický) efekt

Přitom zejména u skupiny ekonomických kritérií není zřejmé koho, resp. kterého rozhodovatele, se příslušný efekt týká. Paradoxně tak může dojít k vyhodnocení sice ideální varianty, která však nebude realizována, neboť systémové podmínky ji nepodporují. Ze systémového hlediska lze diskutovat přístup k řešení problému z pohledu různých cílů (jiný cíl má energetická politika státu a jiný cíl mají občané - lidé). Ze systémového hlediska lze například za hlavní cíl považovat zvyšování konkurenceschopnosti v ekonomice. Oproti tomu je např. vytváření nových pracovních příležitostí v energetice kontraproduktivní, neboť vede k poklesu produktivity práce, a tím brzdí konkurenceschopnost v ekonomice. Cílem této práce bylo mj. umožnit objektivní kompromis podložený seriózní analýzou pro aplikaci a další rozvoj OEZ, jinými slovy umožnit kompromis mezi přáním a možnou skutečností. Současná legislativa se otázkou tvorby ÚEK bude v brzké době jistě i nadále zabývat, neboť v tomto ohledu se současné výše zmíněné legislativní nástroje jeví jako nekoherentní. Pro rozhodovatele typu stát je velmi užitečné si dobře rozmyslet především cíle svého rozhodování a uvědomit skutečnost, že je nutné nastavit systémové nástroje tak, aby stavy světa mohly tyto stanovené cíle naplnit.

6.2. SHRNUTÍ, PŘÍNOSY A PRAKTICKÉ VYUŽITÍ Přínosy a praktické využití řešené problematiky spočívá v tom, že byly vytvořeny praktické nástroje a pomůcky pro řešení několika úloh z oblasti ÚEK s ohledem na aplikaci OEZ. Byla odvozena relativně ucelená metodika pro řešení úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ) a úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů (výběr vhodné varianty ÚEK) pomocí metod vícekriteriálního hodnocení variant. Vlastní výpočetní řešení ÚEK se provádí v současné době pomocí zmíněných počítačových modelů. Odvozená metodika umožní vytvoření a zapracování souboru jiných než ekonomických kritérií do těchto matematických modelů. Tím umožní stanovit scénáře možného vývoje ÚEK mnohem realističtěji než tomu bylo dosud. Uvedenou metodiku lze ve spojení se studií [4] využít i pro úpravu současné legislativy, zejména výše uvedeného nařízení vlády č. 195/2001 Sb. a zákona 406/2000 Sb. Kromě toho lze pomocí těchto nástrojů připravit jakýsi ekvivalent vyhlášky č. 150/2001 Sb., kterou se stanoví minimální účinnost užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie, pro jednotlivé OEZ, neboť se kvalita těchto technologií velmi liší a na trhu lze postrádat zákonný etalon, který mohou výrobci, montážní firmy a zákazník využít.

6.3. KDE JE POKRAČOVÁNÍ, DOPORUČENÍ PRO DALŠÍ VÝZKUM A ROZVOJ DISCIPLÍNY Přímá souvislost stanovení potenciálu, zejména tzv. využitelného potenciálu, s poptávkou po energetických zdrojích a z toho plynoucí vztahy mezi poptávkou a nabídkou energetických zdrojů, otevírá možnosti definice potenciálů zdrojů volbou vhodných kritérií a pomocí metod vícekriteriálního rozhodování. Možností pro další výzkum je vytvoření metodiky pro stanovení využitelného potenciálu OEZ nebo potažmo pro stanovení nabídky OEZ pomocí metod vícekriteriálního hodnocení variant. Otázkou je, zda-li pro tuto úlohu není vhodnější použití metody VLP, tzn. omezení vnějšími podmínkami. Teprve potom pro úlohu výběru variant by byla vhodná aplikace metod VHV. Výběr potenciálů je vlastně do jisté míry úloha VLP, neboť již v definicích potenciálů (uvedených výše) je úloha formulována jako stanovení maximálního potenciálu, který je postupně snižován omezujícími podmínkami.


63


Metodika zpracovaná v této studii je maximálně zjednodušující, aby byla použitelná jednoznačně a názorně pro praktické využití. Jedná se o otázku formulace úlohy, úloha se zřejmě zjednoduší pokud ji lze naformulovat pomocí jasně volených variant a při použití řešení pomocí VHV. Jednou z možných aplikací metod VHV v úloze stanovení potenciálů OEZ je možnost stanovení potenciálů a jejich rozdělení podle rozhodovatelů. Při tvorbě potenciálů pro ÚEK může potom stanovení potenciálů vypadat následovně: 1. krok - výběr rozhodovatelů v lokalitě,=> 2. krok - výběr kritérií, 3. krok - výběr vhodných zdrojů, 4. krok - výběr vhodných variant a stanovení potenciálů, stanovení pokrytí poptávky pomocí nabídky určitých technologií => např. potenciál nabídkový. Identicky lze sestavit např. potenciál poptávkový, apod. Stanovení potenciálu OEZ bez konkrétní poptávky je jinak nepřesné a zavádějící.


64


7. PŘÍLOHA 1 - TVORBA VARIANT, VÝBĚR VHODNÝCH TECHNOLOGIÍ A LOKALIT Následující část, která vznikla ze studie Metody hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OEZ [4], je věnována výběru vhodných technologií a volbě lokalit pro využití OEZ. Pomocí následujících metod lze zformulovat jednotlivé varianty pro řešení úlohy Analýza dostupnosti a hodnocení využitelnosti OEZ (volba vhodného zastoupení OEZ). Stejné metody lze samozřejmě použít pro volbu vhodného zastoupení OEZ i při řešení úlohy Zabezpečení energetických potřeb územních obvodů.

7.1. ENERGIE SLUNCE 7.1.1. FOTO-TERMÁLNÍ PŘEMĚNA, KRÁTKODOBÁ AKUMULACE Většinou jsou tyto technologie v provedení bez řízeného směrování ploch pro umístění solárních tepelných jímačů (kolektorů). Důležité jsou následující vstupní údaje: §

počet hodin slunečního svitu,

§

intenzita slunečního záření, která se mění podle znečištění atmosféry (město, venkov, hory),

§

chod ročních venkovních teplot, větru či jiných nepříznivých meteorologických jevů, zejména námrazy, ty určují tepelné ztráty kolektorů,

§

orientace na jih, pro stacionární systémy je ideální přímá, případně s mírným odklonem max. ±45°,

§

sklon jímacích ploch, pro celoroční provoz se jeví jako optimální umístění jímacích ploch teplovodních kolektorů se sklonem 30 – 45° vzhledem k vodorovné rovině, při preferenci zimního provozu (např. když v létě je tepla nadbytek) je výhodnější sklon 60 – 90°,

§

množství stínících překážek, ideální je celodenní osvit Sluncem,

§

délka potrubních rozvodů, u foto-termální přeměny mají vliv na tepelné ztráty v systému,

§

možnost umístění vhodné technologie §

únosnost střechy,

§

vybavenost elektrickými zásobníky na přípravu TUV, u kapalinových kolektorů je pro instalaci pozitivní, neboť se snižují náklady na instalaci a zvyšuje naděje na ekonomickou úspěšnost instalovaného systému (zvyšuje se pravděpodobnost, že instalace bude provedena),

§

rozložení spotřeby tepla, optimální je pokud kopíruje roční průběh sum slunečního záření, např. pro instalace jsou vhodnější zejména rodinné domky, naproti tomu školy se jeví jako nevhodné, protože v době nejvyššího slunečního svitu bývají většinou nevyužívané.

Z výše uvedených parametrů je možné pro posouzení vhodnosti lokality stanovit: §

množství vyrobené energie na jednotkovou plochu solárního jímače, případně

§

množství vyrobené energie za rok z celého systému.

Pro odhad výroby energie v průměrných solárních zařízeních v podmínkách ČR lze jako vodítko vzít údaj cca 380 - 420 kWh/m2 kolektorové plochy za rok. Na základě množství vyrobené energie na jednotkovou plochu solárního jímače je možné případně stanovit procentní úbytek zachycené energie vlivem odklonu od ideální horizontální a vertikální osy a je možné stanovit ideální sklon (pro daný případ), případně energetickoekonomickou efektivitu pomocí optimalizačního výpočtu závislého i na rozložení spotřeby tepla,


65


případně ceně zařízení, chodu ročních teplot a počtu hodin slunečního svitu. Toto je jedna z možností vhodných pro další výzkumu. Pro podrobnější výpočty existují již počítačové programy, např. firemní program Helios (Thermosolar, Žiar n. Hronom).

7.1.2. FOTO-TERMÁLNÍ PŘEMĚNA, PASIVNÍ SOLÁRNÍ PRVKY V případě využití pasivních solárních prvků pro přitápění (vytápění) budov je potřeba sledovat zejména: §

Optimální využití jižní strany budovy, jež musí být osluněná (bez stínících překážek), měla by mít co největší plochu, severní stěna by měla mít nejmenší plochu. Prvky pasivní solární architektury se umísťují na jižní stěnu, u jednodušších systémů to jsou např. velká okna pro zachycení solárního záření, u dokonalejších systémů je celá jižní stěna prosklená a za ní je teprve vlastní nosná a akumulační stěna s okny do místností, dveřmi, větracími kanály a pod. U všech systémů je potřeba dávat pozor na vznik tepelné zátěže a je nutné zabezpečit akumulaci takto získaného tepla - obvykle do stavební konstrukce nebo zabezpečit odvod teplého vzduchu do ostatních místností. Je nutné zabezpečit zejména v letních měsících odvětrání jižních místností v budově a také zabezpečit systém clonění velkých prosklených ploch z důvodu možného přehřívání budovy. V ideálním případě lze využít přebytky tepla pro ohřev TUV (bazénu).

