Obsah. časopis podnikatelů v teplárenství. ročník 15. Ocenění teplárenské elektřiny

časopis podnikatelů v teplárenství

Obsah Pavel Kaufmann, Michal Říha

2

Ocenění teplárenské elektřiny Jaroslav Kadrnožka

5

Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie z pohledu energetického regulačního úřadu Martin Koďousek, Rostislav Krejcar

11

Bez respektování fyzikálních zákonů nelze provádět rozúčtování nákladů na vytápění Josef Patočka

14

Vstupem do EU se fyzikální zákony nezměnily Josef Patočka

18

Nové technologie dálkového řízení a přenosu dat v energetických sítích a jejich problematika Ivan Stránský

22

Aktuality

27

CONTENS - INHALT

28

p j Registrace: OŽU Pardubice č. j. 00/08001/S-133 Redakce a inzerce: Teplárenské sdružení České republiky Kontaktní osoba: Olga Stará Bělehradská 458, 530 09 Pardubice 9 tel.: 466 414 444 fax: 466 412 737 e-mail: [email protected] Redakční rada: Ing. Michal Říha - předseda, Mgr. Pavel Kaufmann - místopřeedseda, Prof. Ing. Jaroslav Kadrnožka, CSc. - čestný člen, Ing. Jiří Bartoš, CSc., Ing. Josef Bubeník, Doc. Ing. Karel Brož, CSc., Ing. Jiří Cikkhart, DrSc., Prof. Ing. Bedřich Duchoň, CSc., Ing. Vladimír Kohout, Ing. Vojtěcch Kvasnička, Olga Stará, Ing. Miroslav Vincent, Ing. Vilibald Zunt Výroba a distribuce: Grafická úprava, sazba: Anna Benešová Tisk: Garamon, s.r.o. Hradec Králové Distribuce: Ferda Česká reklamní počta Hradec Králové Zaregistrováno: Ministerstvo kultury ČR, ev. číslo MK ČR - E - 6736 ze dne 10. 1. 1994 ISSN 1210 - 6003 Vychází jako dvouměsíčník v nákladu 1500 ks a toto číslo vyšlo 28. 2. 2005. Cena předplatného je 480 Kč + DPH, pro zahraničí 780 Kč + DPH.

1

2005 ročník 15 Na obálce: Rozvod vody

Veškerá autorská práva k časopisu 3T - Teplo, technika, teplárrenství vykonává vydavatel. Jakékoli užití časopisu nebo jeho části, zejménna šíření jeho rozmnoženin, přepracování, přetisk, překlad, zařazení do jinéhho díla, ať již v tištěné nebo elektronické podobě, je bez souhlasu vydavateele zakázáno. Za obsah inzerce ručí zadavatel. Za původnost a obsahovou spprávnost jednotlivých příspěvků ručí autor. Rukopisy redakce nevrací. V případě přijetí díla k uveřejnění redakce autora o této skutečnosti uvědomí. Právní režim vydání nabídnutých autorských děl se řídí autorským zákoneem v platném znění a dalšími navazujícími právními předpisy. Zasláním příspěvku autor uděluje pro případ jeho vydání vydavateli svolení vydat jej v tištěné podobě v časopise 3T, jakož i v jeho elektronické podobě na innternetových stránkách TS ČR, popř. CD - ROM nebo v jiné formě, jiným m způsobem v elektronické podobě. Autorská odměna je poskytnuta jednorázově do 1 měsíce po uveřejnění příspěvku ve výši dle ceníku vydaavatele.

1

1/2005

DOTERM SERVIS s. r. o. Meziboří Město Meziboří se nachází na okraji mostecké hnědouhelné pánve v blízkosti elektráren a chemických závodů. Při inverzích, nejčastěji v lednu, červnu a červenci, teplý vzduch uzavře v pánevní kotlině vzduch chladnější. Ten přestane proudit a zvyšují se v něm koncentrace škodlivin. Poklička teplého vzduchu se tvoří ve výšce kolem 600 metrů nad mořem, škodlivé plyny stoupají vzhůru a koncentrují se těsně pod ní. Proto v Meziboří bývají ještě vyšší hodnoty znečištění než v Mostě či Litvínově.

Představujeme . . .

Na největším evropském či snad světovém kruhovém objezdu, k němuž své město místní přirovnávají, nás přivítali Josef Zástava, ředitel společnosti, a František Borovský, vedoucí tepelného hospodářství společnosti DOTERM SERVIS s. r. o. z Meziboří. Je pravda, že půdorys města i vedení dopravy gigantický kruhový objezd připomíná. Zajímavostí tu však najdete daleko Josef Zástava více. My přijeli za těmi, které ředitel společnosti se týkají teplárenství. A hned v úvodu vyzbrojeni informacemi z webových stránek města i samotné společnosti jsme chtěli vědět více o jaderných výtopnách. Naše otázka však ředitele Josefa Zástavu nijak nezaskočila.

2

„Na to si moc dobře vzpomínám. V letech 1991 až 92 se uvažovalo o zřízení malé jaderné výtopny o výkonu zhruba 30 MW, kterou Meziboří nabízela kanadská firma AECL. Na její reaktor, který by zužitkoval vyhořelé jaderné palivo v podobě tablet o velikosti hokejového puku, by byl potřeba prostor zhruba 30 krát 15 metrů. Další podobnou nabídkou bylo využití jaderného reaktoru z americké ponorky, kde standardy bezpečnosti byly ještě vyšší. Bohužel na jaderná zařízení se v té době dala aplikovat pouze legislativa vytvořená pro velké jaderné elektrárny, takže z projektu nakonec sešlo. Jelikož tehdy chyběla legislativa o místních jaderných zdrojích, město nakonec schválilo projekt plynofikace. Postupně byly zrušeny obě centrální kotelny na uhlí a jedna na lehké topné oleje, která ale nebyla v majetku města, a nahradilo je 29 domovních plynových kotelen. Zároveň proběhla plynofikace dvou velkých mazutových kotelen, byly postaveny nové rozvody tepla včetně výměníkových stanic a značná část domů byla zateplena.“ Než se rozpovídáme o vaší soustavě a zdrojích, připomeňte našim čtenářům historii vzniku společnosti. „Založení společnosti předcházela privatizace Podniku bytového hospodářství s. p. Meziboří formou převodu majetku na město Meziboří v roce 1994. Následně byla činnost Podniku bytového hospodářství rozdělena na tři oblasti a vypsána výběrová řízení pro právnické osoby. DOTERM s. r. o. vyhrál výběrové řízení na správu bytového a nebytového fondu v majetku města Meziboří a na správu, provoz a údržbu tepelného

hospodářství Meziboří. Pak byl založen i DOTERM SERVIS s. r. o. V roce 2000 město Meziboří odprodalo společnosti DOTERM s. r. o. svůj 80% podíl ve společnosti DOTERM SERVIS s. r. o. Pro další rozvoj firmy bylo důležitým mezníkem také odkoupení budovy, která je správním objektem společnosti. V současnosti je nadále největším odběratelem služeb společnosti město Meziboří i přesto, že činnosti DOTERM SERVIS s. r. o. byly podstatně rozšířeny. Jsou pronajímány kanceláře ve správní budově společnosti a nejvyšší podlaží sídla bylo za 2 milióny rekonstruováno na ubytovnu.“ Zastavme se u bytového fondu. Není obvyklé, aby jeho správa byla tak provázána s tepelným hospodářstvím, ač by to některé společnosti jistě uvítaly. „Odstraňování zanedbanosti bytového fondu bylo zahájeno hned na začátku 90. let, kdy byly hlavně řešeny nedostatečné tepelně-technické stavy plášťů budov zateplením. Zateplování bylo prováděno polystyrenem s povrchovou úpravou, hlavně u objektů ve střední části města v souvislosti s výstavbou plynových kotelen. Dále byl řešen nevyhovující stav spodních rozvodů a stoupacích vedení objektů. Do roku 1994 se podařilo vyměnit veškerá stoupací vedení teplé a studené vody, včetně instalace bytových vodoměrů. Instalace termostatických ventilů byla provedena u všech bytů a v současnosti se již dokončují pouze nebytové prostory. Rekonstrukce spodních rozvodů topení, teplé, studené a požární vody stále pokračují a je předpoklad, že budou v roce 2006 ve všech objektech dokončeny. Opravy střech, balkónů, oken a běžná údržba jsou řešeny každoročně, ale vzhledem k výši regulovaného nájemného problémy v těchto oblastech stále přetrvávají. Rozvoj bytového fondu byl řešen v roce 1997 a od té doby tu vznikly desítky nových bytů. V současné době naše společnost zajišťuje správu bytového fondu jak pro město Meziboří, tak pro sdružení občanů, která vznikla v rámci privatizace bytového fondu.“ Je pravda, že zrušení centrálního zdroje a jeho náhrada domovními kotelnami není obvyklá, ale ve vašem případě to asi bylo šťastné řešení. Teď se konečně dostaneme na vaši soustavu. „Jak už jsem naznačil, začátkem 90. let byla zahájena celková rekonstrukce zastaralého tepelného hospodářství, tzv. „Teplofikace města Meziboří“. Dodávka tepla v té době byla zajišťována 2 středotlakými mazutovými kotelnami (K S - horkovodní, K 13 - parní), 2 uhelnými nízkotlakými kotelnami (K 7 - parní, K 18 - teplovodní) a 1 teplovodní kotelnou na LTO. Takže vlastně každý pes jiná ves. Navíc zařízení kotelen a rozvody tepla byly přibližně 30 let staré.

To je první kotelna a jak jste si poradili s druhou kotelnou? „I tady to dopadlo podobně. Kotelna K S zásobuje teplem a teplou vodu východní a severovýchodní části města. Kotelna zůstala horkovodní a nákladem 41 miliónů Kč byla plynofikována a částečně zrekonstruována, včetně rekonstrukce 6 výměníkových stanic, výstavby dvou nových výměníkových stanic a rozvodu tepla. V roce 2000 proběhla II. etapa plynofikace kotlů č. 1 a 2, kde je kombinovaný provoz na zemní plyn a topný olej. Olej pálíme od října do března, čímž si pomáháme finančně a ušetříme kolem půl miliónu ročně a plynárnám vylepšujeme odběrový diagram. Při nižších odběrech se pak už nevyplácí vyhřívat a udržovat mazutové hospodářství, a proto přecházíme na plyn. Zajímavostí ještě

Kogenerační motorové plynové jednotky

1/2005

Sídlo společnosti se slunečními kolektory na střeše

je, že topný olej neodebíráme od Čepra, které je odsud pět kilometrů, ale díky výhodnější ceně nám jej dováží dodavatel z Liberecka, který nám ho vozí z Roudnice. V roce 2001 byla provedena celková rekonstrukce kotelny a výměníkových stanic VS 1 a VS 2. Zároveň byl vybudován nový velín a sociální zařízení pro obsluhu. Kotelna K S je opět středotlaká, horkovodní, s instalovaným výkonem 11,64 MW Wt (4 x 2,91 MW). Jako palivo zde slouží zemní plyn a nízkosirný mazut. Celková délka rozvodu kotelny K S 4647 metrů, což je dvojnásobek oproti kotelně K 13. Do roku 2002 byly zrekonstruovány všechny výměníkové stanice na okruhu kotelny, kde jich je včetně nových celkem jedenáct. Se čtyřmi z kotelny K 13 se tak staráme celkem o patnáct výměníkových stanic. V roce 2004 byla dokončena rekonstrukce tepelného hospodářství v Meziboří výměnou rozvodů tepla z výměníkové stanice VS 1 kotelny K S. Veškeré výměníky jsou nové nebo rekonstruované, sekundární čtyřtrubkové předizolované rozvody po městě jsou nové, všechno je změřeno a vyváženo. Na příští desetiletí dobrý základ, abychom nemuseli masivně investovat a mohli cenu tepla držet na rozumné úrovni. I na této kotelně byl postaven v roce 1989 nový čtyřprůduchový komín Vaster s příhradovou konstrukcí, 50 m vysoký, náhradou za starý, vysoký 36 m. Po dvou letech provozu došlo ke zhroucení vložek Vaster, které byly nahrazeny systémem nerez-izolace-nerez. V roce 2000 se podařilo na kotelně K S zajistit instalaci 2 kogeneračních motorových plynových jednotek TEDOM Plus 22A pro krytí vlastní spotřeby elektrické energie. V zimě jedou proto oba motory naplno a předehřívají současně vodu pro kotle, v létě jede jeden motor zhruba na poloviční výkon kolem 11 kW. Tím šetříme jejich životnost. Dodávka elektrické energie pro částečné krytí vlastní spotřeby činí zhruba 110 MWh ročně.“ Sítě jsou rozvedeny jako čtyřtrubky v předizolovaném potrubí, to není obvyklé? „Vedly nás k tomu dva důvody. Daňové předpisy, tedy problémy s odpisy. Jelikož v době, kdy jsme práce prováděli, to ještě nebylo kompletně vyřešené a tak obvyklé a byla s tím řada komplikací. A za druhé nás ještě nikdo nepřesvědčil, že dvoutrubka je vždy výhodnější, než rozumné okruhy výměníkových stanic, na něž je napojeno pět až deset domů.


Z tohoto důvodu byla stanovena zcela nová koncepce řešení tepelného hospodářství. V první etapě to byla decentralizace uhelných kotelen. Ve středu města bylo nákladem zhruba 50 miliónů Kč postaveno 29 plynových kotelen, včetně výstavby nové regulační stanice plynu a středotlakého rozvodu plynu po městě, jako náhrada za zmíněnou dvojici uhelných kotelen, jednu kotelnu na LTO a tři výměníkové stanice. Objekty tu měly různé majitele, sloužily různým účelům a budování výměníkových stanic s rozvody od centrálního zdroje by nebylo příliš šťastným řešením. Dnes už jsou dokonce některé kotelny odprodány nebo dokonce zrušeny. Domovními kotelnami jsme se vyhnuli řadě problémů, které bychom museli dnes řešit. Centrální kotelna K 13 řešila dodávku tepla a teplé užitkové vody do západní a severozápadní části města. Nákladem necelých 40 miliónů Kč byla plynofikována a zrekonstruována, včetně výstavby 4 nových výměníkových stanic, rozvodu tepla a komínu. Kotelna je středotlaká, horkovodní s instalovaným výkonem 9,1 MW Wt (2 x 4,0 MW Wt a 1 x 1,1 MW Wt). Celková délka rozvodu kotelny K 13 je 2274 m. V roce 1994 jsme tak měli vyřešený střed a západní část města včetně primárních i sekundárních rozvodů. V roce 1996 byl na této kotelně zrušen starý jednoprůduchový jednoplášťový komín vysoký 34 m a byl nahrazen po provedené rozptylové studii novým tříprůduchovým tříplášťovým, nerez-izolace-nerez, vysokým 28 m.“

3

1/2005

projektová dokumentace byla následně naší společností zpřesněna a upravena pro místní podmínky. V roce 1996 jsme pak na střeše správní budovy společnosti instalovali solární panely pro přípravu teplé užitkové vody k ověření možnosti aplikace tohoto systému v širším měřítku. Použito bylo 15 jednotek HELIOSTAR 201 NC o celkové absorpční ploše 26 m2. Prostá návratnost těchto solárních panelů byla vypočítána na 13 až 14 let. Zároveň jsme při rekonstrukci nejvyššího podlaží na ubytovnu použili pro osvětlení jinak zcela temné centrální chodby světlovody s vysoce leštěným povrchem. Ty mají vývod až na střechu a i přes několikametrovou délku dokážou denním světlem docela slušně osvětlit prostory, že mnohdy světelná čidla ani nerozsvítí umělé osvětlení.“

Pohled do kotelny K S

Nejenže nás nepřesvědčili, ale ekonomicky byla u nás výstavba jedné výměníkové stanice s rozvody do domů výhodnější než deset domovních výměníkových stanic, a to i z dlouhodobé perspektivy. V další etapě zvažujeme možné propojení obou sítí kotelen K 13 a K S. Minimální vzdálenost obou sítí pro propojení je 400 metrů. Pak by dokonce mohla kotelna K 13 utlumit činnost a být jakousi zálohou.“


