Marketingové a obchodní efekty z vlastní bioplynové stanice

Mendelova univerzita v Brně Provozně ekonomická fakulta

Marketingové a obchodní efekty z vlastní bioplynové stanice Bakalářská práce

Vedoucí práce: Ing. Radmila Presová, Ph.D.

Soňa Kocmanová

Brno 2011

Ráda bych tímto poděkovala vedoucí své bakalářské práce Ing. Radmile Presové, PhD. za odborné vedení a cenné rady, které mi při zpracování bakalářské práce poskytla. Dále bych ráda poděkovala Ing. Miroslavu Jurkovi za jeho odborné konzultace stran bioplynové stanice v Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a.s.

Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci na téma „Marketingové a obchodní efekty z vlastní bioplynové stanice“ vypracovala samostatně, na základě uvedené literatury a pod vedením mé vedoucí bakalářské práce. V Brně dne 3. 1. 2011

_________________

Abstract Kocmanová, S. Marketing and business effects of one´s own biogas station. Bachelor thesis. Brno: MUAF, 2010. In text are described positives and negatives of heating mediums and solution of build up biogas station in concrete agricultural company, to witch building produce power savings, diversification entrepreneurial activity and others positives effects. An abstract is in (British) English. Keywords Thesis, biogas, energy, biogas station, heating mediums. Here are key words in (British) English.

Abstrakt Kocmanová, S. Marketingové a obchodní efekty z vlastní bioplynové stanice. Bakalářská práce. Brno: MZLU v Brně, 2010. V textu jsou popsány klady a zápory topných médií a dále potom řešení výstavby bioplynové stanice v konkrétním zemědělském podniku, kterému stavba přináší jak energetické úspory, tak diverzifikace podnikatelských činností a další dodatečné pozitivní efekty. Klíčová slova Závěrečná práce, bioplyn, energie, bioplynová stanice, topná média.

Obsah

9

Obsah Obsah

9

Seznam obrázků

11

Seznam tabulek

11

1

13

2

Úvod a cíl práce 1.1

Úvod ......................................................................................................... 13

1.2

Cíl práce ................................................................................................... 13

Vlastní práce 2.1

14

Bioplyn ..................................................................................................... 14

2.1.1

Výroba a využití bioplynu ................................................................ 14

2.1.2

Anaerobní digesce ............................................................................ 15

2.1.3

Zdroje a vlastnosti materiálů vhodných pro výrobu BP .................. 17

2.1.4

Možnost využití bioplynu.................................................................18

2.1.5

Zařízení na výrobu bioplynu ............................................................ 19

2.2

Sluneční energie....................................................................................... 21

2.3

Větrná energie ......................................................................................... 22

2.4

Tepelná čerpadla ..................................................................................... 23

2.5

Plyn ......................................................................................................... 24

2.6

Uhlí .......................................................................................................... 26

2.7

Dřevo ....................................................................................................... 28

2.8

Vodní energie .......................................................................................... 30

2.9

Dotační politika........................................................................................ 31

2.9.1

Způsobilé výdaje ............................................................................. 32

2.9.2

Nezpůsobilé výdaje ......................................................................... 33

2.10 Praktická část .......................................................................................... 33 2.10.1

Zdůvodnění projektu ...................................................................... 33

2.10.2 Tržní potřeba realizace projektu ..................................................... 35 2.10.3 Přínosy realizace ............................................................................. 35

10

Obsah

2.10.4 Technické řešení projektu ...............................................................36 2.10.5 Doplňující údaje.............................................................................. 38 3

Závěr 3.1

4

41

Doporučení plynoucí ze zjištěných informací .........................................43

Literatura

44

Seznam příloh

46

Seznam obrázků

11

Seznam obrázků Obrázek 1: Schéma moderní bioplynové stanice .............................. 47 Obrázek 2: Měrná produkce bioplynu z vybraných čerstvých materiálů ........................................................................................... 48 Obrázek 3: Sluneční mapa pro ČR .................................................... 49

12

Seznam tabulek

Seznam tabulek Tabulka 1: Základní vlastnosti materiálů vhodných pro anaerobní digesci ................................................................................................ 18 Tabulka 2:Chemické složení a vlastnosti bioplynu ........................... 19 Tabulka 3: Míra dotací pro podnikatelské záměry a), c) a d) ........... 31 Tabulka 4: Struktura financování majetku ...................................... 38 Tabulka 5: Výdaje celkem ................................................................. 38 Tabulka 6: Nezpůsobilé výdaje ......................................................... 39 Tabulka 7: Způsobilé výdaje ............................................................. 39

Úvod a cíl práce

13

1 Úvod a cíl práce 1.1

Úvod

Ve své bakalářské práci se věnuji důvodům, které zemědělský podnik vedou k výstavbě a následnému využívání bioplynové stanice. Dále chci přiblížit komplexní postup od záměru až po realizaci, konkrétně tedy proces plánování výstavby, možnosti výběru dodavatelů při konkurzu na samotný projekt a možnosti čerpání dotací, které poskytuje Evropský fond pro regionální rozvoj. S ohledem na stále palčivější potřebu energetických úspor a s tím spojené hledání nových ekologických zdrojů energie se jedná o téma stále aktuálnější. Bioplynové stanice jsou v současné době jednou z možných cest k tomu, aby přírodní zdroje zůstaly zachovány dalším generacím.

1.2 Cíl práce Hlavním cílem je identifikovat a prokázat marketingové a obchodní efekty zemědělského podniku využívajícího vlastní bioplynovou stanici v komparaci s tradičně používanými topnými médii. Dalším cílem je předložit literární rešerši možných zdrojů používaných k výrobě energie a uvést výhody výroby a využití bioplynu z biomasy získané z produkce vlastního zemědělského podniku a také možnosti dotace z fondů Evropské unie pro výstavbu bioplynových stanic a jejich provoz. Ve vztahu k provedené rešerši zhodnotit způsob realizace a aktuální přínosy bioplynové stanice Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a. s. Dílčími cíli práce je rešerše vztahující se k druhům bioplynových stanic a případným negativním stránkám bioplynu jakožto topného média.

14

Vlastní práce

2 Vlastní práce Aby bylo možné pochopit důvody, které podnik vedou k volbě realizace vlastní bioplynové stanice, je nezbytné nejprve provést rešerši dostupných topných médií a možností jejich využití a vlastností. Pro bakalářskou práci je bioplyn nosným tématem, proto jsou informace týkající se tohoto topného média rozsáhlejšího charakteru a obsahují podrobnější informace.

2.1 Bioplyn Bioplyn a bioplynové systémy představují energetické zdroje, jež výrazně přispívají k ochraně a tvorbě životního prostředí. Přestože bioplyn prozatím není schopen vytlačit fosilní paliva z jejich dominantního postavení na trhu s energiemi, má na rozdíl od nich neomezenou perspektivu pro budoucí využití. Bioplynové systémy ve všech možných uspořádáních pracují na základě plně obnovitelných energetických zdrojů, které transformují i spoluvyužívají solární energii. Veškeré, a to i pomocné technologie lze v těchto systémech hodnotit jako ekologicky příznivé procesy dokonce i v případech, kdy se jedná například o zpracování substrátů bohatých na síru. Termín bioplyn se stal obecně používaným termínem v posledních letech 20. století a nyní je nejen běžně rozšířený mezi technickou odbornou veřejností, nýbrž je současně i téměř synonymem v chápání ekologicky příznivých technologií v majoritní laické veřejnosti. Díky popularizaci masmédií je v laické veřejnosti fixován názor, že bioplyn je sice možná páchnoucí, nicméně užitečný a ekologicky čistý plyn vznikající v živých organismech, resp. působením těchto organismů. Je třeba uvést, že užívání daného termínu lze považovat za relativně volnou uzanci, protože ani mezi odbornou veřejností není definice bioplynu dosud zcela jednoznačná. 2.1.1

Výroba a využití bioplynu

Věcný význam slova bioplyn implikuje, že by se mělo jednat o plyn produkovaný blíže nespecifikovaným biologickým druhem. Kategorie bioplyn je tedy velmi pestrou skupinou různých plynných zplodin vznikajících při biologických, resp. biochemických procesech. Při rozkladech i syntézách uskutečňovaných biochemickými cestami vzniká celá řada jednoduchých i složitějších plynných sloučenin, mnohé z nich však nemusí být vůbec do kategorie bioplyn zahrnovány. Jako názorný příklad může posloužit atmosférický kyslík. Již stovky milionů let produkují nejrůznější rostliny až po obří a dlouhověké stromy kyslík a tento není nazýván bioplynem. Široce rozvinutá praxe anaerobních postupů pro čištění odpadních vod, která se jako dobře fungující technologie rozšířila od první čtvrtiny 20. století, přinesla termín bioplyn. v technické praxi se většinou až do šedesátých či sedmdesátých

Vlastní práce

15

let pro název tohoto plynu používal název „kalový plyn“ anebo „čistírenský plyn“. K „čistírenským“ plynům lze přiřadit i název „bahenní plyn“, který ve většině případů vyhoví podmínkám zařazení mezi bioplyny. Plyny vznikající v anaerobních prostředích hlubších partií rybníků, slatin a močálů jsou svým vysokým obsahem biologicky vytvořeného metanu právem chápány jako bioplyny. Naproti tomu mezi bioplyny nemůže být řazen plyn unikající z bahenních „sopek“ (například na rašeliništi Soos u Mariánských Lázní), neboť tento vysokoprocentní oxid uhličitý se zde objevuje jako plyn vulkanického původu. Souhrnný termín bioplyn přiřadila současná technická praxe výlučně pro plynný produkt anaerobní metanové fermentace organických látek uváděné též pod pojmy anaerobní digesce, biometanizace, biogasifikace anebo vyhnívání (u čistírenských kalů). Názvem bioplyn je obecně míněna plynná směs metanu a oxidu uhličitého. Zvláštní kapitolu mezi bioplyny představují plyny tvořící se samovolně ve skládkách odpadů, které obsahují biologicky rozložitelné komponenty. i když jde principálně o zcela stejné procesy, bývá složení skládkových plynů mnohem proměnlivější. Skládkový plyn je termín, který se někdy používá pro veškeré plyny, které lze odsát či navzorkovat z tělesa skládky odpadů bez ohledu na to, zda obsahuje třeba i jen 1 % obj. metanu anebo i 10 % obj. kyslíku. Kvalitní skládkový plyn se svým složením velmi blíží k reaktorovým bioplynům, především nízkými obsahy dusíku a velmi nízkými až nulovými obsahy kyslíku při majoritním zastoupení pouze metanu a oxidu uhličitého. Anglosaská literatura v oborech plynárenství, ochrany ovzduší, skládek a odpadového hospodářství vytvořila pro skládkový plyn dnes již široce používanou zkratku LFG = Landfill Gas (skládkový plyn), která vznikla podle jiných plynárenských vzorů LNG = Liquid Natural Gas (kapalný zemní plyn), LPG = Liquid Propane Gas nebo též Liquid Petroleum Gas (propan-butan), SNG = Substitute Natural Gas (náhradní zemní plyn), CNG = Compressed Natural Gas (stlačený zemní plyn), CBM = Coal Bed Methane (zemní plyn z uhelných slojí, tj. karbonský). 2.1.2

Anaerobní digesce

Řízená anaerobní digesce je perspektivním způsobem ekologického využití biomasy. v odborné literatuře se stále můžeme setkat s různou terminologií – vedle termínu anaerobní digesce je to anaerobní fermentace, metanová fermentace, metanové kvašení, biogasifikace apod. Všechny tyto termíny mají stejný význam - technologie využívaná v bioplynových stanicích je biologický rozklad organických látek v anaerobním prostředí. Jedná se o bioenergetickou transformaci organických látek, při které nedochází ke snížení jejich hnojivé hodnoty. Výslednými produkty jsou biologicky stabilizovaný substrát s vysokým hnojivým účinkem a bioplyn (BP) s obsahem 55–70 % metanu a výhřevností cca 18 – 26 MJ.m-3.

