No title

Využití obnovitelných zdrojù energie Zbynìk Bouda CZ0109 | Cesta k udržitelnému rozvoji Vsetínska

Podpoøeno grantem z Norska prostøednictvím Norského finanèního mechanismu

Obsah 1. Definice pojmu - OBNOVITELNÉ ZDROJ ENERGIE . . . . . . . . . . . . . . 3 1.1 Státní energetická politika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Státní energetická koncepce ÈR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Definice OZE v legislativì ÈR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2. Souèasný stav ve využití OZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.1 Souèasný stav využití OZE v ÈR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2 Potenciál využití OZE v ÈR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3. Energie sluneèního záøení . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1 Technologie pro využití solární energie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.2 Hodnocení souèasného využití . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.3 Potenciál využití sluneèní energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 4. Energie vìtru . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4.1 Technologie pro využití vìtrné energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4.2 Stanovení potenciálu využití vìtrné energie pro ÈR . . . . . . . . . . 35 4.3 Kritéria pro výbìr vhodných lokalit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 5. Energie vody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.1 Technologie využití vodní energie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.2 Efektivnost výstavby a provozu MVE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 6. Energie biomasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6.1 Základní rozdìlení biomasy:. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 6.2 Technologie využívání biomasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 6.3 Stanovení potenciálu biomasy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 7. Pøíklady dobré praxe použití OZE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 8. Financování investic - využitelné dotaèní tituly. . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 8.1 Fondy EU (Strukturální fondy). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 8.2 Operaèní program Životní prostøedí (OPŽP) . . . . . . . . . . . . . . . . 58 8.3 Operaèní program Podnikání a inovace (OPPI) . . . . . . . . . . . . . 58 Využití obnovitelných zdrojù energie

1. Definice pojmu „OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE“ Obnovitelné zdroje energie se soustavnì obnovují a podle lidských mìøítek jsou neomezenì k dispozici. Èeská republika se jako èlenský stát Evropské unie zavázala ke zvýšení výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojù energie (OZE). Stanovení potenciálu obnovitelných zdrojù, diskuse o reálnì dosažitelném podílu, o formách a výši podpory byly v minulých letech významným tématem pøi projednávání Státní energetické koncepce, novely energetického zákona a po více než roèním projednávání v Poslanecké snìmovnì Parlamentu vyústily v pøijetí zákona è. 180/2005 Sb., o podpoøe výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù. Zákonem byly vytvoøeny stabilní podmínky pro podnikatelské rozhodování tím, že zákon definuje systém podpory formou pevných výkupních cen, pøípadnì pøíplatkù k tržním cenám elektøiny. Zároveò garantuje výši výnosù z jednotky vyrobené elektøiny po dobu 15 let. Systém podpory OZE doplnìný od roku 2004 o možnost podpory ze strukturálních fondù EU pomáhá ke splnìní cíle 8% podílu obnovitelných zdrojù na hrubé domácí spotøebì elektøiny. Na splnìní stanoveného podílu obnovitelných zdrojù má velký vliv samostatná hrubá domácí spotøeba.

1.1 Státní energetická politika Státní energetická politika je základní dokument vyjadøující cíle v energetickém hospodáøství v souladu s potøebami hospodáøského a spoleèenského rozvoje vèetnì ochrany životního prostøedí. Státní energetickou politiku zpracovává Ministerstvo prùmyslu a obchodu (MPO) jako otevøený dokument s výhledem na 30 let a pøedkládá ji ke schválení vládì. Tento dokument byl vládou schválen dne 12. ledna 2000. Naplòování státní energetické politiky je Ministerstvem prùmyslu a obchodu vyhodnocováno v minimálnì dvouletých intervalech, o výsledcích vyhodnocení inforVyužití obnovitelných zdrojù energie

muje vládu a navrhuje pøípadné zmìny. Za hlavní strategické cíle státní energetické politiky je nutno považovat stanovení základní koncepce dlouhodobého rozvoje energetického sektoru a stanovení nezbytného legislativního a ekonomického prostøedí, které by motivovalo výrobce, distributory a spotøebitele energie k ekologicky šetrnému chování. Ve spotøebitelské oblasti patøí k dlouhodobým strategickým cílùm státní energetické politiky snížení energetické a surovinové nároènosti celého národního hospodáøství na úroveò vyspìlých prùmyslových státù. Tohoto cíle by mìlo být dosaženo zejména podporou nových výrobních technologií s minimální energetickou a surovinovou nároèností a s maximálním zhodnocením použité energie a surovin národní prací. V terciární sféøe by mìlo být dosaženo snížení energetické nároènosti pøedevším podporou programù, vedoucích k úsporám energie a vyššímu využívání alternativních energetických a surovinových zdrojù pøi zásobování obyvatelstva energií. Energetika tvoøí páteø naší ekonomiky, její efektivní fungování je proto nezbytným pøedpokladem dalšího rozvoje a rùstu životní úrovnì obyvatel. Energetická politika je úzce provázána se surovinovou politikou i se Státní politiku životního prostøedí a vychází tedy z dlouhodobých zámìrù vlády na zajištìní udržitelného rozvoje. Energetická politika ÈR je založena na stejných základech jako energetická politika EU, to znamená, že se soustøedí na: n ochranu životního prostøedí a respektování zásad udržitelného rozvoje n bezpeènost dodávek energie n podporu konkurenèní schopnosti ekonomiky Za základní problémy v energetice lze dle tohoto dokumentu považovat: n dokonèení procesu nápravy cen a tarifní struktury energetických komodit a služeb, vèetnì úpravy odpisových sazeb a valorizace odpisových základù pro energetická zaøízení pro úèely tvorby cen n efektivní privatizace státních podílù v klíèových energetických spoleè4|5

n

n

n

n

nostech pøi zachování pøimìøené míry vlivu státu na zacházení s energetickými zdroji a pøíslušnou energetickou infrastrukturou s kombinováním vlastnických práv a legislativních nástrojù stanovení jasného regulaèního rámce pro jednotlivá energetická odvìtví, vèetnì definování a legislativního zakotvení závazkù, které mohou být uloženy podnikatelským subjektùm èinným v energetice ve veøejném a všeobecnì ekonomickém zájmu (napø. spolehlivost a bezpeènost dodávek, nediskriminaèní podmínky dodávek, standardy kvality výrobkù a služeb, využívání obnovitelných zdrojù, ochrana životního prostøedí apod.) umožnìní vzniku konkurence v oblasti výroby a dodávek energie, s postupným otevíráním možnosti volby dodavatele pro jednotlivé skupiny odbìratelù ve vazbì na vývoj v EU a v kandidátských zemích, pøi souèasném respektování stavu a vývoje obchodní bilance státu vytvoøení funkèního, nediskriminaèního, prùhledného a motivujícího systému podpory úspor energie, využívání obnovitelných zdrojù energie a kombinované výroby elektøiny a tepla podpora únosné tìžby domácích energetických nerostných surovin s pøihlédnutím na sociální aspekty a udržení zamìstnanosti v tìžebních regionech, na schopnost zahlazovat následky tìžby a s ohledem na pravidla Evropské unie o státní pomoci, rozvoje energetické koncepce ÈR, zejména ve vazbì na dostupnost ostatních primárních energetických zdrojù v ÈR.

Právní úprava energetiky EU smìøuje k podpoøe tøí hlavních principù a to k: n podpoøe konkurenceschopnosti n bezpeènému zajištìní energetických dodávek n ochranì životního prostøedí. Základním nástrojem pro dosažení výše uvedených cílù EU je dokonèení tzv. vnitøního trhu, jako nejvyššího stupnì liberalizace a integrace mezi èlenskými státy EU.

Využití obnovitelných zdrojù energie

Lisabonský proces stanovil v oblasti energetiky cíl nazvaný Evropský prostor energií, který obsahuje dílèí úkoly: n Liberalizace trhù s energií (elektøina a plyn) n Vybudování transevropských energetických sítí n Aplikace jednotné energetické danì n Vytvoøení sazebníku pro pøeshranièní pøenos elektrické energie n Stanovení finanèních pravidel na Trans European Energy Networks

1.2 Státní energetická koncepce ÈR Státní energetická koncepce (SEK) byla schválena dne 10. 3. 2004. Státní energetická koncepce patøí k základním souèástem hospodáøské politiky Èeské republiky. Je výrazem státní odpovìdnosti za vytváøení podmínek pro spolehlivé a dlouhodobì bezpeèné dodávky energie za pøijatelné ceny a za vytváøení podmínek pro její efektivní využití, které nebudou ohrožovat životní prostøedí a budou v souladu se zásadami udržitelného rozvoje. Takto je Státní energetická koncepce definována v usnesení vlády è. 211/2004. Státní energetická koncepce konkretizuje vize dané státní energetickou politikou, stanovuje cíle, kterých chce stát dosáhnout pøi vývoji energetiky ve výhledu pøíštích 30 let. Státní energetická koncepce stanovuje soubor cílù, které bude ÈR sledovat v rámci udržitelného rozvoje. K jejich naplnìní byly navrženy odpovídající nástroje. Naplòování priorit a cílù bude kontrolovat a vyhodnocovat Ministerstvo prùmyslu a obchodu, o výsledcích bude toto ministerstvo informovat vládu a v pøípadì potøeby bude vládì pøedkládat návrhy na zmìny ve Státní energetické politice. Základní priority Státní energetické koncepce jsou maximální: n nezávislost n bezpeènost n udržitelný rozvoj

6|7

Cíle Státní energetické koncepce smìøují k naplnìní vize a rozpracovávají základní principy. Hlavní cíle jsou ètyøi a obsahují nìkolik dílèích cílù, tyto cíle jsou øazeny dle své dùležitosti: 1) Na prvním místì je maximalizace energetické efektivnosti. Tímto cílem jsou naplòovány požadavky nezávislosti, bezpeènosti i udržitelného rozvoje. Souhrnným vyjádøením energetické efektivnosti je ukazatel zhodnocení spotøeby primárních energetických zdrojù, resp. spotøeby elektrické energie v závislosti na vytvoøeném hrubém domácím produktu. 2) Druhým cílem dle významu je zajištìní efektivní výše a struktury spotøeby prvotních energetických zdrojù. Tímto cílem jsou opìt naplòovány všechny hlavní priority, vèetnì dostateènì diverzifikované a dlouhodobì bezpeèné spotøeby primárních energetických zdrojù a výroby elektøiny. 3) Cílem èíslo tøi je maximální šetrnost k životnímu prostøedí. Tímto cílem jsou naplòovány priority bezpeènosti a udržitelného rozvoje. Tento cíl bude dosahován pomocí efektivní a k životnímu prostøedí šetrné spotøebì primárních energetických zdrojù a šetrnou výrobou elektrické a tepelné energie. 4) Ètvrtým cílem je dokonèení transformace a liberalizace energetického hospodáøství. Tímto cílem jsou rovnìž naplòovány priority bezpeènosti a udržitelného rozvoje. 5) Ve Státní energetické koncepci ÈR jsou vymezeny jednotlivé nástroje pro dosažení stanovených cílù

Nástroje v rámci cíle 1 SEK Prvním z cílù je maximalizace energetické efektivnosti. Energetická efektivnost je podmínkou pro rozvoj naší ekonomiky a je podmínkou udržitelného rozvoje. Je konstatováno, že dosažení energetické efektivnosti je nejlevnìjší, nejbezpeènìjší a nejrychlejší cestou k dosažení všech priorit a cílù stanovených SEK. Pokud se totiž podaøí snížit energetickou nároènost tvorby HDP, dojde ke snížení poptávky po energii a ke snížení emisí, vzroste konkurenceschopnost ekonomiky a sníží se závislost na zahranièním dovozu energií. Využití obnovitelných zdrojù energie

Mezi hlavní priority v rámci prvního cíle patøí: n pokles energetické nároènosti tvorby HDP v intervalu 3 až 3,5 % roènì n nezvyšování absolutní výše spotøeby primárních zdrojù energie n pokles elektroenergetické nároènosti tvorby HDP

Nástroje v rámci cíle 2 SEK ÈR již v souèasné dobì významnì diverzifikovala druhovou spotøebu primárních energetických zdrojù, závislost na dovozu je nyní asi 32 %. Ve struktuøe dovozu je samozøejmì nevyváženost, 100 % závislost je na dovozu ropy a zemního plynu. Ke snížení energetické závislosti ÈR mùže pøispìt rùst energetické efektivnosti, podpora obnovitelných zdrojù energie, rùst disponibility a prodloužení životnosti domácího potenciálu zásob tuhých paliv, pøedevším hnìdého uhlí. V rámci tohoto cíle jde i o zajištìní funkènosti energetického hospodáøství za rùzných krizí. Zvládnutí mimoøádných situací øeší zákon è. 458/2000 Sb., formou vyhlášení stavù nouze. Krizové øízení je dále upraveno zákony è. 240/2000 Sb., (krizový zákon) a è. 241/2000 Sb., o opatøeních pro krizové stavy. Mezi hlavní priority v rámci druhého cíle patøí: V èasovém horizontu do roku 2030 naplnit tuto strukturu spotøeby primárních energetických zdrojù: n Tuhá paliva: 30-32 % n Plynná paliva: 20-22 % n Kapalná paliva: 11-12 % n Jaderné palivo: 20-22 % n Obnovitelné zdroje: 15-16 % Nepøekroèit mezní limity dovozní energetické závislosti: n v roce 2010 maximálnì: 45% n v roce 2020 maximálnì: 50 % n v roce 2030 maximálnì: 60%

8|9

Nástroje v rámci cíle 3 SEK Mezi hlavní priority v rámci tøetího cíle patøí: n splnìní závazných emisních stropù EU v roce 2010 n splnìní mezinárodních závazkù vyplývajících z Kjótského protokolu n vytvoøení podmínek pro vyšší uplatnìní obnovitelných zdrojù energie a dosažení jejich podílu na celkové spotøebì energie 15-16 % v roce 2030 n pøíprava na využití obchodu s emisemi skleníkových plynù

Nástroje v rámci cíle 4 SEK Koneènì ètvrtým cílem je dokonèení transformace a liberalizace energetického hospodáøství. Tento cíl byl hlavní prioritou obou dosavadních Státních energetických koncepcí. Cílem bylo, aby ÈR byla pøipravena na konkurenèní prostøedí v EU. Tento proces musí být uspoøádán tak, aby byl pøijatelný z hlediska sociálních dopadù na zamìstnance v energetickém sektoru i na obyvatele. Hlavní prioritou v rámci ètvrtého cíle je: pøizpùsobení transformaèních opatøení v energetickém hospodáøství modelu v EU.