§

Jižní stěna, prosklené plochy a další prvky musí být zkonstruovány tak, aby se zamezilo úniku tepla vedením a sáláním v době minima slunečního svitu (např. v zimně v noci).

U tohoto způsobu využití sluneční energie se velmi obtížně stanoví roční příspěvek.

7.1.3. FOTO-ELEKTRICKÁ PŘEMĚNA SLUNEČNÍ ENERGIE U fotoelektrického využití slunečního záření v zastavěných plochách se definuje dle literatury [8] několik kategorií nižších potenciálů. Potenciál místa je oproti teoretickému potenciálu snížen o plochy, které nelze použít pro jímání sluneční energie, počítá však stále i s plochami, které nejsou vůči slunečním paprskům optimálně orientovány. Podle literatury [8] a (Elektrizitätswirtschaft, Jg. 94, Heft 7) je pro ploché sluneční kolektory na jímání tepelného slunečního záření potenciál místa vyšší než pro fotoelektrické články, pro které lze použít hrubý odhad 8,6% dané výchozí plochy. Stanovení potenciálu místa vyžaduje rozbor konkrétní zastavěné plochy. Teoretický potenciál výroby elektřiny, je v [8] omezen na místa, kde lze fotoelektrické články instalovat s ohledem na optimální orientaci ploch ke slunečnímu záření. Oproti potenciálu místa je nižší o cca 16,3%, pro jeho odhad lze tedy použít odhad 7,2% zastavěné plochy sídel. Technický potenciál výroby elektřiny je omezen na plochy, kde lze fotoelektrické systémy instalovat s ohledem na stav sítě, možnosti připojení, atd. Pro takové odhady se používá hodnota roční sumy globálního záření (průměr pro celou Českou republiku např. 1 081 kWh/m2). Podle údajů firmy Solartec lze použít následující klíčová čísla pro odhad výroby elektrické energie. Jeden m2 solárního modulu s monokrystalickými články má výkon 110 WP (špičkový výkon) při standardním osvětlení 1000 Wm-2 a slunečním spektru AM 1,5. Ze solárního panelu s touto plochou je možné během jednoho roku získat až 70 – 100 kWh elektrické energie. Měsíc 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Rok [Wh] Energie [Wh/den] 80 138 213 302 383 390 408 360 265 179 83 60 87237 tabulka 17: Průměrné hodnoty elektrické energie [Wh/den], kterou lze získat ke spotřebě během jednoho dne ze solárního panelu s výkonem 110 WP dle měsíců. Z výše uvedeného plyne, že z jednoho kW instalovaného výkonu lze získat 636 - 909 kWh elektřiny ročně. Horní mez odhadu však platí pro mimořádně slunná území a systémy s vyšší účinností.


66


Ekonomický potenciál výroby elektřiny je možné využít za současných ekonomických podmínek při srovnatelných výrobních nákladech na získanou elektřinu. Největší překážkou v ČR jsou zatím vysoké pořizovací náklady a u systémů připojených na síť nízké výkupní ceny elektrické energie prodávané do sítě. Základní přehled investičních nákladů fotovoltaických systémů z roku 2000 (platí dosud) je: •

grid - off 30 - 45 000.- Kč/m2, (270 - 400 Kč/W p)

•

grid - on 23 - 35 000.- Kč/m2, (200 - 350 Kč/W p)

7.2. ENERGIE VĚTRU Moderní větrné elektrárny mají rozběhovou rychlost větru pro rozběh kolem 4 m/s. Pro zvýšení výroby jsou některé elektrárny vybaveny dvěma generátory (nebo jedním s dvojím vinutím). Při nízké rychlosti větru běží menší generátor, při vyšší rychlosti větru se přepne na větší generátor. Startovací rychlost pro snížený výkon je potom kolem 2,5 m/s. Aby se větrná elektrárna dostala z rozběhové části výkonové křivky do výrobní, musí být rychlost větru vyšší než startovací (záleží na typu a parametrech elektrárny). Ačkoliv údaje z meteorologických měření jsou do jisté míry zatíženy chybami, je možné s ohledem na příliš nízkou výrobu vyloučit jako vhodné oblasti, kde jsou měřené průměrné rychlosti nižší než 3,5 m/s při měření v klimatických termínech a 4 m/s při přesnějším kontinuálním měření. V případě vnitrozemských oblastí, tedy v podmínkách ČR, jsou příhodné lokality téměř výhradně ve vyšších nadmořských výškách, obvykle nad 500 - 600 m n.m. V nižších nadmořských výškách je roční průměrná rychlost větru nízká (kolem 2 až 4 m/s). K ohodnocení konkrétní lokality je nejvhodnější stanovení distribuční charakteristiky rychlosti větru. Ideální je alespoň roční měření porovnané s dlouhodobými údaji na blízkých meteorologických stanicích. Je dobré si uvědomit, že jednotlivé roky se od sebe mohou svou průměrnou rychlostí větru i značně lišit. Z výše uvedeného vyplývá, že důležité jsou následující vstupní údaje: §

měřené průměrné rychlosti při měření v klimatických termínech z meteorologických stanic nebo průměrné rychlosti při přesnějším alespoň ročním kontinuálním měření, včetně četnosti směru,

§

množství a parametry překážek, které způsobují turbulenci a brání laminárnímu proudění větru (porosty, stromy, stavby, budovy),

§

chod ročních venkovních teplot, či jiných nepříznivých meteorologických jevů, zejména námrazy, určují způsob provozu větrných elektráren a poukazují na možná rizika odstávky,

§

nadmořská výška,

§

možnost umístění vhodné technologie: §

únosnost podloží, kvalita podkladu a seismická situace, geologické podmínky pro základy,

§

dostupnost lokality pro těžké mechanismy, případně vhodnost pro vybudování potřebné zpevněné komunikace,

§

vzdálenost od přípojky Vn nebo VVn s dostatečnou kapacitou,

§

vzdálenost od obydlí, která by měla být dostatečná kvůli minimalizaci možného rušení obyvatel hlukem (Podle hygienických předpisů MZ ČR, vyhl. 13/1977 je nejvyšší přípustná hladina hluku ve venkovním prostoru na obytném území příměstském u menších sídelních útvarů ve dne 50 dB a v noci 40 dB. Podmínka je většinou splněna při vzdálenosti 200 m od obydlí.),


67


§

míra zásahu do okolní přírody - zátěž při výstavbě elektrárny, zátěž budováním přípojky, zásah do vzhled krajiny (Umístění lokality v CHKO velmi komplikuje povolovací řízení.),

§

majetkoprávní vztahy ohledně pozemku, postoj místních úřadů, vlastnictví či dlouhodobý pronájem pozemků (Tyto parametry mají vliv na rizika projektu.).

Z výše uvedených parametrů je možné stanovit množství vyrobené energie, případně procentní úbytek vyrobené energie vlivem chodu ročních teplot, trvání námrazy nebo vlivem malé či vysoké rychlosti větru.

7.2.1. VÝPOČET POTENCIÁLU VĚTRNÉ ENERGIE Pro účely ÚEK jsou např. postačující podmínky pro výběr lokality: §

minimální průměrná roční rychlost větru vyšší než 5 m/s (měřeno v 10 m nad povrchem),

§

minimální nadmořská výška lokality 500 m.n.m.

Množství vyrobené energie závisí na průměrné rychlosti větru a rozdělení četnosti rychlostí větru a na výkonové křivce elektrárny. Podle mapových podkladů nejlépe v přesné mapě 1:50 000 je potřeba vytipovat a zakreslit možné lokality na základě výše uvedených kritérií. Po zakreslení respektující předepsané vzdálenosti mezi jednotlivými elektrárnami (většinou se volí 10 x průměr rotoru) je možné odečíst geografické souřadnice včetně nadmořské výšky. Každou lokalitu lze potom vyhodnotit počítačovým programem VAS, který na základě údajů nejbližších meteorologických stanic modeluje rychlosti větru a množství vyrobené energie na zadané lokalitě.

7.3. ENERGIE BIOMASY Pro stanovení využitelného potenciálu biomasy neexistuje jednotná metodika včetně možných zdrojů dat. Aby bylo možné stanovit potenciál využití biomasy (a eventuelně i kapalných a plynných biopaliv) opravdu komplexně, je třeba shromáždit celou řadu velmi různorodých a více či méně přesných dat. Mezi tato data patří: §

struktura využití půdy,

§

plochy orné půdy,

§

struktura pěstovaných plodin na orné půdě,

§

průměrné hektarové výnosy,

§

struktura a intenzita živočišné výroby (stavy hosp. zvířat),

§

struktura lesních ploch,

§

objemy těžby dřeva,

§

objemy zpracování dřeva,

§

produkce palivového a odpadního dřeva,

§

objemy produkce dřevozpracujících podniků.

Pro stanovení energetického potenciálu biomasy v daném regionu je nejdůležitější stanovení možností využití biomasy v následujících kategoriích: 1. Biomasa odpadní: §

Rostlinné odpady ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny - řepková a kukuřičná sláma, obilná sláma, seno a zbytky po likvidaci křovin a náletových dřevin, odpady ze sadů a vinic, odpady z údržby zeleně a travnatých ploch.