Jak už jsme naznačili v úvodu, životní prostředí tu v minulých letech dostávalo docela zabrat… „Topné období trvá u nás zhruba 260 dnů při výpočtové teplotě - 15 °C. Proto jistě všichni přivítali opatření k úsporám energie. Původní spotřeba tepla 100 GJ na rok a byt nebyla výjimečná, dnes mnohde dosahuje jen 50 GJ na byt. Pro podmínky zúčtování se měrná spotřeba tepla pro otop pohybuje kolem 0,6 GJ /m2, pro ohřev vody pak 0,35 GJ/m3. Průměrná spotřeba teplé vody se pohybuje kolem 17 m3/osoba/za rok, u studené vody pak 19 m3/osoba/rok. Průměrně klesla spotřeba tepla o třetinu. Přechodem z uhlí na zemní plyn rapidně poklesly vypouštěné emise našich zdrojů a tím klesla nejen ekologická zátěž, ale především platby za znečištění ovzduší a škody. V roce 1990 naše zdroje vypouštěly ročně přes 450 tun emisí (80 t tuhé emise, 330 t oxidy síry a 50 t oxidy dusíku). V posledních letech to bývá necelá desetina původního stavu. Vedle čistoty ovzduší se to projevilo i na velkém snížení náhrad lesům ze 700 000 Kč v roce 1990 až po desetitisíce korun od roku 2000. Z naší strany jsme tak udělali asi maximum. Naštěstí se k tomu přidal i efekt ekologizace zdrojů v kotlině pod námi.“

4

Vaše společnost se může pochlubit i využíváním obnovitelných zdrojů energie. „Využití obnovitelných zdrojů energie pro Meziboří bylo ve spolupráci se Západočeskou univerzitou v Plzni posuzováno v roce 1995 formou dvou diplomových prací studentů Fakulty životního prostředí. Ačkoliv jsme obklopeni lesy, z tohoto posouzení vyplynulo, že nejvýhodnějším způsobem využití obnovitelných zdrojů v Meziboří je využití sluneční energie. Na základě diplomových prací a ve spolupráci s Technickou univerzitou v Liberci byla zpracována projektová dokumentace pro využití sluneční energie pro ohřev TUV. Tato

Z Meziboří města jsme toho vinou husté mlhy při naší návštěvě skutečně mnoho neviděli, ale ukázka zdroje i sítí nás přesvědčila o tom, že v Meziboří si uměli s nastalou situací velmi dobře poradit. Dobře odhadli své možnosti i problémy, které by mohly nastat v budoucnosti. Dokázali si tu moc dobře rozmyslet a hlavně spočítat, co je pro ně výhodné a co přinese při vložených investicích odpovídající užitek. Celá distribuční síť i většina výměníkových stanic voní novotou, ale i starší technologie je udržována tak, aby nedělala ostudu. V Meziboří, které před okolním světem chrání jediná příjezdová cesta z Litvínova, se mohou na svého dodavatele tepla spolehnout. DOTERM SERVIS s. r. o. je pro město seriózní partner, který se stará o jeho rodinné stříbro, kterým bezesporu tepelné hospodářství dnes je. Je i jistotou pro dvě třetiny roku, že tepelnou pohodu domova tu hned tak někdo nenaruší. Za rozhovor poděkovali Pavel Kaufmann a Michal Říha

Opláštění rozvodů září novotou

1/2005

Ocenění teplárenské elektřiny Jaroslav Kadrnožka V příspěvku jsou popsány výsledky studie, jejímž cílem byl návrh na ocenění teplárenské elektřiny na základě analýzy a vyhodnocení přínosů této technologie. Návrh je zpracován v souladu se směrnicí EU k podpoře kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET – kogenerace) a to tak, aby výsledky studie mohly být využívány při dalších pracích a rozhodování o podpoře KVET, při vytváření potřebné legislativy a při práci na úrovni MPO, ERÚ, Teplárenského sdružení České republiky atd.

Z pěti základních příčin nastupující globální krize na Zemi dvě bezprostředně souvisí se zajišťováním energie: • rychle postupující vyčerpávání přírodních zdrojů – v případě energie především fosilních paliv, • problémy životního prostředí – v případě důsledků opatřování energie zejména: oxidy síry, oxidy dusíku a zejména oxid uhličitý a metan. Třetí základní aspekt globální krize – společensko-politický – vychází z předchozích příčin a z nedostatku vůle tyto problémy řešit. O tom, že je třeba podstatným způsobem omezit těžbu a spalování fosilních paliv snad již nikdo nepochybuje mezi odborníky ani v laické veřejnosti. Nejde jen o rychlé vyčerpávání omezených zásob fosilních paliv, ale zejména o prudce narůstající negativní ovlivňování životního prostředí těžbou, dopravou a spalováním fosilních paliv. Je to především narůstající intenzita skleníkového efektu v ovzduší a s ním spojené globální oteplování planety a dále znečišťování moří a oceánů atd. Je naprosto nezbytné prosazení zásadních změn v opatřování energie. Je třeba prosadit podstatně úspornější technologie při spotřebě energie ve všech oblastech průmyslu, dopravy i v obecném životě společnosti. V procesech opatřování, transformací a dopravě nezbytného množství energie je třeba rozvíjet a prosazovat co nejhospodárnější technologie. Všechna tato opatření jsou nezbytná pro splnění zcela legitimního požadavku trvale udržitelného rozvoje života na Zemi. Prosazení těchto potřebných změn je a bude i nadále velmi obtížné a náročné. V prvé řadě je třeba dosáhnout politického konsenzu, neboť jde o problém celosvětový. Teprve na základě tohoto konsenzu může být vytvořen potřebný legislativní rámec a mohou být hledány další nástroje k prosazení dohodnutého. V této souvislosti budiž připomenut nikoliv potěšitelný proces od summitu Země v Rio de Janeiro v roce 1992 k jednání v Kjótu v roce 1997. Aby nedošlo ke zvýšení průměrné globální teploty povrchu Země o více než l °C, bylo by třeba prosadit nejméně původní požadavky z Rio de Janeira: do roku 2000 udržet produkci CO2 na úrovni roku 1990, do roku 2005 tuto produkci snížit o 20 % a do roku 2020 ji snížit o 50 %. Po pěti letech, po dlouhých jednáních v Kjótu, bylo dohodnuto snížení produkce CO2 průměrně o 5,3 % vzhledem k roku 1990. Protokol z Kjóta však dosud nebyl ratifikován v rozsahu potřebném pro nabytí platnosti,

především v důsledku postoje USA a Ruska. Na druhé straně je třeba si uvědomit, že i plné uplatnění protokolu z Kjóta je pro zabránění globálnímu oteplování naprosto nedostatečné. Bohužel již bylo ztraceno mnoho drahocenného času, a čím později bude započato s razantním řešením tohoto problému, tím to bude obtížnější a nákladnější. Kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET) představuje masivní a efektivní nástroj pro úsporu fosilních paliv s významnými pozitivními dopady na životní prostředí. V úsilí nutném pro prosazení uvedených nezbytných opatření stojí v popředí Evropská unie (EU), která vydala směrnici k podpoře KVET [1]. Pro přípravu k realizaci potřebných opatření pro podporu kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET) v České republice v návaznosti na směrnici EU zadalo Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO) ve spolupráci s Teplárenským sdružením České republiky (TS ČR) autorovi tohoto článku a Dr. Ing. Josefu Vlachovi, DrSc. vypracování studie. Jejím cílem bylo: na základě rozboru jednotlivých působících faktorů a jejich vztahů ocenit přínosy KVET a navrhnout možnou bonifikaci elektřiny z KVET tak, aby výsledky studie mohly být využívány při dalších pracích a rozhodování o podpoře KVET, při vytváření potřebné legislativy a při práci na úrovni MPO, ERÚ, Teplárenského sdružení České republiky atd.

ZÁKLADNÍ VÝCHODISKA A METODA ZPRACOVÁNÍ Základní vlastností KVET je úspora paliva v porovnání s monovýrobou téhož množství elektřiny a monovýrobou téhož množství tepla jako při KVET. To má za následek zmenšení produkce CO2 ve stejné míře a řadu dalších ekonomických a ekologických přínosů. Proto téměř všechny provedené výpočty a rozbory vychází z poměrné úspory tepla v palivu při KVET vztažené na spotřebu tepla v palivu při oddělené výrobě stejného množství elektřiny a stejného množství tepla jako při KVET dané vztahem ∆q =

∆Q Tpal (E, Q d ) Q

odd pal

(E, Q d )

=

T Q odd pal (E, Q d )− Q pal (E, Q d )

Q

odd pal

(E, Q d )

=1−

η eel .η qv η cT

.

1+ e e.η qv + η eel

(1)

který je shodný se vztahem pro veličinu označovanou PES – primary energy savings, uváděným ve směrnici EU o podpoře KVET PE S = 1 −

1 CHP H η R ef H η

+

CHP E η R efE η

(2)

Teplo, technika, teplárenství

ÚVOD

5

1/2005

Přitom v těchto vztazích značí: odd (E , Qd ) spotřebu tepla v palivu při oddělené výrobě Q pal elektřiny E a tepla Qd, T Q pal (E , Qd ) spotřebu tepla v palivu v teplárně při výrobě elektřiny E a tepla Qd, e = E / Qd podíl vyrobené elektřiny E a dodaného tepla Qd (ve zmíněné směrnici EU označovaný C), el η e = R ef E η porovnávací účinnost monovýroby elektřiny v elektrárnách, v η q = R ef H η porovnávací účinnost monovýroby tepla ve výtopnách, E + Qd celkovou účinnost teplárny (celkoT T T ηc = ηe + ηq = T Q pal (E , Qd ) vé využití tepla v teplárně) a zde značí: dílčí účinnost výroby elektřiny v teplárně,

η eT = CHP Eη =

E Q Tpal (E , Qd )

η qT = CHP H η =

Qd dílčí účinnost výroby tepla v tepQ (E , Qd ) lárně, pro něž dále platí:

e=

T pal

E / Q Tpal ηT E = = eT T Qd Qd / Q pal η q

(3)

Poměrná úspora tepla v palivu při KVET vztažená na výrobu elektřiny v procesu KVET je

(4)

(5)


Porovnávají se výkony a účinnosti při výrobě elektřiny vztažené na svorky elektrických generátorů (brutto – cross electricity production) a při výrobě tepla na výstup z centrály pro KVET. Centrály pro KVET na plyn mají podle směrnice EU relativně tvrdší porovnávací podmínky než centrály pro KVET na uhlí, neboť v našich podmínkách, kdy nemáme žádné elektrárny na plyn, je třeba vycházet z účinnosti výroby elektřiny v paroplynových elektrárnách. Protože rovněž porovnávací účinnost výroby tepla je mnohem vyšší než při spalování uhlí, je relativní úspora tepla v palivu stanovována v náročnějších podmínkách. Na druhé straně se tyto centrály zpravidla vyznačují podstatně větším podílem vyráběné elektřiny, a proto finanční přínosy mohou být v některých případech podstatně větší než u parních tepláren na uhlí.

DRUHY CENTRÁL PRO KVET, jejich výhody a hodnocení dosažitelných přínosů, nezbytnost diferencovat ocenění teplárenské elektřiny podle typů tepláren a druhu paliva Zařízení pro KVET se dělí podle pracovní látky na:

a poměrná úspora paliva o výhřevnosti Hpal

6

a) stejné palivo u KVET i u porovnávací základny, b) srovnávají se stávající centrály pro KVET se stávajícími energetickými centrálami pro monovýrobu elektřiny a monovýrobu tepla, c) srovnávají se nové centrály pro KVET s novými energetickými centrálami pro monovýrobu elektřiny a monovýrobu tepla, d) monovýroba elektřiny probíhá v elektrárnách a monovýroba tepla ve výtopnách.

kde DM Mpall je úspora paliva o výhřevnosti Hpal v procesu KVET při výrobě elektřiny E a tepla Qd. Pro výhřevnost měrného paliva Hmp= 29,3 MJ/kg = 8,139 kWh/kg je poměrná úspora měrného paliva při KVET vztažená na výrobu elektřiny při KVET (6) Poznámka: Je třeba rozlišovat poměrnou úsporu tepla v palivu při KVET vztaženou na spotřebu tepla v palivu při oddělené výrobě téhož množství elektřiny a téhož množství tepla jako při KVET - Dq - [viz rovnice (1)] a poměrnou úsporu tepla v palivu při KVET vztaženou na vyrobenou elektrickou energii - Dqqpal.EE - [viz rovnice (4)].

Na základě těchto poměrných úspor tepla v palivu, resp. paliva při KVET, jsou oceněny příslušné přínosy KVET a vyčísleny dílčí bonifikace. Dílčí výpočty byly rozvedeny do potřebných podrobností a k určité agregaci došlo až u výsledných hodnot. Při stanovení úspory paliva při KVET se vychází v souladu se směrnicí EU [1] z této porovnávací základny:

• parní – s parními turbínami protitlakovými, kondenzačními odběrovými, kondenzačními (s malým, neregulovaným odběrem), s parními stroji, • plynové – s plynovými turbínami, s pístovými spalovacími motory, • paroplynové. Palivem může být: uhlí (černé, hnědé, lignit), zemní plyn, kapalná paliva, jaderné palivo, obnovitelné zdroje (biomasa, odpady). Parní centrály pro KVET mohou využívat všechna uvedená paliva, plynové a paroplynové centrály jen plynná nebo kapalná paliva (případně též uhlí, biomasu a odpady, ale jen po zplynění). U parních zařízení pro KVET ovlivňuje teplotní úroveň dodávaného tepla a příslušný tepelný výkon podstatně elektrický výkon centrály a tudíž výrobu elektřiny (u mechanických pohonů obdobně mechanický výkon). U plynových centrál pro KVET (v důsledku vysoké teploty, při níž je teplo odváděno z plynového oběhu) neovlivňuje dodávka tepla podstatněji elektrický výkon a výrobu elektřiny. Zásadně se soustavy pro KVET dělí na: • CKVET (centralizovaná KVET) – zpravidla velké centrály,

1/2005

• DKVET ( decentralizovaná KVET) – menší až zcela malá zařízení bez vnější tepelné sítě nebo jen s velmi malou tepelnou sítí. CKVET má řadu výhod: menší měrné investiční náklady, možnost využívat ekologicky i méně jakostní a levnější paliva, větší variabilita v používaných palivech, obvyklé vysoké komíny zajišťují rozptyl škodlivých emisí (prach, SO2, NOx atd). Na druhé straně vyžaduje investičně a provozně nákladný rozvod tepla. DKVET dodává elektřinu do blízkosti její spotřeby, a proto ztráty v elektrickém rozvodu jsou velmi malé a nezvyšují nároky na budování a rozšiřování elektrické sítě. Rozvod tepla je velmi malý a levný jak z hlediska investičních nákladů tak z hlediska provozních nákladů.V centrálách pro DKVET se nejčastěji uplatňují pístové spalovací motory, dosud méně často malé plynové turbíny. Vliv tepelné sítě je analyzován jednak z důvodu nezbytného rozlišení CKVET a DKVET, jednak proto, že úspory paliva jsou vztahovány na teplo na prahu centrály. Tato bilanční hranice byla zvolena z těchto důvodů:

• směrnice EU vychází analogicky z výroby elektřiny na svorkách elektrických generátorů (brutto – cross electricity production), • dodávané teplo musí být snadno a prokazatelně měřitelné (to nelze zajistit na konci tepelné sítě ve velkém počtu fakturačních měřidel, která navíc mohou patřit jinému subjektu). Zařízení se spalovacími motory se vyznačují celkovou účinností srovnatelnou s ostatními centrálami pro KVET (u parních centrál s kondenzačními turbínami s účinností procesu KVET) nebo jen mírně nižší. Podíl výroby elektřiny a tepla, který podstatným způsobem ovlivňuje úsporu paliva, je značně větší než u parních centrál, je srovnatelný s centrálami s plynovýni turbínami a jen mírně nižší než u paroplynových centrál. Centrály se spalovacími motory (zejména vznětovými) se však vyznačují vysokými emisemi škodlivin a navíc jsou zpravidla vybaveny jen velmi nízkými komíny. V hustě zastavěných sídlech (ve větších městech) dochází proto k velmi nežádoucímu souběhu produkce škodlivých emisí z výroby tepla a elektřiny (výroba elektřiny ve městě!) a z dopravy.