Komplexní energetický scénáø Soubor komplexních energetických scénáøù byl podkladovým materiálem pro pøípravu Státní energetické koncepce. Scénáøe obsahovaly stìžejní energetické, ekologické, ekonomické a sociální parametry možných smìrù vývoje energetického hospodáøství do roku 2030, v závislosti na variantách tempa rùstu HDP a opatøeních státu k ovlivnìní vývoje energetického hospodáøství. Pro vypracování scénáøù byl požit model EFFOM/ENV (Energy Flow Optimization Model- ENVironment). Jde o lineární dynamizovaný optimalizaèní model, zamìøený na ekonomiku, energetiku a životní prostøedí. Byl již použit v celé øadì zemí. Cílem modelu je nalezení rovnováhy mezi nabídkou a poptávkou pøi vynaložení minimálních nákladù po celé zkoumané období. V souvislosti s odhadem budoucího vývoje bylo vypracováno 41 scénáøù a citlivostních analýz. Scénáøe byly specifikovány z národohospodáøskéVyužití obnovitelných zdrojù energie

ho i èistì energetického hlediska. Z hlediska národohospodáøského byly zpracovány tøi projekce vývoje velikosti a struktury HDP a demografického vývoje: nízký, referenèní a vysoký scénáø. Z hlediska energetiky byly uvažovány nìkteré klíèové momenty: n prodloužení èi neprodloužení životnosti Jaderné elektrárny Dukovany n obnova a rozšíøení stávajících jaderných elektráren n možnost výstavby nových jaderných elektráren n racionální pøehodnocení územních ekologických limitù tìžby hnìdého uhlí n ceny a dostupnost paliv na svìtovém trhu n zpøísnìní národních limitù na emise skleníkových plynù Bylo vytvoøeno nìkolik základních variant scénáøù, kromì tohoto byly pro referenèní scénáø pro variantu „setrvaènost“ poèítány citlivostní analýzy na: n investièní náklady jaderných elektráren n cenu dováženého èerného uhlí n cenu dováženého zemního plynu Souèástí závìreèného hodnocení navržených scénáøù byla i vícekriteriální analýza. Zpracované scénáøe byly hodnoceny dle kritérií: n energetické nároènosti tvorby HDP n emisí CO2 n dovozní energetické nároènosti n dopadù na zamìstnanost podle výše diskontovaných investièních nákladù Byla použita vážená i nevážená kritéria a další zpùsoby hodnocení. Koneènou volbu preferovaného scénáøe mìlo Ministerstvo prùmyslu a obchodu, resp. Vláda ÈR, protože výbìr vhodné varianty je vìcí politickostrategického výbìru. MPO doporuèilo a vláda schválila „Zelený scénáø“. Výbìr této varianty byl poveden na základì tìchto skuteèností: 10 | 11

n n n

n

n n n

administrativnì neblokuje žádný zdroj primární energie poskytuje subjektùm nejširší nabídku zdrojù má nejnižší dovozní nároènost a nejmenší dopady na snižování zamìstnanosti díky využití uhlí pro nové hnìdouhelné elektrárny umožòuje nejvíce nahlédnout za rok 2030 je to nejvíce odolný scénáø vùèi kolísání cen paliv na svìtových trzích nejvíce odpovídá historickým tradicím ÈR byl nejèastìji doporuèovanou variantou i v rámci veøejné diskuse

V èervnu roku 2003 byl tento scénáø vývoje dán k veøejné diskusi. Vývoj nových poznatkù a hlavnì podnìty vzešlé z veøejné diskuse donutily provést nový propoèet. Tento scénáø byl oznaèen jako „Zelený scénáø - U“. I tento scénáø vychází ze základních pøedpokladù, jako jsou: rùst disponibility domácích energetických zdrojù (hnìdé uhlí), rùst energetické efektivnosti, vyšší podpora OZE, možnosti výstavby nových jaderných zdrojù energie. Nový scénáø pøiblížil „Zelený scénáø“ více realitì roku 2004. Reagoval hlavnì na vyšší podporu obnovitelným zdrojù energie, sjednocení DPH u tepla z CZT výší, kterou jsou zatíženy i ostatní komodity od roku 2007, uvažuje nové využití biomasy ve výrobnách elektøiny s výkonem vyšším jak 50 MW a poèítá jen se dvìmi jadernými bloky na místo uvažovaných tøí. Tyto provedené zmìny ovlivnily výstupy z pùvodního „Zeleného scénáøe“. V novém scénáøi došlo k èásteènému posílení role úspor a vyššímu využití OZE. Jednalo se vesmìs o pozitivní zmìny, jež pøíznivì ovlivòují vize a cíle Státní energetické koncepce. A jaké jsou výstupy plynoucího z toho schváleného scénáøe budoucího vývoje? V následujících letech by mìl být zajištìn ekonomický a sociální rozvoj ÈR pøi velmi malém rùstu potøeby zdrojù energie. K tomuto rùstu by mìlo dojít v dùsledku rùstu zhodnocení energie pøi plnìní kritérií udržitelného rozvoje. Mìlo by dojít k poklesu energetické nároènosti z 1,212 na 0,454 MJ/Kè. Tímto vývojem bychom se mìli pøiblížit parametrùm v zemích EU. Snížení zátìže životního prostøedí by se mìlo projevit v dodržení všech ekologických limitù. Mìlo by dojít k poklesu spotøeby hnìdého uhlí Využití obnovitelných zdrojù energie

o 40 %, ale uhlí by se mìlo dále využívat v nových èistých uhelných technologiích. V roce 2030 by mìlo dojít k rùstu dovozu èerného uhlí na 55 %, spotøeba koksu by mìla být celá kryta dovozem, na polovinu by mìla poklesnout spotøeba ropy. Spotøeba zemního plynu by v roce 2030 mìla vzrùst o jednu pìtinu, jaderného paliva by se mìlo spotøebovat 2,5krát více než v roce 2000, Spotøeba OZE by mìla vzrùst asi 6,4krát oproti roku 2000. Spotøeba elektøiny by mìla rùst, ale prùmìrné tempo rùstu by mìlo poklesnout. Do roku 2010 by mìl mít trh s elektøinou exportní charakter, poté by mìlo dojít k rekonstrukci uhelných elektráren, z tohoto dùvodu by mìl mít trh s elektøinou dovozní charakter. V letech 2020 až 2025 by mìlo dojít k výstavbì nového jaderného bloku o výkonu 600 MW. V letech 2025 až 2030 by se mìl postavit další blok o stejném výkonu. Po roce 2025 by se jaderná energie mìla stát technologií, která se na výrobì elektøiny podílí nejvíce. S rùstem podílu výroby z OZE by ÈR nemìla mít problém se splnìním cíle výroby elektøiny a tepla z OZE. V roce 2030 by mìlo dojít k obnovì všech elektráren na hnìdé uhlí, èerné uhlí a zemní plyn, instalováno by mìlo být 1200 MW výkonu v jaderných elektrárnách. Dovoz elektøiny by však mìl stále pøevažovat. ÈR by v roce 2030 mìla být plnì závislá na dovozu zemního plynu, ropy a jaderného paliva. Vysoká závislost by mìla být na èerném uhlí, a to asi 55 %. Dovozní energetická nároènost v roce 2030 by mìla vzrùst asi dvakrát. Ve zprávì k SEK se v kapitole „IV.1 Energetika“ oceòují dosažené výsledky ve snižování energetické nároènosti. Zatímco meziroèní tempa energetické nároènosti byla zvláštì v období let 2000 až 2003 velmi nízká, nestálá a rozkolísaná, od roku 2004 se situace podstatnì zlepšila a energetická nároènost klesá razantním tempem. Za rok 2004 klesla o 2,6 %, za rok 2005 o 2,8 % a za rok 2006 dokonce o 6,5 %. Kromì souèasného období hospodáøského rùstu má na tuto skuteènost nemalý vliv rovnìž realizace nástrojù Státní energetické koncepce. V dùsledku tìchto opatøení se tuzemská spotøeba energie na jednotku HDP trvale snižuje. V souèasnosti již není 2 - 3x vyšší, ale jen cca o 50% vyšší ve srovnání s vyspìlými státy Evropské unie. Trend jejího dalšího snižování povede k vyrovnání v dohledné budoucnosti. Je skuteèností, že napøíklad celková spotøeba 12 | 13

energie na hlavu je v Èeské republice nižší než u øady státù Evropské unie a nedosahuje prùmìru státù OECD. Zvyšování energetické efektivnosti je bezesporu nejvýznamnìjší cesta ke snižování poptávky po energii, snižování emisí škodlivin do životního prostøedí, snižování rùstu dovozní energetické závislosti a zvyšování konkurenceschopnosti energetického odvìtví i celého hospodáøství Èeské republiky.

1.3 Definice OZE v legislativì ÈR Využívání OZE jsou v souèasnosti upraveny ve dvou obecnìjších zákonech – v zákonì è. 458/2000 Sb. (energetický zákon) a v zákonì è. 406/2000 Sb. (o hospodaøení s energií) – a øadì podzákonných norem (vyhlášky, cenová rozhodnutí, usnesení vlády). Zákon è. 458/2000 Sb. – energetický zákon upravuje podmínky následovnì: Obnovitelné zdroje energie jsou v energetickém zákonì definovány jednak vìcnì v § 2, odst. k, písm. 12 jako „ …zdroje, jejichž energetický potenciál se trvale a samovolnì obnovuje pøírodními procesy“ a jednak taxativnì pro výrobu elektøiny v § 13 pro úèely zákona jako: n vodní energie do výkonu výroby elektøiny 10 MWe n sluneèní energie n vìtrná energie n biomasa v zaøízeních do 5 MWe n bioplyn n palivové èlánky n geotermální energie OZE pro výrobu tepelné energie: n sluneèní energie n geotermální energie n biomasa v zaøízeních do 20 MWt n bioplyn n palivové èlánky

Využití obnovitelných zdrojù energie

Využití OZE postihuje zejména tato specifika: n obnovitelné zdroje jsou základem udržitelného rozvoje, jsou schopny zastavit stále vzrùstající únik skleníkových plynù do atmosféry n v souèasné dobì se na celém svìtì každý den uvolòuje v dùsledku spalování stejné množství CO2, jaké se døíve navázalo za 3000 let n obnovitelné zdroje jsou sociální. Vytváøejí totiž pìtkrát více pracovních míst než bìžné nosièe energie, které jsou navíc rozloženy nerovnomìrnì - ÈR se pøedpokládá, že pøi zvýšení OZE na 3,5% (dnes necelá 2%) na spotøebì energie se vytvoøí 5 – 10 tisíc nových pracovních míst a ušetøí pøes 4 milióny tun CO2 - OZE vytváøejí nová pracovní místa a další možnosti pro živnostníky a prùmysl (napø. v Rakousku trh se sluneèními kolektory vytvoøil již 3 000 nových pracovní míst, v Nìmecku 11000), v EU solární problematika 30 000 míst a celkovì OZE 500 000 míst) n obnovitelné zdroje šetøí pøírodní zdroje a dokáží snížit závislost na tìchto zdrojích, zejména fosilních. Trh s obnovitelnou energií má znaèný budoucí potenciál. Pro více než dva miliony lidí na celém svìtì dnes nejsou zajištìny dostateèné dodávky energie, a trpí tedy „hladem“ po energii - EU pøedpokládá ve své Bílé knize obnovitelných zdrojù energie, že v roce 2010 bude roèní objem vývozu tìchto zdrojù èinit 17 miliard euro n uplatnìní obnovitelných zdrojù energie, které jsou nerovnomìrnì rozloženy, se mùže stát pilíøem aktivní mírové strategie tohoto staletí V regionálním významu to pak znamená: n dosažení výrazné úspory emisí zneèišujících látek ovzduší, výrazné zkvalitnìní ovzduší v regionu (zneèištìní ovzduší nezná hranice) n zvýšení komfortu bydlení obèanù a zvýšení atraktivnosti obcí pro bydlení n vytvoøení nových pracovních míst v obcích n vznik nových pøíležitostí pro podnikání n ekonomická stabilizace obcí n nové trendy pro místní zemìdìlství n maximální využití místních zdrojù n zlepšení vzhledu obcí 14 | 15

Specifikovaný energetický potenciál vytvoøí nástroj, který bude podkladem pro cílené zavádìní OZE.

Zákon o podpoøe výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù (Zák. è. 180, ze dne 31. bøezna 2005) Tento zákon vymezuje oblasti podpory OZE. Upravuje práva a povinnosti subjektù na trhu s elektøinou z obnovitelných zdrojù a podmínky podpory výkupu a evidence výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù. Stanoví pravidla pro tvorbu cen za elektøinu z obnovitelných zdrojù. Úèelem zákona je podpora využití obnovitelných zdrojù energie, tj.energie vìtru, energie sluneèního záøení, geotermální energie, energie vody, energie pùdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu. Dále je úèelem zákona trvalé zvyšování podílu obnovitelných zdrojù na spotøebì primárních energetických zdrojù, šetrné využívání pøírodních zdrojù a naplnìní indikativního cíle podílu elektøiny z obnovitelných zdrojù na hrubé spotøebì elektøiny v Èeské republice ve výši 8 % k roku 2010. Podpora se vztahuje na výrobu elektøiny z obnovitelných zdrojù vyrobenou v zaøízeních v Èeské republice využívajících obnovitelné zdroje a je stanovena odlišnì podle druhu obnovitelného zdroje, velikosti instalovaného výkonu výrobny i napø. podle parametrù biomasy. Podpora se vztahuje i na výrobu elektøiny z dùlního plynu z uzavøených dolù. Zákon upravuje práva a povinnosti subjektù na trhu s elektøinou z obnovitelných zdrojù, podmínky podpory, výkupu a evidence výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù, stanovení výše cen za elektøinu z obnovitelných zdrojù samostatnì pro jednotlivé druhy obnovitelných zdrojù a zelených bonusù, zpùsob pravidelného vyhodnocování podílu výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù na hrubé spotøebì elektøiny za minulý kalendáøní rok a propoèet oèekávaných dopadù podpory na celkovou cenu elektøiny pro koneèné zákazníky v nadcházejícím kalendáøním roce. Dále zákon stanoví provádìní kontrol prostøednictvím Státní energetické inspekce a výši jednotlivých pokut za správní delikty. Ve druhé a tøetí èásti zákona jsou uvedeny zákony, které se návaznì mìní, a to zákon è. 406/2000 Sb., o hospodaøení energií, ve znìní zákona Využití obnovitelných zdrojù energie

èíslo 359/2003 Sb., a zákona è. 694/2004 Sb., a zákona è. 86/2002 Sb., o ochranì ovzduší a o zmìnì nìkterých dalších zákonù, ve znìní zákona è. 521/2002 Sb., zákona è. 92/2004 Sb., zákona è. 186/2004 Sb., a zákona è. 695/2004 Sb. Ve ètvrté èásti zákona je stanovena úèinnost. Zákon nabývá úèinnosti prvním dnem tøetího kalendáøního mìsíce následujícího po dni jeho vyhlášení, tj. úèinnosti nabývá od 1. srpna 2005.