68


§

Lesní odpady (dendromasa) - po těžbě dříví zůstává v lese určitá část stromové hmoty nevyužita (pařezy, kořeny, kůra, vršky stromů, větve, šišky a vyprodukovaná dendromasa z prvních probírek a prořezávek). Jedná se o zásahy a opatření z pěstitelského hlediska nezbytné, ale neposkytující tržní sortiment. Potenciál produkce lesních dřevin tak není využíván. Množství dřevního odpadu z okolních lesů z probírek a odpad při těžbě je nutné ověřit. Čísla se značně liší a v mnoha případech se ukazuje, že veškerý potenciál je již využit jako deputátní, zejména v lesích zvláštního určení, kde je rozsah probírek značně omezen.

§

Organické odpady z průmyslových výrob - spalitelné odpady z dřevařských provozoven (odřezky, piliny, hobliny, kůra), ale i odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce (cukrovary), odpady z jatek, mlékáren, lihovarů, konzerváren.

§

Odpady ze živočišné výroby - hnůj, kejda, zbytky krmiv, odpady z přidružených zpracovatelských kapacit.

§

Komunální organické odpady (kaly, organický TKO).

2. Biomasa záměrně produkovaná k energetickým účelům: Energetické plodiny Lignocelulózové

Olejnaté Škrobno-cukernaté

Druhy energetických plodin Dřeviny (vrby, topoly, olše, akáty,...) Obiloviny (celé rostliny) Travní porosty (sloní tráva, chrastice, trvalé travní porosty,...) Ostatní rostliny (konopí seté, čirok, křídlatka,šťovík krmný, sléz topolovka,...) Řepka olejná, slunečnice, len, dýně na semeno... Brambory, cukrová řepa, obilí (zrno), topinambur, cukrová třtina, kukuřice,...

Tabulka 18: Energetické plodiny.

7.3.1. PRODUKČNÍ PODMÍNKY ZÁJMOVÉHO ÚZEMÍ Pro hodnocení produkční schopnosti jednotlivých regionů slouží bonitace zemědělského půdního fondu. Základní oceňovací a mapovací jednotkou je BPEJ - bonitovaná půdně ekologická jednotka, která je určena pětimístným kódem. Příklad 3 01 00, první místo je pro klimatický region - KR, druhé a třetí místo je pro hlavní půdní jednotku - HPJ, ze čtvrtého místa vyčteme svažitost a expozici vůči světovým stranám a z pátého místa určíme skeletovitost a hloubku půdního profilu. Uvedené základní charakteristiky jsou výchozí základnou pro produkční odezvu v daných stanovištních podmínkách, pro vymezení tříd ochrany půd, pro oceňování půd a v neposlední řadě pro fiskální účely. V hodnocení produkční schopnosti plodin a dřevin pro energetické účely v zájmovém území vycházíme z bonitace půd a úvodem je předložena tabulka klimatických regionů v České republice.


69


Kód regionu 0 VT 1 T1 2 T2 3 T3 4 MT1 5 MT2 6 MT3 7 MT4 8 MCH 9 CH

Průměrná roční teplota [0C] Průměrný roční úhrn srážek [mm] 9 - 10 8-9 8-9 (7) 8 - 9 7 - 8,5 7-8 7,5 - 8,5 6-7 5-6 5

500 - 600 do 500 500 - 600 550 - 650 (700) 450 - 550 550 - 650 (700) 700 - 900 650 - 750 700 - 800 800

Tabulka 19: Charakteristika klimatických regionů ČR. [34]


70


7.3.2. VHODNÉ TECHNOLOGIE VYUŽITELNÉ V

LOKALITĚ

Pro stanovení výroby je nutnou podmínkou znalost použitelných technologií. Nejčastěji používané jsou technologie spalování. Zdroj tepla Palivo Účinnost dopravy Účinnost výroby Účinnost Účinnost Účinnost dopravy energie paliv a energie [%] paliv a energie [%] výroby nositele tepla [%] spotřebiče tepla [%] tepla [%] Kamna na tuhá paliva černé uhlí 0,95-0,98 0,6 černouh. brik. 0,95-0,98 0,95 0,7 hnědouh. 0,95-0,98 0,85 0,55-0,65 brik. koks 0,95-0,98 0,82 0,65-0,75 dřevo 0,95-0,98 0,99 0,7 polena 0,98-0,99 0,6-0,7 Kamna na kapalná LTO, nafta paliva Plynová otopná tělesa svítiplyn 0,92 0,52 0,70-0,82 zemní plyn 0,9 0,70-0,82 El. otopná tělesa el. energie z 0,87-0,96 0,30-0,35 0,98 kondenz. elektr. Domovní kotelny hnědé uhlí 0,60-0,65 0,96-0,98 černé uhlí 0,95-0,98 0,63-0,70 0,96-0,98 koks 0,65-0,75 0,96-0,98 svítiplyn 0,92 0,52 0,85-0,92 0,96-0,98 zemní plyn 0,9 0,85-0,92 0,96-0,98 kapalná 0,97-0,99 0,80-0,85 0,96-0,98 paliva Výtopna hnědé uhlí 0,95-0,98 0,70-0,75 0,90-0,95 0,96-0,98 černé uhlí 0,95-0,98 0,72-0,77 0,90-0,95 0,96-0,98 zemní plyn 0,9 0,85-0,92 0,90-0,95 0,96-0,98 kapalná 0,98-0,99 0,80-0,85 0,90-0,95 0,96-0,98 paliva dřevo 0,95-0,99 0,95 0,80-0,85 0,90-0,95 0,96-0,98 štěpka

Účinnost celková [%] 0,57-0,68 0,54-0,64 0,44-0,54 0,52-0,62 0,66-0,68 0,59-0,69 0,33-0,4 0,63-0,74 0,26-0,33

0,55-0,64 0,62-0,74 0,66-0,76 0,69-0,76 0,62-0,74 0,57-0,69 0,59-0,71 0,66-0,77 0,68-0,79 0,62-0,74

Tabulka 20: Přehled technologií různých typů vytápěcích systémů.


71


7.4. ENERGIE VODY Rozhodujícími ukazateli pro využití hydro-energetického potenciálu jsou dva základní parametry - využitelný spád a průtočné množství vody v daném profilu, který chceme využít.


LOKALITĚ

Pokud chceme provést odhad co nejpřesněji, je pro výstavbu MVE je potřeba stanovit turbíny, které jsou pro dané lokality vhodné. V ČR je celá řada kvalitních dodavatelských firem, které jsou schopné na klíč zabezpečit nejen dodávku vhodné turbíny, ale i ostatních částí, nebo dodávku „na klíč“ celé MVE. Výběr nejznámějších firem je v literatuře [25]. Dalšími nezbytnými kroky je: a) zmapování stávajících vodních děl Např. na základě údajů rozvodných podniků, které evidují funkční MVE viz kapitole 7.3 studie [4]. Odtud lze získat výrobu z MVE v lokalitě. b) vytipování zbylých využitelných lokalit Lokality pro využití energie vody jsou v ČR celkem dobře zmapované. Pro odhad ještě využitelného potenciálu lze použít např. studii Výzkumná zpráva č. 12 02 1 120 , zpracovaná v rámci státní úlohy "Komplexní rozvoj hydroenergetiky ČSSR" , Výzkumným ústavem energetickým v r. 1982.

7.4.2. KRITÉRIA VÝBĚRU A VHODNOSTI LOKALIT V České republice by tedy měl být stále ještě dostatek lokalit pro výstavbu, nebo obnovu MVE. Pro výstavbu MVE se téměř vždy využívají lokality, které byly v minulosti využívány pro energetické účely, například vodním mlýnem, hamrem či pilou. Zbytky bývalého vodního díla (odtokový kanál, jez apod.) mohou výrazně snížit náklady na výstavbu. Při tom je nezbytné, aby zejména na větším toku bylo v pořádku vzdouvací zařízení (jez).

7.5. ENERGIE PROSTŘEDÍ A GEOTERMÁLNÍ ENERGIE 7.5.1. KRITÉRIA VÝBĚRU A VHODNOSTI LOKALIT 1. Přehled zdrojů nízkopotenciálního případně odpadního tepla v lokalitě a přehled spotřebičů tepla o vyšší teplotě: §

druh teplonosného média

§

harmonogram průtoku

§

teplota média

§

trasa pohybu média, objem a poloha nádrží,...

2. Přehled volných prostorů pro umístění TČ a možné trasy propojení 3. Stávající zdroje tepla § účinnosti §

výhřevnosti paliv

§

cena paliv


LOKALITĚ

Většina nízkoteplotních zdrojů geotermální energie, které se zde nacházejí v ČR, může být využívána pouze tepelnými čerpadly. Primárními zdroji tepla pro využití geotermální energie jsou:


72


§

„suché“ zemské teplo hornin (zemní „suché“ vrty)

§

podzemní voda (vrty, studnice, zavodněné šachtice starých důlních děl)

§

půdní vrstva (zemní kolektory)

Tepelná čerpadla mohou využívat jako primární zdroj tepla také povrchové vody (vodoteče, jezera, rybníky a jiné akumulace vod), vzduch z okolí, nebo ze sklepních, či důlních prostor, z tunelů, podzemních kolektorů ap. Tepelná čerpadla s typem rotačního kompresoru Scroll dokáží pracovat s přijatelným topným faktorem i při velmi nízkých teplotách. Tepelná čerpadla řady TCLM fy. PZP Opočno mají topný faktor při 0°C: 2,6, při -15°C: 2,11 a při -20°C ještě kolem 2.