Tab. 1 Bonifikace elektřiny z KVET pro parní teplárny pro další podrobnosti viz [2]

Poměrná úspora měrného paliva vztažená na výrobu elektřiny Dmp[ttmpp/MWhe] Poměrná úspora zemního plynu vztažená na výrobu elektřiny DZP[1000m 3n /MWhe] Kladné bonifikace [Kč/MWhe]: a) zmenšení produkce CO2 BCO2 b) prodloužení životnosti zásob fosilních paliv Bc,pal c) zmenšení nákladů v elektrizační soustavě: BES,z BES,DMNN d) odlehčení bilance zahraničního obchodu BOZO e) zmenšení nákladů na transport a distribuci zemního plynu BTN,DI f) lokálně ekologické aspekty CZT BLE-CZTT

hnědé uhlí

černé uhlí

zemní plyn

0,171…0,315

0,171…0,315

0,0914…0,1257

0,150…0,276

0,150…0,276

0,0800…0,1100

140,05…257,99

163,99…302,09

55,98… 76,99

44,15…103,22

68,36…159,85

101,12…162,80

36…75 20…60

36…75 20…60

36…75 20…60

90,00…165,60

90,00…165,60

48,00…60,00

120,00…220,80 18,00

141,60…220,80 18,00

64,00…88,00 18,00

468,20…900,61

516,35….1001,34

343,10…540,79

Záporná p bonifikace [Kč/MWhe]: a) horkovodní tepelná síť b) parní síť

46,02…64,13 75,57…92,06

73,44…102,60 121,87…148,46

175,82…247,34 299,05…364,30

Celková bonifikace [Kč/MWhe]: a) horkovodní tepelná síť b) parní síť

422,18…836,48 392,63…808,55

442,95…898,74 393,48…852,88

167,28…293,45 44,05…176,49

Kladné bonifikace celkem


Druh paliva

7

1/2005

Velmi dobře se však mohou výhody těchto centrál uplatnit v oblastech s řídkou zástavbou a při zásobování izolovaných objektů (podrobněji viz [5]]. Plynové centrály s malými plynovými turbínami nemají uvedené negativní ekologické vlastnosti.

VYHODNOCENÍ DÍLČÍCH PŘÍNOSŮ KVET – dílčí bonifikace, celková bonifikace elektřiny z KVET Analyzovány a vyhodnoceny byly tyto přínosy a vlivy KVET: a) zmenšení produkce CO2, b) prodloužení životnosti zásob fosilních paliv, c) zmenšení nákladů v elektrizační soustavě, d) odlehčení bilance zahraničního obchodu, e) zmenšení nákladů na transport a distribuci zemního plynu,

f) lokálně ekologické aspekty centralizovaného zásobování teplem (CZT), g) vliv tepelné sítě u CKVET – záporná bonifikace (tepelná síť horkovodní a parní). Podrobné rozbory ukázaly, že vyhodnocení jednotlivých přínosů a z toho plynoucí vyčíslení bonifikací je možné, ale často s nutným využíváním různých postupů, odpovídajícím podstatě daných přínosů. Podrobnější popis vyhodnocení dílčích přínosů se vymyká z možného rozsahu tohoto článku. Výsledky analýz a výpočtů jsou uvedeny v tab. 1 až tab. 4. Nejvýznamnějším přínosem KVET u parních centrál spalujících uhlí a tomu odpovídající bonifikace je úspora emisí CO2. Tento přínos a tudíž i bonifikace je menší u centrál pro KVET spalujících zemní plyn. Je to dáno jednak výše uvedenými tvrdšími porovnávacími podmínkami, jednak tím, že zemní plyn má nižší měrné produkce CO2. U tepláren na zemní plyn a zejména pak u tepláren s plynovými turbínami a spalovacími motory jsou významnější jiné přínosy a bonifikace.

Tab. 2 Bonifikace elektřiny z KVET pro teplárny na zemní plyn pro další podrobnosti viz [2]

Druh teplárny Poměrná úspora měrného paliva vztažená na výrobu elektřiny Dmp[ttmpp/MWhe] Poměrná úspora zemního plynu vztažená na výrobu elektřiny DZP[1000 m 3n /MWhe] Kladné bonifikace: [Kč/MWhe] a) zmenšení produkce CO2 BCO2 b) prodloužení životnosti zásob fosilních paliv Bc,pall


paroplynová

0,0699…0,09581

0,0828…0,1064

0,0612…0,0838

0,0725…0,0931

42,81… 58,68

50,72…65,18

76,78…115,05

91,12…132,42

36…75 20…60

36…75 20…60

36,72…50,28

43,50…55,87

48,96…67,04 18,00

58,00…74,47 18,00

279,27…444,05

317,34…444,95

Záporná p bonifikace: [Kč/MWhe] c) horkovodní tepelná síť d) parní síť

33,33… 40,60 50,61… 56,44

25,44… 42,05 40,33… 66,25

Celková bonifikace: [Kč/MWhe] c) horkovodní tepelná síť d) parní síť

245,94…403,45 228,66…387,61

291,90…402,90 277,01…378,70

c) zmenšení nákladů v elektrizační soustavě: BES,z BES,DMNN

8

s plynovými turbínami

d) odlehčení bilance zahraničního obchodu BOZO e) zmenšení nákladů na transport a distribuci zemního plynu BTN,DII f) lokálně ekologické aspekty CZT BLE-CZTT Kladné bonifikace celkem

Poznámka: Celková bonifikace v tabulkách není zaokrouhlována, aby byla umožněna kontrola výpočtů a případné další výpočty s jinými vstupními veličinami.

Cena produkovaného CO 2 byla ve studii podrobně analyzována na základě srovnání různých technologií pro úsporu fosilních paliv (částečně viz [3]) a z toho plynoucí úspory produkce CO 2 vztažené na potřebné investiční náklady.

1/2005

ZÁVĚR

Pod pojem lokálně ekologické aspekty spadají nejen otázky znečišťování ovzduší, ale i další případné účinky KVET: odpadnutí nebo zmenšení rozsahu dopravy paliv a zbytků po spalování paliv, menší poškozování komunikací těmito dopravami, snížená prašnost atd. Některé další vedlejší účinky jsou jednak poměrně malé v porovnání s analyzovanými a vyčíslenými účinky, některé jsou přesněji nevyčíslitelné. Lze je však na základě volnější úvahy zahrnout do hodnocení adf), které má globální charakter.

Ve zpracované studii byly komplexně analyzovány a vyhodnoceny dílčí přínosy KVET. Úspory vyvolané jednotlivými, objektivně působícími faktory představují základ pro stanovení dílčích bonifikací elektřiny z KVET. Celková bonifikace je dána součtem dílčích bonifikací. Ve studii bylo ukázáno, že nelze stanovit jednotnou bonifikaci pro jakoukoliv elektřinu z KVET, nýbrž je třeba rozlišovat typy tepláren a druhy spalovaného paliva, dále velké soustavy s rozsáhlými tepelnými sítěmi a decentralizované centrály pro KVET. Zpracovaná studie je podkladem pro vytvoření příslušné národní legislativy a pro další práce a rozhodování na MPO, MŽP, ERÚ a v Teplárenském sdružení České republiky. Při dostatečném využití navržené bonifikace elektřiny z KVET by došlo k podstatnému zlepšení podmínek pro

Záporná bonifikace, vyjadřující vliv tepelné sítě u CKVET, je sice významná, nikoli však rozhodující. Je třeba zdůraznit, že některé bonifikace jsou citlivé na prognózované parametry, např. dlouhodobý vývoj cen paliv, vývoj úrokové míry při hodnocení prodloužení zásob fosilních paliv. Celková bonifikace je dána součtem dílčích bonifikací, jak je patrné z tab. l až tab. 4.

Tab. 3 Bonifikace elektřiny z KVET pro decentralizované centrály na zemní plyn

Druh teplárny

s plynovými turbínami s rekuperátorem

s pístovými spalovacími motory

0,00155.. ..0,04044 0,00136.. .. 0,03539

0,03426… ..0,06630 0,02998.. ..0,05801

0,06087.. ..0,09060 0,05326.. ..0,07928

0,83…21,68

18,36…35,53

32,62… 48,56

1,70…28,50

37,60…89,12

68,44…107,50

110…140 20…60

110...140 20…60

110…140 20…60

d) odlehčení bilance zahraničního obchodu BOZO

0,82…21,23

17,99…34,81

31,96…47,57

e) zmenšení nákladů na transport a distribuci zemního plynu BTN,DII

1,09…28,31

23,98…46,40

42,61…63,42

134,44…299,72

227,93…405,86

305,63…467,05

bez rekuperátoru Poměrná úspora měrného paliva vztažená na výrobu elektřiny Dmp[ttmpp/MWhe] Poměrná úspora zemního plynu vztažená na výrobu elektřiny DZP[1000m 3n /MWhe] Kladné bonifikace: [Kč/MWhe] a) zmenšení produkce CO2 BCO2 b) prodloužení životnosti zásob fosilních paliv Bc,pall c) zmenšení nákladů v elektrizační soustavě: BES,z BES,DMNN

Kladné bonifikace celkem Záporná p bonifikace [Kč/MWhe]: e) horkovodní tepelná síť f) parní síť Celková bonifikace [Kč/MWhe]: e) horkovodní tepelná síť f) parní síť

-

134,44…299,72 134,44…299,72

-

-

227,93…405,86 227,93…405,86

305,63…467,05 305,63…467,05


další podrobnosti viz [2]

9

1/2005

Tab. 4 Bonifikace elektřiny z KVET pro teplárny spalující biomasu pro další podrobnosti viz [2]

Druh teplárny

velká parní: biomasa + uhlí

malá parní: jen biomasa

1,87500…2,32143

1,87500…2,32143

0,52500…0,74286

0,52500…0,74286

0,23037…0,28522

0,23037…0,28522

0,20157…0,24957

0,20157…0,24957

Poměrná úspora tepla v palivu vztažená na výrobu elektřiny

Poměrné zvýšení výroby elektřiny

Poměrná úspora měrného paliva vztažená na výrobu elektřiny Dmp[ttmpp/MWhe] Poměrná úspora zemního plynu vztažená na výrobu elektřiny DZP[1000m 3n /MWhe]


Kladné bonifikace: [Kč/MWhe]: a) prodloužení životnosti zásob fosilních paliv Bc,pall b) zmenšení nákladů v elektrizační soustavě: BES,z BES,DMNN c) odlehčení bilance zahraničního obchodu BOZO d) zmenšení nákladů na transport a distribuci zemního plynu BTN,DI e) lokálně ekologické aspekty CZT BLE-CZTT

10

57,64…102,37

57,64…102,37

36…75 20…60

60…140 20…60

120,94…149,74

120,94…149,74

161,26…199,66 18,00

161,26…199,66

Kladné bonifikace celkem

413,84…604,77

419,84…651,77

Záporná p bonifikace [Kč/MWhe]: g) horkovodní tepelná síť h) parní síť

46,02…102,60 75,57…148,46

Celková bonifikace [Kč/MWhe]: g) horkovodní tepelná síť h) parní síť

367,82…502,17 338,27…456,31

investování a modernizace v oblasti teplárenství tak, jak to odpovídá potenciálu tohoto oboru pro dosahování úspor fosilních paliv, redukci produkce oxidu uhličitého a dalších přínosů pro zlepšování životního prostředí.

Literatura: [1] Directive 2004/8/EC of the European Parliament and of the Council of 11 February 2004 on the promotion of cogeneration based on a useful heat demand in the internal energy market and amending Directive 92/42/EEC. [2] Kadrnožka, J. – Vlach, J.: Oceňování elektřiny z kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET). Studie pro MPO a TS ČR, červenec 2004.

-

419,84…651,77 419,84…651,77

[3] Kadrnožka, J.: KVET – masivní a efektivní nástroj pro úsporu fosilních paliv. Přednáška na Teplárenských dnech 2004, Hradec Králové a 3T – teplo, technika, teplárenství, čís. 3/2004 str. 9…14. [4] Kadrnožka, J.: Model pro oceňování elektřiny z KVET. Sborník z konference Kotle a energetická zařízení 2004, str. 1…8. [5] Kadrnožka, J.: Kogenerace na bázi spalovacích motorů z energetických, globálně ekologických a lokálně ekologických hledisek. Zasláno do časopisu 3T. , CSc. rnožka lav Kad v Brně s ro Ja g. é Prof. In čení technick rství u ý Vysoké trojního inžen o s 5 Fakulta á, 616 69 Brn 541 143 34 k x: Technic 142 573, fa me.vutbr.cz 1 .f tel.: 54 adrnozka@eu k e-mail:

Podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie z pohledu Energetického regulačního úřadu

1/2005

Martin Koďousek, Rostislav Krejcar Příspěvek se zabývá problematikou podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie z pohledu Energetického regulačního úřadu. Systém podpory obnovitelných zdrojů v České republice je založený na garantovaných cenách elektřiny, kterou musí od jednotlivých výrobců povinně vykupovat provozovatelé distribučních soustav anebo provozovatel přenosové soustavy. Tento mechanismus podpory v konečném důsledku zaplatí všichni zákazníci formou příplatku k ceně elektřiny. V příspěvku je proveden rozbor úrovně tohoto příplatku na podporu obnovitelných zdrojů v minulosti a také analýza jeho předpokládaného nárůstu v budoucnosti. Dále jsou v tomto článku stručně představeny dva hlavní mechanismy podpory výroby elektřiny z OZE obsažené v návrhu nového zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů. Poslední část je věnována výkupním cenám elektřiny z OZE v roce 2005.

EKONOMICKÉ DOPADY PODPORY OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE NA CENU ELEKTŘINY

Provozovatelé regionálních distribučních soustav (REAS) jsou povinni vykupovat veškerou vyrobenou elektřinu z obnovitelných zdrojů na svém území za minimální výkupní ceny, které každoročně vyhlašuje na následující rok Energetický regulační úřad. Podpora se vztahuje na tyto druhy obnovitelných zdrojů:

Česká republika má méně příznivé podmínky pro využívání obnovitelných zdrojů energie oproti některým evropským státům, např. ve Skandinávii nebo Rakousku. Tento fakt je dán specifickými podmínkami ČR vyplývajícími jednak z její polohy (poměrně velká vzdálenost od moře, zeměpisná šířka), ale také profilem území (absence vysokých hor či velkých vodních toků). V současné době mají největší podíl na výrobě elektrické energie z obnovitelných zdrojů velké vodní elektrárny ČEZ, a. s., s instalovaným výkonem nad 10 MW (tzv. Vltavská kaskáda). Jedná se cca o 2 - 3 % celkově vyrobené elektřiny v závislosti na hydrologických podmínkách a stavu rekonstrukce jednotlivých vodních děl po povodních v roce 2002. Zbytek výroby z OZE je rovnoměrně rozdělen mezi malé vodní elektrárny s instalovaným výkonem do 10 MW (cca 0,5 %) a spalování či spoluspalování biopaliv (také cca 0,5%). Podíl výroby z ostatních alternativních zdrojů (vítr, slunce, geotermální energie) je zanedbatelný. Podpora výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů je od roku 2001 zakotvena v zákoně č. 458/2000 Sb. o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon).

Z tabulky č. 1 je patrný nárůst objemu výkupu elektřiny z těchto zdrojů z hodnoty 0,95 TWh v roce 2002 na předpokládanou hodnotu cca 1,73 TWh v roce 2005, což představuje zvýšení o 81 %. Vzhledem k tomu, že se Česká republika zavázala v přístupové smlouvě o vstupu do Evropské unie dosáhnout indikativního cíle podílu výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů na hrubé spotřebě elektřiny ve výši 8 % v roce 2010, předpokládá se, že tato hodnota bude nadále stoupat. Zvýšené množství výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů se

Tab. č. 1 Objem výkupu elektrické energie z obnovitelných zdrojů

Povinný výkup elektřiny z obnovitelných zdrojů Celkem za obnovitelné zdroje

2002

2003

2004

2005

Skutečné hodnoty výkupu [MWh]

Skutečné hodnoty výkupu [MWh]

Předpokládané hodnoty výkupu [MWh]

Předpokládané hodnoty výkupu [MWh]

953 477

845 403

1 554 285

1 740 000


• malé vodní elektrárny do 10 MW, • větrné elektrárny, • zdroje spalující biomasu, • zdroje spalující bioplyn, • zdroje využívající geotermální energii, • zdroje založené na fotovoltaických systémech.

11

1/2005

Graf č. 1: Rozbor průměrné ceny elektřiny pro domácnosti od 1. května 2004

promítá do ceny elektrické energie konečných zákazníků a to jak chráněných (domácností), tak i oprávněných. Výsledný příspěvek na krytí vícenákladů výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů, který hradí každý konečný zákazník, je ovlivněn těmito faktory:


• množstvím a strukturou výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů, • výší podpory těchto zdrojů (výkupními cenami), • cenou silové elektřiny na trhu s elektřinou, • celkovou spotřebou elektřiny konečných zákazníků.