Indikativní cíl a úloha zákona Obecná ustanovení zákona vymezují jeho pøedmìt a úèel, mají zde spíše deklarativní charakter a jsou jakousi preambulí celého zákona. Pøedmìt jeho vzniku je zde výslovnì uveden jako klíèové ustanovení vycházející z našeho závazku ke Spoleèenství. „Vytvoøit podmínky pro naplnìní indikativního cíle podílu elektøiny z obnovitelných zdrojù na hrubé spotøebì elektøiny v Èeské republice ve výši 8 % k roku 2010 a vytvoøit podmínky pro další zvyšování tohoto podílu po roce 2010.“ V rámci státù EU není tento cíl pøehnanì vysoký, spíše prùmìrný až podprùmìrný. Státy jako Irsko, Dánsko, Belgie èi Spojené království by mìly v roce 2010 dosáhnout tøí až pìtinásobného zvýšení tohoto podílu oproti roku 2000. Dle statistiky MPO dosáhl u nás v roce 2004 podíl hrubé výroby elektøiny na tuzemské spotøebì elektøiny 4 %. Garantem splnìní tohoto nejdùležitìjšího cíle zákona je Energetický regulaèní úøad. Zákon mu jednoznaènì ukládá stanovit vždy na kalendáøní rok dopøedu výkupní ceny elektøiny a zelené bonusy tak, aby byl indikativní cíl v roce 2010 splnìn. Ukládá mu také vždy k 30. èervnu zveøejnit vyhodnocení podílu výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù na hrubé spotøebì elektøiny (Hrubá spotøeba elektøiny je statistický ukazatel elektroenergetiky, který zahrnuje celkovou výrobu elektøiny v ÈR vèetnì vlastní spotøeby elektroenergetických provozù, bilance dovozu a vývozu, ztráty v sítích a spotøeby na pøeèerpávání v pøeèerpávacích vodních elektrárnách). Ministerstvo prùmyslu a obchodu je pak následnì povinno vypracovat analýzu pokroku dosaženého plnìní cíle, na kterou bude ERÚ reagovat pøípadným upravením výkupních cen a zelených bonusù pro nadcházející kalendáøní rok. V pøípadì pomalého zvyšování podílu výroby 16 | 17

elektøiny z obnovitelných zdrojù na celkové hrubé spotøebì elektøiny by mìl tedy ERÚ nabídnout vyšší výkupní ceny a vyšší cenu zelených bonusù. Opaènì to takto jednoduché není. Èeská republika nemá vhodné podmínky pro rozvoj využití všech druhù obnovitelné energie. Pøiložená tabulka vychází z aktuálního stavu a expertních propoètù. Je zøejmé, že díky pøijatému zákonu, je naplnìní národního smìrného cíle možné. Zejména vyšším využitím malých vodních elektráren, vìtrných elektráren, ale pøedevším využitím biomasy a bioplynù.

Jistota návratnosti, systém výkupních cen a zelený bonus Základním pravidlem zákona je dosažení patnáctileté doby návratnosti investic. Tato zaruèená doba se vztahuje na ideální bìžné zaøízení, vycházející z prùmìrných pøírodních podmínek skuteènì existujících na území ÈR a stávající technické úrovnì nových dostupných zaøízení a vztahuje se k prosté (nediskontované) návratnosti. Od nich je také odvislá pevnì stanovená výkupní cena. Výkupní ceny jsou diferencovány podle specifických nákladù výroby elektøiny v jednotlivých typech zaøízení s ohledem na druh zdroje a velikost zaøízení. Cílem každého investora tedy bude mít lepší než prùmìrné parametry jednotlivých projektù využité k výpoètùm minimálních výkupních cen a zelených bonusù daných pøíslušnou vyhláškou (cenovým rozhodnutím) ERÚ. Cenové rozhodnutí bude vydáváno každoroènì, vždy na konci kalendáøního roku. Ceny však nikdy nesmí být nižší než 95 % hodnoty výkupních cen proti roku pøedcházejícímu. Ovšem patnáctiletá garance výše výnosù za jednotku elektøiny od roku uvedení zaøízení do provozu vèetnì zohlednìní indexu cen prùmyslových výrobcù nesmí být ovlivnìna. Zákon je tedy kombinací systému pevných výkupních cen používaného napø. v Nìmecku nebo ve Francii se systémem zelených bonusù používaným ve Španìlsku. Výrobce si mùže vybrat ze dvou na sobì nezávislých bezprostøedních systémù podpory. Buï má možnost nabídnout elektøinu provozovateli distribuèní soustavy systémem minimálních výkupních cen. Provozovatel soustavy má v tomto pøípadì povinnost veškerou vyrobenou elektøinu vykoupit. V systému zelených bonusù si výrobce elektøiny musí Využití obnovitelných zdrojù energie

nejprve sám na trhu najít odbìratele pro svojí elektøinu za tržní cenu. Od provozovatele distribuèní soustavy po té navíc obdrží prémii v podobì zeleného bonusu. Pøedpokládá se, že souèet tržní ceny elektøiny a zeleného bonusu by mìl výrobci zajistit vyšší výnos než v systému pevných výkupních cen. Výrobce, který vyrábí elektøinu pro vlastní spotøebu, má rovnìž právo na úhradu zeleného bonusu. Uhradí mu ho provozovatel té distribuèní soustavy, na jejímž vymezeném území se výrobce nachází. Poté, co si výrobce závaznì z tìchto dvou možností jednu vybral a zaèal ji využívat, mùže další zmìnu systému provést nejdøíve za rok. A to vždy pouze k 1. lednu následujícího kalendáøního roku. Aktuální výše výkupních cen a zelených bonusù je umístìna na stránkách portálu TZB-info. Výše výkupních cen a zelených bonusù.

Voda, vítr, dùlní plyn a spoluspalování Velké vodní elektrárny s instalovaným výkonem nad 10 MW jsou podle zákona pøedmìtem podpory. Dosahují však na trhu s elektøinou dostateèných výnosù, byly budovány již pøed desítkami let a nové zdroje takové velikosti se u nás budou budovat snad jen ve výjimeèných pøípadech. Z tìchto dùvodù pro nì není stanovena vyšší výkupní cena èi zelený bonus. Principiálnì nesprávné je zamezení podpory vìtrných elektráren, jestliže jejich instalovaný výkon umístìných na rozloze 1 km2 pøesáhne 20 MWe. Toto ustanovení, i když je svým zpùsobem neškodné (vím-li to, nebudu elektrárenské vìže takto rozmísovat), je v zásadì velmi nejednoznaèné, nebo existuje nekoneèné množství pøípadù vymezení ploch 1 km2. Dle autorù zákona se jako nejjednodušším øešením jeví vymezení této plochy jako kružnice o polomìru 564 metrù se støedem v ose jakékoliv elektrárny posuzovaného souboru vìtrných elektráren. Zákon dále stanoví podporu na zdroj, který nemá s obnovitelnou energií nic spoleèného. Je jím podpora dùlního plynu z uzavøených dolù. By je tato výstøednost jakkoliv opodstatnìna, nelze se s ní jednoznaènì ztotožnit. Dùlní plyn byl do zákona doplnìn pøi projednávání v Poslanecké snìmovnì pravdìpodobnì díky skvìlé lobby dotèených podnikatelských skupin. Je ale nutné øíci, že dùlní plyn je velmi nebezpeèný z hlediska jeho úniku do objektù, kde hrozí riziko samovolných explozí, a zároveò je tvoøen 18 | 19

pøevážnì metanem. Metan je více než dvacetkrát agresivnìjší skleníkový plyn než oxid uhlièitý, který vznikne jeho spálením. Z tìchto dùvodù je žádoucí dùlní plyn z uzavøených dolù kontrolovanì jímat a stimulovat jeho energetické využívání. Pøesto jeho zaøazení do tohoto zákona vidím jako neopodstatnìné. Pro výrobu elektøiny z biomasy umožòuje zákon podporu z hlediska zdroje paliva v zásadì trojího zpùsobu spalování. Pøedevším a logicky s nejvyšším ohodnocením podporuje spalování výluènì biomasy. Druhým typem podpory je spalování biomasy a fosilního paliva v jednom topeništi (spoluspalování). Tato podpora je opìt (již jednou bylo spoluspalování vehementnì preferováno a neúmìrnì podporováno) do jisté míry diskutabilní, minimálnì v nynìjším nastavení výše výkupní ceny. Masivní rozvoj spoluspalování lze oèekávat pøedevším ve velkých zabìhnutých elektrárenských blocích, které jsou obdobnì jako velké vodní elektrárny v provozu desítky let. Pøesto i zde jsou jisté investice nutné. Tøetím systémem podpory je spalování biomasy v jednom topeništi a v druhém fosilní palivo. Vzniklý nosiè energie (napø. pára) z obou topeniš pak proudí do spoleèného produktovodu (napø. parovodu). Obì poslednì jmenované možnosti slouèené výroby elektøiny z obnovitelného a fosilního paliva lze podporovat pouze formou zeleného bonusu. Pøes dokonalé provádìcí pøedpisy bude vždy vykazování pomìru smìsí paliva, skuteèného nabytí biomasy, její kvalita a její skuteèné využití pro úèely výroby elektøiny otázkou.

Využití obnovitelných zdrojù energie

2. Souèasný stav ve využití OZE 2.1 Souèasný stav využití OZE v ÈR Indikativní cíle podílu OZE pro jednotlivé èlenské státy vychází ze smìrnice 2001/77/EC o podpoøe elektøiny z OZE na vnitøním trhu s elektøinou EU. Jsou definovány jako procentuální podíly výroby elektøiny na hrubé domácí spotøebì elektøiny v každém èlenském státì. Smìrnice zároveò definuje celkový cíl pro Evropské spoleèenství ve výši 22,1%. Smìrnice zavazuje èlenské státy pøijmout opatøení a programy podpory, které povedou ke zvyšování výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù. Konkrétní formy opatøení jsou na rozhodnutí jednotlivých státù, musí však být v souladu s pravidly pro vnitøní trh s elektøinou a úmìrné indikativním cílùm, aby vedly k jejich splnìní v roce 2010. Èeská republika se v pøístupové smlouvì (Akt o pøistoupení v pøíloze è. II, kapitole 12, A bod 8a) zavázala ke splnìní indikativního cíle ve výši 8 % podílu elektøiny z OZE na hrubé domácí spotøebì v ÈR v roce 2010. Indikativní cíl je souèástí zákona è. 180/2005 Sb. o podpoøe výroby elektøiny z obnovitelných zdrojù energie a o zmìnì nìkterých zákonù, kterým byla uvedená smìrnice implementována do èeského práva.

20 | 21

Indikativní cíle èlenských státù EU Údaje o podílu výroby elektøiny z OZE na hrubé spotøebì elektøiny jednotlivých èlenských státù EU jsou pøevzaty ze statistiky Eurostatu za rok 2009. Indikativní cíle èlenských státu EU v oblasti výroby elektøiny z OZE do roku 2010 (Zdroj: Eurostat)

Podíl OZE na spotøebì primárních energetických zdrojù se v ÈR v souèasné dobì pohybuje mezi 1,5 – 2 %. Podíl výroby elektrické energie z OZE na hrubé spotøebì elektrické energie je cca. 4,2 % vè. velkých vodních elektráren. Evropská Smìrnice 2001/77/EC požaduje, aby podíl elektøiny z OZE byl v roce 2010 v prùmìru 21 %. K naplnìní tohoto cíle se od nás požaduje dosažení 8 %. I když se jedná o ambiciózní cíl, uvedená hodnota je dosažitelná. Souèasný podíl obnovitelných zdrojù energie na hrubé spotøebì primárních energetických zdrojù

Využití obnovitelných zdrojù energie

Skladba spotøeby primárních energetických zdrojù ÈR plynná paliva 19 %

kapalná paliva 16 %

jaderná energie 8 %

èerné uhlí 17 %

obnovitelné zdroje 1,7 % odpady 0,1 % hnìdé uhlí 38 %

Skladba primární spotøeby obnovitelných zdrojù energie r. 2000

biomasa 71 %

solární energie 0,5 % vìtrná energie 0,1 % geotermální a teplo prostøedí 0,1 % vodní energie 28 %

2.2. Potenciál využití OZE v ÈR Potenciál využití OZE v Èeské republice shrnuje tabulka níže, která byla stanovena v rámci pøípravy Národního programu hospodárného nakládání s energií a využívání jejich obnovitelných a druhotných zdrojù. 22 | 23

Dostupný a ekonomický potenciál obnovitelných zdrojù Dostupný potenciál* Výroba Podíl na prienergie már. zdrojích [TJ/rok] [%]

Ekonomický potenciál** Výroba Podíl na prienergie már. zdrojích [TJ/rok] [%]

Solární kolektory Fotovoltaika Biomasa Odpady Vítr Velké vodní elektrárny Malé vodní elektrárny Tepelná èerpadla Celkem

140 0 50 960 1 520 100 5 700 2 930 2 540 63 890

11 500 100 83 700 3 700 4 000 5 700 4 100 8 800 121 600

0,62 0,00 4,50 0,20 0,21 0,31 0,22 0,47 6,53

0,01 0,00 2,91 0,09 0,01 0,34 0,18 0,15 3,69

* dostupný potenciál

– udává maximální možnou hranici využití daného zdroje za souèasných podmínek ** ekonomický potenciál – je ta èást dostupného potenciálu, kterou je možno za souèasných podmínek ekonomicky využít

Kde dostupný a ekonomický potenciál je: Technický potenciál – Je urèen pøítomností zdroje a jeho technickými podmínkami jeho pøemìny na využitelnou elektrickou energii. Stanovení technického potenciálu nemá praktický význam a bývá obvykle mezistupnìm pro stanovení využitelného potenciálu. Využitelný potenciál – Využitelný potenciál je technický potenciál zdroje, který je možno využít v souèasnosti dostupnými technickými prostøedky a je limitován pouze administrativními, legislativními, ekologickými nebo jinými omezeními. Tato omezení jsou obvykle jasnì definována. Dostupný potenciál – Dostupný potenciál se v nìkterých pøípadech rovná využitelnému potenciálu. Vìtšinou je však limitován dalšími faktory napø. využíváním zdroje pro jiné než energetické úèely (omezení možnosti pìstování energetických rostlin na zemìdìlské pùdì, která je využívána pro potravináøskou produkci. apod.). Udává obvykle maximální možnou hranici využití daného zdroje za souèasných podmínek. U tohoto potenciálu nejsou posuzována ekonomická omezení. Využití obnovitelných zdrojù energie

Ekonomický potenciál – Ekonomický potenciál je ta èást dostupného potenciálu, kterou je možno za souèasných podmínek, ovlivòující ekonomické parametry zaøízení pro využívání obnovitelných zdrojù energie (ekonomické, fiskální a legislativní podmínky, energetická politika státu, investièní a provozní náklady, dostupnost kapitálu, úrokové sazby apod.) ekonomicky využít. Ekonomický potenciál není definován jako fixní hodnota, závisí na ekonomických a dalších faktorech a na zvolených kritérií. V rámci stanovení potenciálu OZE byl v této studii urèen a analyzován tzv. dostupný potenciál, jehož charakteristika je uvedena výše. Celosvìtový trend ve využívání OZE charakterizuje graf, který vychází z výpoètù spoleènosti Shell.