7.5.3. METODIKA VÝPOČTU POTENCIÁLU Pro výpočet geotermálního potenciálu lze uvažovat s primárním zdrojem tepla tvořeného vrty příp. půdními kolektory. Pozn.: Kromě výše uvedených tepelných toků je možné na celé řadě lokalit využívat podpovrchové vody (z vrtů) pro odběr tepla tepelnými čerpadly, pro jejich využití je však nutné v praxi splnit celou řadu dalších podmínek, jako je časová stabilita průtoku pro stálý odběr vody, vhodné chemické složení (voda nesmí zanášet tepelné výměníky), vhodná vsakovací studna, zamezení ovlivnění ostatních vodních zdrojů, apod. Využití podpovrchové vody (z vrtů) ve větším měřítku a zejména v zástavbě je vždy problematické, málo pravděpodobné a její započítání do celkového potenciálu do značné míry zavádějící. I tak vychází poměrně velký potenciál geotermální energie, který může být v praxi ještě větší využitím podpovrchové vody (z vrtů). Při výpočtu potenciálu rozsáhlejšího regionu je většinou obtížné tuto možnost zohlednit, a proto se tyto zdroje započítávají až v případě konkrétních lokalit, kdy lze zpracovat bližší údaje. Pro výpočty je dobré vycházet ze známých průměrných tepelných toků dosažených ve vrtech podle jednotlivých oblastí, které lze zajistit příslušnou odbornou firmou. Do tepelných toků se obvykle zahrnuje i přirážka na solární ohřev svrchní části (50%) [13]. Obvykle se uvažuje s vrty o hloubce 50 - 100 m, jejichž osy jsou od sebe vzdáleny min. 10 m, aby nedocházelo k prochlazování, které by ovlivňovalo jejich tepelný potenciál. Předpokládá se, že vrty lze umístit na 10% plochy sídla, a že vrty je možné umístit i šikmým vrtáním pod zastavěnou plochu. Pro jeden vrt malého průměru (156 mm) do kterého jsou zapuštěny dvě smyčky s chladivem lze pro hloubku 100 m odhadnout hodnotu 6 - 8 kW, což při uplatnění tepelného čerpadla je dostatečné pro topný výkon 8 - 10 kW. Protože městská zástavba je převážně složena z menších domků, je možné v některých případech uvažovat se dvěma vrty pro jeden menší objekt. Aby výpočty nevykazovaly zejména u obcí s velkou rozlohou a malým počtem budov neúměrně velký potenciál na využití geotermální energie, je potřeba uvažovat redukci vypočítaného potenciálu na základě zjištěných počtů a parametrů budov (potřebný tepelný příkon). Takto je možné zredukovat teoreticky dosažitelný potenciál na technicky využitelný potenciál pro vytápění budov. Pro zjištění využitelného potenciálu je potřeba vzít v úvahu i kapacitu elektrické sítě a skutečnost, že je velmi nepravděpodobné, aby v sídlech značně převažovalo vytápění tepelnými čerpadly. Při odhadech pro ÚEK je možné pro stanovení využitelného potenciálu vycházet ze současných kapacitních možností elektrorozvodné sítě za předpokladu, že tepelná čerpadla nahradí současné systémy přímotopného vytápění při kapacitním navýšení stávající sítě např. o 25% při průměrném ročním topném faktoru 2,5, jak je uvedeno v příkladu v kapitole 9. studie [4]. Volba koeficientů závisí samozřejmě na konkrétní situaci v lokalitě, je potřeba odečíst např. sídla ležící v 1. a v 2. ochranném pásmu lázní a minerálních vod. Kritéria pro systémové plánování OEZ.doc

73


8. PŘÍLOHA 2 - VYBRANÁ LEGISLATIVA 8.1. ZÁKON Č. 406/2000 SB., O HOSPODAŘENÍ ENERGIÍ Část první Hlava I ZÁKLADNÍ USTANOVENÍ §1 Předmět zákona Tento zákon stanoví práva a povinnosti fyzických a právnických osob při nakládání s energií, zejména elektrickou a tepelnou, a dále s plynem a dalšími palivy. Přispívá k šetrnému využívání přírodních zdrojů a ochraně životního prostředí v České republice, ke zvyšování hospodárnosti užití energie, konkurenceschopnosti, spolehlivosti při zásobování energií a k trvale udržitelnému rozvoji společnosti. §2 Základní pojmy

Pro účely tohoto zákona se rozumí a) nakládáním s energií výroba, přenos, přeprava, distribuce, rozvod, spotřeba energie a uskladňování plynu, včetně souvisejících činností, b) obnovitelným energetickým zdrojem využitelný energetický zdroj, jehož energetický potenciál se obnovuje přírodními procesy, c) druhotným energetickým zdrojem využitelný energetický zdroj, jehož energetický potenciál vzniká jako vedlejší produkt při přeměně a konečné spotřebě energie a při likvidaci odpadů, d) přírodním energetickým zdrojem obnovitelný i neobnovitelný zdroj, jehož energetický potenciál je využíván v energetickém hospodářství, e) energetickým hospodářstvím soubor technických zařízení sloužících k nakládání s energií, f) účinností užití energie míra efektivnosti energetických procesů, vyjádřená poměrem mezi úhrnnými energetickými výstupy a vstupy téhož procesu, vyjádřená v procentech. Hlava II ENERGETICKÉ KONCEPCE §3 Státní energetická koncepce (1) Státní energetická koncepce je strategickým dokumentem s výhledem na 20 let vyjadřujícím cíle státu v energetickém hospodářství v souladu s potřebami hospodářského a společenského rozvoje, včetně ochrany životního prostředí, sloužícím i pro vypracování územních energetických koncepcí. (2) Návrh státní energetické koncepce zpracovává Ministerstvo průmyslu a obchodu (dále jen "ministerstvo") a předkládá jej ke schválení vládě. (3) Naplňování státní energetické koncepce vyhodnocuje ministerstvo nejméně jedenkrát za 2 roky a o výsledcích vyhodnocení informuje vládu. V případě potřeby ministerstvo zpracovává návrhy na změnu státní energetické koncepce a předkládá je ke schválení vládě. §4 Územní energetická koncepce (1) Územní energetická koncepce vychází ze státní energetické koncepce a obsahuje cíle a principy řešení energetického hospodářství na úrovni kraje. Vytváří podmínky pro hospodárné nakládání s energií v souladu s potřebami hospodářského a společenského rozvoje včetně ochrany životního prostředí a šetrného nakládání s přírodními zdroji energie.


74


(2) Územní energetickou koncepci pořizuje kraj, hlavní město Praha a statutární města v přenesené působnosti. Územní energetická koncepce je závazným podkladem pro územní plánování. (3) Obec má právo pro svůj územní obvod nebo jeho část pořídit územní energetickou koncepci v souladu se státní energetickou koncepcí a pro její uskutečnění může vydat závazný právní předpis. (4) Územní energetická koncepce se zpracovává na období 20 let a v případě potřeby se doplňuje a upravuje. (5) Územní energetická koncepce obsahuje a) rozbor trendů vývoje poptávky po energii, b) rozbor možných zdrojů a způsobů nakládání s energií, c) hodnocení využitelnosti obnovitelných zdrojů energie, d) hodnocení ekonomicky využitelných úspor z hospodárnějšího využití energie, e) řešení energetického hospodářství území včetně zdůvodnění a posouzení vlivů na životní prostředí. 1) (6) K účasti na vypracování územní energetické koncepce si kraj může vyžádat součinnost držitelů autorizace na podnikání v energetických odvětvích, 2) dodavatelů tuhých a kapalných paliv, kteří podnikají na území, pro které se územní energetická koncepce zpracovává, jakož i největších spotřebitelů energie. Ti jsou povinni, pokud jsou k tomu krajem vyzváni, pro vypracování územní energetické koncepce poskytnout v rozsahu a lhůtě stanovené ve výzvě bezúplatně podklady. (7) Vláda nařízením stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce podle odstavce 5. Hlava III NÁRODNÍ PROGRAM HOSPODÁRNÉHO NAKLÁDÁNÍ S ENERGIÍ A VYUŽÍVÁNÍ JEJÍCH OBNOVITELNÝCH A DRUHOTNÝCH ZDROJŮ §5 (1) Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejích obnovitelných a druhotných zdrojů (dále jen "Program") je dokument vyjadřující cíle týkající se snižování spotřeby energie, využití jejích obnovitelných a druhotných zdrojů v souladu s hospodářskými a společenskými potřebami podle zásady trvale udržitelného rozvoje 3) a ochrany životního prostředí. (2) Návrh Programu zpracovává na čtyřleté období ministerstvo v dohodě s Ministerstvem životního prostředí a při tom vychází ze schválené státní energetické koncepce a z podkladů, které za tím účelem obdrží od ústředních správních úřadů, a předkládá jej ke schválení vládě. (3) Ministerstvo v dohodě s Ministerstvem životního prostředí vyhodnocuje naplňování Programu nejméně jedenkrát za 2 roky a o výsledcích informuje vládu. V případě potřeby ministerstvo v dohodě s Ministerstvem životního prostředí zpracovává návrhy na změnu Programu a předkládá je ke schválení vládě. (4) K uskutečnění Programu mohou být poskytovány dotace ze státního rozpočtu na a) energeticky úsporná opatření ke zvyšování účinnosti užití energie, b) rozvoj kombinované výroby elektřiny a tepla, c) modernizaci výrobních a rozvodných zařízení energie, d) moderní technologie a materiály pro energeticky úsporná opatření, e) rozvoj využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie, f) osvětu, výchovu, vzdělávání a poradenství v oblasti nakládání s energií, g) vědu, výzkum a vývoj v oblasti nakládání s energií, h) zpracování územních energetických koncepcí. (5) Program je uveřejňován v Obchodním věstníku. (6) Vláda nařízením stanoví pravidla pro poskytování dotací podle odstavce 4.