16

Vlastní práce

Definic anaerobní digesce existuje mnoho, protože se jedná o velmi složitý biochemický proces, který se skládá z mnoha dílčích, na sebe navazujících fyzikálních, fyzikálně-chemických a biologických procesů. Pro zjednodušení vysvětlení celého procesu ho většina autorů rozděluje do čtyř základních fází:    

Hydrolýza – dochází k přeměně polymolekulárních organických látek na nižší monomery; Acidogeneze – přeměna jednoduchých organických sloučenin na mastné kyseliny působením acidogenních bakterií; Acetogeneze – hlavním produktem je kyselina octová; Metanogeneze – působením metanogenních bakterií se tvoří metan a oxid uhličitý.

Jednotlivé fáze anaerobní digesce probíhají s odlišnou kinetickou rychlostí. Metanogenní fáze probíhá přibližně pětkrát pomaleji než předcházející tři fáze. Ve většině bioplynových stanic (BPS) však probíhají všechny čtyři fáze simultánně. Při dosažení stádia tzv. stabilizované metanogeneze jde vlastně o dlouhodobě udržovanou rovnováhu mezi navazujícími procesy, hlavně pak mezi procesy acidogenními a metanogenními. Anaerobní rozklad organických látek je ovlivňován celou řadou faktorů, které mění životní prostředí mikroorganismů a mají zásadní vliv na průběh celého procesu. Jedná se zejména o tyto faktory:        



Vlhkost prostředí – metanové bakterie mohou pracovat a množit se pouze ve vlhkém prostředí (vlhkost minimálně 50 %); Anaerobní prostředí – metanové bakterie jsou striktně anaerobní; Přítomnost světla – světlo bakterie neničí, ale brzdí jejich množení; Teplota prostředí – tvorba metanu probíhá v širokém rozmezí teplot (4 - 90 °C), pro udržení stability procesu je nutné zajistit konstantní teplotu; Hodnota pH – optimální pH pro růst metanogenních mikroorganismů je 6,5 - 7,5; Přísun živin – metanové bakterie potřebují pro svou buněčnou stavbu rozpustné dusíkaté sloučeniny, minerální látky a stopové prvky; Velké kontaktní plochy – organické látky nerozpustné ve vodě musejí být rozdrobeny tak, aby vznikaly velké dotykové plochy; Přítomnost toxických a inhibujících látek – za toxické nebo inhibující látky jsou pokládány látky, které nepříznivě ovlivňují biologický proces. Nejčastěji se setkáváme s inhibičním působením mastných kyselin a amoniaku; Zatížení vyhnívacího prostoru – udává, jaké maximální množství organické sušiny na m3 a den může být dodáváno do fermentoru, aby nedošlo k jeho přetížení;

Vlastní práce

 

17

Rovnoměrný přísun substrátu – aby nedošlo k nadměrnému zatížení fermentoru, je třeba zajistit rovnoměrný přísun substrátu; Odplynování substrátu – není-li plyn z vyhnívací nádrže odváděn, může v nádrži dojít k velkému nárůstu tlaku plynu. Odplynování substrátu lze zajistit pravidelným mícháním.

Teplota ovlivňuje anaerobní digesci stejně jako všechny ostatní biochemické procesy – se zvyšující se teplotou vzrůstá rychlost všech probíhajících procesů. Avšak změnou teploty a tím i rychlosti probíhajících pochodů dochází k porušení dynamické rovnováhy procesu. Pro stabilní průběh anaerobního rozkladu je tedy nutné udržovat konstantní teplotu. Běžně se vyskytují tři typické teplotní oblasti, které jednotlivým bakteriálním kmenům vyhovují:  Psychrofilní oblast – teploty pod 20 °C;  Mezofilní oblast – teploty od 25 do 40 °C;  Termofilní oblast – teploty nad 45 °C. Rozdělení mikroorganismů do teplotních skupin psychrofilů, mezofilů a termofilů není úplně přesné. Různí autoři uvádějí odlišné rozpětí teplot, případně jsou vkládány meziskupiny. Většina v současnosti provozovaných bioplynových stanic pracuje v mezofilní teplotní oblasti. 2.1.3

Zdroje a vlastnosti materiálů vhodných pro výrobu BP

Nejvíce materiálů vhodných pro výrobu bioplynu je produkováno v zemědělství. Jedná se zejména o exkrementy hospodářských zvířat, vedlejší produkci z rostlinné výroby a cíleně pěstované energetické plodiny. Velké množství zbytkové biomasy je vyprodukováno také v navazujícím potravinářském průmyslu. Významný potenciál pro budoucí energetické využití v sobě zahrnují také biologicky rozložitelné komunální odpady. Vyprodukovanou biomasu lze rozdělit na dvě základní skupiny – záměrně pěstovanou a odpadní. 1. Biomasa záměrně pěstovaná k tomuto účelu:  Energetické plodiny (šťovík, chrastice rákosovitá, tritikale, čirok, křídlatka, traviny apod.);  Olejniny (z nich nejvýznamnější je řepka olejná pro výrobu surových olejů a metylesterů);  Cukrová řepa, obilí, brambory, cukrová třtina. 2. Biomasa odpadní:  Rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny (kukuřičná a obilná sláma, řepková sláma, zbytky z lučních a pastevních areálů, zbytky po likvidaci křovin a lesních náletů, odpady ze sadů a vinic);  Odpady z živočišné výroby (exkrementy z chovů hospodářských zvířat, zbytky krmiv, odpady mléčnic, odpady z přidružených zpracovatelských kapacit);

18

Vlastní práce







Biologicky rozložitelné komunální odpady (odděleně sbíraný papír, kuchyňské odpady, kaly z čistíren odpadních vod, organický podíl směsných komunálních odpadů, odpadní organické zbytky z údržby zeleně, odpady z tržišť apod.); Organické odpady z potravinářských a průmyslových výrob (odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce, odpady z jatek, odpady z mlékáren, odpady z lihovarů a konzerváren, odpady z vinařských provozoven, odpady z dřevařských provozoven); Lesní odpady (dřevní hmota z lesních probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny po těžbě dřeva, palivové dřevo, manipulační odřezky, klest).

Obecně lze konstatovat, že každý organický materiál s vysokým obsahem těkavých látek a sušinou menší než 50 % může být využit pro anaerobní digesci. Pro efektivní zpracování je však zapotřebí, aby vlastnosti použitých materiálů byly v určitém optimálním rozmezí. Základní hodnoty jsou uvedeny v tabulce 1. Tabulka 1: Základní vlastnosti materiálů vhodných pro anaerobní digesci

Organické látky [% suš.] Sušina [%] Poměr C:N pH nad 50

5 - 35

20 - 40:1

6,5 - 7,5

Zdroj: MUŽÍK, O., KÁRA, J. Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR.

Vlastnosti uvedené v tabulce 1 je možné ovlivnit vhodnou úpravou materiálu před vstupem do BPS, popř. složením vsázky při společné fermentaci (kofermentaci) různých druhů organických látek. Například přidáním silážní kukuřice k prasečí kejdě (s vysokým obsahem dusíkatých látek a nízkou sušinou) lze optimalizovat poměr uhlíkatých a dusíkatých látek (C:N) i obsah sušiny. Další důležitou vlastností materiálů vhodných pro anaerobní digesci je jejich biologická odbouratelnost a výtěžnost bioplynu. Většina materiálů, které jsou na farmách k dispozici, jsou snadno biologicky rozložitelné substráty. Odbouratelnost organické hmoty těchto substrátů se pohybuje v rozmezí 6080 %. Pro většinu těchto materiálů postačí doba zdržení ve fermentoru 25 - 30 dnů. Po této době produkce bioplynu z těchto substrátů ustává a kumulativní produkce BP se tak přibližuje maximu. Produkce BP po uplynutí 30 dní sice stále pokračuje, ale prodlužování procesu je ekonomicky nevýhodné a na celkovou výtěžnost BP má jen nepatrný vliv. Údaje o měrné produkci BP z jedné tuny materiálů vhodných pro anaerobní digesci je uveden zde: Obrázek 2: Měrná produkce bioplynu z vybraných čerstvých materiálů 2.1.4

Možnost využití bioplynu

Produkty anaerobní digesce jsou bioplyn a biologicky stabilizovaný substrát. BP je vysoce kvalitní obnovitelný zdroj energie (OZE), který poskytuje celou řadu

Vlastní práce

19

možností energetického využití. Z tabulky 2 je jasně patrné, že výhřevnost BP významně ovlivňuje pouze obsah metanu (CH4), který závisí především na složení vsázky a technologických parametrech BPS. Problémovou složkou BP je naopak sulfan (H2S), jenž je při spalování BP příčinou tvorby kyseliny sírové (H2SO4), která při kondenzaci ze spalin způsobuje korozi. Proto je nutné sulfan při vyšší koncentraci z BP odstraňovat. K tomuto účelu se nejčastěji používá chemická adsorpce H2S do pevné látky (FeO, Fe2O3), nebo biologická metoda využívající sirných bakterií, které v aerobním prostředí oxidují H2S na elementární síru a sírany v závislosti na teplotě a pH. Tabulka 2:Chemické složení a vlastnosti bioplynu

Charakteristika

Metan CH4

Oxid uhličitý CO2

Bioplyn CH4 Vodík Sirovodík 60 %, CO2 H2 H2S 40 %

objemový [%]

55 - 70

27 – 47

1

3

100

-

10,8

22,8

21,5

-

585

-

650 - 750

1,98

0,09

1,54

1,2

podíl

výhřevnost [MJ.m35,8 3] zápalná [°C]

teplota 650 750

hustota [kg.m-3]

0,72

-

Zdroj: MUŽÍK, O., KÁRA, J. Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR.

V praxi se nejvíce setkáváme s využitím bioplynu v kogeneračních jednotkách. Tato metoda dosahuje vysoké účinnosti přeměny energie z bioplynu na elektrickou a tepelnou energii (80 - 90 %). Zhruba lze počítat, že přibližně 30 % energie bioplynu se transformuje na elektrickou energii, 60 % na energii tepelnou a zbytek jsou tepelné ztráty. Na výrobu 1kWh elektrické energie (kWhe) je potřeba spálit v kogenerační jednotce cca 0,6-0,7 m3 bioplynu s obsahem kolem 60 % metanu. Na výrobu 1kWhe a 1,27kWht tedy bude potřeba cca 5 - 7 kg odpadní biomasy, 5 - 15 kg komunálních odpadů nebo 4 - 7 kg tekutých komunálních odpadů. Výhodou tohoto způsobu využití bioplynu je možnost prodeje elektrické energie za garantovanou cenu do sítě. Zákon 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z OZE garantuje zvýhodněnou výkupní cenu elektrické energie z OZE na 15 let, konkrétní výkupní cenu pak určuje Energetický regulační úřad (ERÚ) pro jednotlivé druhy OZE zvlášť. 2.1.5

Zařízení na výrobu bioplynu

Pro zařízení na výrobu bioplynu se nejčastěji užívá název bioplynová stanice (BPS). v praxi lze nalézt celou řadu různých řešení bioplynových stanic, které můžeme zredukovat na několik typických technologických postupů.