12

Mezi základní působnosti Energetického regulačního úřadu patří dle současného znění energetického zákona podpora hospodářské soutěže, podpora využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie a v neposlední řadě ochrana zájmu spotřebitelů. Poslední dvě zmíněné působnosti Energetického regulačního úřadu jdou tak trochu proti sobě, neboť pokud Energetický regulační úřad bude dle litery zákona ve vyšší míře podporovat obnovitelné zdroje, projeví se tato skutečnost negativně v konečné ceně elektrické energie všech zákazníků, které má Energetický regulační úřad zároveň „chránit“ proti nárůstu cen elektřiny. V roce 2004 příspěvek na obnovitelné zdroje činil 1,54 % z ceny elektřiny pro domácnosti (viz graf č. 1) a v budoucnu se očekává jeho další nárůst.

Tab. č. 3 Expertní odhad nákladů na podporu obnovitelných zdrojů v budoucnosti 2010

2030

8%

16,90%

Předpokládané náklady na OZE Celkem vícenáklady na OZE

mld. Kč

5

15,4

Vícenáklady na PpS celkem

mld. Kč

3,7

6

Příspěvek na OZE na 1 MWh

Kč/MWh

85,87

245,71

Podpůrné služby - příspěvek na 1 MWh

Kč/MWh

63,9

95,72

Celkem náklady na OZE na 1 MWh

Kč/MWh

149,77

341,43

MECHANIZMUS PODPORY VÝROBY ELEKTŘINY Z OZE DLE NÁVRHU ZÁKONA O PODPOŘE VYUŽÍVÁNÍ OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

telných zdrojů v ČR Příspěvek na obnovitelné zdroje [Kč/MWh]

Vývoj příspěvku na obnovitelné zdroje je v absolutních číslech zachycen v tab. č. 2. Z tabulky je patrné, že výše příspěvku roste s objemem vykoupené energie z obnovitelných zdrojů (viz také tab. č. 1). Energetický regulační úřad vypracoval expertní odhad výše toho příspěvku i v budoucnosti. Odhadované objemy výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů vycházejí jednak z indikativního cíle České republiky v roce 2010, který činí 8 % podílu výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů na celkové domácí spotřebě, jednak ze schválené státní energetické koncepce, která v roce 2030 předpokládá 16,9 % podíl elektřiny z OZE. Výsledné porovnání je znázorněno v tab. č. 3. Kromě zvýšení příspěvku na obnovitelné zdroje, jehož příčinou je nárůst objemu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů v příslušných letech, jsou v expertním odhadu uvažovány další významné náklady, které souvisejí především s nárůstem objemu elektrické energie z větrných elektráren. Vzhledem k charakteru dodávky elektřiny z větrných elektráren, která je přímo závislá na okamžitých povětrnostních podmínkách, bude nezbytné zvýšit objem nakupovaných podpůrných služeb, jež nakupuje provozovatel přenosové soustavy pro zajištění kvality a spolehlivosti dodávky elektrické energie konečným zákazníkům. Energetický regulační úřad odhaduje tyto zvýšené náklady v roce 2010 ve výši 3,7 miliardy Kč, přičemž 3 miliardy činí nárůst právě díky výrobě elektrické energie z větrných elektráren. Celkový příspěvek na obnovitelné zdroje by potom v tomto roce činil téměř 150 Kč/MWh, což je více než pětinásobný nárůst oproti roku 2005.

2002

2003

2004

2005

8,721)

12,03

29,04

28,922)

1) V roce 2002 je v příspěvku zahrnuta i podpora kombinované výroby elek-

třiny a tepla. V ostatních letech se podpora kombinované výroby elektřiny a tepla již vykazuje zvlášť. 2) Meziroční pokles příspěvku na obnovitelné zdroje mezi lety 2004 – 2005 je dán změnou metodiky výpočtu příspěvku. Od roku 2005 jsou povinni příspěvek na obnovitelné zdroje platit i výrobci za tzv. ostatní spotřebu (podrobněji viz cenové rozhodnutí ERÚ č. 10/2004).

V současné době (prosinec 2004) je v parlamentu stále projednáván nový zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů energie. Zákon nabízí výrobcům elektřiny z OZE k volbě dvě možnosti, jak uplatnit elektřinu na trhu. První možností je využití systému minimálních výkupních cen, který platí i v současné době. Tuto elektřinu budou i nadále povinni vykupovat provozovatelé regionálních distribučních soustav spolu s provozovatelem přenosové soustavy a poslouží ke krytí ztrát v sítích. Objem povinného výkupu elektřiny není omezen a náklady s ním spojené, včetně vyrovnání odchylky provozovatele soustavy způsobené nestabilitou

Česká republika se v přístupové smlouvě do Evropské unie zavázala ke zvýšení podílu výroby elektrické energie z obnoVÝKUPNÍ CENY ELEKTŘINY vitelných zdrojů na 8 % na celkové domácí spotřebě elekřiny Z OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ V ROCE 2005 v roce 2010. Je tedy zřejmé, že k podpoře obnovitelných zdrojů bude docházet i v budoucnu. Podpora musí být nastavena Povinný výkup elektřiny z obnovitelných zdrojů se oproti tak, aby tato elektřina našla své uplatnění na trhu a výstavba roku 2004 mění jak v kategoriích podporovaných obnovi- nových výroben byla ekonomicky zajímavá pro investory. Na telných zdrojů (je nově zaváděn princip tzv. časové matice druhou stranu je však nutné nastavit formu podpory tak, aby se u malých vodních elektráren), tak i ve výši výkupních cen. Mi- rozvíjely přednostně jen ty technologie, které nejlépe vyhovují nimální výkupní ceny elektřiny z OZE v Kč/MWh stanovené podmínkám ČR. Rozvoj obnovitelných zdrojů energie zaplatí ERÚ pro rok 2005 (tab. 4). Uvedené minimální výkupní ceny ve svém důsledku vždy konečný zákazník, který se např. elektřiny jsou stanoveny na základě kritéria čisté současné v roce 2005 podílí na podpoře obnovitelných zdrojů energie částkou ve výši téměř 29 Kč/MWh. Energetický Tab. č. 4 Minimální výkupní ceny elektřiny z OZE pro rok 2005 regulační úřad odhaduje, že do roku 2010 se příspěvek konečného zákazníka na obnovitelné malé vodní elektrárny do 10 MW Pinst včetně před 1. 1. 2005 1600 zdroje více než zpětinásobí. Z tohoto důvodu by systém podpory obnovitelných zdrojů měl vést malé vodní elektrárny do 10 MW Pinst včetně od 1. 1. 2005 2050 k dosažení indikativního cíle v roce 2010 pokud větrné elektrárny před 1. 1. 2004 3020 možno s co nejmenšími dopady na cenu elektřiny pro konečné zákazníky. větrné elektrárny uvedené do provozu v roce 2004 2720 větrné elektrárny od 1. 1. 2005

2600

zdroje spalující biomasu

2520

zdroje spalující bioplyn uvedené do provozu před 1. 1. 2004

2520

zdroje spalující bioplyn uvedené do provozu od 1. 1. 2004

2420

zdroje využívající geotermální energii

3500

zdroje elektřiny využívající sluneční záření

6040

k oďouse artin K Ing. M tislav Krejcar řad s va ú Ing. Ro ký regulační 01 Jihla tic 5, 586 80 640 Energe ovo náměstí 5 7 6 k x: 5 Masar y 580 111, fa 7 tel.: 56 [email protected] e e-mail:

1/2005


těchto zdrojů, budou zahrnuty do regu- Tab. č. 5 Pevné výkupní ceny elektřiny z OZE pro rok 2005 lovaných cen za distribuci a přenos. společné spalování palivových směsí bílé biomasy a fosilních paliv 500 Minimální výkupní ceny stanoví Energetický regulační úřad tak, aby bylo společné spalování palivových směsí hnědé biomasy a fosilních paliv 670 u nového zařízení dosaženo 15-leté doby společné spalování cíleně pěstované biomasy a fosilních paliv 900 návratnosti investic za podmínky splnění technických a ekonomických parametrů, kterými jsou zejména náklady na instalovanou jednotku hodnoty budoucích peněžních toků respektujících jak celkové výkonu, účinnost využití primárního obsahu energie v obno- investiční, tak i palivové a další provozní výdaje v průběhu vitelném zdroji a doba využití zařízení. U zdrojů uvedených celé doby životnosti zařízení. do provozu před nabytím účinnosti tohoto zákona bude Pro výrobu elektřiny společným spalováním palivových zachována výše minimálních výkupních cen roku 2004 se směsí bílé, hnědé a cíleně pěstované biomasy a fosilních zohledněním indexu cen průmyslových výrobců. Variantu paliv stanovil ERÚ pevné výkupní ceny elektřiny v Kč/MWh povinného výkupu s minimálními cenami mohou využít (tab. č. 5). všichni výrobci s výjimkou těch, kteří spalují společně V případě spoluspalování biomasy a fosilních paliv jsou biomasu a fosilní paliva. Pro společné spalování biomasy pevné výkupní ceny elektřiny z obnovitelné části paliva a fosilních paliv bude platit pouze režim příplatků k tržní vypočtené opět na základě kritéria čisté současné hodnoty. ceně (zelených bonusů). Pevné výkupní ceny pokrývají zvýšené investiční a provozDruhou možností uplatnění nároku na podporu je využití ní náklady na výrobu elektřiny z biomasy oproti spalování systému tzv. zelených bonusů. V tomto případě prodá vý- samotných fosilních paliv. robce elektřinu z OZE obchodníkovi s tím, že k tržní ceně Minimální výkupní cena z OZE je snížena o 1000 Kč/MWh, elektřiny z obnovitelných zdrojů mu je poskytnut prostředpokud elektřina vyrobená v obnovitelných zdrojích a vynictvím provozovatele distribuční společnosti příspěvek kázaná podle zvláštního právního předpisu není dodána do ve formě zelených bonusů (výsledná cena elektřiny z OZE regionální distribuční soustavy a je spotřebována fyzickou = tržní cena elektřiny dle jednotlivých druhů OZE + příslušnebo právnickou osobou bez použití regionální distribuční ný zelený bonus). Cena zelených bonusů bude stanovena soustavy. Výkup elektřiny uplatňuje výrobce u územně příEnergetickým regulačním úřadem stejnou metodikou jako slušného provozovatele distribuční soustavy, který za něho minimální výkupní ceny. V metodě výpočtu bude navíc přebírá odpovědnosti za odchylku. zohledněna zvýšená míra rizika uplatnění elektřiny z obnovitelných zdrojů na trhu s elektřinou. Náklady spojené s „vyplácením“ zelených bonusů budou opět zahrnuty do SHRNUTÍ regulovaných cen za distribuci.

13

1/2005

Bez respektování fyzikálních zákonů nelze provádět rozúčtování nákladů na vytápění Josef Patočka Článek podává informaci o mezinárodní konferenci o poměrovém měření tepla. Tato pravidelně Technickou univerzitou v Liberci po třech letech pořádaná konference byla v roce 2004 zaměřena na analýzu příčin chybných rozúčtování úhrad za vytápění prováděných podle importovaných norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835. Souběžně byly prezentovány výsledky výzkumu prováděného od poslední konference a fyzikálně jednoznačně popsány základní metody rozúčtování.


Ve dnech 21. a 22. září 2004 se konala na Technické univerzitě v Liberci mezinárodní konference zaměřená na rozúčtování celkových vytápěcích nákladů domu na jednotlivé místnosti (byty). Záměrem organizátorů konference bylo analyzovat současné technické, ekonomické i právní problémy tohoto oboru. K účasti na konferenci byly vyzvány zejména organizace a firmy, u kterých se ze vztahu k jejich profesnímu zaměření dalo předpokládat, že pomohou vyřešit příčiny častých, fyzikálně nezdůvodnitelných a laicky nekontrolovatelných rozúčtování. První den konference byl věnován výsledkům teoretického výzkumu, prováděného na některých odborných katedrách vysokých škol. Druhý den byl zaměřen na praktické rozúčtování, zejména na výsledky porovnávacích měření různých systémů indikace. Konference se účastnilo kolem 80 zájemců o poměrové měření. Zásadním pozitivním přínosem byly přednášky zástupců MMR, MPO, TU Liberec, VUT Brno, TU Bratislava a STP – územní centrum Liberec.

14

Obr. 1 Tepelná ztráta místnosti a změna výkonu otopného tělesa v závislosti na průtoku otopné vody

Toto v pořadí již páté setkání odborníků i laické veřejnosti bylo tento rok zaměřeno na neuspokojivé výsledky rozúčtování podle přejatých evropských norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835. Zastánci těchto norem byli předem vyzváni, aby k těmto fyzikálně diskutabilním normám zaujali buď kritické stanovisko, nebo aby je dokázali obhájit. Vzhledem k průkazné existenci chybných rozúčtování byli na konferenci zváni všichni její propagátoři, zastánci i realizátoři. Byly zvány jednotlivé firmy i celé asociace až po evropskou zastřešující asociaci rozúčtovatelů E.V.V.E. v Bruselu. Byli zváni i odborníci z redakčních rad odborných časopisů. Na konferenci byly projednávány zejména nejčastější systémové chyby uvedených norem a jim podřízených rozúčtování: a) nerespektování vnitřních prostupů tepla mezi byty, b) nerespektování posunu místa střední teploty otopného tělesa, c) chybné rozúčtování v důsledku vysoké startovací teploty elektronických indikátorů, d) chybné rozúčtování v důsledku nulových náměrů při výraznějším až úplném uzavírání otopného tělesa, e) malá rozlišovací schopnost odpařovacích indikátorů, f) chybná rozúčtování v důsledku teplotní roztažnosti měrné kapaliny u odpařovacích indikátorů. ad a) Nerespektování vnitřních prostupů tepla, které vyplývá z norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835 vede k fyzikálně nezdůvodnitelným rozdílům v úhradě za vytápění kompenzovaným buď násilným přičítáním, nebo odečítáním naměřených dílků nebo používáním obtížně kontrolovatelných koeficientů polohy bytů. Na obr. 1 je provedeno porovnání výkonu otopného tělesa a tepelných ztrát místnosti. Jejich rozdíl v závislosti na průtoku otopné vody je způsoben nerespektováním vnitřních prostupů tepla. Podíl úhrady konkrétní místnosti na vytápěcích nákladech domu se musí odvíjet od tepelné ztráty místnosti (křivka QZ), nikoliv jen od množství tepla získaného z otopného tělesa (křivka QP). Toto tvrzení lze podpořit zcela laickým důkazem. Uzavřením otopného

Posuvem směřujícím od středu nahoru se snižuje měřený teplotní rozdíl mezi jednotlivými teplotními křivkami až k limitní hodnotě, kde jsou relativně stejné teploty. Posuvem směrem nahoru se tak ztrácí rozhodující údaj pro poměrové měření.

tělesa klesá jeho výkon až k nulové hodnotě, kdežto tepelná ztráta místnosti klesá v důsledku vnitřních prostupů tepla výrazně pomaleji, a ze zkušenosti je známo, že teplota v jednotlivé místnosti se zcela uzavřeným otopným tělesem zpravidla nepoklesne o více jak 5 K (°C). Pokud je k rozúčtování použito jen teplo dodané z otopného tělesa, musí být provedena kompenzace vnitřních prostupů tepla, neboť je morálně nepřijatelné, aby ten, kdo teplo z otopného tělesa získal a zaplatil, jej dále bezplatně předával do sousední místnosti (bytu). Tab. 1 Vztah mezi střední teplotou otopného tělesa a teplotou v 75 % výšky tělesa

1

2

3

4

5

tstřř °C

54,3

67,0

43,1

29,1

20,7

t75 °C

62,5

70,7

52,9

34,4

18,2

8,2

3,7

9,8

5,3

-2,5

chyba ve °C

ad b) Místo střední teploty otopného tělesa se výškově mění v závislosti na průtoku otopné vody otopným tělesem. Na obr. 2 je uvedeno místo střední teploty otopného tělesa (vodorovná čárka) v závislosti na průtoku otopné vody. Pokud by měla být indikována střední teplota otopného tělesa, musel by být indikátor posouván ve svislém směru mezi středem otopného tělesa a jeho horní hranou. Chyba systému je v rozdílu mezi střední teplotou otopného teplota místností tělesa tstř a teplotou v místě instavýkon otopného tělesa lace indikátoru t75 (75 % stavební výšky otopného tělesa). průtok vody ot. tělesem Z tabulky 1 vyplývá, že nejvyšší chyba je právě v rozmezí nejčastěji používaných teplot otopné vody. Důsledkem jsou uváděné nezdůvodnitelné rozdíly v úhradách.

ad c) Podle prospektů elektronických indikátorů začínají indikárory registrovat výkon otopného tělesa při tzv. spouštěcí - vypínací teplotě, která je v rozmezí 28 ¸ 36 °C. Z tabulky 1 vyplývá, že registrace začíná (končí) při relativně vysokých a nejistých teplotních rozdílech mezi teplotou povrchu otopného tělesa a teplotou snímače indikátoru. Rozdíl mezi povrchovou teplotou otopného tělesa a teplotou snímače indikátoru závisí na vzájemném tepelném kontaktu. Normy ČSN EN 834 a ČSN EN 8735 tento teplotní rozdíl popisují konstantou c podle vztahu

c=

tm − tk tm − tL

kde tm – teplota otopné vody tk – teplota snímače indikátoru tL – teplota vzduchu v místnosti V normách je uveden případ připouštějící konstantu c o velikosti 0,7. Znamená to, že při teplotě otopné vody 52,9 °C (viz tab. 2 průběh 3) bude teplota snímače indikátoru t = 29 °C. Skutečná hodnota pro konkrétní indikátor a konkrétní otopné těleso tak může být zatížena významnou chybou. Vztah mezi teplotami je popsán v tab. 2 pro různé výkony otopného tělesa. Při těchto podmínkách otopné těleso předává do místnosti sníženou tepelnou energii, ale indikátor to neregistruje. Takováto vypínací teplota často b ývá propagačně zneužívána jako výhoda elektronických indikátorů, ale ve svých důsledcích způsobuje nepřiměřené rozdíly v náměrech řešené, jak bylo výše uvedeno, nesystémovým přičítáním nebo odečítáním dílků, které je pochopitelně chápáno uživatelem bytu jako podvod. Uvedené normy sice předepisují povinné použití konstanty c k určení odpovídající hodnoty Kc, ale v praktických rozúčtováních se tento údaj neobjevuje.