75


(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6) (7)

(8)

(1)

Hlava IV NĚKTERÁ OPATŘENÍ PRO ZVYŠOVÁNÍ HOSPODÁRNOSTI UŽITÍ ENERGIE §6 Účinnost užití energie Ten, kdo vyrábí energii, je povinen u nově zřizovaných zařízení pro výrobu elektřiny nebo tepelné energie zajistit alespoň minimální účinnost užití energie stanovenou vyhláškou. Tuto povinnost má i u zařízení na výrobu elektřiny nebo tepelné energie, u nichž se provádí změna dokončených staveb v rozsahu podle zvláštního právního předpisu. 4) Ten, kdo rozvádí energii, je povinen u nově zřizovaných zařízení pro přenos a distribuci elektřiny a rozvod tepelné energie a vnitřní rozvod elektřiny a tepelné energie zajistit nepřekročení maximálních ztrát energie stanovených vyhláškou. Tuto povinnost má i v případě změny dokončených staveb v rozsahu podle zvláštního právního předpisu. 4) Výrobce, dovozce nebo distributor 5) může uvádět na trh pouze spotřebiče energie s minimální účinností užití energie stanovenou vyhláškou. Tato podmínka se považuje za splněnou, pokud daný spotřebič vyhovuje příslušné harmonizované české technické normě, která stanovuje energetickou účinnost. Vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek musí v dokumentaci přikládané k žádosti o vydání stavebního povolení v rámci dodržení obecných technických požadavků na výstavbu prokázat splnění požadavků hospodárné spotřeby energie na vytápění, vyjádřené přípustnými hodnotami tepelné charakteristiky budovy, tepelného odporu konstrukce, tepelné stability místností, šíření vzduchu a vlhkosti konstrukcí; dále musí dodržet způsob určení tepelné ztráty vnitřních prostor vytápěné budovy uplatněný při stanovení celkové tepelné charakteristiky budovy. K tomu vlastník budovy, spoluvlastníci budovy nebo společenství vlastníků jednotek pořídí písemný dokument obsahující vyjmenované hodnoty. Tato povinnost se vztahuje i na vlastníky nebo společenství vlastníků jednotek, u nichž se provádí změna dokončené stavby podle zvláštního právního předpisu 4) ovlivňující plnění výše uvedených požadavků a pokud se na ně vztahuje povinnost energetického auditu podle §9 tohoto zákona. Požadavky podle odstavce 4 nemusí být splněny při změně dokončené stavby u budovy v případě, že vlastník prokáže energetickým auditem, že to není technicky možné nebo ekonomicky vhodné s ohledem na životnost budovy, její provozní účely nebo pokud to odporuje požadavkům zvláštního právního předpisu. 6) Vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek nesmí při užívání nových staveb nebo při užívání staveb dokončených po jejich změně překročit měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a pro přípravu teplé užitkové vody stanovené vyhláškou. Vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek musí vybavit vnitřní tepelná zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům v rozsahu stanoveném vyhláškou. Konečný spotřebitel je povinen umožnit instalaci, údržbu a kontrolu těchto zařízení. Vlastník budovy nebo společenství vlastníků jednotek se musí řídit pravidly pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody stanovenými vyhláškou, s výjimkou a) dodávky uskutečňované výhradně pro vlastní osobní potřebu, b) dodávky uskutečňované pro nebytové prostory za podmínky nepřekročení limitů stanovených vyhláškou a neohrožení zdraví a majetku, c) dodávky uskutečňované pro byty, při souhlasu alespoň dvou třetin nájemníků nebo vlastníků těchto bytů s odlišnými pravidly, za podmínky nepřekročení limitů stanovených vyhláškou a neohrožení zdraví a majetku. §7 Kombinovaná výroba elektřiny a tepla Každý výrobce tepla se zdrojem o součtovém výkonu zdroje vyšším než 5 MWt je povinen při budování nových zdrojů nebo při změně dokončených staveb u zdrojů již vybudovaných podrobit dokumentaci stavby energetickému auditu z hlediska zavedení výroby elektřiny.


76


(2) Každý výrobce elektřiny z tepelných procesů se zdrojem o součtovém výkonu zdroje vyšším než 10 MWe je povinen při budování nových zdrojů nebo při změně dokončených staveb u zdrojů již vybudovaných podrobit dokumentaci stavby energetickému auditu z hlediska zavedení dodávky tepla. Při užití plynových turbin se tato povinnost vztahuje na výkony vyšší než 2 MWe a při užití spalovacích motorů na výkony vyšší než 0,8 MWe. (3) Rozhodne-li se výrobce podle odstavců 1 a 2 realizovat kombinovanou výrobu elektřiny a tepla, je povinen dodržet pravidla pro navrhování zařízení a účinnost užití energie. (4) Podrobnosti pro přípravu a uskutečňování kombinované výroby elektřiny a tepla stanoví vyhláška. §8 Energetické štítky (1) Tuzemští výrobci nebo dovozci hromadně vyráběných energetických spotřebičů, jejichž seznam stanoví vyhláška, (dále jen "energetické spotřebiče") jsou povinni před uvedením na trh vybavit tyto spotřebiče energetickými štítky (dále jen "štítky"). Údaje na štítku musí být v českém jazyce. (2) Osoby podle odstavce 1 jsou odpovědny za správnost údajů, které uvádějí na štítcích a v technické dokumentaci. (3) Štítek musí obsahovat zejména údaje o měrném ukazateli spotřeby energie energetického spotřebiče, údaj o umístění energetické účinnosti spotřebiče mezi největší a nejmenší hodnotou energetické účinnosti pro daný typ spotřebičů a údaje o možných negativních vlivech provozu a likvidace spotřebiče na životní prostředí a na zdraví osob. (4) Tuzemští výrobci, dovozci nebo distributoři nesmějí používat značky, symboly a popisy, které by byly podobné označení podle odstavce 3 a které by mohly uvést zákazníka v omyl. (5) Štítek musí být na spotřebiči umístěn na viditelném místě. (6) K energetickým spotřebičům je povinen tuzemský výrobce nebo dovozce zpracovat technickou dokumentaci v českém jazyce, která musí obsahovat zejména a) obchodní firmu nebo jméno výrobce a dovozce, b) všeobecnou charakteristiku výrobku, c) údaje a výkresy konstrukčních prvků spotřebiče ve vztahu k vlastnostem, které významně ovlivňují spotřebu energie, d) výsledky měření energetické spotřeby a účinnosti prováděných podle evropských norem, které jsou určujícím faktorem příslušného typu spotřebiče, e) návod k obsluze. (7) Pokud jsou energetické spotřebiče nabízeny v rámci zásilkového obchodu, v katalozích nebo jinou cestou, kdy si zájemce nemůže prohlédnout vystavený energetický spotřebič, musí prodejce zajistit, aby se zájemce mohl seznámit s údaji podle odstavce 6 před uzavřením kupní smlouvy. (8) Výrobce a dovozce musí uchovat technickou dokumentaci ke spotřebiči po dobu 5 let po ukončení výroby jednotlivého typu. (9) Podrobnosti označování energetických spotřebičů štítky a zpracování technické dokumentace stanoví vyhláška. §9 Energetický audit (1) Energetický audit je soubor činností, jejichž výsledkem jsou informace o způsobech a úrovni využívání energie v budovách a v energetickém hospodářství prověřovaných fyzických a právnických osob a návrh na opatření, která je třeba realizovat pro dosažení energetických úspor. Energetický audit je zakončen písemnou zprávou, která musí obsahovat a) hodnocení současné úrovně posuzovaného energetického hospodářství a budov, b) celkovou výši technicky dosažitelných energetických úspor, c) návrh vybrané varianty doporučené k realizaci energetických úspor včetně ekonomického zdůvodnění,


77


d) závěrečný posudek energetického auditora. (2) Pokud energetické hospodářství a budova byly povinně podrobeny energetickému auditu nebo byla na zpracování auditu využita státní dotace, je jejich vlastník povinen poskytnout na vyžádání kopii zprávy o energetickém auditu ministerstvu, Státní energetické inspekci, kraji a obci, které jsou místně příslušné podle místa, v němž se nachází posuzované energetické hospodářství a budova. (3) Povinnost podrobit své energetické hospodářství a budovu energetickému auditu se vztahuje na a) každou fyzickou nebo právnickou osobu, která žádá o státní dotaci v rámci Programu, b) organizační složky státu, organizační složky krajů a obcí a příspěvkové organizace s celkovou roční spotřebou energie vyšší, než je vyhláškou stanovená hodnota, c) fyzické nebo právnické osoby, s výjimkou příspěvkových organizací, s celkovou roční spotřebou energie vyšší, než je vyhláškou stanovená její hodnota. (4) Organizační složky státu, organizační složky krajů a obcí a příspěvkové organizace jsou povinny splnit opatření a lhůty stanovené v rozhodnutí Státní energetické inspekce. 2) (5) U nové stavby, nebo je-li prováděna změna dokončené stavby, která má vyšší celkovou roční spotřebu energie, než je vyhláškou stanovená hodnota, je stavebník, popřípadě vlastník stavby povinen zajistit zpracování energetického auditu. (6) Zpracování energetického auditu hradí zadavatel auditu. (7) Podrobnosti týkající se náležitostí energetického auditu stanoví vyhláška. §10 Energetický auditor (1) Energetický auditor je fyzická osoba, která je zapsána do seznamu energetických auditorů vedeného ministerstvem. (2) Předpokladem pro zapsání do seznamu energetických auditorů je a) složení odborné zkoušky, b) způsobilost k právním úkonům, c) bezúhonnost daná tím, že uchazeč nebyl pravomocně odsouzen pro úmyslný trestný čin nebo jiný trestný čin související s předmětem činnosti auditora, d) požadovaná odborná způsobilost podle odstavce 4. (3) Odborná zkouška se koná před zkušební komisí, kterou jmenuje ministerstvo. (4) Odbornou způsobilost k provádění energetických auditů má ten, kdo prokáže ukončené vysokoškolské vzdělání technického nebo příslušného přírodovědného směru a 3 roky praxe v oboru nebo ukončené středoškolské vzdělání technického směru a 6 let praxe v oboru. (5) Uchazeč podává ministerstvu písemnou žádost o zápis do seznamu energetických auditorů, jejíž vzor stanoví vyhláška. (6) K žádosti o zápis do seznamu energetických auditorů podle odstavce 5 se připojí a) doklad o odborné způsobilosti, b) výpis z evidence Rejstříku trestů ne starší než 3 měsíce, c) kopie zpráv o energetických auditech provedených v posledních 2 letech, na jejichž provedení se uchazeč podílel s potvrzením o spoluúčasti od provádějícího auditora, d) doklad o složení odborné zkoušky. (7) Energetický audit nesmí u zadavatele podle §9 odst. 3 písm. a) a b) provést energetický auditor, který a) má majetkovou účast ve společnosti nebo družstvu zadavatele energetického auditu, b) je společníkem nebo členem družstva zadavatele, je statutárním orgánem nebo členem statutárního orgánu zadavatele anebo je v pracovním nebo obdobném vztahu k zadavateli, c) je osobou blízkou 7) osobám, které mají ve fyzických nebo právnických osobách, kde se provádí energetický audit, postavení, které by mohlo ovlivnit činnost energetického auditora.