Scénáø Shell - vývoj spotøeby prvotních energetických zdrojù

24 | 25

3. Energie sluneèního záøení Sluneèními paprsky dopadá na zemský povrch roènì mnohonásobnì více energie než spotøebujeme. V Èeské republice lze tuto energii využít, celková doba sluneèního svitu je 1 400 až 1 700 hodin za rok. Na plochu 1 m2 dopadne za rok prùmìrnì 1 100 kWh energie (800 až 1200 kWh/rok). Pro využití solární energie jsou rozhodující údaje o intenzitì sluneèního záøení v daném místì. Z rozboru klimatických podmínek v ÈR vyplývá, že i na území Èeské republiky lze využít energii sluneèního záøení. Množství celkového sluneèního záøení dopadajícího za jednotku èasu na jednotku plochy horizontálního zemského povrchu se nazývá ální sluneèní záøení a je dáno algebraickým souètem intenzity øímého a intenzity úzního sluneèního záøení na horizontálním zemském povrchu. Specifické výkony záøivé energie a podíl difusního záøení pøi rùzných povìtrnostních podmínkách v ÈR. 2 Záøení (W/m ) Difusní podíl (%)

Modré nebe Zamlžené nebe Mlhavý podzimní den Zamraèený zimní den Celoroèní prùmìr

800 – 1 000 600 – 900 100 – 300 50 600

Typická denní nabídka záøení na jižnì orientované kolektory Sluneèní záøení, jasno

Léto Pøedjaøí/podzim Zima

7 – 8 kWh/m2 5 kWh/m2 3 kWh/m2

10 až 50 100 100 50 až 60

oblaèno

2 kWh/m2 1,2 kWh/m2 0,3 kWh/m2

Využití obnovitelných zdrojù energie

Mapa ÈR – intenzita využitelného solárního záøení W/m2

Celkové množství energie dopadající za prùmìrný den na plochu orientovanou k jihu v podmínkách ÈR (50°s.š., souèinitel zneèištìní atmosféry Z=3) 7 6

kWh / m2 a den

5

0o vodorovná plocha

4

60o naklonìná plocha

3

90o svislá plocha o

30 naklonìná plocha 2 1 0 I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

3.1 Technologie pro využití solární energie Solární energii využívají: 1) Pasivní systémy n pøemìna solárního záøení zachyceného konstrukcí budovy na teplo 2) Aktivní systémy n výroba tepla solárními kolektory – ploché a trubicové kapalinové kolektory – teplovzdušné kolektory n

výroba elektrické energie – fotovoltaická pøemìna – solárnì – termická pøemìna

26 | 27

Pasivní zpùsob je velice závislý na architektonickém øešení objektu a jeho orientaci, bìžnì se jedná o velká okna orientovaná jižním smìrem, prosklené fasády, zimní zahrady a zasklené lodžie. Pasivní solární systémy využívají prosklených architektonických prvkù k zachycení sluneèního záøení, které se po dopadu transformuje na teplo. Zachycené teplo obvykle ohøívá vzduch, který se dále rozvádí k místu spotøeby aktivními prvky (vzduchotechnikou). Jednoduché systémy se obejdou bez aktivního rozvodu tepla. Jedná se o velmi efektivní a architektonicky zajímavý zpùsob využití sluneèního záøení. Nejlepší výsledky však dosahuje pouze u døevostaveb (v nìkterých pøípadech i u masivních staveb), které je možné tvarovì a tepelnì-technicky navrhnout a optimalizovat pro maximální využití solárního záøení. Navýšení nákladù pro využití solárního záøení obvykle dosahuje kolem 10 – 30 % investièních nákladù na výstavbu budovy pøi snížení spotøeby tepla na vytápìní o 20- 30 %. U rekonstrukcí budov s doplòkovými prvky solární architektury mùže být jejich pøínos sporný s pohledu ekonomického. Kvalitní tepelné izolace pøi rekonstrukci obvykle uspoøí víc energie. Z výše popsaného je zøejmé, že se vždy jedná o individuální pøínosy, které v podstatì nelze pøi prognóze vyèíslit. Aktivní solární systémy využívají pro zachycení sluneèního záøení solární kolektory. Hlavní souèástí kolektoru je absorbéru, který zachycuje sluneèní záøení. Absorbér se pøi provozu zahøívá a jím zachycené teplo je odvádìno teplonosným médiem (voda, vzduch) k místu akumulace, nebo spotøeby. Nejvíce rozšíøená je pøemìna sluneèního záøení na teplo v solárních systémech s kapalinovými kolektory. Celý solární systém se skládá z nìkolika èástí, z nich nejdùležitìjší jsou právì sluneèní kolektory. Ty mohou být rùzné konstrukce a provedení. Nejzákladnìjší rozdìlení je na ploché kolektory a kolektory vakuové, dle ohøívaného média na kapalinové nebo vzduchové. Vakuové jsou technicky dokonalejší, protože mají velice minimální tepelné Využití obnovitelných zdrojù energie

ztráty a dosahují vysoké úèinnosti. Jsou velmi vhodné pro celoroèní užití a do systémù urèených k pøitápìní objektu. Jsou však výrobnì nároènìjší, což se odráží i v jejich cenì. Nejèastìji používaným typem kolektoru je kapalinový plochý kolektor. Nejdùležitìjší souèástí kolektorù je plochá deska nazývaná absorbér, na kterém je nanesena speciální tenká selektivní vrstva. Tato vrstva má obvykle jemnì matný tmavý povrch, ten minimálnì odráží a maximálnì zachycuje (absorbuje) sluneèní záøení a pøemìòuje ho na teplo. Teplo je dále pøedáváno teplonosné kapalinì, která kolektorem protéká. Za absorbérem je kvalitní izolace z minerální vlny a vše je uloženo v rámech, èi speciální vanì, zakryté tvrzeným sklem s vysokou svìtlopropustností. Jednotlivé kolektory je možno zapojovat do rùzných sestav, dle požadovaného výkonu. Solární okruh je dále tvoøen èerpadlem, potrubím s kvalitní izolací a armaturami, expanzní nádobou, pojistným a odvzdušovacím ventilem, regulaèním zaøízením, teplonosnou kapalinou, nejèastìji nemrznoucí a akumulaèním zásobníkem. Výše popsaný solární kolektor se orientuje na jihvýchod až jihozápad (±150), pro celoroèní užití je nevhodnìjší sklon 450 k vodorovnému povrchu. Podmínky umístnìní a orientace jsou dùležitým hlediskem pro správnou funkci solárního systému. Solární systém má životnost cca 25 až 30 let, pøièemž roènì lze ušetøit kolem 55 – 80 % energie k pøípravì teplé užitkové vody a cca 35 – 50 % na vytápìní. Vyrobí cca. 350 – 550 kWh/m2 za rok. Nejefektivnìji se chovají systémy s kombinovaným užitím vzniklé tepelné energie – TUV, pøitápìní, ohøev bazénu.

Základní systémy využití fototermálních systémù: n

n

n

ohøev teplé užitkové vody v rodinných a bytových domech (pøípadnì pøitápìní) – nejvhodnìjší a snadno realizovatelné øešení využití solární energie ohøev bazénové vody (pøípadnì v kombinaci s ohøevem TUV) – pro veøejná koupalištì, lze využít velkoplošné systémy ohøev TUV v terciálním sektoru – zejména vhodné tam, kde je stálá nebo zvýšená poptávka po TUV v letním období, kdy jsou energetické zisky ze sluneèního záøení nejvyšší. To mùže být napø. v rekreaèních

28 | 29

a ubytovacích zaøízení, penzionech, autokempech, v objektech sociálního zázemí – domovy dùchodcù, apod.

Prozatím se nepøedpokládá o samostatném vytápìní pomocí aktivních solárních systémù. V souèasnosti je vhodné použití solárních systémù v kombinaci se stávajícím elektrickým ohøevem TUV, dodávkou tepla z CZT nebo s moderními kotli s vysokou úèinností a automatickým provozem (i kotli na spalování døeva, døevìných pelet nebo briket) eventuelnì s tepelným èerpadlem. Výroba elektrické energie pøemìnou energie solární je druhou možností využití energie Slunce. K této pøemìnì se používají tzv. fotovoltaické èlánky. Jednotlivé èlánky jsou spojeny do panelù, které je možno dále vzájemnì propojovat dle požadavku na výkon zaøízení. Fotovoltaický èlánek pracuje s úèinností kolem 15 %. PV panel musí být konstruován tak, aby byl dostateènì odolný povìtrnostním podmínkám. Instaluje se zpravidla na jižní støechy a fasády budov, ale velmi èasto se s ním mùžeme setkat na rùzných technických stavbách (protihlukové bariéry, apod.). Se stejnými solárními èlánky je možné realizovat aplikace s výkon od mW až po MW. Fotovoltaické systémy je možné provozovat kdekoliv na Zemi bez negativního dopadu na životní prostøedí. Pro využití el. energie ze solárních panelù je potøeba pøipojit k panelu další technické prvky – napø. akumulátor, regulátor, mìniè, mìøící pøístroje aj. Pøíklad komerèní využití je na odlehlých místech s malou spotøebou elektøiny (napøíklad orientaèní osvìtlení), kde fotovoltaika mùže být levnìjší než výstavba dlouhé pøípojky. Jiným pøíkladem je využití fotovoltaiky na odlehlých neelektrifikovaných místech pro øídící a signalizaèní zaøízení (napøíklad dálková signalizace stavu redukèní plynárenské stanice). Vìtší rozvoj PV aplikací u nás brání pomìrnì vysoká poøizovací cena, za které pak vychází i cena produkované energie, která však nemùže konkuVyužití obnovitelných zdrojù energie

rovat stávajícím cenám el. energie. Výrobní technologie a svìtový trh ve fotovoltaice se však rozvíjí velice rychlým tempem a ceny PV panelù za nìkolik let øádovì klesly. To mùže znamenat stále vìtší míru využitelnosti i v našich podmínkách.

3.2. Hodnocení souèasného využití Vzhledem k decentralizovanému charakteru solárních zaøízení a dostupnosti dat o tìchto zaøízeních je pro hodnocení souèasného využití solární energie možno využít pouze odborných odhadù zpøesnìných rùznými dalšími, více èi ménì pøesnými, doplòujícími zdroji dat. Pro odhad souèasného využití sluneèní energie (poèty zaøízení, poèty kolektorù èi kolektorová plocha) lze využít dotazníkového sbìru dat, pøípadnì znalosti místních podmínek v daném regionu èi lokalitì. Pro odhad výroby energie v prùmìrných solárních zaøízeních v podmínkách ÈR lze jako vodítko vzít údaj cca 350 – 520 kWh/m2 kolektorové plochy za rok (pøi použití plochých kolektorù, sklon 45o a JV – JZ orientaci). Tyto údaje je možno využít k odhadu, pokud jsou k dispozici pouze orientaèní údaje o poètu instalací (data ze SLDB, data od dodavatelù, databáze podpoøených akcí ze SFŽP, aj.).