1

2

3

4

5

t i (°C)

20

21,5

18,8

17,5

16,9

Q (%)

100

146

63

24

5

G (%)

100

341

46

15

3

střední teplota ot. tělesa

ts (°C)

54,3

67

43,1

29,1

20,7

teplota v 75 % výšky ot. tělesa

t75 (°C)

62,5

70,7

52,9

34,4

18,2

teplota snímače při c = 0,7

t0,7 (°C)

32,7

36,3

29

22,6

17,3

teplota snímače při c = 0,2

t0,2 (°C)

54

60,9

46,1

31

18


Obr. 2 Teplotní údaje na různě provozovatelných otopných tělesech

1/2005

15

1/2005

ad d) Nulové náměry jako nutný důsledek fyzikálně pochybené koncepce norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835 vyplývají z obr. 1, kde je dokumentován nulový výkon otopného tělesa (křivka QP), ale tepelná ztráta místnosti nulová není (křivka QZ). Šrafovaná plocha mezi uvedenými křivkami představuje chybu v rozúčtování, která se výrazně zvyšuje s rostoucí odchylkou průtoku otopné vody od střední hodnoty, tzn. v závislosti na odchylce teploty místnosti od střední hodnoty. Je nutno připomenout, že rozdíl mezi křivkami QP a QZ se odvíjí od vzájemného vztahu mezi tepelným odporem obvodového pláště a tepelným odporem vnitřních příček. S postupným zateplováním obvodových plášťů se rozdíl mezi uvedenými křivkami zvyšuje. Z toho vyplývá, že chyba v rozúčtování prováděném ve smyslu norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835 se zateplováním zvyšuje.


ad e) Užitné vlastnosti bytu jsou vedle ceny nejdůležitější motivací spotřebitele při rozhodování o jeho koupi. Jako největší lákadlo se uvádí možnost individuální regulace vytápění místnosti podle údaje indikátoru. Jaká je skutečnost, lze demonstrovat na běžném příkladu. Po instalaci indikátoru začátkem ledna je ampule přeplněna o „letní odpar“ cca 5 mm nad nulu. Při plném provozu vytápění ubývá měrné kapaliny rychlostí 2 – 3 mm za měsíc. Za jeden den, případně za jeden týden je odečet prakticky překryt chybou odečtu. Malá citlivost pro nízkoteplotní vytápění a velké přeplnění z důvodu kompenzace letního odparu způsobuje, že jeden až dva měsíce udává indikátor záporný údaj.

16

ad f) Vliv teplotní roztažnosti měrné kapaliny při hodnotě b = 10-3 K-1 způsobuje, že změna teploty o 60 °C při odparu indikátoru 10 mm se projeví kolísáním náměru až o 6 mm. Podle okamžité teploty otopného tělesa v době odečtu pak je chyba náměru indikátoru ± 20 %. Uvedené příčiny chybných rozúčtování byly v praktické části konference doloženy konkrétními výsledky rozúčtování při souběžném použití alespoň dvou typů indikátoru. Na konferenci nebyl nikdo, kdo by našel odvahu k obhajobě těchto fyzikálně pochybných rozúčtování. Pozitivní výsledek konference však tím neutrpěl. Spíše naopak. Namísto bezbřehých rétorických cvičení o milionech úspěšných rozúčtování byly na konferenci jednoznačně definovány podmínky fyzikálně zdůvodnitelných rozúčtování s preferencí možnosti laické kontroly uživatelem bytu. Východiskem pro takováto rozúčtování bylo na konferenci prezentováno a nikým z účastníků nezpochybněno konstatování: • cílem vytápění je dosažení žádané teploty prostředí o určité velikosti (podlahové ploše), • teplota prostředí je kvalitativním kritériem pro rozdělení vytápěcích nákladů domu na jednotlivé místnosti (byty),

• podlahová plocha je kvantitativním parametrem pro rozdělení vytápěcích nákladů domu na jednotlivé místnosti (byty), • existují dvě základní metody pro rozúčtování: a) k dosažení žádané teploty je v rámci domu potřebné vždy stejné (konstantní – const) množství tepla – metoda TQC, b) k dosažení žádané teploty je v rámci domu potřebné vždy rozdílné (diferencované) množství tepla – metoda TQD. • v obou případech je pro rozúčtování rozhodující dosahovaná teplota místnosti jako jednoznačný a laicky kontrolovatelný parametr, • zvýšení resp. snížení úhrady podle dosahované teploty činí v závislosti na venkovní teplotě cca 6 % na teplotní stupeň, • u metody TQC odpovídá měrná úhrada za vytápění vztažená na 1 m2 podlahové plochy v rámci domu dosahované teplotě místnosti a průměrné energetické náročnosti, • u metody TQD odpovídá měrná úhrada za vytápění vztažená na 1 m2 podlahové plochy v rámci domu dosahované teplotě místnosti a skutečné energetické náročnosti, • metoda TQC se použije v případech, kdy energetická náročnost jednotlivých místností (bytů) není zahrnuta do nájemného nebo ceny bytu (prakticky celý bytový fond v ČR), • metoda TQD se použije v případech, kdy energetická náročnost jednotlivých místností (bytů) je zahrnuta do nájemného nebo ceny bytu, • rozúčtování pro obě metody je možno realizovat bez zavádění koeficientu polohy bytů (E & P č. 5/2004), • pro laickou kontrolu rozúčtování je doporučeno uvádět teplotní souvislosti mezi teplotami místností téhož bytu a teplotou jednotlivých místností bytu ve vztahu k průměrné teplotě všech poměrově měřených místností (zatím výhradně je používáno u systému VIPA) (E & P č. 2/2004), • u centrálně vytápěného bytu nelze teplo neodebírat, existující nulové náměry u indikátorů podle norem ČSN EN 834 a ČSN EN 835 jsou důsledkem fyzikálně pochybené koncepce těchto norem, • každý stát má povinnost, ale i právo zavést do svého právního řádu vlastní systém rozúčtování vycházející z historicky vzniklých podmínek a respektující motivační charakter měření, • nezbytnou podmínkou zůstává respektování základních fyzikálních zákonů. Sc. čka, C sef Pato Jo . g In Doc. 15 s. r. o. Liberec 50 457 VIPA CZ 20, 460 15 82 7 4 : á x k c fa Kadli 457, z 2 750 tel.: 48 [email protected] p : il a z .c a e-m ip .v www http://

1/2005

ní fyzikálních zákonů nelze ová ekt resp Bez y: očk Pat J. nku člá k o isk Stanov rozúčtování nákladů na vytápění

provádět

Zájem o energii mořských vln

Hledání způsobu snižování nákladů u větrných elektráren

Společnost Ocean Power Technologies, Inc. (OPT) uzavřela začátkem března 2004 memorandum o porozumění se španělskou společností Iberdrola o instalaci deseti zařízení o kapacitě asi 1,25 MWe na využití energie mořských vln asi 800 m od severního pobřeží Španělska. Španělská společnost vlastní elektrárny o výkonu 2400 MWe na bázi obnovitelných zdrojů energie. Systém Power Buoys firmy OPT zachycuje energii vln a přeměňuje ji na mechanickou sílu schopnou pohánět generátor. Zvedání a pokles vln pohybuje bójí nahoru a dolů obdobně jako píst asi o jeden metr pod hladinou. Pohyby pohánějí elektrický generátor na mořském dně pod bójí. Získaný střídavý proud je přeměněn na stejnosměrný o vysokém napětí a podmořským kabelem odeslán na pobřeží. Všechna zařízení jsou vybavena senzory, které nepřetržitě monitorují provoz různých subsystémů a charakteristiky oceánu. Jestliže jsou vlny příliš vysoké, systém se automaticky zastaví a začne opět pracovat, jakmile se vlny ustálí na normálu. Španělsko bude patrně druhou zemí po Havaji, kde bude v komerčním provozu uplatněn systém Power Buoys. Pokud bude projekt úspěšný, společnost OPT plánuje zvýšit výkon „vlnové farmy“ na 100 MWe do roku 2007. Společnost Iberdrola plánuje rozšířit výkony elektráren na bázi obnovitelných zdrojů do roku 2007 na 4500 MWe.

Výzkumní pracovníci energetické sekce v Sandia National Laboratories zkoumají možnosti snižování nákladů u větrných elektráren, které umožní, aby turbíny vyráběly více elektřiny. Ačkoliv současné větrné turbíny dovolují ekonomicky vyrábět elektřinu ve velmi větrných oblastech, je třeba zlepšit projekty tak, aby větrné turbíny byly ekonomicky výhodné i tam, kde je méně větru. Hledají se například metody, jak vyrobit větší a pevnější lopatky s využitím hybridních uhlíkografitových vláken, které vykazují větší plochu bez zvýšených nákladů. V uplynulých deseti letech klesly náklady u větrných elektráren v největrnějších oblastech o 2,5 až 5 USc/kWh. Aby se tak stalo i v méně větrných oblastech, bude nutno snižovat náklady u kritických komponent již v etapě projektování a výroby. V současné době nejpopulárnější komerční větrné elektrárny mají lopatky vysoké 35 m, jsou umístěné na stožárech vysokých 61 až 79 m a mají jednotkový výkon 1,5 MW. Většina lopatek se vyrábí ze skelných vláken, avšak minimálně jeden evropský výrobce je vyrábí ze dřeva. Očekává se, že díky snížení hmotnosti uhlíkoskleněných lopatek bude možno vyrábět lopatky dlouhé 49 metrů, umístěné na stožárech 100 m vysokých. V tomto případě by jednotkový výkon mohl dosáhnout až 2,5 MW. V National Wind Technology Center v Boulder City ve státě Colorado bude zkoušeno 12 různých typů lopatek.

(Power Engineering, 2004, č. 3, s. 14 - 15)

(Power Engineering, 2003, č. 11, s. 34)


3) Tvrzení, že u ústředně vytápěného ěž ceny tepla se od sebe velmi Rovn važuji za tupů pros ních vnitř ní K nerespektová - bytu nelze teplo neodebírat, nepo výrazně liší podle typu zdroje tepla (elek á teplo stáv toto nedo vám se i zastá nost byty míst mi Do ední vné. sous sprá tepla mezi trárna s dodávkou tepla, teplárna nebo h jinýc z i ale , pouze z otopné soustavy stanovisko: , druhu spalovaného paliva (uhlí, pna) výto Zani. o mim byty nebo ými i nost otliv míst jedn zdrojů uvnitř Sdílení tepla mezi e zemní plyn nebo kapalná paliva) a podl byty ými příotliv V jedn lné. ijate mezi nepř tepla ní álně sdíle mor ní za ji nepovažu bcem tepla a spotře- vádě výro mezi -li stojí , toho o dníh je velmi problematické. padě etážového vytápění nebo ústře lský subjekt, že zon- bitelem ještě další podnikate 4) Naprosto nesouhlasím s tvrzením, vytápění s centrální stoupačkou a hori m je distributor tepla. st jaký zavé o lná práv i tepe ale t, měří nnos se povi ody má rozv i stát tálními bytovým náročnost jednotlivých každý lná tepe ílná Rozd m systé ého tní otliv řádu vlas energie dodávaná do každého jedn užitné hodno- do svého právního rem bytů se musí odrazit v jejich tento voluntarismus ě Práv ání. čtov rozú í bytu přesným měřidlem (např. plynomě mus , d tomu tak není ještě dnes Poku tě. é ěřen Nam ). i snahami něktetepla ckým yisti řeby spolu s lobb nebo měřičem spot se k tomuto cíli směřovat v co nejbližší atí, zapl statkům v našich bytu nedo k atel uživ vede pak firem tepla rých množství rozvíjejícím se trhu s byty Při sti. ucno budo do ěl přisp lem zákonech a vyhláškách. Při vstupu ČR aniž by dále pátral, jakým podí jedině rozumné, budou-li se tedy bude vo (prá s aqui zít přev zali edů. zavá EU jsme se k vytápění svých sous pění náklady na tepelnou energii pro vytá tří Evropských společenství) s výjimkou Proč se tedy máme u klasické otopné ečné skut e podl ávat čtov rozú TUV v ohře a 0/ 98/3 a it 2/ES snaž směrnic (68/414/EHS, 96/9 soustavy se spodním rozvodem gie. ener řeby nspot povi tato tuto ť níci Vždy úřed “? í nost státn ES). To, že naši o jakousi „vyšší spravedl K tezím pro rozúčtování nákladů na ní hlav za el žuji řebit pova spot li, kdy , rova žiku igno d okam v dosu nost neplatila již azl. vytápění uvádím: závadu. Při této příležitosti znovu zdůr energie svůj byt nějakým způsobem získa krité itním kval že se, ívám omn Ned 1) se C 6/EE do93/7 byt ský nice měst směr t y ňuji, že požadavk Někomu se podařilo získa pro rozdělení nákladů domu na jeho riem nově v i í zdar zněn m zcela m ovné mný dosl ř náje témě ným v opakují dnes s regulova ta jednotlivé místnosti (byty) má být teplo byt připravované směrnici „Energetická e ma. Pokud jde o družstevní byty, stál podl poň ales být, jím by Mělo . tředí pros ele Kč, 000 30 m hospodárnost u konečného spotřebit 3 + 1 v Praze v 80. letech kole ru, teplo dodávané do jednotlinázo o méh III, tole již l kapi v přiše to a byt ý y“, velk ě služb ké a energetic v roce 1994 však stejn nemi vých místností otopnou soustavou, tj. naši ané EU nic odáv směr odpr ní byty rová é Igno Stejn 13. Kč. ku 000 na 1 300 y, ale i neizolovaným člán těles i ným otop m jeno í antn arog tnicza vlas státními úředníky považuji městy nebo podniky do osobního potrubím (např. stoupacím). na a protiprávné. ití tví v nich bydlícím uživatelům přišly použ í nějš 2) V každém případě je vhod se Ing. Jiří Cikhart, Dr.Sc. 150 000 Kč. Jejich současná tržní cena e ližuj přib pe nejlé se která , TQD dy meto lity tel.: 233 326 817 však pohybuje podle stáří bytu a loka pské směrnice 93/76/EEC. evro ům davk poža Kč. 000 000 3 v rozmezí od 1 500 000 do