78


(8) Energetický auditor musí být pojištěn pro případ odpovědnosti za škodu, která by mohla vzniknout v souvislosti s výkonem činnosti energetického auditora, a to tak, aby rozsah pojistného plnění byl úměrný možným škodám, které lze v rozumné míře předpokládat. Pojištění musí trvat po celou dobu výkonu auditorské činnosti. (9) Energetický auditor je povinen zachovat mlčenlivost o všech skutečnostech týkajících se fyzické nebo právnické osoby, o kterých se dozvěděl v souvislosti s prováděním energetického auditu na jejím energetickém hospodářství. Získané skutečnosti nesmí použít ke svému prospěchu nebo k prospěchu nebo újmě třetí osoby. Zprostit energetického auditora mlčenlivosti může pouze fyzická nebo právnická osoba, na jejímž energetickém hospodářství byl proveden energetický audit, nebo stanoví-li tak jiný zákon. §11 Působnost ministerstva (1) Ministerstvo v rozsahu své působnosti a) rozhoduje o přidělování dotací za podmínek stanovených nařízením vlády (§5), b) sleduje vývoj účinnosti užití energie a působí na snižování její spotřeby a snížení negativních dopadů na životní prostředí při nakládání s energií, c) vyhodnocuje a propaguje výsledky Programu, d) zabezpečuje činnosti spojené s poradenstvím, vzděláváním a propagací efektivního využívání energie, e) zajišťuje mezinárodní spolupráci v oblasti nakládání s energií za účelem zahraniční pomoci, účasti České republiky v mezinárodních organizacích a prezentace dosažených výsledků, f) rozhoduje o obsahovém zaměření zkoušek energetických auditorů, formě a termínu jejich konání; vydává zkušební řád pro zkoušky energetických auditorů, g) rozhoduje o zápisu do seznamu energetických auditorů, h) rozhoduje o zrušení zápisu energetického auditora v seznamu auditorů na základě žádosti energetického auditora, nebo přestal-li energetický auditor splňovat některý z předpokladů pro výkon činnosti energetického auditora vymezených v §10 odst. 2 nebo porušil-li energetický auditor povinnost stanovenou v §10 odst. 7 a 8 nebo nedodržuje-li opakovaně povinnosti pro provádění energetického auditu stanoveného tímto zákonem nebo nevykonává-li činnost energetického auditora déle než 5 let nebo pokud energetický auditor zemřel. (2) Činnostmi podle odstavce 1 může ministerstvo pověřit k tomu určenou organizační složku státu. Hlava V KONTROLA A OCHRANA ZVLÁŠTNÍCH ZÁJMŮ §12 Kontrola a sankce (1) Kontrolu dodržování ustanovení tohoto zákona a ukládání pokut za porušení těchto ustanovení upravuje zvláštní zákon. 2) (2) Pokutu lze uložit a) až do výše 5 000 000 Kč za porušení povinností podle §4 odst. 6, §6 odst. 1 až 4, 6 a 8, §7 odst. 1 a 2, §8 odst. 1 až 6 a 8, §9 odst. 3 písm. b) a c) a §9 odst. 4 a 5, b) až do výše 1 000 000 Kč za porušení povinností podle §6 odst. 7, §8 odst. 7, §9 odst. 1 a §10 odst. 9, c) až do výše 100 000 Kč za porušení povinnosti podle §6 odst. 7 fyzickým osobám, které jsou odběrateli mimo svou podnikatelskou činnost, d) až do výše 100 000 Kč za porušení povinností podle §9 odst. 2 a §10 odst. 7 a 8. §13 Ochrana zvláštních zájmů (1) Ministerstvo je dotčeným orgánem státní správy 8) při ochraně zájmů chráněných tímto zákonem v řízeních, která provádí Ministerstvo obrany, Ministerstvo vnitra nebo


79


(2)

(1) (2) (3)

(4) (5) (6)

Ministerstvo spravedlnosti, pokud u některých staveb tato ministerstva vykonávají působnost stavebních úřadů. Státní energetická inspekce je dotčeným orgánem státní správy 8) při ochraně zájmů chráněných tímto zákonem v řízeních, která provádějí jiné stavební úřady, než jsou stavební úřady uvedené v odstavci 1. Hlava VI SPOLEČNÁ, PŘECHODNÁ A ZÁVĚREČNÁ USTANOVENÍ §14 Povinnost podle §4 zpracovat územní energetickou koncepci musí být splněna do 5 let ode dne nabytí účinnosti tohoto zákona. Povinnost podle §6 odst. 7 vybavit vnitřní tepelná zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie musí být splněna do 4 let ode dne nabytí účinnosti tohoto zákona. Organizační složky státu, organizační složky krajů a obcí, příspěvkové organizace a fyzické a právnické osoby uvedené v §9 odst. 3 písm. c) jsou povinny do 3 let ode dne nabytí účinnosti tohoto zákona nechat si vypracovat na jimi provozované energetické hospodářství a budovy energetický audit. Tato lhůta nemusí být dodržena, je-li celková roční spotřeba energie vyšší než desetinásobek vyhláškou stanovených hodnot; v tomto případě se lhůta prodlužuje na 5 let ode dne nabytí účinnosti tohoto zákona s tím, že energetický audit musí být zahájen do 2 let ode dne nabytí účinnosti tohoto zákona. Není-li v tomto zákoně stanoveno jinak, postupuje se v řízení ve věcech upravených v tomto zákoně podle správního řádu. 9) Ministerstvo vydá vyhlášku s vymezením zdrojů energie, které budou hodnoceny jako obnovitelné, a k provedení §6 až 10. Práce na zpracování územní energetické koncepce musí být zahájeny do 1 roku od nabytí účinnosti tohoto zákona. Část druhá ÚČINNOST §15 Tento zákon nabývá účinnosti dnem 1. ledna 2001.

Poznámky v textu: 1) Zákon č. 244/1992 Sb., o posuzování vlivů na životní prostředí, ve znění zákona č. 132/2000 Sb. 2) Zákon č. 222/1994 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o Státní energetické inspekci, ve znění zákona č. 83/1998 Sb. 3) §6 zákona č. 17/1992 Sb., o životním prostředí, ve znění pozdějších předpisů 4) §139b odst. 1 a 3 zákona č. 50/1976 Sb., o územním plánování a stavebním řádu (stavební zákon), ve znění pozdějších předpisů 5) §2 zákona č. 22/1997 Sb., o technických požadavcích na výrobky a o změně a doplnění některých zákonů 6) Například zákon č. 20/1987 Sb., o státní památkové péči, ve znění pozdějších předpisů 7) §116 občanského zákoníku 8) §126 odst. 1 zákona č. 50/1976 Sb., ve znění pozdějších předpisů 9) Zákon č. 71/1967 Sb., o správním řízení (správní řád), ve znění pozdějších předpisů


80


8.2. NAŘÍZENÍ VLÁDY 195/2001 SB. 195 NAŘÍZENÍ VLÁDY ze dne 21. května 2001, kterým se stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce Vláda nařizuje podle § 4 odst. 7 zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií: §1 (1) Toto nařízení stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce na úrovni krajů, hlavního města Prahy a statutárních měst. (2) Pokud obec využije svého práva pořídit územní energetickou koncepci pro svůj územní obvod nebo jeho část, může postupovat podle tohoto nařízení obdobně s přihlédnutím k dostupnosti vstupních údajů. §2 (1) Rozbor trendů poptávky po energii obsahuje a) analýzu území, jejímž cílem je shromáždit údaje o počtu obyvatel a sídelní struktuře včetně výhledu, dále geografické a klimatické údaje, na základě kterých je možno provádět tepelně technické výpočty a analyzovat budoucí výrobu a spotřebu energie, b) analýzu spotřebitelských systémů a jejich nároků v dalších letech, jejímž cílem je určení spotřebitelů a spotřebitelských systémů v tomto členění: bytová sféra, občanská vybavenost, podnikatelský sektor a provedení kvantifikace jejich energetické náročnosti. (2) Rozbor možných zdrojů a způsobů nakládání s energií obsahuje a) analýzu dostupnost paliv a energie, jejímž cílem je určit strukturální rozdělení užitých klasických, netradičních a obnovitelných zdrojů energie a jejich podíl a dostupnost při zásobování řešeného územního obvodu, b) zhodnocení, zda byla dodržena závazná část územního plánu obsahující plochy a koridory pro veřejně prospěšné stavby, podmínky vývoje obce a jejího členění a koncepci technického vybavení. (3) Hodnocení využitelnosti obnovitelných zdrojů energie obsahuje a) analýzu možnosti užití obnovitelných zdrojů energie zaměřené na regionální a místní cíle a snížení ekologické zátěže, b) zjištění a možnosti využívání případného výskytu druhotných energetických zdrojů na území. (4) Hodnocení ekonomicky využitelných úspor se provede podle tabulkových a grafických výstupů územní energetické koncepce uvedených v příloze k tomuto nařízení; toto hodnocení obsahuje