20

Vlastní práce

Tyto technologie se v zásadě dělí podle:  Způsobu plnění;  Konzistence substrátu;  Zda je proces jedno čí vícestupňový. Podle způsobu plnění fermentoru surovým materiálem rozlišujeme technologie:  Diskontinuální (s přerušovaným provozem, cyklické, dávkové atd.) – doba jednoho pracovního cyklu odpovídá době zdržení materiálu ve fermentoru. Používá se zvláště při suché fermentaci tuhých organických materiálů. Způsob manipulace s materiálem je v tomto případě náročný na obsluhu;  Semikontinuální – doba mezi jednotlivými dávkami je kratší, než je doba zdržení ve fermentoru. Je to nejpoužívanější způsob plnění fermentorů při zpracování tekutých organických materiálů. Materiál se obvykle dávkuje jedenkrát až čtyřikrát za den, někdy i častěji. Materiál vstupující semikontinuálně do fermentoru má minimální vliv na změnu pracovních parametrů fermentoru (teplota, homogenita). Technologický proces lze snadno automatizovat a není tedy náročný na obsluhu;  Kontinuální – používá se pro plnění fermentorů, které jsou určeny pro zpracování tekutých organických materiálů s velmi malým obsahem sušiny. Podle konzistence substrátu dělíme bioplynové technologie na:  Zpracovávající tuhé materiály (vstupní substrát s podílem sušiny cca 18 až 35 %, výjimečně i více);  Zpracovávající tekuté materiály (vstupní substrát s podílem sušiny 3 až 14 %). Konzistenci vstupního materiálu často odpovídá i zvolený způsob dávkování. Tuhé materiály jsou obvykle dávkovány diskontinuálně a naopak tekuté materiály jsou častěji dávkovány semikontinuálně či kontinuálně. Toto členění je však pouze orientační. Schéma obvyklého uspořádání bioplynové stanice na zpracování tekutých materiálů s vyznačením jednotlivých částí i materiálových a energetických toků je znázorněno zde: Obrázek 1: Schéma moderní bioplynové stanice. Druhy bioplynových stanic  Bioplynové stanice zpracovávající vedlejší produkty živočišného původu (ve smyslu nařízení EP a Rady EU č. 1774/2002 Sb. v posledním znění);  Bioplynové stanice zpracovávající odpady (ve smyslu zákona č. 185/2001 Sb. v posledním znění);  Bioplynové stanice jako součást ČOV nebo reaktivní skládky TKO;  Bioplynové stanice pro zpracování průmyslových organických odpadů;  Kombinované bioplynové stanice.

Vlastní práce

21

Hodnocení: Mezi klady média jednoznačně patří prakticky nulové navýšení emisí CO2, snížení závislosti na fosilních palivech, zužitkování biodpadu a dalšího definovaného odpadu, jehož likvidace jiným způsobem je finančně i časově náročná a také existující dotační podpora Evropské unie a jednotlivých států, O záporech média lze hovořit především v souvislosti s jeho prvoplánovou výrobou. v tomto případě totiž existuje riziko záboru půdy pro pěstování monokulturních plodin (zdroj paliva pro BPS - například řepka olejka) a následné možné zdražení potravin. k jevu může dojít, pokud vlivem masové výroby bioplynu dojde k útlumu pěstování plodin, které jsou nezbytné pro zajištění výroby základních potravin. k záporům je možné řadit také zápach, který souvisí s chovem hospodářského zvířectva, jehož exkrementy mohou být jedním ze zdrojů paliva pro bioplynovou stanici. Spíše za nevýhodu než zápor lze považovat většinou nedostatečné využití tepla, které při výrobě bioplynu vzniká. (MUŽÍK, O., KÁRA, J. Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR. PASTOREK, Z., KÁRA, J., JEVIČ, P. Biomasa – obnovitelný zdroj energie. Energeticky.)

2.2 Sluneční energie Sluneční energie má velmi bohaté využití. Slouží pro ohřev vody, vytápění domů, pro výrobu elektrické energie, pro absorpční chlazení, pro pohon různých zařízení a dokonce i pro sterilizaci vody. Samotné využití se dělí na pasivní, což je realizováno jako tzv. solární architektura a aktivní, kdy se jedná o přídavná technická zařízení, jako jsou termické nebo fotovoltaické kolektory. Termické kolektory slouží především k ohřevu vody a k přitápění, fotovoltaické kolektory přeměňují sluneční záření přímo na elektrickou energii. Sluneční energie jako topného média je možné využívat ve všech zeměpisných šířkách, konkrétní hodnoty pro Českou republiku jsou uvedeny zde: Obrázek 3: Sluneční mapa pro ČR. Doba slunečního záření představuje počet hodin souvislého slunečního svitu za měsíc nebo za rok. v České republice je to asi 1 500 hod/rok. Intenzita tohoto záření je veličina vyjadřující souhrn globálního záření na jednotku vodorovné plochy, opět za měsíc nebo rok. v našich zeměpisných šířkách se tato hodnota pohybuje v rozmezí 950 – 1 250 kWh/m2 za rok. Množství sluneční energie, které dopadne na plochy rodinného domu během jednoho roku, by spolehlivě stačilo pokrýt celoroční nároky na vytápění, ohřev a další potřeby, avšak problémy dosud trvají v technické stránce využití solární energie a v nákladovosti příslušných technologií. Nejlépe a nejsnadněji je možné využít sluneční energii na ohřev vody. Počítáme-li s průměrným rodinným domem vytápěným klasickými médii, jako je plyn a elektřina, v němž by byl do ohřevu vody zapojen solární systém, dosáhli bychom roční úspory energie 10 %.

22

Vlastní práce

Při tomto druhu ohřevu je nutné instalovat termický solární systém. v České republice se zpravidla využívá dvouokruhových solárních systému s nuceným oběhem vody. Systém funguje tak, že kolektor přeměňuje sluneční energii na teplo, které je přenášeno teplonosnou kapalinou do zásobníku, kde je jím ohřívána pitná voda. Teplonosná kapalina se po předání tepla pitné vodě vrací pomocí čerpadla zpět do kolektoru. Při vytápění s využitím solární energie dochází k následujícímu paradoxu. Největší potřeba vytápění je v zimních měsících, v této době je ovšem k dispozici nejméně světla. v této souvislosti se objevuje nutnost akumulace energie ve velkých zásobnících, což je však velmi finančně náročné. V České republice lze na uskutečnění projektů souvisejících se solární energií čerpat Evropské dotace v rámci operačního programu Životní prostředí. Tento fond se ovšem týká především velkých a finančně náročných projektů, a je tedy určen obcím, krajům, neziskovým organizacím apod., nikoliv pro koncového spotřebitele. Hodnocení: Klady média jsou ekologická nezávadnost, nevyčerpatelnost, přísun energie zdarma po odečtu počátečních investic, snížení závislosti na konvenčních zdrojích energie, možné dotování státem, zhodnocení nemovitosti instalací solárního systému a dlouhá životnost kolektorů - cca 30let, což je výrazně delší doba oproti běžnému systému vytápění. Zápory využití jsou jednoznačně v kolísající době a intenzitě slunečního záření v průběhu roku, dále pak vysoká počáteční finanční investice a nutnost celkové rekonstrukce budovy (zateplení a další) při instalaci solárního systému do stávajícího objektu.

2.3 Větrná energie Větrnou energií označujeme technologii založenou na využití větru. Řadí se mezi nejdéle známé a využívané energie z rodu obnovitelných zdrojů. Nejobvyklejším způsobem využití větrné energie jsou větrné elektrárny. Síla větru roztáčí vrtuli, která funguje jako větrná turbína. Kinetická energie větru se tak mění na mechanickou, kdy je turbína roztáčená proudícím větrem přes lopatky vrtule. V evropských zemích se větrná elektřina stává důležitým průmyslovým odvětvím. Čisté zdroje snižují exhalace, vytvářejí množství pracovních míst a zásobují proudem miliony domácností. Evropské sdružení pro větrnou energii (European Wind Energy Association) oznámilo, že do konce desetiletí plánuje zvýšit instalovanou kapacitu větrných elektráren v zemích současné Evropské unie na trojnásobek, tedy 75 000 megawattů. Uvedený objem zajistí elektřinu pro 86 milionů průměrných Evropanů a pokryl by tak třetinu závazku snížit exhalace oxidu uhličitého, ke kterému se EU zavázala v Kjótském protokolu (523 milionů tun). Podle statistických dat zveřejněných Energetickým regulačním úřadem se za první čtvrtletí roku 2010 množství elektřiny vyrobené ve větrných elektrárnách

Vlastní práce

23

v České republice meziročně zvýšilo o 115 procent. Od ledna do konce března 2010 vyrobily větrné elektrárny v ČR 77 GWh, zatímco v roce 2009 to bylo za stejné období pouhých 35 GWh. v současné době nové větrné elektrárny pracují ve dvou desítkách lokalit v ČR. Jejich celkový instalovaný výkon se během posledního roku zvýšil na 133 MW. Nominální výkon moderních větrných jednotek dosahuje až 2 MW. Hodnocení: Klady média jsou jednoznačně nízká cena – náklady na provoz a údržbu větrné elektrárny nikdy nedosáhnou ani zlomku výše ceny účtované distributorem elektřiny, dále předvídatelnost - na rozdíl od „klasických výrobců energie“ (ČEZ, EON) ceny neovlivňují ceny paliv (výrobní cena 1 kWh z větrné energie je pětkrát nižší než před 20 lety, kdy se začaly větrné elektrárny stavět), ochrana životního prostředí - větrné systémy neprodukují žádný odpad, jistota – v případě, že ve vaší lokalitě fouká vítr dostatečně, máte doživotní jistotu energetického zdroje, snadná instalace – jednoduché sestavení a uvedení do provozu. Za negativum související s výstavbou větrných elektráren lze považovat narušení vzhledu krajiny a vysokou prvotní investici.