3.3 Potenciál využití sluneèní energie Dostupný potenciál v regionu bude v budoucnu tvoøen z pøevážné vìtšiny solárním teplem pro ohøev TUV v obytných budovách (pøípadnì v kombinaci s ohøevem bazénu) a teplem na pøitápìní, zejména v novostaveb tvoøených nízkoenergetickými budovami. Na základì vstupních dat bylo možné posoudit pouze potenciál pro solární ohøev TUV. Jako základní zdroj dat pro orientaèní odhad dostupného potenciálu sluneèní energie bylo využito informací ÈSÚ (výsledky SLDB 2001) o struktuøe bytù, domù a obyvatelstva v jednotlivých obcích. Pro hodnocení potenciálu bylo rovnìž zvoleno nejrozšíøenìjší technologické øešení, a to bivalentní solární zaøízení s plochými kolektory pro ohøev TUV. Kromì použité technologie (typ solárního zaøízení a kolektoru) jsou zisky 30 | 31

ze solárního zaøízení a jejich pøemìna na využitelnou energii (ohøev TUV a pøitápìní) závislé rovnìž na jejich umístìní a orientaci, zpùsobu provozu, roèním využití a místních klimatických podmínkách. Protože solární zaøízení jsou, až na výjimky, souèástí budov, je jejich rozšíøení limitováno možnostmi jejich umístìní na budovách resp. na støešních konstrukcí budov. Možné je umístìní i mimo objekty, ale tato možnost nebude tak významná. Podobnì tak i množství fasádních kolektorù, i když tyto technologie se dostávají do popøedí zájmù u svìtových výrobcù kolektorù. Pro umístìní kolektorù a støešních konstrukcí existuje mnoho omezení napø. orientace a sklon støechy, druh støešní konstrukce nebo druh a umístìní budovy (nelze umísovat kolektory na památkovì chránìných a historických budovách). Pokud bude jako dominantní zpùsob využití solárních zaøízení uvažován ohøev TUV èi pøedehøev TUV a nebude využívána dlouhodobìjší akumulace, je jejich rozšíøení rovnìž limitováno omezenou poptávkou po TUV v letních mìsících, kdy je dosahováno nejvìtších ziskù ze sluneèního zaøízení. Všechny výše zmínìné parametry èiní výpoèet dostupného potenciálu znaènì problematickým. Základní vstupní velièinou pro odhad dostupného potenciálu byl poèet rodinných a bytových domù. Od celkového poètu objektù byly odeèteny objekty klasifikované jako nevhodné pro umístìní solárního systému. Získaný poèet vhodných objektù rozdìlených na rodinné domy (RD) a bytové domy (BB) byl dále upraven korekèním koeficientem, který zohledòuje skuteèné možnosti nasazení solárních systémù u objektù a byl stanoven na základì odborných konzultací a odborné literatury. Korekèní koeficienty pro stanovení dostupného potenciálu byly stanoveny v následující výši: n rodinné domy 20 % ze všech trvale obydlených objektù n bytové domy15 % z trvale obydlených objektù

Využití obnovitelných zdrojù energie

Byl stanoven typický solární systém pro RD a BD. 2 n pro RD – systém pro pøípravu TUV, 6 m kolektoru, zisk cca. 400 2 kWh/m .rok, zisk celého solárního systému je tedy 2400 kWh/rok 2 n pro BD vztaženo na 1 bytovou jednotku (BJ) – 4 m kolektoru, zisk cca. 2 400 kWh/m .rok, zisk celého solárního systému je tedy 1600 kWh/rok

4. Energie vìtru Vítr patøí k nevyèerpatelným (obnovitelným) zdrojù m energie a patøí k historicky nejstarším využívaným zdrojùm energie. Vítr vzniká nerovnomìrným ohøíváním vzduchu a zemského povrchu. Pro potøeby vìtrné energetiky jsou nejdùležitìjšími údaji smìr a rychlost vìtru, ta je èasto ovlivòována èlenitostí zemského povrchu. I pøesto, že v ÈR nejsou nejvhodnìjší podmínky pro využití této energie (ve srovnání s pøímoøskými oblastmi), je zde mnoho zajímavých lokalit pro stavbu a provoz vìtrných elektráren. Ty leží pøevážnì v oblasti vysoèin a v horách. Štekl a kol. uvádí ve svých studiích, že je možné energií z vìtru pokrýt 1 až 2 % ze souèasné celkové spotøeby elektrické energie v Èeské republice. Využitím vìtru nevznikají žádné odpady, je to ekologický, obnovitelný zdroj, a je zdarma.

Vìtrná mapa s rozdìlením území dle intenzity proudìní. 32 | 33

Výsledné pole prùmìrné rychlosti vìtru v m/s ve výšce 100 m

Pøed realizací projektu využití vìtrné energie je nutné provést dùkladný rozbor vìtrných podmínek dané lokality. Mìøení vìtru je nutné provádìt minimálnì jeden rok, mìøí se anemometry obvykle ve dvou rùzných výškách (pokud možno ve výšce osy rotoru uvažované VE), vyhodnocení údajù a posouzení lokality je vhodné pøenechat odborné firmì. K základnímu urèení lokality je možno využít VaS, VaS II. (Vìtrný atlas, zpracoval ÚFA AV ÈR). Využití obnovitelných zdrojù energie

Nárùst rychlosti vìtru s výškou

Pøed samotnou stavbou vìtrné elektrárny, nebo skupiny vìtrných elektráren, které se øíká vìtrná farma, je nutné zvážit øadu podmínek – nejdùležitìjším faktorem je vìtrnost lokality, dále její umístnìní, vzdálenost elektrického vedení, jeho kapacita a podmínky pøipojení, které stanovuje rozvodný podnik, geologické podmínky, pøístup pro stavební mechanismy. Dùležitý je výbìr vhodné vìtrné elektrárny pro konkrétní podmínky lokality a samozøejmì dodržení veškerých hygienických norem týkajících se provozu VE.

4.1 Technologie pro využití vìtrné energie Existuje nìkolik typù vìtrných motorù, ty mohou pracovat buï na principu odporovém nebo vztlakovém. V souèasné dobì jsou nejèastìji používány vìtrné elektrárny s horizontální osou rotace pracující na vztlakovém principu, se tøílistým rotorem. Hlavní producenti vìtrných elektráren jsou z Nìmecka, Dánska. Nìkteré prvky VE jsou vyrábìny i v ÈR (napø. høídele, gondoly, rotory). Souèasný trend je výstavba velkých vìtrných elektráren sdružených do skupin o 4 až nìkolika desítek elektráren (tzv. vìtrné farmy) a o výkonech 600 až 2 500 kW, které vyrobenou elektrickou energii dodávají do veøejné elektrické sítì. Tyto VE mají vìž vysokou okolo 50 - 100 metrù a prùmìr rotoru 40 až 70 34 | 35

metrù. V terminologii se jedná o velké vìtrné elektrárny (nad 40 kW). Ménì èasto se využívají malé stroje (výkon v øádu jednotek kW instal. výkonu), které by mohli mít uplatnìní zejména v místech bez pøívodu elektøiny (chaty, samoty, rekreaèní objekty, aj.).

4.2 Stanovení potenciálu využití vìtrné energie pro ÈR Z dostupných podkladù lze urèit pravdìpodobný poèet velkých vìtrných elektráren v celé ÈR v øádu 900 – 1 100, pravdìpodobný instalovaný celkový výkon 570 – 680 MW a oèekávaná roèní výroba 1 250 – 1550 GWh.

4.3 Kritéria pro výbìr vhodných lokalit Základní a nejdùležitìjší podmínkou pro možné využití lokality je dostateèná vìtrná kapacita. Ta by mìla dosahovat alespoò 5 m/s (ve výšce 10 m nad zemí). Tuto hodnotu lze považovat za technicko-ekonomické minimum. Vybraná lokalita musí splòovat ještì další kritéria: n umístìní lokality z pohledu ochrany pøírody. K územnímu rozhodnutí je tøeba i souhlas orgánu ochrany pøírody a krajiny. V tomto pøípadì je nutné splnit: – stavbou VE nedojde k nežádoucím zásahùm do chránìných území pøírody a krajiny. Stavba na území 1. pásma národních parkù a CHKO není možná, na území ostatních pásem CHKO je sice teoreticky možná, ovšem povolovací øízení je velmi komplikované. – výsledky biologického hodnocení nepotvrzují výskyt chránìných èi jinak ohrožených druhù, které by mohly být stavbou VE poškozeny èi znièeny. n provoz odpovídá hygienickým normám. Z hlediska potencionální hluènosti (nové technologie VE již prakticky nehluèí) se doporuèuje dostateèná vzdálenost od obydlí n je upøednostòována výstavba vìtrných farem pøed jednotlivými vìtrnými elektrárnami n v blízkosti nesmí být pøekážky bránící laminárnímu proudìní vìtru Využití obnovitelných zdrojù energie

n

n

n

n n

(stromy, stavby, apod.) Vždy je nutno kvalifikovanì navrhnout umístìní VE na lokalitì dle místních podmínek vhodné geologické podmínky (založení stavby a pøivedení elektrické pøípojky) dostupnost pro stavební mechanismy (pro transport jednotlivých dílu VE, zejména pak pro tìžké jeøábové soupravy) stavba je v souladu se Zákonem o civilním letectví (lokalita mimo ochranné pásmo letiš) možnost vlastnictví, nebo dlouhodobého pronájmu pozemku vzdálenost elektrického vedení a jeho dostateèná kapacita vèetnì kapacity trafostanice

5. Energie vody Vodní energie má opìt svùj prvopoèátek ve Slunci, kdy sluneèní záøení zpùsobuje vypaøování, èímž zaèíná cyklus, který konèí srážkami. Voda pak stéká s kopcù do údolí a proces se v urèité periodì opìt opakuje. Tím že voda proudí z kopcù vzniká energie. Energie vody mùže být kinetická (dána rychlostí proudìní), nebo potenciální (získáním hladiny o vìtší výšce), tyto energie se využívají v tzv. vodních elektrárnách respektive malých vodních elektrárnách. Energie vody patøila vždy v celé Èeské republice k významným energetickým zdrojùm, což ostatnì dokládá mnoho vodních dìl. Šlo o celou øadu vodních mlýnù, hamrù, katrù i stupníkù. S postupným vývojem techniky se øada tìchto dìl osadila dokonalejšími vodními motory a historie využití vodní energie tak pokraèovala dále. Èeská republika se nachází na rozvodí tøí moøí a pramení zde øeky. Svou geografickou polohou jsou je pøímo pøedurèena k využití vodní energie v malých vodních elektrárnách (MVE). Z hlediska dispozice a rozložení zdrojù MVE na našem území netvoøí kompaktní skupinu, ale jsou rozptýleny po celém území. To je výhodné právì pro pøipojování do distribuèní sítì, kde nezatìžují pøenosovou soustavu. 36 | 37

5.1 Technologie využití vodní energie Základními parametry, které je tøeba znát pro urèení hydroenergetického potenciálu, jsou využitelný spád a odtoková køivka toku (nebo-li množství vody, které místem protéká). Z tìchto charakteristik se vychází i pøi návrhu vodní elektrárny a pøedevším její technologické èásti. Základní vstupní údaje poskytuje ÈHMÚ. Pro rùzné hydrologické podmínky existují rùzné turbíny, které se rozlišují svým uspoøádáním (vertikální, horizontální, šikmé), podle zpùsobu pøivedení vody (pøímoproudé, kašnové, kolenové, spirální, kotlové), podle spádu na nízkotlaké (do 10 m), støedotlaké (do 100 m) a vysokotlaké (nad 100 m). Vodní elektrárny se dìlí samozøejmì také podle výkonu, za malé vodní elektrárny, které je možno instalovat od potokù až po vìtší øeky, jsou považovány elektrárny s instalovaným výkonem do 10 MW. Nejdùležitìjší èástí MVE je samozøejmì turbína, jich je nìkolik druhù. Døíve byla nejbìžnìji používaná turbína Francisova a Kaplanova, dále se dnes instaluje Bánkiho a Peltonova turbína, je možné se setkat i se zcela novými vodními koly. Dnes jsou tyto technologie ještì více zdokonalené a výrobce tìchto zaøízení musí vyrobit stroj se životností 50 i více let.

5.2 Efektivnost výstavby a provozu MVE Poøizovací náklady MVE zaznamenaly v posledních letech znaèný nárùst. Na tomto vývoji se v rozhodující míøe podílely náklady na technologickou èást. Na tuto èást investic je proto nutno soustøedit pozornost. Cenu zaøízení je tøeba dùslednì odvozovat z materiálové nároènosti, pracnosti a pøimìøeného zisku. Také poèet navrhovaných soustrojí a jejich výkon je nutno peèlivì zvažovat a optimalizovat s ohledem na poøizovací náklady. Výše roèních odpisù technologického zaøízení musí odpovídat jeho skuteèné životnosti. Technická úroveò a stupeò regulovatelnosti soustrojí mùže právì i v lokalitách s nízkými spády umožnit vyšší provozní využití MVE. Provozem s vysokou úèinností výroby je potom možnost èásteènì, nebo i zcela vykompenzovat vyšší náklady na 1MW

Využití obnovitelných zdrojù energie

Je zøejmé, že efektivnost provozu MVE v rozhodující míøe ovlivòuje: n výše nákladù na poøízení technologie n hydrologické podmínky - spád a prùtok n výše poplatkù z provozu vodních dìl, údržby vodních tokù a vzdouvacích zaøízení n správná údržba a provádìní oprav n spolehlivost a kvalita zaøízení - stupeò jeho bezobslužnosti n tarifní sazba elektrické energie, cena paliv a dodávaného tepla, výkupní cena n elektrické energie, dodávané do veøejné energetické sítì. Pro investièní výstavbu, která bude realizována, platí pøíslušné pøedpisy a vyhlášky pøípravy a realizace investic a reprodukce základních prostøedkù. Skladba investièních nákladù je potom zøejmá z jednotlivých položek projektové dokumentace. Poøizovací náklady obnovy, nebo nové stavby MVE se rozdìlují na: náklady na poøízení pøípravných akcí, náklady na projektovou dokumentaci a na investièní náklady realizace. Náklady na poøízení díla se èlení na èást:

stavební n n n n n

vzdouvací zaøízení pøivádìcí èást ( otevøený nebo krytý náhon, potrubí, atp.) objekt elektrárny odpadní èást ( pøevážnì otevøený odpadní kanál) stavební èást pro provedení elektro - pøipojení.

technologickou n n n

strojní èást ( uzávìry,turbína, pøevodovka, technolog. pøíslušenství) elektro-èást ( generátor, rozvadìè, elektro-vývody, pøipojení) automatika ( hladinová regulace, øídící a zabezpeèovací systém )

Výše investièních nákladù, které výraznì ovlivòují rozhodnutí o ekonomické výhodnosti akce, závisí na zpùsobu poøízení tohoto energetického zdroje. Pøitom rekonstrukce, nebo obnova MVE, vycházejí témìø vždy 38 | 39

ekonomicky výhodnìji, než-li komplexnì nová stavba MVE. Pøi nové komplexní stavbì je velmi nároèné vybudování vzdouvacího zaøízení, pøípadnì i celé derivace toku. Náklady na vybudování tìlesa jezu jsou èasto rozhodující pro efektivnost celé investice. Proto bývá výhodnìjší soustøedit se na lokality, kde v minulosti vodní dílo existovalo, a bylo z rùzných dùvodù zrušeno, nebo odstranìno, pøi èemž tam èasto zùstaly funkèní jezy, náhony a odpady, i když dnes neudržované a poškozené (bývalé mlýny, pily, katry, hamry, atp.). Pøi nové realizaci rozhoduje o nákladech i vhodnì volená velikost instalovaného zdroje, která musí být optimální k hydroenergetickému potenciálu v uvažované lokalitì. Dále mùže rozhodovat dispozièní øešení - koncepce, kterou je nutno volit s ohledem na minimalizaci nákladù. Z ekonomických dùvodù se také uvažuje vždy o bez obslužném provozu, což vyžaduje urèitý stupeò úrovnì plnì automatického zaøízení. Rozsah zaøízení automatiky a tím i její cena pøitom závisí na provozovateli, jakou bude mít možnost kontrolovat provoz MVE. Plnì automatické zaøízení je sice investiènì dražší, ale pøi poloautomatickém provozu dochází k èastìjším výpadkùm výroby. Výše investièních nákladù bývá tedy ovlivòována technickou nároèností a rozsahem instalovaných èástí, dále stavebními a dispozièními podmínkami v lokalitì a také úrovni zabezpeèení automatickým provozem. Ekonomie provozu je potom závislá na úèinnosti a spolehlivosti výroby. Ekonomická rozvaha pøi realizaci MVE by mìla být peèlivì provedena na poèátku každého podnikatelského zámìru a mìla by být souèástí projektové pøípravy pøed zahájením stavby.