81


a) potenciál úspor a jejich realizaci u spotřebitelských systémů, kde se určují příležitosti pro získání úspor energie v jednotlivých spotřebitelských systémech a vyjádří se potenciální množství energie, které lze uspořit u jednotlivých spotřebitelských systémů realizací úsporných opatření; úsporná opatření se rozčlení z hlediska realizovatelnosti na dostupný a ekonomicky nadějný potenciál úspor energie, b) potenciál úspor a jejich realizaci u výrobních a distribučních systémů, kde se určují příležitosti pro získání úspor energie v jednotlivých výrobních a distribučních systémech a vyjádří se potenciální množství energie, které lze uspořit u jednotlivých výrobních a distribučních systémů realizací úsporných opatření; úsporná opatření se rozčlení z hlediska realizovatelnosti na dostupný a ekonomicky nadějný potenciál úspor energie včetně posouzení využití nejlépe dostupných technologií. (5) Řešení energetického hospodářství území obsahuje a) zabezpečení energetických potřeb územních obvodů s podílem využívání obnovitelných a druhotných zdrojů a úspor energie a s ekonomickou efektivností při respektování státní energetické koncepce, regionálních omezujících podmínek a se zabezpečením spolehlivosti dodávek jednotlivých forem energie, b) formulaci variant technického řešení rozvoje místního energetického systému vedoucích k uspokojení požadavků definovaných prognózou vývoje energetické poptávky řešeného územního obvodu a požadavků na kvalitu ovzduší a ochranu klimatu. Při formulaci variant se může uplatnit princip dvoucestného zásobování energií. Varianty technického řešení musí především 1.

vycházet z principů metody integrovaného plánování zdrojů, vytvářet vyváženou strategii rozvoje mezi spotřebitelskou poptávkou a výrobními zdroji na bázi rovnocenného hodnocení opatření ve zdrojové a spotřební straně energetické bilance územního obvodu s preferencí územní soběstačnosti před dálkovými přenosy spojenými se ztrátami v rozvodech,

2.

zajišťovat spolehlivou dodávku energie,

3.

maximalizovat energetickou efektivnost užití primárních energetických zdrojů,

4.

využívat co nejšířeji potenciál úspor energie a obnovitelných a druhotných zdrojů energie,

5.

splňovat požadavky na ochranu ovzduší a klimatu,

6.

být technicky i ekonomicky proveditelné.

c) vyčíslení účinků a nároků variant, přitom se posuzují zejména 1.

energetická bilance nového stavu a podíl ztrát v rozvodech na výrobě,

2.

investiční náklady vyvolané navrženým technickým řešením,

3.

provozní náklady, zejména náklady na palivo a energii,

4.

výrobní náklady spojené se zabezpečením území energií,

5.

plošné nároky na zábor půdy,

6.

výrobní energetický efekt zdrojové části systému,

7. 8.

množství produkovaných znečišťujících látek a jejich porovnání s emisními stropy a imisními limity, úspora primárních energetických zdrojů,


82


9.

vytvořené nové pracovní příležitosti.

d) komplexní vyhodnocení variant rozvoje územního energetického systému, čímž se rozumí rozhodovací proces o optimální variantě budoucího způsobu výroby, distribuce a užití energie v územním obvodu pomocí více kritérií respektujících zejména ekonomické a ekologické cíle. Hodnocení se proto přednostně provádí na základě metod vícekriteriálního rozhodování a analýzy rizika. Výběr dílčích rozhodovacích kritérií vychází z cílů státní ekologické a energetické koncepce a cílů pořizovatele územní koncepce. Ekonomické cíle se kvantifikují pomocí kritérií ekonomické efektivnosti zahrnujících systémový přístup a korektní metody ekonomického hodnocení. Použitá metoda musí respektovat časovou hodnotu peněz a toky nákladů vyvolaných realizací a provozem hodnocené varianty řešení. V rámci komplexního hodnocení se rovněž provede analýza rizika s cílem vyhodnocení míry rizika spojeného s realizací jednotlivých variant rozvoje místního energetického systému, e) stanovení pořadí výhodnosti variant z hlediska nejvyššího stupně efektivnosti dosažení stanovených cílů místního energetického systému a doporučené nejvhodnější varianty rozvoje energetického systému v předmětném územním obvodu. Souhrn vah vyhodnocovacích ekologických a ekonomických kritérií musí být shodný.

§3 Toto nařízení nabývá účinnosti dnem vyhlášení.

Předseda vlády:

Ministr:


83


8.2.1. PŘÍLOHA Č. 1 K NAŘÍZENÍ VLÁDY Č.195/2001 SB. Příklady tabulkových a grafických výstupů územní energetické koncepce ODHAD PRODUKCE SLEDOVANÝCH EMISNÍCH LÁTEK (t/rok)

BILANCE JE ZPRACOVÁNA PRO

REZZ EMISE O tuhé SO2 1 NOx CO CxHy CO2 tuhé SO2 2 NOx CO CxHy CO2 tuhé SO2 3 NOx CO CxHy CO2 tuhé SO2 celkem NOx CO CxHy CO2

ČU

TYP SPOTŘEBY Bydlení Průmysl Terciární sféra Zemědělství Doprava Zdroje elektřiny a tepla

HU

KOKS DŘEV O

ÚZEMÍ

LTO

REZZO nezařazené nad 5 MW od 2,2 do 5 MW do 0,2 MW

ZP

BP

LPG

Celke m

Celkem: t/rok

Legenda:

ČU HU LTO

černé uhlí hnědé uhlí lehké topné oleje


ZP BP

zemní plyn bioplyn LPG kapalný plyn

84


SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] Beneš, M., Knápek, J., Starý, O., Vašíček, J.: Obchod s elektřinou z nezávislých zdrojů. In: Problémy zavádění tržních prvků do oboru elektroenergetiky. Praha : ČVUT, 1997, s. 127-132. [2] Beneš, I. a kol.: Základní příručka GEMIS CZ, pro školení k využívání lineárního bilančního modelu. CityPLan s .r.o. a ČEA, Praha, 1998. [3] Beranovský, J.: Reálné podmínky využití obnovitelných zdrojů energie v České republice a jejich praktické aplikace. Písemná práce ke státní doktorské zkoušce,. ZČU Plzeň, květen 2000. [4] Beranovský, J. a kol.: Metody hodnocení vhodnosti a výtěžnosti OZE pro účely energetických bilancí a energetické statistiky a pro účely regionálního územního plánování a energetických generelů. Zpracováno jako produkt zpracovaný v rámci Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie pro rok 2000 – část A České energetické agentury. EkoWATT, Praha, prosinec 2000. [5] Caha, M.: Systémy pro všední den. Základní článek Hnutí Brontosaurus EVANS, Praha, 1999. [6] Caha, M.: Osobní konzultace. Praha a Zvířetice, 2001. [7] Directive 2001/77/EC of the European Parliament and of the Council of 27 September 2001 on the promotion of electricity produced from renewable energy sources in the internal electricity market. [8] Dvořák, L., Klazar, J., Petrák, J.: Tepelná čerpadla. Praha, SNTL 1987. [9] Dudorkin, J.: Systémové inženýrství a rozhodování. Skripta ČVUT, Praha, 1999. [10] Dudorkin, J.: Osobní konzultace. Arthur Andersen, Česká republika, k.s., Praha, 2001. [11] Energetická politika ČR, Praha, 2000. [12] Fotr, J., Dědina, J., Hrůzová, H.: Manažerské rozhodování. EkoPRESS, Praha, 2000. [13] Fritschová, V., Myslil, V.: Hodnocení geotermálního potenciálu regionu Karlovy Vary. Geomedia s.r.o., Praha, 2000. [14] Jakubes, J., Splítek, V., Kodytek, Z.: Reálné podmínky a možnosti využití obnovitelných a netradičních zdrojů energie včetně malé kogenerace v ČR do r. 2010. Zpracováno pro Českou energetickou agenturu. SRC International CS s.r.o., Praha, 1998. [15] Illum, K.: Regionální energetické plánování v okresech Hradec Králové a Pardubice. Aalborg University, Katedra rozvoje a plánování, Dánsko, 1993. [16] Klíma: Optimalizace v energetických soustavách. Academia, Praha, 1985, (str. 160). [17] Knápek, J. a kol.: Stanovení limitních nákladů na jednotkový efekt pro hodnocení projektů žádajících podporu SFŽP z oblasti ochrany ovzduší a vod. ČVUT - FEL, Praha, říje 2000. [18] Knápek, J., Vašíček, J., Havlíčková, K.: Ekonomická efektivnost pěstování biomasy pro energetické účely. ČVUT FEL, Praha a VÚKOZ, Průhonice, 2001. [19] Knápek, J.: Internalizace externalit v energetice - výsledky evropského projektu ExternE. In: Energetika. 2001, roč. 51, č. 3, s. 86-88. ISSN 0375-8842. [20] Knápek, J. - Vašíček, J.: Výkup elektřiny z obnovitelných zdrojů v podmínkách trhu s elektřinou. In: Energetika. 2001, roč. 51, č. 7-8, s. 250-253. ISSN 0375-8842. [21] Knápek, J. - Vastl, J. - Vašíček, J.: Výkup elektřiny z obnovitelných zdrojů - podklady pro cenový výměr Energetického regulačního úřadu. [Výzkumná zpráva]. Praha : ČVUT FEL, Elektra, 2001. není. 37 s.


