Struktura přednášek
Obnovitelné zdroje energie OZE
Doc. Ing. Tomáš Dlouhý CSc.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.
OZE v ČR a ve světě Vodní energie Větrná energie Solární energie – fotovoltaické panely Solární energie – solární kolektory Geotermální energie Energie z biomasy, biomasa jako palivo Technologie pro spalování biomasy Zplynování a pyrolýza biomasy Výroba kapalných paliv z biomasy Alternativní paliva Energetické využití odpadů Technologie výroby bioplynu
1
2
OZE Definice OZE z encyklopedie: Obnovitelný zdroj energie je označení některých vybraných, na Zemi přístupných forem energie, získané primárně především z jaderných přeměn v nitru Slunce. Dalšími zdroji jsou teplo zemského nitra a setrvačnost soustavy Země-Měsíc. Lidstvo je čerpá ve formách např. sluneční záření, větrné energie, vodní energie, energie přílivu, geotermální energie, biomasy a další. Definice OZE podle zákona o životním prostředí č. 17/1992 Sb.: Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně nebo úplně obnovovat, a to samy nebo za přispění člověka.
OZE V ČR A VE SVĚTĚ, DEFINICE, POTENCIÁL
3
OZE geotermální energie -geotermální elektrárny a výtopny solární energie – ozařuje zemský povrch přímé využití fotovoltaické panely solární kolektory
ohřev zemského povrchu a atmosféry přímé využití - tepelná čerpadla koloběh vody v přírodě – vodní elektrárny vítr – větrné stroje a elektrárny mořský příboj – elektrárny pro jeho využití
produkce biomasy spalování – výroba elektřiny a tepla výroba kapalných paliv – MEŘO, bioetanol, pyrolýzní olej výroba bioplynu – fermentace, zplynování
gravitace Měsíce – elektrárny využívající příliv a odliv 5
4
Druhy OZE
Za neobnovitelné zdroje energie je naopak považována ta biomasa, která je součástí geologických formací a je přeměněna v nerostné suroviny označované jako fosilní paliva (uhlí, ropa, zemní plyn, rašelina, aj.), kde byla sluneční energie naakumulována před delší dobou Ve střední Evropě má význam, vzhledem místním podmínkám, energie slunečního záření, větru, vody, bioenergie, a částečně i geotermální energie 6
1
Druhy OZE
Druhy OZE
Většina OZE má původ ve slunečním záření. Solární konstanta: S = 1368 W/m2 kolmo na směr dopadajícího slun. záření mimo zemskou atmosféru Průměrná intenzita sl. záření na 1 m2 zem. povrchu: I = 342 W/m2
7
Proč OZE?
Hlavním důvodem je zejména stále rostoucí závislost na dovozu fosilních paliv
CZECH R. 2012 ≈ 35 %
8
Podíl OZE na konečné spotřebě energie,svět
9
10
Instalované kapacity OZE ve světě
Podíl OZE ve výrobě elektřiny,svět
11
12
2
Instalovaný výkon v ES ČR k 31.12.2014 Instalovaný výkon (MW) Jaderné (JE) Parní (PE) Paroplynové (PPE) Plynové a spalovací (PSE) Vodní (VE) Přečerpávací (PVE) Větrné (VTE) Fotovoltaické (FVE) Celkem ČR
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 Podíl 3 760,0 3 760,0 3 760,0 3 760,0 3 830,0 3 900,0 3 970,0 4 040,0 4 290,0 4 290,0 19,57% 10 664,0 10 690,7 10 648,1 10 685,2 10 720,1 10 769,0 10 787,5 10 644,1 10 819,5 10 836,7 49,44% 590,7 590,7 520,7 518,0 1 363,0 6,22% 327,9 374,2 433,7 510,8 750,1 820,1 833,3 3,80% 1 019,5 1 028,5 1 029,0 1 045,3 1 036,5 1 056,1 1 054,6 1 069,2 1 082,7 1 080,4 4,93% 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 146,5 1 171,5 5,34% 21,9 43,5 113,1 150,0 193,2 217,8 218,9 263,0 270,0 278,1 1,27% 0,1 0,2 3,4 39,5 464,6 1 959,1 1 971,0 2 086,0 2 132,4 2 067,4 9,43% 17 412,0 17 507,1 17 561,0 17 724,2 18 325,8 20 072,9 20 250,0 20 519,5 21 079,2 21 920,3 100,00%