17

1/2005

Vstupem do EU se fyzikální zákony nezměnily Josef Patočka

18

S rostoucí cenou energií zákonitě roste i úhrada za vytápění. V centrálně vytápěných domech je úhrada za vytápění bytu podílem na celkových vytápěcích nákladech domu. V době, kdy 1 GJ tepla stál 21,- Kč, byl tento podíl relativně malou částkou rodinného rozpočtu. Nárůstem ceny energií se však finanční hodnota úhrady za vytápění zvýšila na deseti až dvacetinásobek i více. Logickým důsledkem je snaha o efektivnější využívání tepelné energie, vedoucí ke snižování spotřeby. Uživateli bytu by měla být poskytnuta motivace k hospodaření teplem. Reálnou možností k dosažení úspor uživatelem bytu je vlastní regulace vytápění, podpořená vědomím, že za každý zvýšený teplotní stupeň zaplatí o cca 6 % více, za každý snížený teplotní stupeň zaplatí o 6 % méně. Teplota bytu nebo teplota každé vytápěné místnosti o určité podlahové ploše je nejen jednoduše měřitelným údajem, ale stává se i kontrolovatelným výsledkem rozúčtování. Dosažení žádané teploty místnosti je cílem i smyslem vytápění. Této logické skutečnosti by měla být podřízena i kritéria rozúčtování. Relativně jednoduchou, zejména však levnou motivací uživatele bytu k hospodárnému nakládání s tepelnou energií je poměrové měření a následné rozpočítávání nákladů domu na jednotlivé byty. Uvedená jednoduchost je pouze zdánlivá, neboť za vhodným, levným a jednoduchým systémem poměrového měření se skrývá celá řada energetických souvislostí. Celá složitost však spočívá na odborné firmě provádějící rozúčtování, na jehož konci má být důvěryhodné, fyzikálně zdůvodnitelné a laicky kontrolovatelné rozúčtování. Poměrové měření není ani nemůže být založeno na aplikaci jednoduchého vzorečku z prvního ročníku průmyslové školy, do kterého nelze nic důvěryhodného dosadit. Příkladem takového přístupu k poměrovému měření je vztah

aparát ze základní školy. Tvrzení, že uvedený vztah představuje „rozúčtování nákladů na vytápění podle skutečné spotřeby tepelné energie a vede ke zjednodušení a lepší kontrolovatelnosti rozúčtování“, může uvěřit jen laik bez minimálního odborného vzdělání. Autoři uvedených tvrzení k tomuto vzorečku sdělují: „Za předpokladu známých hodnot veličin a a S je tedy nutno znát ještě teploty trs a tm. Teplotu povrchu otopného tělesa v jeho referenčním bodu trs může snímat (indikovat) i každý indikátor s jedním čidlem, a to jak elektronický, tak i odpařovací. Ne tak ovšem teplotu okolního vzduchu tm, která může být indikována pouze u indikátorů s dvěma čidly.“ Pokud uvedená tvrzení alespoň minimálně analyzujeme, pak do uvedeného vzorečku lze reálně dosadit jediný důvěryhodný údaj, kterým je plocha otopného tělesa S. Tvrdit o teploměru zavěšeném na otopném tělese, že indikuje teplotu vzduchu tm v místnosti, by se nedovolil ani ambiciózní žáček základní školy. Pokud to tvrdí soudní znalec a vysokoškolský učitel, je to poněkud odvážný kaskadérský kousek. Stejně tak střední teplotu otopného tělesa trs by bylo možno indikovat pouze při svislém posouvání indikátoru podle okamžitého průtoku otopné vody při nulovém teplotním rozdílu mezi povrchovou teplotou otopného tělesa a teplotou snímače. Jedno ani druhé není možné. Pokus o zdůvodnění správnosti indikace v důsledku korelace mezi teplotou povrchu otopného tělesa a teplotou snímače je možno předem vyvrátit poukazem na výsledek výpočtu tohoto teplotního rozdílu znázorněného graficky na 0

10

20

2

Q =α S (t rs − t m )

teplota vstupní vody t1 [° C ] 30 40 50 60 70

80

90

100 100 90

3 1

80 70

prosazovaný údajně nezávislým soudním znalcem Ing. Jiřím Cikhartem, Dr.Sc., a vysokoškolským učitelem Ing. Jiřím Baštou, Ph.D. Tento vztah je opakovaně publikován v několika odborných časopisech, zejména Vytápění, větrání, instalace a Topenářství, instalace. Pokud by tento vztah nebyl doprovázen rozsáhlou, až bulvární slovní propagací s klamavou reklamou a současným pomlouváním ostatních systémů rozúčtování, mohl by se čtenář domnívat, že jde skutečně o snahu přiblížit problematiku rozúčtování méně odborně fundovaným čtenářům a méně odborně fundovaným uživatelům centrálně vytápěných bytů. Uvedený vzoreček s popisem, co jednotlivé členy znamenají, skutečně vyžaduje pouze matematický

60

Č S N E N 835


Článek reaguje na masivní klamavou reklamu doprovázenou naváděním občanů ČR podávat žalobu k mezinárodnímu soudu ve Štrasburku, pokud pro rozúčtování úhrady za vytápění nebudou používány dvoučidlové elektronické indikátory, nejlépe dovážené ze Švýcarska firmou INMES s. r. o.

50 X % 40 30 20 V IP A

10 92a

0

10

20

30

40 50 60 70 teplota vratné vody t2 [° C ]

80

90

0 100

1 – povrchová teplota otopného tělesa 2 – teplota snímače indikátoru spočítána podle vztahu tk = tm - c(tm - tL) 3 – teplota snímače indikátoru podle Ing. J. Bašty, Ph.D.

Obr. 1 Změna teploty povrchu otopného tělesa a snímače indikátoru

Nu . λ h

α=

kde Nu =c (Gr . Pr )

n

Gr = Pr =

a=

β g ∆ t h3 p2

ν a

λ c. ρ

c – konstanta závislá na součinu Gr Pr u – exponent závislý na součinu Gr Pr Pokud by rozúčtování mělo být důvěryhodné, mělo by být doloženo tímto výpočtem nejen zvlášť pro každý typ otopného tělesa, ale i pro jednotlivé otopné těleso rozdílně regulované. I když v krajním případě připustím, že rozúčtovatelská firma by takto rozúčtování prováděla, je jakákoliv laická kontrolovatelnost uživatelem bytu vyloučena. Vzhledem k tomu, že do uvedeného vzorečku nelze dosadit skutečně důvěryhodné hodnoty, ale jen „nějaký“ součinitel přestupu tepla, „nějakou“ hodnotu teploty otopného tělesa a „nějakou“ hodnotu teploty místnosti, nelze dvoučidlový indikátor takto použitý považovat za zařízení schopné rozúčtovat náklady za vytápění ve smyslu směrnice EU 93/76/EHS. I kdybychom připustili, že indikace vede ke splnění „všemu nadřazené“ směrnice EU, pak by soudní znalec měl vědět, a pokud ví, neměl by zamlčovat skutečnost, že uvedená směrnice je před zrušením v důsledku v současné době projednávané směrnice o energetických službách. Po dlouhé době i v EU dospěli k poznání, že vytápění bytů není ani kupováním tepla, ani kupováním elektronických dílků na indikátorech, ale reálnou kvalitativní i kvantitativní službou. V ČR to víme minimálně 50 let. Pokus o povýšení dvoučidlového indikátoru na měřidlo skutečně odebraného tepla ve smyslu směrnice EU 93/96/EHS byl proveden v Rakousku a komentován na mezinárodní konferenci v Grazu (Štýrský Hradec) v roce 1989. Tam se mimo jiné objevily následující závěry: „Součet pěti dvoučidlových přístrojů vykázal odchylku více než 80 % ve srovnání s výsledkem zjištěným kalorimetrickým měřidlem tepla“. „Tvrzení jednotlivých výrobců rozdělovačů nákladů na vytápění, že elektronické přístroje byly přesnější než odpařovací, se nedala potvrdit“.

Za zmínku stojí uvést i závěry dalších konferencí: „Elektronické rozdělovače jak s jedním, tak dvěma čidly mají přibližně stejnou chybu“. (Konference o měření tepla Brno 1991). Údajně nezávislý soudní znalec a energetický auditor Ing. J. Cikhart, Dr.Sc., se razantně pouští do obhajoby občanů ČR, slibuje jim násobky měsíčních mezd odškodného v eurech, když budou český stát žalovat u nezávislého soudu ve Štrasburku, že rozúčtování nebylo provedeno podle dvoučidlových elektronických indikátorů ve smyslu uvedeného vzorečku. Čtenář si jistě položí otázku, proč? Kdo hledá odpověď, najde ji v Sešitu projektanta č. 10 (autor Ing. J. Cikhart, Dr.Sc.) na str. 90. Sešit projektanta vydala Společnost pro techniku prostředí – odborná sekce pro vytápění, předseda Ing. Jiří Bašta, Ph.D., Ing. Jiří Cikhart, Dr.Sc., hodnotí pomocí uvedeného vzorečku jako budoucnost indikace tepla v bytech s tradiční otopnou soustavou dovážené dvoučidlové elektronické indikátory firmy Metrix Systems a.s. Tyto indikátory dováží firma INMES (Industry Measuring), spol. s r.o. „Nezávislý“ soudní znalec a „nezávislý“ energetický auditor Ing. Jiří Cikhart, Dr.Sc., je podle firemních webových stránek členem užšího vedení této firmy. Očekává, že Česká republika nařídí povinné použití dvoučidlových elektronických indikátorů. Pokud to neudělá, pak s „pravděpodobností hraničící s jistotou každý občan, který Českou republiku zažaluje, nemůže svůj spor prohrát.

1/2005

V jednom ze svých článků Ing. Jiří Cikhart, Dr.Sc., jako soudní znalec a energetický auditor napsal: „Složité otázky nemívají jednoduchá a laciná řešení, je nutno se vyvarovat při zjednodušení zbytečně velkých chyb, ať se to podnikatelům nebo obchodníkům líbí nebo ne“. Jako soudní znalec by měl poznat, na jak „tenkém ledu“ se pohybuje, zda uvedené řešení podle vzorečku Q = a S ∆ t není právě tím jednoduchým, laicky nekontrolovatelným řešením s velkými chybami, ale současně řešením relativně nejdražším, které nelze považovat ani za řešení ve smyslu směrnice EU, ani ve smyslu fyzikální přijatelnosti, ani ve smyslu laické kontrolovatelnosti uživatelem bytu. Pokud Ing. J. Cikhart, Dr.Sc ., má na srdci skutečně poctivou snahu, aby uživatelé bytů dostávali důvěryhodné a laicky kontrolovatelné rozúčtování bez velkých chyb za přijatelnou cenu, pak by si měl spočítat, že „lukrativní obchod“ za 250 až 300 mil. se při použití dovezených dvoučidlových elektronických indikátorů zvýší na čtyřnásobek, tj. 1,3 až 2,1 miliardy získané z kapes uživatelů centrálně vytápěných bytů. Pokud české právní úpravě rozúčtování úhrady za vytápění domu na jednotlivé byty lze něco vytknout, pak je to příliš velká benevolence k rozúčtovatelským firmám, které v podstatě každé sebenesmyslnější rozúčtování, zejména prováděné sice podle jednoduchých, ale problematických vzorečků, se násilně vtěsnají do intervalu ± 40 % od průměru a mohou prohlásit za odpovídající vyhlášce. O to méně je vyhláška vstřícná k uživatelům bytů, neboť neukládá povinnost uvádět v rozúčtování laicky kontrolovatelné údaje o kvalitě a kvantitě vytápění jako energetické služby realizované ve smyslu současně schvalované směrnice EU, kte Sc. zneužívanou směrnici čka, C sef Pato Jo . g Doc. In s.r.o. EU č. 93/76/EHS ruší. c 15 CZ 5 Libere 457 VIPA 60 1 750 á 20, 4 x: 482 Kadlick 750 457, fa z 2 .c tel.: 48 atocka@vipa p e-mail: ww.vipa.cz w http://


obr. 1. Křivka 1 představuje změnu teploty otopné vody při průtoku otopným tělesem a zároveň se zanedbatelnou chybou i teplotu povrchu otopného tělesa (a=k). Křivka 2 znázorňuje teplotu snímače indikátoru při c = 0,7 (normy ČSN EN 834 a ČSN EN 835 takovou hodnotu připouštějí). Křivka 3 byla získána překopírováním ze zprávy předložené na konferenci TU Liberec v roce 1995 (str. 73) Ing. Baštou, Ph.D. Za pomoci nenáročného matematického aparátu lze konstatovat, že křivka 3 je chybná. Takových chyb směrovaných v neprospěch jiných systémů poměrového rozúčtování se dopouští Ing. J. Bašta, Ph.D., v různých publikacích opakovaně. Za nejvíce účelově pochybenou lze považovat učebnici EKIS, jejímž spoluautorem je Ing. J. Bašta, Ph.D. Hodnota součinitele přestupu tepla a se relativně složitě počítá pomocí vztahů získaných experimentálně a zobecněných pomocí tzv. Nusseltova čísla pro výpočet a.

19

1/2005

nily

do EU se fyzikální zákony nezmě Stanovisko k článku J. Patočky: Vstupem

vzdusoučinitel přestupu tepla ze stěny do na obou stranách příslušné teplosměn látky é nosn teplo oku průt u mco Zatí chu. né plochy. Změny teplot v bezprostřední otopným tělesem se setkáváme výhradně dány jsou h ploc ných směn teplo blízkosti s prouděním laminárním, u přípojky tepla t právě velikostí součinitele přestupu otopného tělesa se můžeme v praxi setka z příslušné tekutiny do stěny. vým hodo přec s prouděním laminárním, Pro indikaci poměrných množství tepla i čistě turbulentním. Tím složitější pak y těles i předávaných jednotlivými otopným na je výpočet součinitele přestupu tepla otopse instalují indikátory na jednotlivá é látky (viz výše nosn teplo dění prou ě stran ch ná tělesa. U indikátorů připevňovaný uvedené kriteriální vztahy). byly aby to, žité důle je a těles ná otop na V dalším doc. Patočka opět vědomě ínek všechny instalovány za stejných podm e širokou veřejnost tvrzením, že směr klam v předepsaných referenčních místech. ením zruš před je sti nice Rady 93/76/EHS Vzduch obtékající indikátor ve vzdáleno v důsledku projednávání nové směrnice a těles ného cca 12 mm od povrchu otop nosti u konečpěné EU o energetické hospodár nemá samozřejmě střední teplotu vytá kých služgetic ovení ného spotřebitele a o ener místnosti. Nejde zde o absolutní stan obsahuje totiž nice směr bách. I tato nová příslušného tepelného výkonu otopného 6/EHS 93/7 nice směr k dave poža původní ílů tělesa. Poměr těchto teplotních rozd probýt má o rozúčtování nákladů, které naměřených u všech správně nainstalo ečné skut ke ěru pom ém váděno v přiměřen at vaných indikátorů však může vyjadřov lím dovo si nost přes Pro gie. ener spotřebě poměr tepelných výkonů příslušných ku 13 kapitoly III. člán i citac ou úpln otopných těles v dobré shodě. Článek 13 „Měření a informativní účto cí Že je součinitel přestupu tepla a funk gie.“ ener vání spotřeby experimentálně získaných kriteriálních 1. Členské státy musí zajistit, že: aci aplik Na vím. dorovnic, samozřejmě Všichni koneční spotřebitelé energie y a řešení těchto vztahů byly založeny firm lské vate doda o aneb dávané ze sítí y i publikace Cikhart, Polanský: Výměník ěným ocen čně uren konk veny vyba jsou 1970 tepla v tepelných sítích (SNTL Praha individuálními měřidly, která přesně ). 1976 a Prah L SNT ní vydá a 2. doplněné odrážejí zákazníkovu aktuální spotřebu eny. Výsledky byly v praxi mnohokrát ověř energie a aktuální čas používání. se Pozoruhodné je, že vědec, za něhož Členské státy musí zajistit, že: 2. p. Patočka tak rád vydává, se zde s odování odráží aktuální spotřebu ve sroZúčt tak voláváním na fyzikální zákony dopouští zumitelných termínech a je prováděno h úvazákladní hrubé chyby tím, že ve svýc zníkům regulovat záka žnilo umo aby , často ěrné hách vynechal nejdůležitější bezrozm ru jejich vlastní spotřebu energie. U odbě ). číslo sovo nold (Rey Re je jímž , kritérium obsa mělo o možn d poku by energie ze sítí atky popl jak účtu ém stejn na t hova ně Pro laminární proudění přitom obec i. za energii, tak i poplatky za její distribuc platí vztah: že: tit, zajis í 3. Členské státy mus Pro turbulentní proudění pak obecně sV účtech nebo s nimi, smlouvách, tran ic platí vztah: stan akcích, výpisech u distribučních a v propagačních materiálech všichni Grasshofovo číslo Gr se tak uplatňuje musí distributoři energií anebo prodejci, upouze u laminárního proudění. U turb mace: infor tyto ět uvád ovi zník záka váhu lentního proudění má pak rozhodující (a) současné aktuální ceny a pokud p nent expo ž jeho Re, číslo ovo Reynolds možno i aktuální spotřebu, než ovy má přibližně čtyřnásobnou hodnotu (b) pokud možno porovnání zákazník řeexponent m u proudění laminárního. spot se gie současné spotřeby ener Je mi samozřejmě jasné, že se součiniroku lého minu bí obdo bou za totéž tel přestupu tepla a na vnějším povrchu v grafické formě. 1 na i slost závi v it otopných těles bude měn k= 1 d2 1 1 + ln + teplotě v daném místě. Totéž ovšem bude Kapitola IV, článek 14 „Zpráva“. Pro válcovou stěnu: α1d1 2λ d1 α 2d 2 li platit, a to ve zvýšené míře i o součinite isi 1. Členské státy budou podávat Kom ného přestupu tepla na vnitřní straně otop t1 – teplota teplonosné látky inistraci adm é becn všeo o vy zprá í t2 – teplota ve vytápěné místnosti tělesa nebo trubky, který je o řád vyšš látky a realizaci této směrnice. Zpráva bude než y) stěn ts1 – teplota stěny na straně teplonosné do vody z tepla tupu přes (při hu vzduc ě stran na obsahovat informace o opatřeních, která ts2 – teplota stěny ší iálu stěny součinitel přestupu tepla na straně vněj l – součinitel tepelné vodivosti mater byla nebo budou přijata. …….. . rní straně (při přestupu tepla ze stěny do vzduchu) a1 – součinitel přestupu tepla na primá ě stran dární sekun na a1 – součinitel přestupu tepla Přestup tepla na vnitřní straně se bude Článek 15 „Zrušení“. , it nejenom v závislosti na teplotě vody ena měn propro že é, jasn zcela Směrnice Rady 93/76/EHS bude zruš Z uvedeného je jejího proudění. losti rych na evším před ale ost, platn v e tak dnem, kdy tato směrnice vejd stup tepla jak stěnou otopného tělesa, Součinitel prostupu tepla tak bude vždy ou jak je uvedeno v článku 17. i pro prostup tepla ochlazovanou stěn než nejistější a proměnlivější hem mno t teplo ních střed místnosti se používá