Využití obnovitelných zdrojù energie

6. Energie biomasy V Èeské republice je biomasa, vzhledem ke svému vysokému potenciálu využití, nejperspektivnìjším obnovitelným zdrojem energie. Biomasa je veškerá hmota organického pùvodu, jde o veškerou živou hmotu. Jedná-li se o biomasu související s energetikou, jde nejèastìji o odpad z døevozpracujícího prùmyslu a lesní tìžby, dále zemìdìlské produkty nebo organické zemìdìlské, prùmyslové a komunální odpady. V našich podmínkách jde pøedevším o døevní odpady, odpadní obilní, èi øepkovou slámu, cílenì pìstované energetické plodiny, ale také sem patøí kejda a chlévská mrva, kapalná biopaliva a jiné. Biomasa je významná zejména proto, že je obnovitelná a každoroènì dorùstá, je neutrální z hlediska emise CO2pøi jejím rùstu a spalování. Konkrétnì lze uvést, že pro rostlinou produkci 1 tuny biomasy se spotøebuje cca. 1,6 t CO2. Stejné množství CO2se uvolní pøi spalování 1 tuny biomasy.

6.1 Základní rozdìlení biomasy n

n

n

pevná paliva - kusové nebo-li polenové døevo, kùra, rùzné druhy slámy a sena, døevní odpad, cílenì pìstované energetické plodiny – k pøímému spalování, nebo k výrobì standardizovaných paliv kapalná biopaliva - bionafta , bioethanol, chemicky upravené kapalné produkty z dehtových látek, získaných pyrolýzou biomasy, konkrétnì døeva (podobné vlastnosti jako motorová nafta) plynná paliva - bioplyn, skládkový a døevní plyn bioplyn vzniká rozkladem organické hmoty za nepøístupu vzduchu a je tvoøen zejména metanem obsah metanu 50 – 80 % bioplynové stanice u ÈOV a u zemìdìlských podnikù výroba tepla a elektrické energie

Energii lze získat z biomasy nìkolika zpùsoby: n spalováním (topení, ohøev vody, výroba elektøiny) n chemickými pøemìnami (zplyòování, pyrolýza) za úèelem získání 40 | 41

n

n

oleje, plynu èi dehtu obsahujících energetické látky (metan, amoniak, metanol) biologickými pøemìnami (vyhnívání, kvašení) za úèelem získání metanu (tzv. bioplyn) nebo ethanolu (biolíh) lisováním (oleje – surovina napø. pro bionaftu)

6.2 Technologie využívání biomasy Dle výše uvedeného pøehledu je možné biomasu využívat nìkolika zpùsoby. Ten nejbìžnìjší je pøímé spalování v kotlích urèených pro toto palivo biomasu. Pøímé spalování lze realizovat od menších tzv. zplyòovacích kotlù, kamen, krbù ap., pøes automatické malé topeništì až po velké kotelny obsahující veškerou technologii. Kapalná biopaliva, z nichž nejvìtší význam má dnes tzv. bionafta, se používají pøedevším v pístových spalovacích motorech. Bioplyn, jakožto plynná forma biomasy, je v souèasné dobì standardnì spalován v pístových spalovacích motorech. Ve spojení s generátorem proudu jim øíkáme kogeneraèní jednotky. Ty jsou bìžnì osazovány do bioplynových stanic. Technologie spalování a zplyòování biomasy pro výrobu elektøiny

název technologie parní stroj parní turbína organický Rankinùv cyklus spalovací motor IGCC šroubový parní stroj Stirlingùv motor mikroturbína palivový èlánek

úèinnost 10 - 12 % 15 - 40 % 10 - 12 % 27 - 31 % 40 - 55 % 10 - 12 % 18 - 22 % 15 - 25 % 25 - 40 %

výkon 200 - 2000 kW 0,5 - 240 MW 300 - 1500 MW 100 - 2000 MW > 10 MW 20 - 1000 MW 0,5 - 100 kW 5 - 200 kW 20 - 2000 kW

stav zdroje koneèné využití koneèné využití pøipraveno pro komerci koneèné využití demonstraèní jednotky demonstraèní jednotky pøipraveno pro komerci pøipraveno pro komerci pøipraveno pro komerci

Technologie pro spalování biomasy Výrobcù tìchto technologií je v ÈR nìkolik a jejich produkty zahrnují výkonovou øadu od nìkolika kW až do výkonù v jednotkách MW. Zaøízení Využití obnovitelných zdrojù energie

na spalování biomasy nabízí dostateènì velký spalovací prostor, úèinné smìšování plynù se vzduchem a topeništì snášející vysoké teploty (nejt잚í plyny se zaèínají uvolòovat až pøi 900 oC teplota by však nemìla pøesahovat 1 200 oC, protože potom vzniká znaèné množství oxidù dusíku). Novým trendem je spalování standardizovaných paliv, tj. pelet a briket. Velký význam pro vytápìní jednotlivých domù mají zejména pelety (váleèky o prùmìru 6 – 20 mm, délky 30 mm, vyrábìné z drcené biomasy, nebo pilin lisováním na vysokotlakých lisech bez používání chemických pojidel). Výroba pelet se øídí normami (ÖNORM M 7135 a DIN 51731) proto je možné hovoøit o standardizovaném palivu s garantovanými vlastnostmi. Pelety jsou vhodné pro spalování v automatických kotlích. Tzn. jsou vyrábìny kotle (výkon od 10 až 100 kW) s automatickým provozem. Tyto kotle jsou vyrábìny také v ÈR a jsou vhodné zejména do neplynofikovaných regionù. Mezi bìžné technologie patøí velké kotle, nebo jako technologický soubor kotelny. Využívají se pro prùmyslové aplikace nebo pro centrální zásobování teplem. Ve velkých kotlech se spaluje nejèastìji døevìné štìpky nebo balíky slámy. Celý proces je od pøikládání paliva až po vybírání popela zautomatizován na pøímé spalování štìpek, nebo balíkované slámy. Tyto kotelny mohou zásobovat tepelnou energií komplex budov, nebo s napojením teplovodní rozvody mùže být teplo distribuováno po vìtším území. Takové systémy musí splòovat øadu pøedpokladù pro efektivní provoz.

Technologie výroby standardizovaných paliv (pelet, briket) Výroba pelet je vázána na celou výrobní linku v hale s vysokými technickými a pomìrnì i finanèními nároky. Kompletní technologii výroby pelet zahrnuje technologie pøípravy surovin – sušárnu – granulování – chlazení – pøedzásobník – balení, pelety mohou být vyrábìny ve velikosti 6 až 20 mm prùmìru. Bìžné výrobní linky, které jsou ekonomicky efektivní, mají výrobní kapacitu min. 1 t/h (tj. cca. 5000 tun). Balení je možné realizovat do malých sáèkù (15 a 25 kg) s ukládáním na 42 | 43

pøepravní palety èi do big bagù (do 1,2 t), pøípadnì s rozvozem upraveným cisternovým vozem.

Technologie bioplynových stanic Bioplynové stanice pracují na principu øízeného rozkladu organické hmoty - organických odpadù, za nepøístupu kyslíku. Jako produkt vzniká anaerobnì stabilizovaný odpad a bioplyn s energetickým obsahem 20 - 25 MJ.m-3. Výhodou anaerobní fermentace je mimo jiné produkce „CO2 neutrální“ energie, další výhodou je redukce emisí metanu a oxidù dusíku, zachování hnojivých látek ve zpracovaném odpadu, úspora pùdy, ochrana vod atd. Bioplyn je vyrábìn v anaerobních reaktorech (tzv. fermentorech). Výroba bioplynu se dále rozdìluje dle použitého substrátu, teplot ve fermentoru, doby zdržení suroviny apod. Základní typy fermentorù: n vertikální reaktory n horizontální prùtoèní reaktory Bioplynová stanice je specifický soubor technologií, který zahrnuje základní prvek – fermentor, zásobník bioplynu, zaøízení pro èerpání a míchání surovin, armatury a potrubí, MaR, energoblok (vìtšinou kogeneraèní jednotka s pøíslušenstvím). Bioplyn vzniká pøi anaerobní fermentaci organických látek. Mezi významnìjší zdroje bioplynu patøí pøedevším mrva hospodáøských zvíøat a èistírenské kaly vzniklé pøi èištìní odpadních vod. V menší míøe mohou být využity i odpady jiného pùvodu: jateèné odpady, piliny, lesní štìpka, travní hmota, mlékárenské odpadní vody apod. Tyto odpady èasto pøedstavují zátìž pro životní prostøedí a to zejména na venkovì, kde skladování odpadù ze zemìdìlství pùsobí negativnì na kvalitu spodních vod a ovzduší. Pøi výrobì bioplynu se kromì vzniku plynného paliva tak øeší i likvidace odpadù. Za bioplyn je obecnì považována smìs plynù s obsahem 60 až 70 % Využití obnovitelných zdrojù energie

metanu a 40 až 30 % oxidu uhlièitého. Aby bioplyn mohl vzniknout, je nutné dodržet nìkolik podmínek. Jde pøedevším o to, že kvašení musí probíhat bez pøístupu kyslíku do fermentaèní nádrže, protože bakterie produkující metan jsou striktními anaeroby. Další dùležitou podmínkou, kterou je potøeba dodržet je teplota, jejíž rozsah by se mìl pohybovat od 10 do 60°C. Teplota je jedním z hlavních èinitelù, který ovlivòuje látkovou pøemìnu a tím i množení mikroorganismù produkujících bioplyn. Teplota prostøedí tedy pøímo ovlivòuje kvalitu a energetickou výtìžnost chemické reakce. Bioplyn je možné použit jako plynné palivo v kotlích i ke kombinované výrobì elektøiny a tepla ve spalovacích motorech, plynových turbinách a palivových èláncích. To umožòuje provozovateli snížit závislost na odbìru energie z rozvodù síových energií. V následující tabulce je uvedena možná produkce bioplynu z výkalù jednotlivých druhù chovných zvíøat. Denní množství výkalù, jejich sušina a produkce bioplynu Prùmìrná Prùmìrné Sušina výkalù váha množst. výkalù vèetnì moèe [kg] [kg/den] [kg/den]

Dojnice Skot ve výkrmu Jalovice Telata Prasnice Prasnice se selaty Prasata ve výkrmu Selata Selata Kanec Nosnice Kuøice

550 350 330 100 170 70 10 23 250 2,2 1,1

60 30 35 12-15 14 27 8,5 3 4 18,5 0,15-0,30 0,025

6 3 3,5 1,25 1,0 2,2 0,5 0,15 0,25 1,3 0,04 0,009

Množství bioplynu 3 [m /den]

1,7 1,2 0,9 0,3 0,3 0,4 0,2 0,1 0,15 0,3 0,016

Poznámka: uvedené denní množství výkalù je bez pøídavné vody Zdroj: Trnobranský K.: Spalování bioodpadù s použitím fermentaèního reaktoru a kogeneraèní jednotky.

44 | 45

Technologie výroby bioplynu lze rozdìlit na dvì základní skupiny, které se liší pøedevším zpùsobem provozu anaerobního reaktoru, a to na diskontinuální a kontinuální.

Olejnaté rostliny – výroba rostlinných olejù Rostlinné oleje je možné použít jako palivo pro spalovací motory, které mohou být použity k pohonu dopravních prostøedkù, zemìdìlských strojù nebo je lze použít ke kombinované výrobì elektøiny a tepla. Aby bylo možné využít rostlinné oleje jako palivo pro spalovací motory, musí se rostlinné oleje buï transformovat na bionaftu nebo se spalovací motor musí pøizpùsobit ke spalování surového oleje. První zpùsob, tj. pøizpùsobení rostlinného oleje spalovacímu motoru je již v souèasné dobì hojnì využíván. V ÈR je v provozu pøibližnì 14 malých výroben s kapacitou 500 – 2000 t bionafty/rok a dvì velké prùmyslové výrobny s kapacitou 30 000 t/rok a 12 000 t/rok. Pro druhý zpùsob využití rostlinných olejù je tøeba spalovací motor upravit. Existuje nìkolik technických øešení na využití surových olejù, patøí mezi nì napø. tzv. víøivý motor, ve kterém je do víøícího vzduchu v kulovém vybrání pístu vstøikováno pomocí samoèisticí èepové trysky palivo. Nebo je možné upravit motor zaøazením spalovací pøedkomùrky. Nevýhodou tìchto dvou technických øešení je nárùst vlastní spotøeby energie a to až o 15%. Jiné technické øešení využívá Nìmecká firma Heizomat Hilponstein, která optimalizuje Elsbettùv motor s pøímým vstøikováním. Na následující tabulce je uvedena technologická vyspìlost a komerèní upotøebitelnost technologií výroby biopaliv a spalovacích motorù na rostlinné oleje. Tab.: Technologie výroby a zpracování bioplynu a rostlinných olejù Technologická Existence Konkurence vyspìlost dodavatelù -schopnost

Diskontinuální +++ Kontinuální +++ Spal. motor na rostlin. oleje ++

+++ +++ ++

++ ++ ++

Komerèní použitelnost

++ ++ ++

Legenda: + nízká, ++ støední, +++ vysoká. Zdroj: CityPlan.

Využití obnovitelných zdrojù energie

Ostatní technologie Mezi ostatní technologie lze zaøadit v souèasné dobì nerozšíøené technologie, nebo takové, které jsou v souèasné dobì ve fázi výzkumu nebo demonstraèních projektu. Nìkteré z nich jsou uvedeny v tabulce výše.

6.3 Stanovení potenciálu biomasy Zemìdìlství Úroveò zemìdìlství v kraji Vysoèina je do jisté míry již pøedurèena jeho geografickou polohou, která pak v souladu s pøírodními podmínkami poskytuje jen prùmìrné pøedpoklady pro jeho rozvoj v rámci celé ÈR. K celkovému hodnocení pøírodních podmínek nepatøí jen nadmoøská výška a sklonitost území, ale i výhodnost èi nevýhodnost pùdních pomìrù a klimatických podmínek. Všechna tato kritéria se pak promítají do souhrnného ukazatele, kterým je produkèní schopnost zem. pùd. Podle tìchto kritérií lze celou republiku rozdìlit dle vhodnosti pøírodních podmínek pro zemìdìlskou výrobu.