13
14
Výroba elektřiny v ČR podle zdrojů: stav 2013
15
16
Výroba elektřiny z OZE v ČR Výroba elektřiny v ČR z OZE: stav 2014 Malé vodní elektrárny do 10 MW
2010 2011 2012 2013 2014 1 238 819 1 017 878 1 026 254 1 236 978 1 011 674
Vodní elektrárny nad 10 MW
1 550 655 945 276 1 102 912 1 497 762 897 549
Větrné elektrárny
335 493
Fotovoltaika
615 702 2 182 018 2 148 624 2 032 654 2 122 869
Bioplyn + skládkový plyn Biomasa BRKO Celkem OZE [MWh]
598 755
397 003
415 817
480 519
476 544
932 576 1 472 142 2 241 300 2 566 699
1 511 911 1 682 563 1 802 591 1 670 327 2 007 039 35 580
90 190
86 686
83 842
87 335
5 886 915 7 247 504 8 055 026 9 243 382 9 169 709
17
18
3
OZE v ČR : elektřina z biomasy
OZE v ČR : elektřina z biomasy
19
20
OZE v ČR : teplo z biomasy
OZE v ČR : vodní energie Instalovaný výkon MW
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
1 029,0 1 045,3 1 036,5 1 056,1 1 054,6 1 069,2 1 082,7 1 080,4
Vodní
21
22
OZE v ČR: bioplyn
OZE v ČR: větrná energie VTE Výroba (MWh) Inst. výkon (MW)
23
2005 21 280
2006 49 375
2007 125 098
2008 244 661
2009 288 067
2010 335 493
2011 397 003
2012 415 817
2013 480 519
2014 476 544
21,9
43,5
113,1
150,0
193,2
217,8
218,9
263,0
270,0
278,1
24
4
OZE v ČR: fotovoltaika
25
26
Potenciál OZE v ČR dle studie MŽP
Technický potenciál výroby elektrické energie z energie slunečního záření byl stanoven za těchto předpokladů: - budou využité pouze vhodné zastavěné plochy - je počítáno se stávající účinností technologií - je počítáno s plochou pro potřeby termosolárních systémů Předpoklady a omezení rozvoje: + významný architektonický prvek – plné roční využití v podmínkách ČR cca 1000 h + snadná montáž (i náhrada účinnější technologií) + dlouhá životnost (> 20 let) – náklady výroby výrazně překračují náklady u ostatních technologií OZE 27
Potenciál OZE v ČR dle studie MŽP
28
Potenciál OZE v ČR dle studie MŽP Potenciál využití vodní energie
Předpoklady a omezení rozvoje: + celoroční použití (roční výroba cca 500 kWh/m2) + dostupné a prověřené řešení (snadná instalace) – celkové náklady výroby jsou prozatím vyšší + provozní náklady jsou velmi nízké + dlouhá životnost (> 20 let)
Potenciál je vyčíslen v předpokládaném instalovaném výkonu, počtu instalací a průměrné roční výrobě energie. Doposud nevyužité lokality jsou ekonomicky méně výhodné, často je možnost jejich využití omezena jinými zájmy či ochranou. 29
30
5
Potenciál OZE v ČR dle studie MŽP
Potenciál OZE v ČR dle studie MŽP Potenciál využití geotermální energie
Technický potenciál vychází z klimatologického modelu. Dostupný potenciál lze v dlouhodobém výhledu odhadovat na úrovni cca 1/4 technického potenciálu. Podmínky rozvoje a omezení: – roční využití v podmínkách ČR v rozmezí 1000 - 2000 h + dostupné a výkonné technologie i pro vnitrozemské podmínky – omezení výstavby přístupností lokalit, připojením k síti, v chráněných územích + relativně snadná demontovatelnost či náhrada výkonnější technologií 31
Podmínky rozvoje a omezení: + stabilní a dlouhodobý zdroj energie + možnost využití tuzemských zkušeností, starých důlních děl a vrtných souprav – lokálně omezený zdroj energie – náklady výroby výrazně překračují náklady u ostatních technologií OZE
32
Národní akční plán - výroba elektřiny z OZE
33
6