85


[22] Knápek, J. - Geuss, E.: Podpora využívání obnovitelných zdrojů v podmínkách trhu s elektřinou. In: Elektroenergetika 2000. Praha : ČVUT, 2000, s. 149-152. ISBN 80-0102238-2. [23] Knápek, J.: Možné způsoby podpory obnovitelných zdrojů v podmínkách trhu s elektřinou. In: Sborník statí k 50. výročí založení fakulty. Praha : A plus, 2001, s. 51-57. ISBN 80-902514-4-7. [24] Knápek, J.: Osobní konzultace. ČVUT, fakulta elektrotechnická, katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd, Praha, 2001. [25] Kol. autorů: Katalog firem 2001– 2002, obnovitelné zdroje energie. EkoWATT, Praha, 2001. [26] Macholda, F., Beranovský, J., Florian, M., Srdečný, K., Zeman, J.: Energetický audit a řízení obce. Studie a publikace pro ČEA. EkoWATT, Praha, 2001. [27] Macholda, F.: Osobní konzultace. EkoWATT, Praha, 2001. [28] Malý, M. a kol: Propočet variant rozvoje energetiky pro energetickou politku ČR, SRC International CS, s.r.o., 1998. [29] Maroušek, J.: První posouzení vlivu energetické koncepce ČR na životní prostředí, sborník konference EEBW: Úspory Energie ‘98, SEVEn Praha 1998. [30] Meadows, D. H.: Překročení mezí. Konfrontace globálního kolapsu s představou trvale udržitelné budoucnosti. Argo a Nadace Eva, Praha, 1995. [31] Motlík, J.: Hodnocení investičních variant obnovitelných zdrojů energie. Vysoká škola ekonomická v Praze, Fakulta informatiky a statistiky, Praha, 2001. [32] Nařízení vlády 195/2001 Sb. [33] Říha, J.: Hodnocení vlivu investic na životní prostředí, vícekriteriální analýza a EIA. Academia, Praha, 1995. [34] Součková, H.: Výhled energetického využití biomasy do roku 2005. Studie pro EkoWATT, Praha, 1998. [35] Státní politika životního prostředí, MŽP ČR, Praha, 2001. [36] Škorpil, J.: Osobní konzultace. ZČU, Plzeň, 2001. [37] Šafařík, M.: Osobní konzultace. ČEÚ, Praha, 2001. [38] Truxa, J., Beranovský, J.: Analýza potenciálu a ekonomické hodnocení obnovitelných zdrojů energie v České republice, EkoWATT pro MPO, 1998. [39] Truxa, J.: Využití obnovitelných zdrojů energie v regionu Karlovarska. Zpracováno pro SRC International, s.r.o. v rámci energetického konceptu regionu. EkoWATT, Praha, 2000. [40] Tůma, J.: Osobní konzultace. ČVUT, fakulta elektrotechnická, Praha, 2001. [41] Vastl, J., Šafránek, J., Beneš, M., Knápek, J., Starý, O., Vašíček, J.: Zpracování vícekriteriálního modelu pro hodnocení účasti ČEZ, a.s. v teplárenských projektech, (dílčí zpráva 2. etapy řešení projektu). ČVUT, fakulta elektrotechnická, katedra ekonomiky, manažerství a humanitních věd, Praha, 1997. [42] Zákon 406/2000 Sb. [43] Zeman J. a kol.: Posouzení vlivu energetické koncepce ČR na životní prostředí. SEVEn Praha, 1998.


86


SEZNAM TABULEK Tabulka 1: Základní členění obnovitelných zdrojů energie................................................... 10 Tabulka 2: Možné rozdíly mezi studií proveditelnosti a energetickým auditem..................... 15 Tabulka 3: Rozbor jednotlivých úloh v průběhu řešení ÚEK podle nařízení vlády č. 195/2001 Sb. ..................................................................................................... 24 Tabulka 4: Přehled cílů rozhodování podle různých hledisek rozhodovatelů........................ 31 Tabulka 5: Příklad stupnice hodnocení u kvalitativních kritérií. ............................................ 33 Tabulka 6: Návrh stromu kritérií. Pozn: S - systém, R - region, F - firma, OP - odběratel podnikatel, OD - odběratel domácnost, OI - odběratel instituce. ........................ 34 Tabulka 7: Stupnice hodnocení pro technickou a systémovou zabezpečenost dodávky. ..... 35 Tabulka 8: Stupnice pro hodnocení uživatelského komfortu. ............................................... 44 Tabulka 9: Stupnice hodnocení pro plošné nároky na zábor půdy. ...................................... 46 Tabulka 10: Stupnice hodnocení pro stav ŽP v regionu. ...................................................... 48 Tabulka 11: Stupnice hodnocení pro zásahy do ŽP (v průběhu stavby, oprav, provozu). .... 48 Tabulka 12: Stupnice hodnocení pro míru diverzifikace zdrojů. ........................................... 50 Tabulka 13: Stupnice pro hodnocení míry rizika. ................................................................. 50 Tabulka 14: Saatyho doporučená bodová stupnice opatřená deskriptory. ........................... 54 Tabulka 15: Příklad výběru kritérií do stromu kritérií. Pozn: S - systém, R - region, F firma, OP - odběratel podnikatel, OD - odběratel domácnost, OI - odběratel instituce. ............................................................................................................ 56 Tabulka 16: Příklad stanovení variant u případové studie pro ÚEK regionu Karlovarsko. .... 61 tabulka 17: Průměrné hodnoty elektrické energie [Wh/den], kterou lze získat ke spotřebě během jednoho dne ze solárního panelu s výkonem 110 WP dle měsíců. ......... 66 Tabulka 18: Energetické plodiny. ......................................................................................... 69 Tabulka 19: Charakteristika klimatických regionů ČR. [34]..................................................... 70 Tabulka 20: Přehled technologií různých typů vytápěcích systémů...................................... 71 SEZNAM OBRÁZKŮ Obrázek 1: Základní struktura energetického systému v modelu MARKAL.......................... 17 Obrázek 2: Základní struktura funkčního schématu v modelu GEMIS. ................................ 19 SEZNAM ROVNIC Rovnice 1: Průměrný celoroční výkon Pcr [kW]. ................................................................... 11 Rovnice 2: Roční využití instalovaného výkonu tcr [h]........................................................... 11 Rovnice 3: Koeficient ročního využití kr [-]............................................................................ 12 Rovnice 4: Vztah pro spolehlivost dodávky.......................................................................... 35 Rovnice 5: Vztah pro diskontovaný tok hotovosti NPV (Net Present Value), DCF (Discount Cash Flow). ....................................................................................... 36 Rovnice 6: Vztah pro nominální diskontní míru. ................................................................... 36 Rovnice 7: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti investora nebo firmy. ...... 37 Rovnice 8: Vztah pro daň z příjmu splatnou v daném roce. ................................................. 37 Rovnice 9: Vztah pro vnitřní výnosové procento IRR. .......................................................... 38 Rovnice 10: Vztah pro dobu splacení vloženého kapitálu Tspl (návratnost). ......................... 38 Rovnice 11: Vztah pro dobu splacení vloženého kapitálu Tn (návratnost). ........................... 39


87


Rovnice 12: Vztah pro čistý zisk investora za dobu hodnocení projektu Tž. ......................... 39 Rovnice 13: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti celkového kapitálu........ 40 Rovnice 14: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti celkového kapitálu........ 40 Rovnice 15: Vztah pro CF (Cash Flow), peněžní tok, tok hotovosti systému (projektu)........ 40 Rovnice 16: Vztah pro měrné jednotkové výrobní náklady (Levelized Costs). ..................... 41 Rovnice 17: Zjednodušený vztah pro měrné jednotkové výrobní náklady (Levelized Costs)................................................................................................................ 41 Rovnice 18: Vztah pro počet nově vytvořených pracovních míst v regionu. ......................... 43 Rovnice 19: Vztah pro využití zemědělského půdního fondu pro energetické účely............. 44 Rovnice 20: Vztah pro množství emisí CO2. ........................................................................ 45 Rovnice 21: Vztah pro vytěsnění emisí CO2. ....................................................................... 46 Rovnice 22: Vektor vah kritérií. ............................................................................................ 52 Rovnice 23: Normované váhy kritérií. .................................................................................. 52 Rovnice 24: Normované váhy i-tého kritéria u metody párového srovnání........................... 53 Rovnice 25: Nenormované váhy i-tého kritéria u metody párového srovnání. ...................... 53 Rovnice 26: Předpisy pro prvky Saatyho matice. ................................................................. 54 Rovnice 27: Vážený součet dílčích ohodnocení j-té varianty................................................ 57 Rovnice 28: Předpisy pro normování dílčích ohodnocení. ................................................... 58 Rovnice 29: Předpisy pro normování dílčích ohodnocení. ................................................... 58 Rovnice 30: Dílčí ohodnocení j-té varianty vzhledem k i-tému kritériu u metody váženého součtu pořadí..................................................................................................... 59


88

KRITÉRIA PRO SYSTÉMOVÉ PLÁNOVÁNÍ

Recommend Documents