Rozdìlení zemìdìlské pùdy kraje do tøech typových oblastí Dle pøírodních podmínek a vytyèených ménì pøíznivých oblastí v horizontálním plánu rozvoje venkova (obrázek výše) byl kraj rozdìlen na tøi druhy oblastí dle jejich zemìdìlské produkce.

1. Oblast ménì produktivní, zemìdìlsky využívaná V tìchto oblastech však nelze docílit takové hektarové výnosy a kvalitu potravináøské produkce jako v nížinných oblastech. Proto lze tyto oblasti výhodnì využít pro pìstování energetických a technických plodin. Jejich zastoupení mùže s ohledem na rotaèní cyklus plodin tvoøit až cca 25% z celkové obdìlávané výmìry. Prostorové rozložení vytrvalých energetických rostlin by mìlo být urèeno s ohledem na snížení vzniku vodní a vìtrné eroze a eutrofizace vodních tokù. Energetické rostliny by tedy mìly být sázeny pøedevším na svažitých pozemcích, v bezprostøední blízkosti vodních tokù, u kterých chybí pás zelenì, v údolnicích apod. 46 | 47

Pro uvedené využití jsou vhodné energetické rostliny: n rychlerostoucí døeviny n energetické využití slámy jako vedlejšího produktu nebo energetické využití celých rostlin n energetické využití sena z luk n Rumex Uteuša OK II. (krmný šovík) n chrastice rákosovitá (lesklice rákosovitá) – nutno pøedem uvážit potenciální ekologický problém jejích odrùd n konopí seté – energetické využití pouze doplòkovì, rostlina nároèná na lokalitu a údržbu n lnièka setá – pouze podmínìnì n popø. ostatní rostliny podporované naøízením vlády 86/2001 Sb.

2. Oblast velmi produktivní, zemìdìlsky obdìlávaná ve velkém mìøítku Z hlediska celkové optimalizace pìstování zemìdìlských rostlin je zde vhodné pìstovat rostliny pøevážnì pro potravináøské využití. Kolem vodních tokù je i zde úèelné vysázet porosty rychlerostoucích døevin nebo vytrvalých vlhkomilných bylin vhodných pro energetické využití, a to hlavnì v místech, ve kterých mùže docházet ke splachu ornice nebo hnojiv do vodního toku. Tak by porosty RRD a energetických rostlin pomáhaly zabraòovat erozi zemìdìlských ploch a eutrofizaci vodních tokù. Pro uvedené využití jsou vhodné energetické rostliny: n rychlerostoucí døeviny (protierozní ochrana a ochrana proti eutrofizaci) n energetické využití slámy jako vedlejšího produktu n ozdobnice èínská (miscanthus) n svìtlice barvíøská (pouze podmínìnì pøi pìstování pro barvivo využití i jako energetická plodina)

3. Oblast nevhodná pro zemìdìlskou výrobu Jedná se o oblasti výše položené, cca od 700 mn.m., kde již výskyt orné pùdy je zcela nevhodný. Z tohoto dùvodu nemùže být tato pùda cílenì využívána pro produkci energetických rostlin. Pro energetické využití je Využití obnovitelných zdrojù energie

možno využívat pouze seno z extenzivnì obhospodaøovaných luèních porostù.

Lesní biomasa a její potenciál Energetická biomasa, kterou je možno získat z lesních porostù se propoèítává z následujících komponentù: n døíví z probírek a èištìní z porostù mladších 30 let (první probírka) n vìtve a klest z druhých a následných probírek a z mýtní tìžby n kùra z druhých a následných probírek a mýtní tìžby Obrázek naznaèuje, že 15-25 % 15 - 25 % stromového objemu pøedstavuje vršek vršek stromu a vìtve, vèetnì kùry a jehlièí/listí kùra stromové zelenì, tj. jehlièí. 60-65 % vyprodukovaného objemu dendromasy je z lesa odváženo jako kmenové døíví s kùrou. Podíl kùry na stromo60 - 65 % vé hmotì pøedstavuje asi 10 %, kmenové døíví kùra znamená to tedy, že objem døeva odváženého z lesa pøedstavuje jen nìco pøes 50 % vyprodukovaného objemu dendromasy. Na druhé stranì to znamená, že 10 - 15 % paøez zhruba stejnì velké množství dendrokoøeny masy jako døíví evidované jako kùra vytìžené, zùstává v lese a na místech zpracování døeva jako odpad. V ÈR Rozdìlení vyprodukované dendromasy tak pøi vytìžení zhruba 15 mil.m3 døíví (Johansson&Wernius,1974) bez kùry (pøibližná roèní produkce), zùstává teoreticky dalších 15 mil.m3 dendromasy k možnému využití. Toto celé množství není a nikdy nebude využitelné z dùvodù technických, ekonomických a ekologických. Odhaduje se, že využitelná mùže být jen asi 1/3 z tohoto množství, což pøedstavuje více než 5 mil.m3 dendromasy roènì.

48 | 49

Využití obnovitelných zdrojù energie

Kvantifikace množství tìžebního odpadu Orientaèní odhady množství energeticky využitelné biomasy je obvykle odvozováno z celkové tìžby, nebo z výmìry lesní pùdy. Velmi pøibližný odhad množství tìžebního odpadu po tìžbì mùže být odvozen z výše realizované tìžby (bez kùry) tak, že stejné množství jako vytìženého døíví zùstává v lese ve formì koøenù, paøezù, vìtví, kùry, šišek, nehroubí, manipulaèních odøezkù atd. To však jsou jen potenciální zdroje energetického døíví, protože ekologická, ekonomická a technologická omezení nedovolují využít více než 1/3 tohoto množství. Navíc tento zpùsob odhadu nezohledòuje, zda se døíví zpracovává v regionu, tj. zda odpady z nìj zùstávají též v regionu, nebo se døíví odváží z regionu ven, vèetnì budoucích odpadù vznikajících pøi jeho zpracování (zejména kùry). Proto je tato metoda použitelná jen pro velké územní celky a pro ryze orientaèní odhady. Její výhodou je rychlost, a to, že podklad (množství vytìženého døíví bez kùry) je ve všech bìžných statistikách k dispozici. 3

3

Množství tìžebního odpadu v m = 1/3 vytìženého døíví v m bez kùry Metoda vyvinutá POLÁKEM (1993) vychází pøi kalkulaci objemu energeticky využitelné lesní biomasy z výmìry lesní pùdy. I tato metoda je použitelná spíše pro vìtší územní celky, protože uvažuje prùmìrné hodnoty objemu tìžebního odpadu pro mýtní a pøedmýtní tìžby. U malých lesních majetkù však nemusí skuteèný stav odpovídat modelu. Množství tìžebního odpadu v m3 = 1.04 m3 .ha-1 lesní pùdy a rok Rovnìž rakouská metodika JONAS & GÖRTLER (1984) vychází pøi kalkulaci objemu energeticky využitelné lesní biomasy z výmìry lesní pùdy. Nabízí však pøepoèty v rùzných jednotkách. Množství tìžebního odpadu = 1.53 - 1.62 prm.ha-1 lesní pùdy a rok 0.57 - 0.60 m3.ha-1 lesní pùdy a rok 0.51 - 0.54 tun.ha-1 lesní pùdy a rok 4 GJ.ha-1 lesní pùdy a rok (èerstvé døíví) Využití obnovitelných zdrojù energie

Srovnání uvedených metod dává tyto výsledky: podle Simanova - 100%, podle Poláka 60,5 % a podle Jonase a Görtlera od 33,1 do 34,8 %. Rozdílnost výsledkù je dána tím, že u Simanova se jedná o kvantifikaci tìžebního odpadu i kùry a odpadù ze zpracování døíví - tedy celkový potenciál døevních odpadù, zatímco u dalších dvou metodik se jedná jen o kvantifikaci tìžebního odpadu, tj. klestu po odvìtvování a tenkých stromkù z proøezávek. Polákova metoda dává tedy výsledky oznaèitelné jako optimistická varianta, zatímco rakouská metoda dává výsledky pesimistické.

Specifikace rostliny pro energetické úèely (toto není veškerý výèet možných energetických plodin) Dále jsou uvedeny rostliny pro energetické využití a zbytková biomasa bìžných zemìdìlských plodin nebo rostlin pìstovaných prvoøadì k jiným úèelùm, která mùže být energeticky využita.

Seno z luk je jednou z možností, jak lze získat biomasu pro energetické využití jako vedlejší produkt. Podle hnojení a poètù seèí, tedy intenzity pìstování luk, docílíme rùzných výnosù sena (2 – 8 t/ha). Výnosy: pøi extenzivním pìstování 4 t/ha Výhøevnost: 14 MJ/kg

Obilniny, øepka Energetické využití slámy (15 – 33 % u obilní slámy, 50 – 100 % øepkové slámy pøi produkci na zrno) nebo celé rostliny má výhodu oproti jiným energetickým plodinám, že je již nyní mezi zemìdìlci dostateènì známý zpùsob jejich pìstování. Energeticky je možné využít èást sklízené slámy, zbytek je vhodný ponechat jako stelivo a organické hnojivo. Obilní a øepkovou slámu je s ohledem na dosažení pøijatelné energetické úèinnosti a též na snížení emisí spalovat ve speciálních kotlích (nemísit je s døevním palivem). Výnosy: zbytek po využití k jiným úèelùm èiní cca 2 - 5 t/ha Výhøevnost: 14 - 17 MJ/kg obilní i øepková sláma 50 | 51

Konopí seté je jednoletá bylina znaènì nároèná na vodu. Vyžaduje dobøe vyhnojené, úrodné hluboké pùdy hlinité až písèitohlinité. Konopí lze sít na zúrodnìných slatinách, rozoraných loukách, vysušených rybnících, nejlepší jsou pùdy neutrální až slabì zásadité. Konopí není zvláštì vhodnou rostlinou pro èistì energetické využití, protože se jedná o jednoletou bylinu a náklady na jeho pìstování tak stoupají. Je to ale výhodná rostlina v kombinaci s využitím pro technické úèely. Její sklízení je pomìrnì problematické, protože se konopná vlákna zaplétají do mechanismu žacích strojù. Další uplatnìní: vlákna, pazdeøí (zbytek stonkù po odstranìní vlákna) a semena široké prùmyslové využití, pokrutiny a semeno jako krmivo. Výnosy: Stonky: 2,2-9,4 t/ha sušiny Semeno: 0,7-1,1 t/ha sušiny Spalné teplo: sláma 18,06 MJ/kg, semeno 24,62 MJ/kg

Energetické døeviny Pìstováním energetických døevin mùžeme zvýšit pestrost porostù v krajinì, odolnost zemìdìlských ploch vùèi erozi (jak vodní, tak vìtrné) a pøi jejich vhodném vysázení v nivách v blízkosti bøehù také snížit eutrofizaci vodních tokù. Mezi rychlerostoucí døeviny øadíme zejména topol a vrbu. Topol – nároky na stanovištì: nadmoøská výška 200 – 600 m n.m., nevhodné jsou trvale zamokøené a tìžké pùdy, velmi dobøe snáší pøíležitostné záplavy. V teplejších oblastech lze dosáhnout vyšších výnosù døeva. Vyhovující je neutrální nebo slabì kyselá pùda. Vrba – nároky na stanovištì: nejlépe nížiny, stanovištì nezamokøené, hlinité až hlinitopísèité, nevhodné jsou trvale zamokøené pùdy, velmi dobøe snáší pøíležitostné záplavy. Výbìr vhodných druhù rychlerostoucích døevin s ekonomicky dostateèným výnosem: Existuje velké množství druhù a rùzných klonù. Nejlepší je získat informaci o nejvhodnìjším sadebním materiálu u projektantù ÚSES, popø. pøímo ve „Výzkumném ústavu Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví v Prùhonicích“. Pìstování: V podmínkách ÈR je pravdìpodobnì nejvhodnìjší pìstování rychlerostoucích døevin minirotací (tj. s délkou trvání obmýtí 5 let, které se Využití obnovitelných zdrojù energie

opakuje 3-4x). Nevýhodou je zatím nutnost obhospodaøovávat plochy nestandardní zemìdìlskou technikou. Lze však oèekávat, že v budoucnosti bude technologické zaøízení pro pìstování a sklizeò rychlerostoucích døevin dostupné také na trhu v Èeské republice (v zahranièní již dostupné je). Výnosy: kolem 12 t/ha roènì Výhøevnost: 12,1 MJ/kg (døevo pøedsušené s 30% obsahem vody) Další rostliny výhodné k energetickému využití Uteuša - Šovík krmný Tento šovík byl pùvodnì vyšlechtìn pro krmiváøské úèely. Dobøe se osvìdèuje také v Èeské republice jako energetická rostlina. Na zeleno lze šovík sklízet 3-5x do roka, pro energetické úèely se šovík sklízí suchý v èervenci. Na podzim lze ještì sklidit nové výhony jako krmivo nebo na siláž. Na svém stanovišti lze šovík pìstovat 10-15 let bez snížení výnosu. Není nároèný na stanovištní podmínky, nevyhovují mu však pùdy zamokøené s vysokou hladinou spodní vody. Výhodou šovíku jako paliva je vlastnost, že se pøi hoøení chová jako døevo. Nepùsobí tedy problémy pøi spalování jako sláma, nebo pro jeho spalování není nutný zvláštní kotel a je lze tedy smìsnì použít šovík a døevo. Tato rostlina je v souèasnosti nejvíce rozšiøována pro energetické úèely. Výnosy: 8 - 15 t/ha sušiny Výhøevnost: 16 - 18 MJ/kg pøi 12,5% obsahu H2O Ozdobnice èínská (miscanthus) Nároky na stanovištì: vytrvalá travina, lehèí pùdy, teplejší oblasti s vyššími srážkami. Z dùvodu její sterility nebo neplodnosti v èeských podmínkách je porost zakládán pomocí sazenic, což zvyšuje náklady na celkové pìstování. Ozdobnici je nutné pìstovat pouze v teplejších oblastech s mírnou zimou. Další uplatnìní: výroba bunièiny (vysoký obsah celulózy), stavební materiál, biologicky odbouratelné obaly. Výnosy: døíve se uvádìlo také pøes 30 t/ha sušiny, dnes jsou tyto výsledky sporné Spalné teplo: 19,06 MJ/kg 52 | 53