2.4 Tepelná čerpadla Nejčastěji se používají čerpadla kompresorová. Pracují tak, že ze svého okolí (vzduchu, země, vody) odebírají teplo, které transformují, tj. „přečerpávají“ na vyšší teplotní úroveň. Uvnitř čerpadla je uzavřený okruh s chladicí kapalinou. Chladicí kapalina do sebe za nízkých teplot absorbuje tepelnou energii ze svého okolí a odpařuje se. Vzniklá pára je kompresorem stlačovaná a tím se ohřívá. Pára s vysokou teplotou své teplo předává topné vodě nebo vzduchu, ochladí se, kondenzuje a celý cyklus se může opakovat. Pomocí tepelných čerpadel můžeme vytápět dům, ohřívat vodu pro potřeby domácnosti nebo vyhřívat bazén. Ve výsledku může tepelná energie vyprodukovaná čerpadlem pokrýt až 95 % roční spotřeby tepla běžné domácnosti, záleží však samozřejmě na konkrétních podmínkách. Určitou nevýhodou tepelných čerpadel je skutečnosti, že jejich využití je vázáno na charakter lokality, kde stojí nebo má stát vytápěný objekt. Podle toho je třeba volit čerpadlo, které bude odebírat energii ze vzduchu, z vody nebo země, přičemž každý způsob má své výhody a nevýhody. Podle toho, odkud teplo čerpadla berou a jakému médiu je předávají, bývají typově označována jako čerpadla vzduch/voda, voda/voda nebo země/voda, případně vzduch/vzduch, voda/vzduch, země/vzduch. Efektivitu tepelného čerpadla vyjadřuje jeho topný faktor. Ten udává poměr mezi energií, kterou čerpadlo spotřebuje, a energií, kterou naopak vydá. Topný faktor klesá s poklesem teploty okolí, ze kterého čerpadlo energii získává. z hlediska stability topného faktoru jsou výhodná čerpadla typu voda/voda nebo země/voda, investiční náklady jsou zde však vyšší. Tepelná čerpadla s vysokými

24

Vlastní práce

výkony jsou finančně poměrně nákladná, proto se obvykle instalují čerpadla s výkonem odpovídajícím zhruba 70 % tepelných ztrát domu a pro případ extrémně chladných dnů bývá instalován ještě doplňující zdroj tepla, který využívá jiné topné médium (plyn, tuhá paliva apod.). Vzhledem k nízkému počtu takových dnů v roce dokáže tepelné čerpadlo pokrýt většinu celoroční spotřeby tepla. v závislosti na typu čerpadla, na izolaci domu a dalších podmínkách se rozmezí pohybuje mezi 75 – 95 %. Tepelné čerpadlo nejlépe uplatníme v rámci nízkoteplotního topného systému (vytápění podlahou, stěnami, velkoplošnými radiátory). Čím nižší jsou teploty dostačující pro provoz topného systému, tím více energie s využitím tepelného čerpadla je možné ušetřit. Hodnocení: Klady jsou - dosud nejekonomičtější způsob vytápění, nejnižší provozní náklady, tepelným čerpadlem lze pokrýt podle podmínek až 95 % energie potřebné na vytápění a ohřev užitkové vody, nízká energetická náročnost provozu, pokračující trend ve snižování cen tepelných čerpadel (lepší izolační technologie → postačí menší výkony), návratnost investice i bez dotací 3 - 8 let, dotace z programu OPŽP a Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů. Současně s instalací tepelného čerpadla je výhodná i instalace větracích systémů nebo klimatizace. Uživatelům tepelných čerpadel poskytují distributoři zvýhodněné sazby za odběr elektrické energie, dochází ke snižování zátěže životního prostředí, provoz čerpadla je čistý a pohodlný, téměř bez potřeby údržby. Zápory - vysoce výkonné tepelné čerpadlo je finančně náročné, je proto třeba doplnit vytápění některým tradičním zdrojem, určitá závislost na el. energii zůstává zachovaná. Existence vztahu mezi volbou typu čerpadla a charakterem lokality je také spíše záporem, u čerpadel voda/voda a země/voda je nutné počítat s náročnějšími pozemními přípravnými pracemi.

2.5 Plyn Zemní plyn patří mezi paliva s vysokou výhřevností. Na rozdíl od dřeva nebo uhlí umožňuje nepřetržitý provoz domácnosti bez námahy spojené s periodickým obstaráváním paliva, jeho skladováním a doplňováním do jednotlivých spotřebičů nebo do centrálního kotle. Regulace plynových spotřebičů je velmi snadná a zvládne ji každý spotřebitel sám, tím je umožněno maximálně efektivní využití poskytované energie. Lze plynule udržovat stanovenou teplotu během dne i delších časových období, je možné nastavit pravidelné snížení teploty v noci nebo v době nepřítomnosti. Skutečnou spotřebu zemního plynu spotřebitel snadno zkontroluje na plynoměru. S ohledem na prostorové nároky nevyžadují plynové spotřebiče více místa než obdobné spotřebiče využívající jiných energií, nároky na skladování paliva zcela odpadají.

Vlastní práce

25

Z hlediska ekologie se jedná o čistou energii. Zemní plyn je fosilní palivo s nejnižším obsahem uhlíku a při jeho konečném využití, např. při výrobě elektřiny nebo při vytápění, dochází k minimálním emisím CO2. To umožňuje efektivní využití plynových spotřebičů a energetických procesů souvisejících se zemním plynem obecně. Z celkového množství českých domácností, které využívají zemní plyn, více než milion preferuje vytápění individuální, které vykazuje mnohé výhody, jimiž jsou zejména:  Vysoká energetická účinnost;  Možnost vytápění podle skutečných a okamžitých potřeb spotřebitele;  Snadné ovládání, regulace a automatizace plynových spotřebičů;  Šetrnost k životnímu prostředí. Mnozí odběratelé dávají přednost lokálním topidlům namísto využití plynového kotle a teplovodního vytápěcího systému. Roli zde hrají především tyto faktory:  Nezávislý zdroj tepla v každé z místností;  Není třeba instalovat teplovodní systém a vložkovat komín;  Pokud dojde k poruše jednoho z topidel, stačí k vytápění celého objektu výkon topidel zbývajících;  Je-li vytápění přerušeno na delší dobu, např. při odjezdu na dovolenou, stačí po návratu k dosažení požadované teploty krátká doba;  Odpadá závislost na dodávce elektrického proudu, bez kterého se provoz plynového kotle neobejde;  Jako nevýhoda se ale může jevit nižší účinnost oproti plynovému kotli a teplovodnímu systému. Základem centrálního vytápění je plynový teplovodní kotel ohřívající vodu, která se dále rozvádí do topných těles (radiátorů) v bytech nebo rodinných domcích. U starších kotlů byl problém s kondenzací vodní páry ze spalin, teplota takových kotlů se proto udržovala na 150 až 170°C. Moderní kotle se chovají úsporněji, problém s kondenzací je odstraněn využitím nízkoteplotní nebo kondenzační techniky. Nízkoteplotní kotle dovolují vychladit spaliny i pod 100°C bez nebezpečí kondenzace. Díky tomu se zvýší účinnost kotle. Nízkoteplotní kotle tak vykazují cca o 5 % nižší spotřebu plynu než kotle klasické. Kromě CO2 vzniká při spalování zemního plynu také vodní pára. Ta odchází s ostatními spalinami do okolní atmosféry a odnáší s sebou i určité množství energie. Jestliže však vodní pára ze spalin zkondenzuje, získáním tzv. kondenzačního tepla se účinnost spalování zemního plynu zvýší. Kondenzační techniku lze použít pouze při topení zemním plynem, protože zemní plyn má vyšší obsah vody ve spalinách a při jeho spalování nevznikají téměř žádné oxidy síry, které by s vodou mohly vytvářet agresivní kyseliny. Účinnost kondenzačních kotlů může přesáhnout i 100 % ve vztahu k výhřevnosti

26

Vlastní práce

zemního plynu. Využije-li se k vytápění právě kondenzačního kotle, je možné šetřit až 25 % zemního plynu. Vaření na zemním plynu vyjde levněji, než pro stejný účel využívaný propanbutan či elektřina. Zatímco u elektrického sporáku je třeba čekat, než plotna dosáhne požadované teploty, plynový hořák ji poskytne ihned po zapálení. Teplotu lze regulovat s okamžitou účinností, bez setrvačnosti typické pro sporáky elektrické. Na plynovém sporáku lze používat i nádoby s nerovným dnem. Menší nevýhoda plynového sporáku spočívá v tom, že spaliny částečně unikají do místnosti, v níž je sporák umístěn. Výbuchu však není třeba se obávat. Plyn sice tvoří se vzduchem výbušnou směs, ale spotřebiče jsou proti úniku plynu vybaveny pojistkou a samotný plyn je značkován páchnoucí příměsí, takže jeho potenciální únik může být včas zaznamenán a přívod plynu uzavřen. Užitkovou vodu lze ohřívat a čerpat buď individuálně pomocí průtokových nebo zásobníkových ohřívačů nebo ji odebírat z centrálního zdroje. První způsob je úspornější, odběratel spotřebu teplé vody lépe kontroluje. Hodnocení: Výhody jsou čistota zdroje, schopnost rychlé výhřevnosti, absence nutnosti opakovaně zajišťovat tento zdroj. Mezi nevýhody je možné zařadit závislost na dodávkách média, nejedná se o domácí zdroj, problémy mohou působit kolísající ceny.

2.6 Uhlí V současné době se již používají technologie a technická zařízení, která oproti dřívějšku vykazují mnohem lepší parametry ohledně teploty i účinnosti spalování. Díky tomu se snížilo i množství škodlivin, které při spalování uhlí odcházejí do ovzduší. Charakter a parametry spalování jsou určeny především konstrukcí kotle. Moderní kotle oproti svým předchůdcům zaznamenaly řadu zdokonalení, reagují na termostaty umístěné v objektu a podle nich udržují stanovenou teplotu – tu již nelze regulovat přivíráním a otevíráním dvířek popelníku, v takovýchto kotlích nelze ani spalovat odpadky nebo jiné druhy hořlavých látek. Přesná charakteristika paliva, které lze použít, je dána vyhláškou Ministerstva životního prostředí ČR č. 357/2002 Sb. Tato vyhláška uvádí podmínky využití paliv určených pro spalování ve stacionárních zdrojích znečišťování, požadavky na jejich kvalitu, způsob dodávky i prodej. Kotle v aktuální nabídce výrobců také vykazují podstatné snížení emisí znečišťujících látek do ovzduší. Maximální využití paliva zajišťuje automatický rošt, který si sám nastaví nejefektivnější poměr spalování uhlí a vzdušného kyslíku. Do primárních okruhů se zpravidla dají instalovat i zásobníkové ohřívače užitkové vody. Ta se v nich připravuje velmi úsporně za cca 0,35 Kč/kWh. Nové kotle dnes v zásadě vykazují tyto výhody:

Vlastní práce

      

27

Přechod na drobnější, a tedy levnější uhlí; Účinnost spalování starších kotlů byla cca 60 %, u kotlů automatických se zvýšila na 80 %; Vytápění probíhá průběžně, tedy ne jako dříve v každodenním cyklu zatápění, topení a vyhasínání; Není třeba jim věnovat soustavnou denní pozornost; Velmi snadná automatická regulace srovnatelná s kotli plynovými; Nízké provozní náklady na vytápění a ohřev TUV (teplé užitkové vody); Široké využití - mimo běžné vytápění jsou nové kotle vhodné i pro podlahové vytápění, pro teplovzdušné jednotky, ohřev bojlerů, vytápění bazénů či pro záložní zdroje.