Především bych se rád oprostil od který žlučovitého a urážlivého tónu autora, moji it hybn zpoc í se za každou cenu snaž soudnezávislost i odborné kvality jakožto . Proti tora audi kého getic ener a ce znal ního ání ozov pošk u těmto insinuacím a úmyslném u. cesto jinou it brán budu se dobrého jména áindik u že é, jasn lně opite poch mi Je toru umístěného na otopném tělese není možno indikovat u obtékajícího vzdu chu vzdu tu teplo u ěrno prům ní chu vnitř e měřenou uprostřed místnosti ve výšc , že orné nesp je éně 1,5 m nad zemí. Nicm ného otop chu povr l podé sdílením tepla ího tělesa a postupným ohřevem obtékajíc této žení dosa k vzduchu dojde ve výsledku jak ívá použ host oduc jedn teploty, jíž se pro ných otop nu výko o lnéh tepe í oven při stan těles, tak i při výpočtu tepelné ztráty ou při prostupu tepla ochlazovanou stěn i. místnost e Ani u ochlazované stěny místnosti přec ale ní, střed ní vnitř nemá vzduch teplotu přenižší, jež právě odpovídá součiniteli y. stěn této u tepla u stup Aby bylo úplně jasno, uveďme základní vztahy pro ustálený tok tepla rovinnou a válcovou stěnou. ou Pro ustálený tok tepla rovinnou stěn platí:

20

005

ho tělesa vedením od vratného stoupací indikátory VIPA. zcela o těles né otop -li bylo y, tehd i potrubí Pokud jde o firmu INMES, s. r. o., ozu. prov tí“. z o sunu aven „Pře odst 16 ji Článek é kterou jsem spoluzakládal, předal jsem ny, Přesto uznávám systém VIPA za vtipn září v 1. Členské státy uvedou v činnost záko již vi syno u svém edky důsl i všem se Nem. čidle ím pisy jedn před s u ní átor rativ regulace a administ jako řešení indik 1999. Od té doby zde působím pouze s militantní atní mohu se však nikdy ztotožnit nezbytné k souladu s touto směrnicí výpl na n vede byl bych aniž t, ultan konz čky, kterou Pato rokampaní a reklamou doc. nejpozději do 1. června 2006. Nep y. Žádný z mých posudků ani firm ě listin ventilům m to tický těch osta text isi term i aby podnikal prot dleně také předloží Kom auditů nevedl k nabádání zadavatelů, teplem do u pu vazb vstu ou na emn tepla vzáj ní i ou měře opatření a uved INMES, s. r. o. Osobní nebo y firm b služe il využ znovu jen nicí. u zásobovaných budov. Moh mezi těmito opatřeními a touto směr Patočky proto považuji za hrubý doc. útok ohou mít nem lémy ření, opat prob té tato opakovat, že složi Až přijmou členské státy pokus o poškození mého jména. z odka t ní. hova řeše obsa há ření jednoduc budou tato opat Mluvím-li ve svých článcích o „lukray Moje dosavadní snahy na tomto poli Kč na tuto směrnici, nebo budou provázen nů milió 300 až 250 za odu obch m tivní ální ofici h byly vedeny dvojím směrem: takovýmto odkazem pro jejic ě“, mám na mysli pouze faktury firem ročn do ruky laicky mají jak určí, státy publikaci. Členské to bez a) aby spotřebitel dostával provádějících rozúčtování nákladů, a opodstatněálně fyzik a y. lné eden vate rolo prov zy kont odka být tyto použitých indikátorů. Přítypu na losti závis pění bez vytá na adů texty né rozúčtování nákl 2. Členské státy předloží Komisi volentní česká právní úprava vůči bene liš li na inite souč na, i záko vným o opra dníh zamlžování hlavních opatření náro , že rozúčtovatelským firmám vedla k tomu vůči nebo u dom touto tř né uvni i vova nost spra míst sti hu obla v polo ze které přijaly v mnoha případech dostávají za své pení světovým stranám, ha směrnicí. spotřebitelé nepoužitelný zmetek. V mno aby naše zákony a vyhlášky odpovídaly b) oZ výše uvedené citace je naprosto rozh elé se případech se též koneční spotřebit uští vypo slně úmy čka evropským právním normám, které jsme jasné, že doc. Pato avé reklamy. klam m vlive pod dují EU, do ČR em zavázali převzít před vstup vé na veřejnost dezinformace, jichž si musí V 80. letech minulého století byli páno aby spotřebitel nebyl ze strany výrobců c) být velice dobře vědom. Z textu také zcela antčka a Vitámvás vystaveni arog Pato avé dproje o čnéh kone do a rozúčtovacích firem vystaven klam , jasně vyplývá, že až nímu tlaku některých státních úředníků vá zůstá nice směr mě. nové í rekla álen li nání a schv kteří jim bez patřičných argumentů chtě jejíž Za svou osobu jsem kdykoliv ochoím výv platnosti Směrnice Rady 93/76/EHS, dalš na í prac ání ačov pokr t ožni znem Příspěvek írá. přeb ova dosl praxi. ten k věcné a slušné diskusi. požadavky nová směrnice voji systému VIPA i jeho uplatnění v dřuji, je však ovyja jedn se z už dá něm k napa čky, dále Pato mě doc. Doc. Patočka ytl nejen podporu posk jim jsem y Tehd d a účeprav é polo směsicí osobních útoků, stranné propagace indikátorů švýcarsk i materiální, když jsem jim jaale ní, slov do bulspíše l hodi čidlo se dvou by í e úkolu lových lží, takž firmy Metrix. Při zmiňován kožto odpovědný pracovník státního nictech o zníh vždy serió jsem do ů než átor , indik tisku ch ího várn vých elektronický oušení systému vyzk tické prak žnil umo jeho že , však ívá se kého časopisu. Domnívám uváděl, že tyto indikátory vyrábí a použ n u nás, ale i v Maďarsku, kde neje o VIPA tomt v bylo by atd.) í em, ítnut Tech jistě oprávněné odm řada firem (Metra, Siemens, provedena jeho instalace zejména ve ář byla čten avý Lask . věno tivní jsem e oduk ikac rapr publ kont Na str. 90 napadané doby znám nejenom případě té Od ru. érvá sfeh Feke . átonechť si vytvoří svoje mínění sám val dvoučidlovým elektronickým indik to systému indiům výhody, ale i slabiny toho o jevil y rům celkem 11 řádků, zatímco indikátor kace. Jako hlavní nevýhoda se tehd Ing. Jiří Cikhart, Dr.Sc. ného VIPA na str. 97 a 98 řádků 30. Naproti ohřívání krátké vratné přípojky otop e pouz al agov prop vždy čka tomu doc. Pato

nily

Pan doc. Patočka uvádí obr. 1, ve kteována rém byla údajně křivka č. 3 překopír Libe TU ci eren konf na ěvku přísp z mého tu teplo rec 1995 a dokonce mi přisoudil íše snímače indikátoru podle Bašty. Nep Libe TU ce eren konf níku sbor pravdu. Ve cmati sche který zek, obrá jiný je 1995 rec ném ky ukazuje teplotní podmínky na otop e dobř i velm čka Pato doc. tělese (OT). Pan i tním teplo val zabý se ěvek přísp můj ví, že expepoměry na OT, kde jsem prezentoval OT, na t teplo ěhy průb rimentálně zjištěné růzza se že al, tatov kons jsem a rovněž tativní ných provozních podmínek reprezen uvá poso OT na tu teplo bod určující střední . lace insta né ruče od místa dopo Jsem obviněn, že se dopouštím opach kovaně chyb směrovaných v neprospě ání čtov rozú ého ěrov pom jiných systémů učku v různých publikacích, a uvádí přír du. prav ádí EKIS. Opět účelově neuv O rozúčtování jsem nikdy v žádných al. různých publikacích opakovaně neps

uV příručce EKIS jsem skutečně spol av Václ . (Ing ry auto ími dalš s rem auto PaBerounský, CSc., Zdeněk Buček, Ing. c., Dr.S , ačka Hlav ěch Vojt vel Člupek, Ing. ), ale eták Štěb l Kare Ing. , Lain š Milo Ing. zpracovával jsem část - Termostatické ání radiátorové ventily a nikoli rozúčtov . pění vytá na nákladů é Pan doc. Patočka naráží na opakovan tup přes pro hu vzta ho publikování základní pětepla u stěny zejména v časopisech Vytá instatví, nářs Tope a lace insta ní, větrá ní, al, lace. Pokud jsem tento vzorec publikov nu výko očtu přep k hu vzta tak vždy jen ve OT či stran teplotechnických charakte ání čtov rozú k ristik OT a nikdy ve vztahu ě. tepla nebo indikaci, natož opakovan il nelíb i čkov Pato doc. panu Spíše se ání článek: Cikhart, J.: Pravidla rozúčtov pění vytá pro gii ener nákladů na tepelnou 04, mezi konečné spotřebitele - VVI 3/20 výše od íl rozd Na al. nzov rece jsem který uvedeného článku pana doc. Patočky

c., článek pana Ing. Jiřího Cikharta, Dr.S ria: krité splňoval dvě základní - byl věcný, odborně fundovaný a pro na čtenáře přinášel nový podnětný pohled EU, y lativ legis a y souvislosti naší legislativ eticm žení dodr s čistý y - byl stylistick o kého kodexu recenzovaného odbornéh ínek podm to časopisu. Ani jednu z těch čvšak nesplňuje článek pana doc. Pato nzi, rece k al dost ho ych kdyb tak, ky. A musel bych s politováním redakční radě doporučit jeho vrácení autorovi. Krom pění informace, že jsem předsedou OS Vytá mace STP, nebyla ani jedna uvedená infor ání o mé osobě pravdivá. Nerozumím chov ká něja snad tom v Je čky. pana doc. Pato u podivná psychická fixace na mou osob ka takti odní obch anebo je to pouze jakási příém každ v ale m, Neví se. zviditelňování nším ejme přin e přijd ání chov toto mi padě podivné a neslušné. Doc. Ing. Jiří Bašta, Ph.D. tel.: 224 352 483


do EU se fyzikální zákony nezmě Stanovisko k článku J. Patočky: Vstupem

21

1/2005

NOVÉ TECHNOLOGIE DÁLKOVÉHO ŘÍZENÍ A PŘENOSU DAT V ENERGETICKÝCH SÍTÍCH A JEJICH PROBLEMATIKA Ivan Stránský


Rozvoj systémů zásobování teplem ve velkých městských aglomeracích i v menších městech je doprovázen potřebou optimalizace provozních nákladů a snížení vlivu lidského činitele. Tyto požadavky jsou mj. důsledkem trendu neustálého zvyšování cen vstupů, tedy paliv, a současně stoupajících nákladů na lidskou práci v našem regionu. Stimulátory systémových řešení automatizovaných technologií nového typu jsou rychle probíhající inovace použitelných technických prostředků, zvyšující se výkonnost výpočetních a řídicích systémů při jejich cenové stagnaci. Poruchovost těchto systémů oproti minulým desetiletím řádově klesá, provozní servis hardwarového vybavení se omezuje na mechanistické algoritmy dle manuálů a s podporou speciálních diagnostických programů. Pozornost provozovatelů se přesouvá spíše na uživatelskou propracovanost řízení dané technologie, dokonalou přehlednost stále rozsáhlejších energetických sítí a preciznost přenosu dat včetně jejich dokonalých vizualizací. Tento příspěvek by měl uvést současné použité cesty k těmto cílům koncových zákazníků, včetně možných úskalí v praxi.

22

ROZDĚLENÍ SOUSTAV

KONCEPCE A STRATEGIE OBECNĚ

Struktura topných soustav v České republice je sice různorodá, ale lze ji převážně skupinově rozdělit na:

Poslední desetiletí je charakterizováno v oblasti vytápění hromadnou modernizací zastaralých výtopen a topných sítí. Legislativní tlak v oblasti čistoty ovzduší – omezení emisí a některé dotované vládní programy v oblasti úspor energií a ekologie – doslova donutil provozovatele a dodavatele tepla k zásadnímu přehodnocení strategií rozvoje. Zanikaly původní uhelné kotelny s roštovými kotli zastaralé konstrukce a vznikaly nové s akcentem na ekologická paliva, s podstatným procentem použití zemního plynu. Byly zrušeny původní kanálové trasy čtyřtrubkových vedení (UT - TUV) a nahrazovány moderním bezkanálovým systémem s pěnovou PUR izolací. Tím došlo k izolované decentralizaci přípravy TUV, kdy je tato vyráběna až v samotném spotřebitelském objektu prostřednictvím speciálních oddělovacích membránových výměníků, kdy jejich primární strana je napájena energeticky z dvoutrubkového přívodu stejně jako předávací systém ústředního topení. Sekundární odběrová strana je doplňována plynule vodou z městského řádu. Důraz na účinnost předávání tepelné energie konečnému zákazníkovi v bytě a maximální tlak na snížení ztrát a tím i ceny za GJ je startovacím momentem důsledné systémové automatizace a dálkového měření, včetně fakturace, v této oblasti lidské činnosti. Další vývoj bude určován cenou vstupů (zemní plyn, elektrická energie, uhlí), ale také nutností změnit způsoby likvidace narůstajících a potenciálně spalitelných odpadů, kdy skládkování je naprosto neudržitelná alternativa zatěžující naše životní prostředí. Technologie fluidního spalování předem zpracovaných kombinovaných paliv včetně kalů, využití doprovodných technologií výroby bioplynu a následné kogenerace jsou dalším krokem rozvoje tohoto odvětví.

1. Větší městské aglomerace s centrálním zdrojem tepla a dispečinkem (dále CZT), který vytápí podstatnou část bytových domů. V některých případech se jedná o více zdrojů dle městských čtvrtí (větší města) nebo záměrně budované záložní zdroje na jedné městské primární rozvodné horkovodní síti. Ve spíše jednotlivých případech jsou součástí sítě CZT zdroje zbytkového tepla z průmyslových technologií (elektrárny, spalovny). Menší část oblasti tvoří lokální zdroje tepla, týká se zástaveb rodinných domků a některých provozních objektů. 2. Městské aglomerace se satelitními zdroji tepla a místními dispečinky, které napájejí lokální sítě s určitým počtem odběratelů bez jakékoliv vzájemné vazby. Menší část oblasti dtto výše. 3. Městské aglomerace se satelitními zdroji tepla, ale s možným centrálním dispečinkem řízení provozu, alternativně místně oddělenou primární a sekundární sítí v lokálních výměnících, s propracovanou řídicí a komunikační strukturou domovních předávacích stanic. Menší část oblasti dtto výše. 4. Obce menšího rozsahu pouze s lokálními zdroji tepla v objektech bez jakékoliv vazby na okolí.