Chrastice rákosovitá (lesklice rákosovitá) Domácí vytrvalá travina vyskytující se na zamokøených výživných stanovištích s tìžkou pùdou, rozšíøená i v horách. Je znaènì nároèná na živiny a vodu. Pesticidy není nutné používat ve velké míøe. Chrastici je možné pìstovat ve všech zemìdìlských oblastech ÈR. Dle stanoviska oddìlení druhové ochrany MŽP je nutné posoudit u pøípadných odrùd této traviny jejich negativní dopad na životní prostøedí. Chrastice mùže být potenciálnì expanzivní rostlinou (tzn. rostlinou domácí, která se pøesto pøíliš rozšiøuje do svého okolí). Další uplatnìní: krmivo, prùmyslové využití (bunièina), porosty koøenových èistíren odpadních vod. Výnosy: 5,3 – 12,6 t/ha Výhøevnost: 16 MJ/kg pøi 6% obsahu H2O Svìtlice barvíøská (saflor) Svìtlice je jednoletá bylina vyžadující suchá a teplá stanovištì, nesnáší pùdy kyselé a zamokøené. Její energetické využití je možné pouze v kombinaci s využitím pro jiné úèely, jinak se ekonomicky nevyplatí. Jiné uplatnìní: èervené a žluté barvivo. Výnosy: Semeno 2,5 t/ha Stonky 5 t/ha Lnièka setá Jednoletá stará kulturní plodina, která byla døíve pìstována na velkých plochách. Dnes se ji snaží opìt zavádìt dotaèními programy v nìkterých státech EU. Z dùvodu nutnosti každoroèního opìtovného setí je lnièka vhodná pro energetické využití pouze v kombinaci s využitím technickým, popø. jako meziplodina (má krátkou vegetaèní dobu). Nároky na stanovištì: Je to velmi skromná bylina s krátkou vegetaèní dobou (lze pìstovat i jako meziplodina). Lnièku nelze pìstovat na pùdách náchylných k tvorbì pùdního škraloupu pro pøíliš malá semena. Na pøíliš úrodných pùdách poléhá, nedaøí se jí ani na pøíliš tìžkých, kyselých a vlhkých stanovištích. Další uplatnìní: semena olej, pokrutiny krmivo. Využití obnovitelných zdrojù energie

Spalné teplo: sláma 18,84 MJ/ kg, semeno 26,36 MJ/kg Výhøevnost: 15,2 MJ/kg pøi 8% obsahu H2O Rákos obecný Rákos je domácí vytrvalá travina zamokøených stanoviš, která mùže zaplevelovat okolní pozemky. Energeticky využívané mohou být hlavnì porosty rákosu koøenových èistíren odpadních vod. Výnosy: 10 – 15 t/ha

7. Pøíklady dobré praxe použití OZE Knìžice Knìžice u Nymburka (500 obyv.) jsou zatím jedinou plnì energeticky sobìstaènou obcí v Èeské republice. „Energetické srdce“ Knìžic tvoøí bioplynová stanice s kogeneraèní jednotkou a automatická kotelna na biomasu. Pokrývají prakticky veškerou spotøebu tepla v obci, a to výhradnì z obnovitelných zdrojù a vyrobí témìø dvakrát více elektrické energie než se v obci spotøebuje. Pøebyteèné teplo z bioplynové stanice je rozvádìno soustavou CZT do celé obce a využíváno od jara do podzimu pro ohøev teplé vody a v zimì i k vytápìní domù. Kotelna na biopaliva je v provozu jen v topném období a teplo vyrábí ve dvou kotlích výhradnì z místních a obnovitelných paliv – z obilní a lnìné slámy (v kotli o výkonu 800 kW), energetického šovíku a odpadní štìpky z lesní tìžby (kotel o výkonu 400 kW). Na centrální zásobování teplem je napojeno 90% obyvatel. Dodávka tepla a elektøiny ušetøí roènì cca 2800 tun uhlí a sníží emise CO2 o 8600 tun za rok.

Hostìtín Obec Hostìtín (240 obyv.) realizuje postupné systematické kroky k pøechodu smìrem k energetické sobìstaènosti a pøedevším slouží jako pøíklad udržitelného regionálního rozvoje. V obci stojí pasivní dùm vzdìlávacího støediska Centra Veronica, vìtšina domù je vytápìna z obecní kotelny na biomasu (døevní štìpku). Solární teplovodní kolektory jsou využívány na 9 rodinných domech v obci, 54 | 55

2

moštárnì (velkoplošný kolektor o ploše 36 m ) a Centru Veronica (plocha 22 m2, lze ho využít i na vytápìní budovy). Kromì toho je v obci malá fotovoltaická elektrárna s výkonem 8,8 kW na moštárnì a velkoplošná elektrárna s výkonem 51,4 kW nad výtopnou. V obci je rekonstruováno veøejné osvìtlení, funguje zde koøenová èistírna odpadních vod a moštárna, která vyrábí mošty a sirupy v BIO kvalitì. Jednotlivé modelové projekty mùžete shlédnout pøi exkurzi nebo si o nich pøeèíst v øadì informaèních materiálù èi na webových stránkách.

Jindøichovice pod Smrkem Postupné kroky k energetické sobìstaènosti probíhají v obci od roku 1999. V roce 2002 byla vybudována výtopna na biomasu se dvìma kotli o výkonu 150 a 200 kW. Teplo (cca 2400 GJ roènì) se používá pro vytápìní pìti budov v obci (škola a školka, domov dùchodcù, knihovna, ubytovna, obecní úøad). Od roku 2003 funguje v obci vìtrná farma sestávající ze dvou elektráren s instalovaným výkonem po 600 kW. Roènì vyrobí 1,1-1,2 GWh elektøiny pro asi 350 domácností. U paty jedné z elektráren postavila obec nízkoenergetický dùm (srub), kde sídlí turistické informaèní støedisko, které roènì navštíví cca 10 tisíc návštìvníkù. Obec postavila také 10 nízkoenergetických rodinných domù vytápìných tepelnými èerpadly, energetické hospodáøství nìkterých z nich je rozšíøeno o využívání obnovitelných zdrojù (solární kolektory, fotovoltaické panely, malá vìtrná elektrárna, spalování biomasy).

Salaš Turisticky atraktivní podhorská obec Salaš na úpatí Chøibù se léta potýkala s problémem, kdy topení uhlím zpùsobovalo v zimì v neprovìtrané horské kotlinì rapidní zneèištìní ovzduší. Vzhledem k rozptýlené zástavbì nemohlo být vytápìní øešeno centrálnì, proto zastupitelstvo obce problém øešilo pøímou podporou jednotlivých domácností. Konkrétnì nákupem a instalací kotlù pro spalování døeva (na principu generátorového zplynování s použitím odtahového ventilátoru) do 32 rodinných domù a 4 systémù solárních kolektorù pro ohøev teplé vody. Využití obnovitelných zdrojù energie

Využívají pøitom zásobování z místních zdrojù døeva, èímž se také snižují emise z dopravy paliv.

Güssing, Rakousko - energeticky sobìstaèný region Güssing je správním centrem okresu, který leží pøi maïarské hranici na jihu rakouské spolkové zemì Burgenland (Hradisko). Na konci osmdesátých let zde zaèali vytváøet strategii, jejímž cílem bylo zásobovat nejprve mìsto a poté celý region energií z místních obnovitelných zdrojù. Model zahrnoval teplo, elektøinu i pohonné hmoty. Nejprve byla provedena energeticky úsporná opatøení v mìstských budovách. Následovala stavba výrobny bionafty a rozhodnutí, že centrum Gussingu bude zásobováno dálkovým teplem z výtopny na døevní štìpku. Zrealizovat se podaøilo i utopisticky vyhlížející projekt zplynování døeva pomocí horké páry s cílem vyrábìt touto cestou elektøinu. Biomasová teplárna vyrábí od roku 2001 elektøinu a teplo. Mìsto se stalo energeticky sobìstaèným. V Gussingu se vyprodukuje v roèní bilanci více tepla, elektøiny a pohonných hmot než mìsto samo spotøebuje. Vize energetické sobìstaènosti se rozšiøuje do celého okresu s 28 obcemi.

Bruck am der Leitha, Rakousko Mìsteèko s osmi tisíci obyvateli leží nedaleko Vídnì. V roce 1995 zde skupina nadšencù založila spolek na podporu obnovitelné energie. Jádrem celého systému je zastøešující nezisková organizace Energiepark, která úzce spolupracuje s radnicí mìsta. Dalšími souèástmi sdružení jsou výtopna na biomasu, bioplynová stanice a tøi vìtrné parky. Tyto èásti jsou samostatnými ekonomickými subjekty, soukromými spoleènostmi, které vlastní místní obyvatelé. Všechny subjekty jsou sdruženy v asociaci, která si klade za cíl podporu obnovitelných zdrojù energie.

Centrum pro aplikaci OZE Pravoslavné akademie Vilémov Zajímavým pøíkladem šíøení myšlenek úspor energie a využívání obnovitelných zdrojù je Centrum pro aplikaci OZE Pravoslavné akademie Vilémov, 56 | 57

které je provozováno neziskovou organizací pùsobící pøi pravoslavné církví. Realizované zdroje energie: solární kolektory (25 kW), fotovoltaické panely (1,3 kW), vìtrná elektrárna (100 kW), kotel na biomasu (25 kW).

Další pøíklady dobré praxe n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n n

n

n

Výtopna na biomasu v Tøebíèi, Fotovoltaická elektrárna v Bušanovicích, Bioplynová stanice v Otrokovicích, Obnovitelné zdroje v Jindøichovicích pod Smrkem, Vìtrný park Pavlov, Výtopna na biomasu v Kardašovì Øeèici, Sluneèní dùm ve Slatiòanech, Malá vodní elektrárna Albeø, Centrum obnovitelných zdrojù Vilémov, Bioenergetické centrum Roštín Centrální kotelna na spalování pilin, Valašská Bystøice Kotelna na spalování štìpky, pilin a peletek, Promat Vsetín Malá vodní elektrárna, Bohuslavice nad Vláøí Malá vodní elektrárna, Tìšov Solární kolektory na ohøev teplé vody - Nezdenice Solární systém pro ohøev teplé vody, MŠ a ZŠ Vsetín Solární kolektory na ohøev vody, tepelná èerpadla - ValMez Tepelné èerpadlo (voda-voda), Remerx s.r.o. Slavièín Tepelné èerpadla (zemì-voda)-vrty, Maštaliska Vsetín Vìtrná elektrárna, Svatý Hostýn Využití biomasy a slunce, Salaš Litomìøice: Podpora využívání obnovitelných zdrojù energie Mikroregion Telèsko: Podpora rozvoje využívání biomasy na Telèsku Letovice: Využití solárního systému k výrobì teplé úžitkové vody v objektu Domova dùchodcù Letovice ZLATÉ HORY: Rekonstrukce centrálního vytápìní sídlištì / Mìstská výtopna na spalování døevìné štìpky ŠTERNBERK: Systém energeticky úsporných opatøení v základních a mateøských školách Využití obnovitelných zdrojù energie

8. Financování investic - využitelné dotaèní tituly 8.1 Fondy EU (Strukturální fondy) Strukturální fondy jsou nástrojem pro realizaci politiky hospodáøské a sociální soudržnosti Evropské unie, která má za cíl snižování rozdílù mezi úrovní rozvoje regionù a èlenských státù EU a míry zaostávání nejvíce znevýhodnìných regionù se zamìøením na snižování energetické nároènosti spoleènosti. V pøípadì ÈR je pro programovací období 2007-2013 k dispozici 888 mil. €, èili více než 25 mld. Kè pro projekty týkající se oblasti energetiky. Energetické projekty mohou žádat o podporu z EU v rámci následujících operaèních programù: OP Životní prostøedí – Prioritní osa 3 „Udržitelné využívání zdrojù energie“ OP Podnikání a inovace – Prioritní osa 3 „Efektivní energie“

8.2 Operaèní program Životní prostøedí (OPŽP) Podporované oblasti 3.1 Výstavba nových zaøízení a rekonstrukce stávajících zaøízení s cílem zvýšit využívání obnovitelných zdrojù energie pro výrobu tepla, elektøiny a pro kombinovanou výrobu tepla a elektøiny 3.2 Realizace úspor energie a využití odpadního tepla u nepodnikatelské sféry

8.3 Operaèní program Podnikání a inovace Operaèní program Podnikání a inovace (OPPI) je zamìøený na podporu rozvoje podnikatelského prostøedí a podporu pøenosu výsledkù výzkumu a vývoje do podnikatelské praxe. Podporuje vznik nových a rozvoj stávajících firem, jejich inovaèní potenciál a využívání moderních technologií a obnovitelných zdrojù energie. Umožòuje zkvalitòování infrastruktury 58 | 59

a služeb pro podnikání a navazování spolupráce mezi podniky a vìdeckovýzkumnými institucemi.

Podporované aktivity Využití obnovitelných a druhotných energetických zdrojù n výstavba zaøízení na výrobu a rozvod elektrické a tepelné energie vyrobené z obnovitelných a druhotných zdrojù energie n rekonstrukce stávajících výrobních zaøízení za úèelem využití obnovitelných a druhotných zdrojù energie n výstavba zaøízení na výrobu briket a pelet z obnovitelných a druhotných zdrojù energie Zvyšování úèinnosti pøi výrobì, pøenosu a spotøebì energie: n modernizace stávajících zaøízení na výrobu energie vedoucí ke zvýšení jejich úèinnosti n zavádìní a modernizace systémù mìøení a regulace n modernizace, rekonstrukce a snižování ztrát v rozvodech elektøiny a tepla n zlepšování tepelnì technických vlastností budov, s výjimkou rodinných a bytových domù n využití odpadní energie prùmyslových procesech n zvyšování energetické úèinnosti zavádìním kombinované výroby elektøiny a tepla

Využití obnovitelných zdrojù energie

Použitá literatura [1] Zákon o podpoøe využívání obnovitelných zdrojù energie Datum: 28.11.2005, autor: Ing. Libor Novák (http://www.tzb-info.cz/) [2] Zákon o podpoøe využívání obnovitelných zdrojù energie (zákon è. 180/2005 Sb.), publikováno: 16.1.2006, autor: Jiøí Doležel [3] ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE KRAJE VYSOÈINA, EAV, 2008 Jiráskova 65, 586 01 Jihlava

Klíèová slova Zákon 180, Inteligentní energie, OPŽP, OPPI, podpora, OZE, energie, efektivní energie, eko-energie, efekt

60

Pro mìsto Vsetín zpracovala a vydala Agentura pro ekonomický rozvoj Vsetínska, www.aerv.cz © 2010