Pořízení automatického kotle se může zdát nákladné, nicméně vložené peníze se poměrně rychle vrátí ve formě nižších nákladů na provoz. Provoz automatického kotle vyjde ročně přibližně na 13 000 Kč, u kotlů starších je to částka o několik tisíc vyšší. Pro srovnání: roční provoz plynového kotle vyjde cca na 30 000 Kč, provoz kotle na propan dokonce na 60 000 Kč. Z firem, které zmiňované automatizované kotle dodávají na trh, můžeme jmenovat např. Ekoefekt, Carborobot, Varimatik nebo V-Ling. Tyto kotle jsou k dostání ve výkonové řadě od 20 do 650 kW. s jednou násypkou paliva takové kotle vydrží až tři dny při snížené spotřebě, jeden den při velkém zatížení. Ve stejných intervalech se z nich vybírá i popel, více obsluhy tyto kotle v podstatě nepotřebují. Intervaly se v závislosti na izolaci domu a na dalších parametrech mohou ještě prodloužit. Uskladnění uhlí Při stavbě nového domu je třeba koordinovat samotnou stavbu s volbou způsobu vytápění a projektant by měl navrhnout vhodné skladovací prostory, které by co nejvíce usnadňovaly manipulaci s uhlím a vzniklým popelem. Současně by měl projekt zohledňovat i snadný přístup rozvážkových vozidel včetně možnosti mechanizovaného skládání uhlí z vozidla přímo do skladu paliva. Druhy uhlí Zjednodušeně je možné uhlí rozdělit na hnědé uhlí, černé uhlí a koks. Hnědé uhlí je pro vytápění domácností používáno nejčastěji – je nejlevnější, ale také má nejnižší výhřevnost a jeho spalování zatěžuje životní prostředí nejvíce. Dražší a ekologicky šetrnější je uhlí černé, ještě lépe je na tom koks, který je také nejdražší. Kotle mohou mít stejnou konstrukci jak pro spalování hnědého uhlí, tak pro spalování koksu, jen se přesune klapka určující způsob hoření – odhořívací pro uhlí, prohořívací pro koks. Hnědé uhlí je pro vytápění domů a ohřev užitkové vody v České republice tradičním zdrojem energie. Jde o zdroj domácí, uhlí se zde těží v dostatečném množství a oproti plynu či elektřině je toto palivo podstatně levnější. Ani samotné hnědé uhlí není jen jednoho druhu. Např. Severočeské doly mezi

28

Vlastní práce

svými produkty nabízejí druhů několik. Jedná se o tzv. kostku, ořech 1, ořech 2, hruboprachy a průmyslové směsi, přičemž pro moderní automatizované kotle se doporučuje ořech 2, což je nejjemnější a také v maloobchodní síti cenově nejdostupnější tříděné hnědé uhlí. Hodnocení: Pro výběr uhlí jako topného média hovoří především cenová úroveň, v porovnání s ostatními palivy je uhlí zpravidla levnější vytápění, jde o domácí zdroj paliva - bez závislosti na dodávkách ze zahraničí, přiměřené jsou také náklady na pořízení moderního automatizovaného kotle, kdy je možné čerpat finanční příspěvek obce. Nezanedbatelná je pohodlná obsluha a regulace automatizovaných kotlů, vysoká účinnost automatizovaných kotlů a současně nízká míra znečištění ovzduší. Mezi zápory patří skutečnost, že při používání starších kotlů je účinnost vytápění nízká a míra znečištění ovzduší vysoká. k dalším záporům patří nutnost skladovacího prostoru a devastace krajiny povrchovými doly. v dohledném časovém horizontu je uhlí neobnovitelný zdroj energie.

2.7 Dřevo Při rozhodování o případné volbě tohoto obnovitelného zdroje energie je nutné zvážit všechna podstatná pro i proti. Dřevo využívané jako topné médium je přímo závislé na jeho dostupnosti. Proto se objevuje především ve vesnických lokalitách nebo chatových oblastech. Při jeho používání je třeba počítat s určitými specifiky. Hlavním je nutnost skladování zásob dřeva, je tedy nutné počítat s vyčleněním části pozemku nebo hospodářských budov pro tento účel. Místo musí zaručovat, že dřevo nebude vystaveno dešti apod. Vlhkost totiž podstatně ovlivňuje jeho výhřevnost a tím účinnost topení. Syrové dřevo má vlhkost kolem padesáti procent a pro účinné topení je v tomto stavu nevhodné – optimální hodnota je mezi deseti až dvaceti procenty vlhkosti. Dřevo vysychá dlouho, a proto se doporučuje doba schnutí dva roky. Dobře vyschlé dřevo lze spalovat v různých typech kotlů s účinností až 85 %, což jej při nižší ceně staví do konkurenceschopné pozice k fosilním palivům. Srovnávací odhady uvádějí, že tuna suchého dřeva energeticky odpovídá zhruba půl tuně koksu nebo 352 kg butanu. Navzdory obecnému dojmu není u vyschlého dřeva podstatný rozdíl mezi dřevem tvrdým či měkkým. Kromě dodávek z běžných lesů se v současnosti rozšiřuje pěstování energetických, rychle rostoucích dřevin – např. japonský topol, vrba. Odhaduje se, že roční spotřebu energie na topení ve venkovském rodinném domě pokryje dřevo z jednoho hektaru takové dřeviny, sklízet je možné jednou za dva až osm let. Využití dřeva je široké i co do typu topidel, v nichž se tato energie zpracovává. K lokálnímu topení jsou vhodné dvouplášťové teplovzdušné typy kamen s možností rozvodu teplého vzduchu i do dalších místností. Nabízí se také

Vlastní práce

29

kamna typu bullerjan (kanadská kamna), jejichž výhodou je především možnost spalovat i velké kusy dřeva. Kamna i krbové vložky lze také kombinovat s výměníkem teplé vody a částečně tak suplovat ústřední topení. Výhodou kamen oproti kotlům je nižší cena, jednoduchá údržba a obsluha přímo v obytné části domu. Teplovodní kotle na dřevo:  litinové kotle  ocelové kotle  speciální ocelové kotle  automatické kotle Litinové kotle jsou vhodné ke spalování vlhčího tvrdého kusového dřeva s vyšší vlhkostí, nehodí se ale pro spalování drobného dřeva a dřevního odpadu, protože tento druh paliva rychle nahořívá v celé vrstvě a uvolňuje prchavé látky, které nestačí v kotli vyhořet. Účinnost klesá k hranici 50 %, nízká cena litinových kotlů je tedy vykoupena nízkou účinností. V ocelových kotlích, do nichž se palivo dodává ručně, je vhodné spalovat drobnější dřevo a dřevní odpad. Vzhledem k tomu, že nenahořívá celá vrstva paliva v násypce, lze tyto kotle snáze řídit regulací přisávání primárního a sekundárního vzduchu. Nároky na obsluhu, tj. na přikládání a regulaci, jsou vysoké, komfort obsluhy je tedy nižší. Reálná účinnost těchto kotlů se pohybuje na hranici 65 %. Speciální ocelové kotle – zplynovací neboli pyrolytické - mají díky moderní technologii spalování kusového dřeva vysokou účinnost na hranici 75 %. Využívá se v nich kusové dřevo o vlhkosti do 20 %, drobný dřevní odpad a dřevní brikety. Výkon kotlů se dá dobře regulovat a vyžadují obsluhu nanejvýš pět krát denně. Automatické kotle využívající nejmodernější technologii spalování mají zásobníky paliva o velkých objemech, jež umožňují automatické doplňování paliva, a tedy i několikadenní bezobslužný provoz. Určeny jsou pro drobný dřevní odpad ve formě pilin a štěpky a pro pelety. Ceny automatických kotlů jsou dvoj až trojnásobné oproti obyčejným litinovým a ocelovým kotlům, dosahují ale reálné účinnosti více než 80 %. Hodnocení: Kladem je relativní nezávislost z důvodu dostupnosti topného média. Zápory zde však tvoří mnohem větší část hodnocení. Těžba dřeva zatěžuje přírodu, zdroj je náročný na skladovací prostory, při jeho spalování unikají do ovzduší negativní plyny a má dlouhou dobu vysychání, které je nutné pro jeho správné hoření.

30

Vlastní práce

2.8 Vodní energie Přestože v České republice nejsou přírodní poměry pro budování velkých vodních energetických děl ideální, hrají v rámci obnovitelných zdrojů vodní elektrárny hlavní roli. Toky na území ČR nemají potřebný spád ani dostatečné množství vody. Proto je podíl výroby elektrické energie ve vodních elektrárnách na její celkové výrobě v ČR poměrně nízký. Významným posláním vodních elektráren v tuzemsku je funkce doplňkového zdroje výroby elektrické energie. Primárně jde o schopnost rychlého najetí na velký výkon a tedy operativní vyrovnání okamžité energetické bilance v elektrizační soustavě. V českých zemích má využívání vodní energie dlouholetou tradici. Od přímého mechanického pohonu zařízení mlýnů, pil a hamrů až k přeměně na elektrickou energii. Všechny velké vodní elektrárny, s výjimkou Dalešic, Mohelna a Dlouhých Strání, jsou situovány na toku Vltavy, kde tvoří kaskádový systém – tzv. Vltavskou kaskádu. Jejich provoz je automatický a jsou řízeny z centrálního dispečinku ve Štěchovicích. Vznikem rozšířené Skupiny ČEZ se původní portfolio hydroenergetiky rozšířilo o 12 elektráren, z toho 11 malých vodních elektráren, o celkovém instalovaném výkonu přibližně 48 MW. Při započtení dalších osmi malých vodních elektráren, původně začleněných do samostatné dceřiné organizace HYDROČEZ, a. s., tak je od roku 2006 ve Skupině ČEZ mimo potenciál vodních elektráren mateřské organizace v rozsahu téměř 1900 MW k dispozici navíc přibližně 63 MW. Princip vodních elektráren Voda přitékající přívodním kanálem roztáčí turbínu, která je na společné hřídeli s generátorem elektrické energie. Dohromady tvoří tzv. turbogenerátor. Mechanická energie proudící vody se tak mění na základě elektromagnetické indukce (v otáčející se smyčce elektrického vodiče v magnetickém poli se indukuje střídavé elektrické napětí) na energii elektrickou. Ta se transformuje a odvádí do míst spotřeby. Výběr turbíny závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla (elektrárny včetně vodní nádrže, řečiště či jiného zařízení usměrňujícího proud vody). Nejčastěji se osazují turbíny reakčního typu (Francisova nebo Kaplanova turbína), a to v mnoha modifikacích. v podmínkách českých řek se nejčastěji používají Kaplanovy turbíny s nastavitelnými lopatkami. Kaplanova turbína je v podstatě reakční přetlakový stroj, který dosahuje několikanásobně vyšší rychlosti než je rychlost proudění vody. Je vhodná pro velká množství vody a pro menší spády. Pro vysoké spády (někdy až 500 m) se používá akční Peltonova turbína. Je to rovnotlaký stroj, jehož obvodová rychlost otáčení je nižší než rychlost proudění. Voda vstupuje do turbíny pouze v některých částech jejího obvodu a nezahltí celý obvod – vodu na lopatky tvaru misek přivádějí trysky. v přečerpávacích vodních elektrárnách se používá reverzní Francisova turbína s přestavitelnými lopatkami, která při zpětném chodu funguje jako čerpadlo. v malých vodních

Vlastní práce

31

elektrárnách je preferována malá horizontální turbína Bánkiho spolu s upravenou jednoduchou turbínou Francisovou. Hodnocení: Jednoznačně pozitivní je skutečnost, že takto získaná energie je velice čistá, nezatěžuje životní prostředí a má obrovský potenciál v množství získané energie. Hlavním a v tomto případě rozhodujícím záporem jsou nedostatečné podmínky na výstavbu takových vodních elektráren, které by zajistily podstatné pokrytí energetických nároků České republiky. (Energeticky.cz)

2.9 Dotační politika Z pravidel Ministerstva zemědělství ČR, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotací na projekty programu rozvoje venkova v České republice, vyplývá, že výše dotací na jednotlivé podnikatelské aktivity, konkrétně a) diverzifikace činností nezemědělské povahy b) výstavba a modernizace bioplynové stanice c) výstavba a modernizace kotelen a výtopen na biomasu včetně kombinované výroby tepla a elektřiny d) výstavba a modernizace zařízení na výrobu tvarovaných biopaliv se řídí především velikostí samotného podniku a dále potom jeho geografickým zařazením v rámci České republiky. Tyto dotace jsou dostupné z fondů Evropské unie. Konkrétně se jedná o Fond pro regionální rozvoj a Fond životního prostředí. V níže uvedené tabulce jsou zaznamenány maximální míry dotací pro podnikatelské záměry a), c) a d): Tabulka 3: Míra dotací pro podnikatelské záměry a), c) a d) Region CZ 02 Střední Čechy CZ 03 Jihozápad CZ 04 Severozápad CZ 05 Severovýchod CZ 06 Jihovýchod CZ 07 Střední Morava CZ 08 Moravskoslezsko

Malé podniky 200720112010 2013

Střední podniky 200720112010 2013

Velké podniky 200720112010 2013

60 %

60 %

50 %

40 %

56 % 60 %

50 % 60 %

46 % 50 %

60 % 60 %

60 % 60 %

60 % 60 %

50 %

40 %

40 %

36 %

30 %

50 % 50 %

50 % 50 % 50 %

40 % 40 % 40 %

40 % 40 % 40 %

60 %

50 %

50 %

40 %

40 %

60 %

50 %

50 %

40 %

40 %

32

Vlastní práce

Zdroj: Pravidla, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotace na projekty programu rozvoje venkova ČR na období 2007-2013.

Pro tuto práci je nejdůležitější záměr b) výstavba a modernizace bioplynové stanice. Náplní tohoto bodu je dle zmiňovaných pravidel: 



 

 2.9.1

Bioplynová stanice: skladovací kapacity vstupního materiálu, technologie homogenizace a hygienizace, fermentační technologie včetně fermentoru, plynové hospodářství, kogenerační jednotka s příslušenstvím (včetně např. ORC jednotky) včetně příslušné provozní budovy a nezbytného zázemí pro zaměstnance, rozvody tepla pro vlastní technologii, rozvody odpadního tepla pro další využití, elektroinstalace a vyvedení výkonu, technologie odsíření, skladovací kapacity výstupu kapalné a pevné frakce digestátu (včetně odvodnění); Úprava povrchů v areálu bioplynové stanice: zejména odstavná a parkovací stání, úprava povrchů pro skladové hospodářství manipulační plochy, účelové komunikace, osvětlení, oplocení, nákup a výsadba doprovodné zeleně v souvislosti s projektem; Technologie čištění bioplynu za účelem použití pro pohon motorových vozidel: technologie odsíření, technologie pro snížení obsahu CO2 (např. k pěstování biomasy); Veřejná plnící stanice: kompresory, odlučovač olejových kapek a kondenzátu, chladič/sušička včetně regenerace adsorbentu/čistička plynu, tlakový zásobník stanice, výdejní stojan, zařízení pro kontrolu kvality plynu (analyzátor CO2 a CH4, měření vlhkosti plynu a tlaku), zařízení na odorizaci plynu, plynová přípojka na přívodní straně, strojovna kompresoru a armatur, prostory a zázemí pro obsluhu, přístřešek pro zásobník, přístřešek pro výdejní místo, příjezdová komunikace; Montáž a zkoušky před uvedením pořizovaného majetku do stavu způsobilého k užívání. Způsobilé výdaje

Za způsobilé výdaje jsou považovány ty, z kterých je vypočtena výše dotace. Jedná se o:  

Projektová dokumentace: zadávací řízení; Technická dokumentace: dokumentace pro provádění staveb, výkaz výměr a položkový rozpočet na stavební práce, stavební dozor, technický dozor stavebníka, autorský dozor projektanta, dokumentace skutečného provedení stavby po dokončení stavby;

Vlastní práce



   2.9.2

33

Nákup pozemků v souvislosti s projektem do 10 % ze způsobilých výdajů, ze kterých je stanovena dotace (částka způsobilých výdajů vyplývá ze znaleckého posudku, který žadatel dokládá jako povinnou přílohu k Žádosti o dotaci - pokud při podání Žádosti o proplacení budou doloženy účetní/daňové doklady a kupní smlouvy na nižší částku než je částka uvedená ve znaleckém posudku, bude proplacena nižší částka); V případě, že se jedná o nákup samostatné stavby/pozemku, musí být vyjasněn vztah k pozemku, na němž stavba stojí/ke stavbám, které se případně na pozemku nacházejí; Dotaci nelze využít na nákup spoluvlastnických podílů, vyjma případů, kdy se takto nakoupená nemovitost stane výlučným vlastnictvím žadatele; DPH za podmínky, že jde o neplátce. Nezpůsobilé výdaje

Nezpůsobilé výdaje jsou zbývající výdaje, které se do výpočtu výše dotace nezahrnují. v konkrétním případě Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a. s. se jedná pouze o daň z přidané hodnoty, jelikož společnost je jejím plátcem. (Pravidla, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotace na projekty programu rozvoje venkova ČR na období 2007-2013.)

2.10 Praktická část V následující části jsem se zaměřila na uskutečnění výstavby bioplynové stanice ve společnosti Hanácká zemědělská společnost Jevíčko, a. s. Společnost se dle zápisu v obchodním rejstříku zabývá zemědělskou výrobou, silniční motorovou dopravou nákladní, koupí zboží za účelem jeho dalšího prodeje a prodejem a ošetřováním rostlin, rostlinných produktů, objektů a půdy proti škodlivým organizmům, přípravky na ochranu rostlin. Hlavním oborem podnikání společnosti je zemědělská prvovýroba. Pro zpracování projektu na výstavbu bioplynové stanice bylo využito poradenství firmy AgroConsult Bohemia s.r.o., která je držitelem akreditačního certifikátu Ministerstva zemědělství České republiky. Tato společnost se již devátým rokem specializuje na ekonomické a organizační poradenství zemědělským podnikům na území ČR. 2.10.1

Zdůvodnění projektu

Živočišná výroba Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a. s. je zaměřená na chov skotu, který představuje celkem 1300 přepočtených VDJ, z toho 580 krav. Produkce mléka, s užitkovostí 7 600l/ks/rok, je jedním z nosných programů společnosti. Společnost dále produkuje ročně cca 230 t vepřového masa a 180 t masa hovězího.

34

Vlastní práce

V rámci rostlinné výroby se společnost zaměřuje na pěstování obilovin – cca 880 ha, dále hrachu – 25 ha, cukrovky – 65 ha, kukuřice – 150 ha a řepky – 310 ha. V současné době zde působí 70 zaměstnanců. Vzhledem k aktuálním podmínkám, které jsou v rámci Evropské unie nastaveny pro zemědělství, se jevila výstavba bioplynové stanice (BPS) jako další možnost stabilizace podniku proti eventuálním změnám cen jak za mléko, tak i za rostlinné produkty. Dalším důležitým aspektem pro rozhodnutí vybudovat BPS byla produkce značného množství exkrementů, statkových hnojiv, zejména ve formě hnoje a kejdy skotu. Platná legislativa, týkající se uložení a práce s hnojem a kejdou skotu, vyžaduje, resp. ukládá za povinnost budovat polní nepropustná hnojiště, nepropustné jímky a definuje další omezení, jejichž pořízení je velmi finančně nákladné. Výstavbou BPS a ukládáním hnoje a kejdy do této stanice podnik splňuje veškerá legislativní opatření a navíc vyrábí elektrickou energii, na kterou je státem garantovaná výkupní cena na 15 let. Přímo v areálu je ustájeno 580ks krav ve stlaném provozu. v přijatelné vzdálenosti od BPS jsou také umístěny ostatní stáje chovu skotu a prasat. Je tedy více než zřejmé, že Hanácká zemědělská společnost Jevíčko, a. s. generuje značné množství exkrementů, zejména ve formě hnoje a dále zbytkové biomasy z rostlinné výroby, přičemž jak hnůj, tak biomasa v sobě nesou značné množství nevyužité energie. Tyto nadbytky druhotných produktů v živočišné a rostlinné výrobě, které by byly jinak klasifikovány jako odpad, zajišťují přísun zdroje výroby bioplynu pro BPS. BPS je z části také využívá pro cíleně pěstovanou biomasu. Jedná se zejména o vyčlenění 200 – 250 ha orné půdy pro výrobu kukuřičné siláže a GPS obilovin. Fermentační zbytek je využit ve společnosti pro potřeby hnojení zemědělské půdy v souladu se zásadami správné zemědělské praxe a další platné legislativy. Výstavba BPS vyřešila problematiku zpracování statkových hnojiv a biomasy jejich energetickým využitím, což napomáhá snížení produkce pachových látek z chovu zvířat a hnojení zemědělských pozemků v blízkosti obytných území. Dalším velmi důležitým faktorem, který ovlivnil výstavbu BPS, byla stabilizace cash flow podniku pomocí diverzifikace činností. Podnik stabilizoval své finanční toky vytvořením nového výrobního odvětví, u kterého je garantována výkupní cena a navíc reálně nižší závislost sezónního typu. Tepelná energie je částečně využívána pro provoz samotné bioplynové stanice a dále pro vytápění objektů dílen a údržby strojů. V neposlední řadě byla výstavba BPS potřebná pro stabilizaci pracovních míst, kterých je obecně v regionu a přímo ve městě, kde samotná společnost sídlí, nedostatek. K pozitivním dopadům realizace BPS dále patří podpora využívání moderních technologií, stabilizace příjmů, ochrana životního prostředí

Vlastní práce

35

a implementace využívání obnovitelných zdrojů v celkové rozvojové strategii podniku. 2.10.2

Tržní potřeba realizace projektu

Elektrická energie je jedinou komoditou, u které mají zemědělské podniky garantovánu minimální realizační cenu po stanovenou dobu s jistotou odbytu produkce. Tyto nadstandardní podmínky vychází z koncepce České republiky, ze které vyplývá závazek vyrábět určitý podíl elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Výroba elektrické energie prostřednictvím BPS se v prostředí zemědělských podniků jeví jako nejvhodnější z důvodů bezproblémového zabezpečení materiálových toků jak na vstupu, tak i na výstupu. Dále dochází ke zhodnocení suroviny, která je dnes klasifikována jako vedlejší produkt. Realizaci projektu získávání alternativního zdroje energie tak, aby byla podpořena kontinuita výroby v daném podniku, je zcela logickým odůvodněním záměru výstavby vlastní BPS. Ekonomické zhodnocení řešeného projektu se uskutečňuje prostřednictvím efektivního využívání zbytkové biomasy a její transformace na elektrickou energii. Zpracování zbytkové biomasy na výrobu energie je z hlediska konkurenceschopnosti podniku velmi významné. Realizace projektu byla cestou, jak prostřednictvím produkce bioplynu a využitím surovin, které by jinak byly klasifikovány jako opad, stabilizovat celkovou rentabilitu podniku v současném tržním prostředí. 2.10.3

Přínosy realizace

Využití druhotné suroviny pro výrobu energie je v souladu s Programem na podporu obnovitelných zdrojů. Bioplynová stanice má přímý pozitivní vliv na životní prostředí v souladu s legislativou Evropské unie. Hlavním přínosem projektu je stabilizace příjmů Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a. s. Toho bylo dosaženo právě diverzifikací jednotlivých podnikatelských činností, konkrétně tedy rozšířením o výrobu elektrické energie z biomasy. Tím došlo k vytvoření pravidelného příjmu, který nevykazuje sezónní závislost. Podpora z Programu rozvoje venkova zde také představovala efektivní vklad do technologického vybavení podniku. Došlo k bezprostřednímu řešení jednoho z hlavních problémů podniku, kterým byla právě nutnost využití zbytkové biomasy. Její využití v bioplynové stanici lze považovat za jednoznačně nejefektivnější. Investice do BPS předpokládala zvýšení efektivity celého podniku společně s pozitivním celospolečenským daňovým efektem, což se prozatím jeví jako předpoklad správný. Současně bylo možné touto investicí snížit jak interní, tak externí náklady na skladování statkových hnojiv, případně na likvidaci zbytkové biomasy.

36

2.10.4

Vlastní práce

Technické řešení projektu

Bioplynová stanice byla postavena přímo v prostorách stávajícího zemědělského areálu. Stavba je tak z velké části pohledově odcloněna již existujícími zemědělskými objekty a vzhledově nenarušuje okolí. Tvoří ji poměrně velké stavební objekty a technologické části uvedené v následujícím výčtu. Technologicky se jedná o BPS, která využívá technologii tzv. mokré cesty. Jednotlivé stavební objekty Budova reaktoru na bioplyn:  Hlavní fermentor- dva podélné fermentory – SO.02  Turbofermentor – SO.02  Prostor fóliového zásobníku plynu – SO.02  Prostor kogenerační jednotky – SO.02  Velín – SO.02  Prostor separátoru – SO.02  Sanitární prostor – SO.02  Místnost čerpadel – SO.02 Stavební díla přistavěná k budově reaktoru na bioplyn:  Navážení pevného substrátu 2x – SO.01  Mezisklad digestátu a předávací stanice – elektro – SO.01 Stavební díla doplňující bioplynovou stanici:  Koncový sklad digestátu 2x – SO.01  Transformátorová a předávací stanice – elektro – SO.04 Budova reaktoru na bioplyn obsahuje následující části zařízení: Dodávka 2 ks hlavního fermenoru o užitném objemu 2 x 2 421 m3. Ve fermentoru se bioplyn vytváří v anaerobním procesu z organického vstupního substrátu. Konstrukčně se jedná o železobetonový objekt. Základová deska a stěny jsou provedeny z vodotěsného železobetonu. Po obvodu jímky je proveden rozvod tepla k vyhřívání vlastní technologie, který je zaizolován. Míchadla hlavního fermentoru – hlavní fermentor se míchá pomocí dvou horizontálních lopatkových míchadel. Jedná se o dvě cca 32 m dlouhé horizontálně uložené hřídele osazené 18 pádly pro promíchávání substrátu. Sekundární turbofermentor o užitném objemu 100 m3 slouží k odbourání zbytku fermentačních látek, které zbyly v substrátu po fermentaci v hlavním (primárním) fermentoru. Ohřev fermentorů s měřením teploty – topný systém se skládá z čerpadla o výkonu cca 25 m3/hod a protiproudého trubkového výměníku. Čerpadlu může být předřazeno drtící zařízení.

Vlastní práce

37

Plynojem – fóliový zásobník plynu (830 m3) umístěný v prostoru nad fermentorem. v trase plynu mezi fóliovým zásobníkem a kogenerační jednotkou je instalována pojistka proti zpětnému zašlehnutí plamenu. Je zde také zařízení pro odsíření plynu. Strojovna bioplynové stanice – dodávka a montáž zařízení pro automatické odstavení plynojemu, pro zvýšení tlaku bioplynu, měření množství bioplynu elektroarmatur a příslušného potrubního propojení. Nouzový hořák – svíčka – orientovaný na střechu velínu, slouží k nouzovému spalování bioplynu při výpadku nebo odstávce kogenerační jednotky. Kogenerační jednotka – motorgenerátor - dodávka a montáž 1 ks jednotky o elektrickém výkonu 999 kW s plynovým motorem na bioplyn a synchronním generátorem včetně chladícího okruhu a nouzového chladiče. Automatický systém řízení – dodávka a montáž zařízení pro snímání teplot tlaků a hladin, analýzu bioplynu, vyhodnocení a řízení včetně jistících prvků a napájecích zdrojů. Instalace řídicího systému včetně vizualizace s vyústěním do řídícího velína. Separace digestátu – separátor slouží k oddělení tekuté a tuhé složky digestátu. Dodávka a montáž šnekového separátoru. Centrální místnost čerpadel je umístěna ve sklepě mezi hlavními fermentory. Vybavena je čerpadly a rozdružovací jednotkou. Potrubní propojení – dodávka a montáž potrubí včetně nátěrů a izolací, armatur, servopohonů včetně podpěr a uchycení. Stavební díla přistavěná k budově reaktoru na bioplyn: Navážení pevného substrátu – navazuje přímo na budovu fermentoru. Podlahová deska, kde je umístěno navážení pevného substrátu, se nachází na stejné úrovni jako podlahová deska fermentoru. Navážení se skládá z nádrže zásobníku o objemu 70 m3. Nádrž stojí na váhových senzorech pro kontrolované navážení hmotnosti substrátu. Součástí vybavení je promíchávací zařízení a přiváděcí píst. Sklad materiálu ze separátoru – materiál bude volně skladován na vodotěsné ploše. Separát je stabilní materiál, u kterého nedochází k dalšímu kvašení a emisím (budou využita stávající). Stavební díla doplňující bioplynovou stanici: Koncový sklad tekutého digestátu – velikost nově zbudovaného koncového skladu je 6 500 m3. Konstrukce stavby se skládá z jednotlivých prvků – železobetonová otevřená jímka, základová deska a stěny z vodotěsného železobetonu, vodotěsné provedení. Transformátorová a předávací stanice – v areálu je pro provoz BPS nově vybudovaná trafostanice, která se nachází v těsném sousedství kogeneračních

38

Vlastní práce

jednotek. Jde o nadzemní tzv. kioskovou trafostanici, která je samostatným objektem. Je provedeno napojení trafostanice na stávající venkovní vedení VN. Manipulační plochy, zpevněné plochy – kolem fermentorů, koncových skladů a v prostoru BPS jsou vybudovány zpevněné manipulační plochy. Tyto nově vybudované zpevněné manipulační plochy v sousedství BPS mají za cíl jednoduší manipulaci a údržbu. 2.10.5 Doplňující údaje    

Instalovaný elektrický výkon je 999 kWe; Způsob fermentace je dvojstupňový; Elektrická účinnost kogenerační jednotky je 41,6 %; Podíl výše celkových výdajů, ze kterých je stanovena a instalovaného elektrického výkonu je 75 075,- Kč/kWe.

dotace,

Bioplynová stanice byla řešena pomocí varianty číslo I. dle energetického auditu. Vyrobená elektrická energie je dodávána do distribuční sítě za ceny stanovené ERÚ pro výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Vyprodukované teplo je využíváno ve vlastním procesu, v budoucnu pak bude použito k sušení komodit, případně vytápění. Celkové výdaje na výstavbu bioplynové zemědělské společnosti Jevíčko a. s.

stanice

Tabulka 4: Struktura financování majetku

Struktura financování projektu Kč Celkové výdaje projektu 89 250 000 Nezpůsobilé výdaje projektu 14 250 000 Celkové způsobile výdaje projektu 75 000 000 Způsobile výdaje, ze kterých je 75 000 000 stanovena dotace Zdroj: Bioplynová stanice Jevíčko. Tabulka 5: Výdaje celkem

Výdaje Úprava povrchů v areálu bioplynové stanice Technologie homogenizace a hygieničce Fermentační technologie včetně fermentoru Plynové hospodářství Kogenerační jednotka s příslušenstvím

Celkem bez DPH 2 000 000 6 000 000 25 000 000 4 000 000 18 000 000

v Hanácké

Vlastní práce

39

včetně příslušné provozní budovy Rozvody tepla pro vlastní technologii Elektroinstalace a vyvedení výkonu Technologie odsíření Skladovací kapacity výstupu kapalné a pevné frakce digestátu (včetně odvodnění) Montáž a zaškolení obsluhy Celkem bez DPH Celkem včetně DPH

3 000 000 5 000 000 500 000 9 000 000 2 500 000 75 000 000 89 250000

Zdroj: Bioplynová stanice Jevíčko. Tabulka 6: Nezpůsobilé výdaje

Výdaje DPH projektu Nezpůsobilé výdaje celkem

Částka 14 250 000 14 250 000

Tabulka 7: Způsobilé výdaje

Kód

Název kódu

částka

Stručný obsah kódu Konstrukční Lokace část/stroj s příslušenstvím SO.01, SO.02, SO.03, SO.04, SO.05

001

Úprava povrchů v areálu bioplynové stanice

2 000 000

Okolí objektů SO.01, SO.02, SO.03, SO.04, SO.02. SO.03, napojení na vstupní jímku

003

Technologie homogenizace a hygienizace

6 000 000

004

Fermentační technologie včetně fermentoru

25 000 000

Bourání, odvoz suti – příprava staveniště Zpevněné plochy, manipulační plochy Napojení na stávající komunikace Vnitřní kanalizace Napojení na infrastrukturu Navážení pevného substrátu 2x – promíchávací zařízení, váhy, přiváděcí píst Dvoustupňový fermentor 2x hlavní fermentor Sekundární turbofermentor Vyhřívací fermentor Míchadla

40

Vlastní práce

005

Plynové hospodářství

4 000 000

006

Kogenerační jednotka s příslušenstvím provozní budovy

18 000 000

007

Rozvody tepla pro vlastní technologii

3 000 000

009

Elektroinstalace a vyvedení výkonu

5 000 000

010 011

014

Technologie odsíření 500 000 Skladovací kapacity výstupu kapalné a pevné frakce 9 000 000 digestátu (včetně odvodnění) Montáž obsluhy

a zaškolení

Celkem bez DPH

2 500 000

Stanice čerpadel Separátor Automatika, napojení Plynojem Automatika Nouzová svíčka Rozvod tepla pro vlastní technologii Kogenerační jednotka Výstražný a řídicí systém Velín Řídící jednotka Rozvaděč Nouzová svíčka Rozvod tepla pro vlastní technologii Trafostanice Elektroinstalace Vyvedení výkonu Technologie odsíření Koncový sklad – sklad digestátu Míchadla Automatika, napojení Montáž technologických zařízení

75 000 000

Zdroj: Bioplynová stanice Jevíčko.

Realizace projektu Bioplynová stanice Jevíčko si vyžádala náklady v úrovni 75 mil. Kč, z čehož 30 % bylo poskytnuto z dotací Fondu regionálního rozvoje Evropské unie a 70 % hradil realizátor, tzn. Hanácká zemědělská společnost Jevíčko, a. s. Druhým projektem, jehož konkrétní popis a realizace není součástí této práce, byla stavba jímky a silážního žlabu. Tato stavba je důležitou součástí bioplynové stanice. Slouží k dočasnému uskladňování paliva pro bioplynovou stanici a k samotnému jímání plynu. Celkové náklady stavby činily 23 mil. Kč a 29 % nákladů bylo hrazeno také z dotačního fondu.

Závěr

41

3 Závěr Hlavním cílem bakalářské práce bylo identifikovat a prokázat marketingové a obchodní efekty zemědělského podniku využívajícího vlastní bioplynovou stanici v komparaci s tradičně používanými topnými médii. Marketingové efekty bioplynové stanice Hanácké zemědělské společnosti Jevíčko, a. s. nejsou ještě nyní, po jednom roce fungování projektu, průkazné takovým způsobem, aby bylo možné je finančně kvantifikovat. Přesto jsem přesvědčená, že je pouze otázka času, kdy bude možné tak učinit. Na základě aktuálních celosvětových trendů ekologického chování firem, využívání obnovitelných zdrojů a v souvislosti se strategií dlouhodobě udržitelného rozvoje si společnost, která koná v souladu s uvedenými zásadami, vytváří pozici vyhledávaného zodpovědného partnera. Za další marketingový efekt považuji příznivé vnímání, vstřícný přístup a především důvěru dodavatelů i odběratelů ke společnosti, která dokáže realizovat projekt podobného rozsahu a splnit přitom náročná kritéria pro získání finančních prostředků z dotačního programu při současném zvládnutí složité administrativy. Navíc v dlouhodobějším horizontu (2 – 4 roky) se pozitivní vnímání odrazí nejen na postavení společnosti v daném průmyslovém odvětví, v rámci regionu (projekt podobného významu a charakteru s sebou přináší zájem médií i politických struktur, čehož lze sekundárně využít při zviditelnění celého regionu, případně při řešení jeho palčivých problémů), ale také jako zásadní konkurenční výhoda. Za výrazný marketingový efekt považuji nejen samotné zviditelnění společnosti jako producenta bioplynu, ale, díky synergickému efektu, zviditelnění celé produkce firmy, což je významné pro již zmíněné dodavatelskoodběratelské vztahy. Obchodní efekty při využití vlastní bioplynové stanice v komparaci s dosud používaným (před zahájením provozu) tradičním palivem jsou oproti marketingovým efektům již zcela konkrétně kvantifikovatelné:  Úspora v nákladech na topení v rámci podniku činí cca 500 tis. Kč ročně;  Tržby z provozu BPS činí za jeden měsíc cca 2 750 tis. Kč bez DPH (ročně 33 mil. Kč);  Úspora nákladů na odvoz a rozmetání chlévské mrvy činí cca 550 tis. Kč za rok;  Úspora nákladů na průmyslová hnojiva je vyčíslena sumou cca 2 000 tis. Kč za rok.

42

Závěr

Hanácká zemědělská společnost Jevíčko, a. s. má na realizaci projektu, resp. jeho části hrazené z vlastních zdrojů, poskytnutý úvěr. Návratnost vložených investic je rozpočtena na časové období v délce pěti let. Samotný úvěr je poskytnutý na období 10 let. v souvislosti s garantovanou dobou odběru části vyrobené energie za stanovenou cenu je více než zřejmé, že projekt výstavby bioplynové stanice je pro společnost výrazně rentabilní. V neposlední řadě je výrazným obchodním efektem zlepšení finančního toku podniku, jeho cash flow a diverzifikace podnikání celé společnosti. K dílčím cílům práce - uvedení výhod využití bioplynu z biomasy získané z produkce vlastního zemědělského podniku a využití bioplynu jako topného média, uvádím v souladu s provedenou literární rešerší následující:           

Ze srovnání kladů i záporů topných médií v úvodní části práce vyplývá, že bioplyn je schopný konkurovat klasickému zemnímu plynu, solární energii i energii větrné; Je prokázána vysoká účinnosti přeměny energie z bioplynu na elektrickou a tepelnou energii (80-90 %) v případě využití bioplynu v kogeneračních jednotkách (nejčastěji využívaná metoda); Při využití bioplynu prakticky nedochází k navýšení emisí CO2; Ve srovnání bioplynu s klasickými topnými médii, jako je uhlí či dřevo, vykazuje bioplyn nejlepší výsledky - energetická výtěžnost je zásadně vyšší; Výroba bioplynu nezatěžuje krajinný ráz těžbou; K výrobě bioplynu lze využít odpad, který neodmyslitelně patří k zemědělství a jeho likvidace by byla jinak časově i finančně náročná, pro některé provozy z finančního hlediska takřka likvidační; Následně je možné využít zbytkový materiál z výroby bioplynu k dohnojování a podestýlce hospodářských zvířat; Odkup vyrobené energie za garantovanou cenu po definované období do rozvodné sítě; Snížení závislosti na fosilních palivech; Ekologická likvidace vybraných druhů odpadů; Čerpání finanční podpory Evropské unie.

Nelze opomenout ani možnost využití bioplynu jako alternativního paliva pro motorová vozidla. Další dílčí cíl – rešerše o dotacích z Evropské unie týkajících se výstavby bioplynových stanic, jako alternativního zdroje výroby energie, shrnuje aktuální možnosti následovně. Finanční dotace jsou dostupné prostřednictvím Ministerstva zemědělství ČR, které je na základě přesně definovaných podmínek a za splnění konkrétního účelu poskytnutí přiděluje jednotlivým žadatelům. Samotné finanční prostředky pochází z Fondu pro regionální rozvoj a z Fondu životního prostředí Evropské unie. Další zdroje nejsou známé.

Závěr

43

V souladu s provedenou rešerší druhů bioplynových stanic uvedených v kapitole – 2.1.5 Zařízení na výrobu bioplynu, je další dílčí cíl této práce. Posledním dílčím cílem bylo uvedení negativních stránek topného média bioplyn. Jedná se o riziko záboru půdy spojené s pěstování monokulturních plodin (energeticky výtěžných), dále o zápach související s chovem hospodářských zvířat (exkrementy slouží jako zdroj bioplynové stanice) a o nedostatečné využití tepla, které vzniká jako vedlejší produkt při provozu.

3.1 Doporučení plynoucí ze zjištěných informací Na základě zjištěných informací je moje doporučení následující: Pokud budou bioplynové stanice vznikat jako součást existujících zemědělských podniků, které fungují komplexně (ve smyslu klasické zemědělské produkce – rostlinná a živočišná výroba), je jejich využití vhodné a efektivní. Za efektivní bych dále považovala výstavbu bioplynové stanice vždy pro několik menších zemědělských podniků, pro které by nebylo reálné ani ekonomicky výhodné projekt realizovat samostatně. Palivem pro tuto bioplynovou stanici by byla biomasa svážená z jednotlivých zemědělských podniků. Pokud by však docházelo k realizaci bioplynových stanic výhradně za účelem výroby energie, navíc bez zajištěných zdrojů pro jejich provoz, jsou aktuální výše uvedené negativní stránky takovéto produkce bioplynu, to je zábor půdy pro účelové pěstování monokulturních plodin a s tím spojené riziko zdražování základních potravin. Předpokládám, že dalším dopadem podnikatelského záměru takovéto výroby energie by bylo snížení výkupních cen energie, rychlé snížení, popřípadě zrušení dotací podobně, jako nastalo při snaze o masivní využití solární energie.

44

Literatura

4 Literatura 1. PASTOREK, Z., KÁRA, J., JEVIČ, P. Biomasa – obnovitelný zdroj energie. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., 2004. ISBN 80-86534-06-5. 2. PELSMACKER, P. D., GEUENS, M., BERGH, J. V. D. Marketingová komunikace. Praha: Grada, 2003. 581 s. Expert. ISBN 80-247-0254-1. 3. KEŘKOVSKÝ, M. Moderní přístupy k řízení výroby. Praha: C. H. Beck, 2001. ISBN 80-7179-471-6. 4. FORET, M. Marketingová komunikace. Brno: Computer Press, a.s., 2003. ISBN 80-7226-811-2. 5. Bioplynová stanice Jevíčko. Jevíčko: Hanácká zemědělská společnost Jevíčko a.s., 2009. 20 s. 6. VÁŇA, J. Výroba bioplynu v České republice. EKO – ekologie a společnost. 2010, roč. 21, č. 4, s 10-12. ISSN 1210-4728. 7. Řešení: Bioplyn, ve srovnání s fotovoltaikou je bioplyn protikladem. Osobní finance. 2010, roč. 9, č. 4, s 34-35. ISSN 1213-7405. 8. MIKEŠKA, M. Budiž čisté teplo. Sedmá generace. 2008, roč. 17, č. 3, s 2224. ISSN 1212-0499. 9. Energeticky. [online] URL: < http://www.energeticky.cz > [cit. 20. Říjen 2010] 10. Skupina ČEZ. [online] URL: < http://www.cez.cz > [cit. 20. Říjen 2010] 11. PASTOREK, Z. Bioplyn – užitečný zdroj energie nebo riskantní způsob podnikání. Biom. [online] URL: < http://biom.cz/cz/odborneclanky/bioplyn-uzitecny-zdroj-energie-nebo-riskantni-zpusob-podnikani >[cit. 20. Říjen 2010] 12. Zákon o odpadech a o změně některých dalších zákonů. Biom. [online] URL: < http://biom.cz/cz/legislativa/fyto-legislativa/185-2001-sb > [cit. 20. Říjen 2010] 13. MUŽÍK, O., KÁRA, J. Možnosti výroby a využití bioplynu v ČR. Biom. [online] URL: < http://biom.cz/cz/odborne-clanky/moznost-vyroby-avyuziti-bioplynu-v-cr > [cit. 20. Říjen 2010] 14. DOHÁNYOS, M. Teoretické základy anaerobní fermentace. CZBA. [online] URL: < http://www.czba.cz/index.php?art=page&parent=vse-obioplynu&nid=teoreticke-zaklady-anaerobni-fermentace > [cit. 20. Říjen 2010] 15. Operační program životního prostředí. [online] URL: < http://www.opzp.cz/sekce/435/vyhledavani/?cx=005222246957080616 145%3Awz9gfobpupw&cof=FORID%3A11&ie=windows1250&q=bioplynov%E9+stanice&x=0&y=0#933 > [cit. 20. Říjen 2010] 16. Pravidla, kterými se stanovují podmínky pro poskytování dotace na projekty programu rozvoje venkova ČR na období 2007-2013. Eagri. [online] URL: < http://eagri.cz/public/web/pub/46/e8/83/36735_34848_Pravidla_III_ 1_1.pdf > [cit. 20. Říjen 2010]

Literatura

45

17. VÁŇA, J. Bioplynové stanice na využití bioodpadů. Biom. [online] URL: < http://biom.cz/cz/odborne-clanky/bioplynove-stanice-na-vyuzitibioodpadu > [cit. 20. Říjen 2010]

46

Seznam příloh Příloha A … Schéma bioplynové stanice Příloha B … Výtěžnost bioplynu Příloha C … Sluneční mapa

Seznam příloh