Ad 1. Příklady koncepčních řešení CZT Městský zdroj tepla moderní koncepce je většinou vybavený kombinovanými kotli pracujícími v kaskádě, napájejícími síť energetických center jednotlivých čtvrtí města. Alternativně je doplněn o záložní zdroj v jiné městské čtvrti a sloučeno celkové řízení systému. Celý systém sekundární sítě je možné dynamicky rozšiřovat o další DPS, jejichž konečný počet je limitován možnostmi výkonu CZT. Všechny stanice komunikují s centrálním dispečinkem prostřednictvím datalugerů v energocentru, včetně hlášení provozních veličin a poruchových stavů. Komunikace obsahuje i fakturační měření kompletních spotřeb (dodané teplo, odebraná voda, odebraná elektrická energie v dvojsazbě apod.). Celá síť je rozvržena podle městských čtvrtí s tím, že bázová energetická centra oddělují primární horkovodní okruh od sekundárního dvoutrubkového rozvodu typu Power – Pipe v bezkanálovém provedení s nízkými energetickými ztrátami. Fakturační měření probíhají většinou na bázi ultrazvukových snímačů průtoků a s celkovým vyhodnocením veškerých údajů příslušných kalorimetrů s možností dálkového přenosu převážně po sběrnici M-Bus. Sekundární tlak kontrolují tlakové diferenční snímače na koncích sítě a řídí příslušné frekvenční měniče čerpadel v místních kaskádách energetických zdrojů. Jednotlivé DPS komunikují dávkově s energocentrem po kabelech, pokládaných současně s potrubím většinou typu TCEPKPFLE . Provoz každého kotle centrálního zdroje je autonomní a proto má každý vlastní provozní jednotku automatického řízení. Tato základní jednotka kontroluje všechny nutné parametry kotlové jednotky. Teprve nadřazený systém má povolen přes sběrnici vstup při splnění základních parametrů tohoto zdroje. Komplex kotlů je řízen jako kaskáda podle připravených tepelných diagramů. Regulace je víceparametrová a může pracovat v různých režimech – kvalitativně, nebo kvantitativně (jednotka ovládá celkový výstupní odevzdaný výkon změnou množství protékající vody při konstantní teplotě nebo změnou teploty při konstantním průtoku). Nastavování požadovaných hodnot probíhá v ekvitermním režimu, teplotní křivky jsou automaticky upravovány dle venkovní teploty. Cirkulační čerpadla kotlů, řízená frekvenčními měniči, udržují konstantní teplotu vody ve zpětném potrubí a při najíždění kotle nejprve je prováděn rychlý ohřev vnitřního okruhu jednotky a následně je postupně otevírán trojcestný ventil výstupu do systému. Nadřízený řídicí systém, často např. Siemens, řídí kromě ovládání sestavy kotlů též další návazné příslušenství, jako oběhová čerpadla primárního okruhu o celkovém výkonu dle kadence sítě, ovládané frekvenčními měniči. Kotelna je doplněna chemickou úpravnou vody, doplňovacím systémem s měřením tlaku primární sítě, atd… Dispečink CZT má u větších celků terminály a počítače zdvojené a zálohované pomocí UPS. Jednotlivé obrazovky jsou provozního charakteru (znázornění jednotlivých sestav

technologií, kotle, úpravna vody, oběhová čerpadla, palivové sestavy, např. plyn nebo mazutové nádrže, atd…), archivačního charakteru (historická data, včetně poruchových stavů, zásahů obsluhy a jejích výsledků, atd...) a měřicího charakteru (měření spotřeb včetně odevzdaných výkonů – měřidla Multical, Maxicall, Siemens, atd... komunikující po sběrnici). Centrum řízení celé sítě bývá soustředěno do jednoho dispečinku, mnohdy v komplexu centrálního zdroje. Je vhodné je zřídit současně s velínem CZT, s lokální počítačovou sítí např. typu Novell 6. Je vhodné použít zálohovaná PC a Simatic 7 s vlastní lokální archivací dat (dvojitě). Souborový server se síťovým firewallem, vybavený např. systémem Linux. Uvedené je určeno hlavně pro funkci velkého objemu datových archivací, pro správu uživatelů a síťový tisk. Firewall zajišťuje zabezpečené připojení do VPN sítě Network a umožňuje síťové komunikační spojení s ostatními účastníky. Síťové spojení je vhodné realizovat jako transparentní kryptované spojení sítí protokolem TCP-IP pomocí moderních technologií - varianta mikrovlnných spojů v bezlicenčním pásmu 2,4 GHz, s ohledem na nízké náklady přenosů. Spojení se využívá pro sdílení souborů v síti systémem peer-to-peer pro přenos technologické komunikace se soubory PLC Simatic7 satelitních kotelen a energocenter. V těchto lokalitách mohou být firewally se systémem Linux, vybavené komunikačními komponenty na mikrovlnách v uvedeném pásmu 2,4 GHz. Subcelky energocentra v tomto modelovém případě obsahují síťové Gateway na bázi Ethernetu s paralelně připojenými jednotlivými routery. Tyto komunikují a sbírají bloky informací z jednotlivých DPS, které jsou cíleně adresovány na základě žádostí nebo povelů. Tento informační tok může probíhat na lokální síti s protokolem Profibus Token Ring 57600 Bd. na systému RS 485. Protože tento subsystém obsahuje nově též mnohdy jiné původní řídicí PLC, jsou sdruženy na podřízený oddělovací router s příslušnými překladači. Záložní kotelny (možné plynové kotle, oběhová čerpadla, příslušenství) bez fyzické přítomnosti obsluhy jsou prostřednictvím výše zmíněných zařízení komunikovány na dispečink CZT. Místní centrum tvoří lokální strukturovaná síť Ethernet 10…100 Mbit, spojená s místním PLC, např. Simatic S7- 400, ovládajícím technologii bezobslužné kotelny včetně řízení kotlů. Opět přes Gateway jsou připojeny jednotlivé routery komunikující s okruhy adresovaných DPS výše zmíněným způsobem. Systém je možné doplnit mikrovlnným přenosem do vedení dané společnosti mimo CZT v licencovaném pásmu 3,5 (10) GHz, s možností připojení na internet prostřednictvím již běžných SW nástrojů (např. Voeyger, Newskape, Explorer).

Ad 3. Satelitní zdroje a DPS bez kabelového připojení Sekční zdroje tepla v zástavbách měst použité jako výtopna pro určitý okruh domů nebo pro jednotlivý objekt nemají většinou kabelové propojení s centrálním dispečinkem. Totéž předávací stanice připojované na stávající síť, kde nebylo původně uvažováno s komunikací a nebyl položen kabel souběžně s potrubím. V podobných případech je již dnes běžná komunikace prostřednictvím sítě mobilních operátorů, tedy GSM nebo GPRS.

1/2005


Je nutné si uvědomit, že tyto současné i připravované moderní technologie mají zcela jiné nároky na automatizační, měřicí a komunikační prostředky. Předběžné rozhodovací procesy vedené bez znalostního potenciálu a přímé vazby s potenciálními tvůrci systému (např. zhotovení studie proveditelnosti) mohou končit ztracenými investicemi a soudními excesy. Tyto komplikace neřeší mnohdy ani výběrové řízení, pokud není systémově zabezpečeno.

23


1/2005

24

GSM komunikace používá v podstatě systém podobný textovým zprávám, kdy je možné dálkově pomocí mobilního telefonu (dále MTF) zadávat textové příkazy v určeném tvaru na příslušný paket příjemce – terminál GSM, např. Siemens M20 T s vloženou SIM kartou, který dešifruje příkaz a po sběrnici předá příkaz řídicímu systému prostřednictvím překladače. Po provedení příkazu PLC potvrdí opět textovou zprávou změnu svého stavu. Technologie je schopná souběžně hlásit veškeré své předvolené stavy příjemci, například poruchy, výpadky atd. Problémem této komunikace může být časová prodleva mezi vysláním zprávy a jejím příjmem a relativně nízká přenosová rychlost 9,6 kb/sec. GPRS (General Packet Radio Service) je datová služba dostupná v sítích GSM. Zařízení, které podporuje přenos pomocí GPRS, musí být vybaveno aktivovanou kartou SIM některého operátora a tato karta musí mít aktivovánu službu GPRS, většinou společně s dalšími tarify vyžadovanými obchodními podmínkami operátora. Zásadním rozdílem oproti hlasové službě je platba odvozená od objemu přenesených dat (celkové náklady se skládají z paušální platby podle aktivovaného tarifu a z částky odvozené od objemu přenosů). Účtují se data vyslaná i data přijatá. Běžná komunikační rychlost v síti GSM s přepínaným okruhem je zmíněných 9,6 kb/s. Pro službu GPRS je zvýšení rychlosti dosaženo paketovým přenosem dat, který umožňuje efektivní sdružování síťových prostředků, a optimalizačními mechanismy. Skutečná dosažená přenosová rychlost je závislá na kvalitě signálu a na vytížení příslušné základnové stanice (BTS). V GPRS neexistuje „vytočení čísla“, „zavěšení“ apod. Zařízení, které potřebuje přenášet data prostřednictvím služby GPRS, vyvolá přihlašovací proceduru k síti a po jejím dokončení může zůstat stále aktivní a pouze přenášet potřebná data. Data jsou v síti GSM/GPRS přenášena pomocí protokolu IP. Podle nastavených parametrů pro danou kartu SIM může být zařízení připojeno do veřejné sítě internet (s veřejnou IP adresou), nebo může být zařazeno s neveřejnou IP adresou do soukromé sítě (intranet) s vyloučením přístupu z veřejného internetu. Způsob připojení do sítě je během přihlašovací procedury určen parametrem APN (access point name). To je textový řetězec přidělený operátorem. Provoz služby GPRS je na kvalitu signálu GSM náročnější než běžný hlasový provoz a doporučuje se minimálně 50% úroveň signálu v daném místě.

AKTIVNÍ KOMUNIKAČNÍ PŘEVODNÍK Z aplikačního pohledu je připojení ke službě GPRS sítě GSM podobné připojení k internetu pomocí analogového modemu a komutované telefonní linky (dial-up). Proto modem vyžaduje pro řízení přihlašovací procedury a pro vlastní přenosy inteligentní zařízení implementovanými síťovými protokoly, tedy PLC, který plní úlohu softwarového převodníku mezi komunikačním protokolem řídicího systému a protokolem PPP/GPRS. Fyzickou vrstvou je rozhraní RS-232 a AT příkazy, kterými se vyvolá inicializace a připojovací procedura. Jakmile modem uzavře datové spojení s GPRS pro dané APN, zahájí se přihlašovací sekvence. V jejím rámci jsou se vzdáleným serverem (na straně operátora GSM) dohodnuty parametry komunikace, ověří se jméno a heslo a zařízení je přidělena IP adresa. Od tohoto okamžiku může zařízení odesílat IP pakety

s jakýmkoliv obsahem na libovolnou, podle APN dostupnou cílovou IP adresu. Tímto způsobem je tedy možné přenášet data v protokolech TCP/UDP, FTP (přenos souborů), HTTP (přenos webových stránek), SMTP (odesílání e-mailů), POP (příjem e-mailů) a dalších. Pro účely průmyslové komunikace je vhodné zvolit protokol s nízkou režií a přitom implementačně jednoduchý, např. čistý protokol IP. Doba odezvy komunikace přes síť GSM//GPRS je delší než přes běžnou síť pevných linek, to však u části aplikací v tepelném hospodářství nepředstavuje zásadní problém. Pro zajištění maximální stability a dostupnosti spojení musí inteligentní převodník komunikace počítat se situací, kdy z jakýchkoliv důvodů dojde k odhlášení od služby GPRS. Tuto situaci převodník může detekovat a v nejkratší možné době spojení obnovit. Komunikace prostřednictvím sítě GSM a služby GPRS nabízí relativně levnou a dostupnou alternativu připojení vzdálených zařízení. S respektováním uvedených omezení je přenos dat v síti GSM/GPRS spolehlivý a stabilní. Služba je vhodná pro aplikace, kde není kritická časová odezva zařízení a požadavky na objem přenesených dat se pohybují v řádu stovek kilobajtů až jednotek megabajtů denně, tedy typicky pro monitorování řízení tepelného hospodářství. Zařízení komunikující prostřednictvím GPRS může být umístěno kdekoliv v dosahu signálu GSM (tj. mimo podzemní prostory). Kromě přívodu napájení nevyžaduje jiné spojení s okolním světem ani přímou viditelnost na ostatní body. Výhodou připojení prostřednictvím služby GPRS je mobilita zařízení a možnost servisních zásahů na dálku pomocí GPRS nebo zřízením soukromé sítě VPN (virtual private network), založené na síti GSM a službě GPRS s přístupem přes veřejnou síť internet, např. z firemní sítě aplikační firmy. Celkové náklady na provoz sítě se skládají z fixních paušálních plateb za aktivované karty SIM a z variabilních nákladů podle přenesených dat. Pro každou kartu SIM eviduje operátor GSM velikost odeslaných a přijatých dat. Při fakturaci jsou tato data zaokrouhlena na celé kilobajty. Při vlastní komunikaci a propočtu nákladů je nutné počítat s režií síťových protokolů, která činí přibližně třicet bajtů na jeden IP paket. Do přenesených dat se počítá také přihlašovací procedura; její objem činí typicky jeden kilobajt. Komunikují-li přes GPRS dvě zařízení, je nutné počítat s tím, že každý paket je účtován dvakrát, pro jednu kartu SIM jako odeslaná data a pro druhou kartu jako data přijatá. Při volbě tarifu pro karty SIM je tedy nutné najít optimum v závislosti na předpokládaném objemu přenesených dat. Lze shrnout, že komunikační prostředky dovolují dnes sledovat a řídit teplárenské, energetické technologie v podstatě z jakéhokoliv místa. Současné zlevnění vysokorychlostního internetu paušálními platbami a konkurenční boj mezi jednotlivými operátory mobilních sítí umožňuje vstup do vizualizovaného zařízení prostřednictvím např. přenosného počítače s tím, že dialog je veden v nejjednodušším případě prohlížečem webových stránek, který je zpřístupněn pod heslem. Předpokladem je samozřejmě, že příslušné zařízení je připojeno na internet, je nasdíleno a má danou IP adresu atd. Konstatuji dále, že bouřlivý rozvoj regulačních systémů umožňuje projektantům používat systémové prostředky s detailně propracovanými algoritmy pro daný obor, definovaná

PROBLEMATIKA KOMUNIKAČNÍCH PŘENOSŮ Z HLEDISKA ELEKTROMAGNETICKÉHO RUŠENÍ

makra a SW celky, představující stavebnici. Takto postupuje např. vedoucí firma v tomto oboru Siemens Building Technologies (dříve Landis & Staefa). Blokové kotelny a předávací stanice je možné řídit předdefinovanými tzv. aplikačními regulátory řady Albatros s typovým označením RVA a RVD. Tyto regulátory jsou variantně komunikativní do nadřízeného systému komunikujícího po procesní sběrnici LPB. Vzduchotechnické aplikace jsou prováděny podobným způsobem, a to s typovou řadou regulátorů SYNCO s otevřenou komunikací Konnex (EIB kompatibilní). V případě použití rozsáhlejších energetických systémů, kdy Siemens komponenty jsou již v dodaných subsystémech (např. kotle LOOS), je vhodné použít nadstavbu stejného výrobce, pro teplárenské účely je určen hlavně řídicí systém Saphir, který je možné vybavit komunikačními kartami s procesními nebo datovými rozhraními. Takto vybavený regulátor DPS je možné přímo připojit na nejvyšší komunikační úroveň aplikace CZT, tedy Ethernet. Prostřednictvím IP adresy (TCP/IP) a integrovaného OPC serveru, WEB serveru a FTP serveru lze komunikovat za použití běžných SW nástrojů Windows, např. Windows Explorer. Ten je poměrně běžnou výbavou každého PC. Poslední vývoj světových trhů naznačuje komplexní automatizaci i v oboru celkově „inteligentních“ budov, kde se profiluje tzv. obor pro HVAC techniku (topení, ventilace, klimatizace) včetně EZS, EPS. Vývoj komunikace směřuje ke standardizaci protokolů (OPC technologie) a použití standardních rozhraní jako EIB nebo LonWorks americké firmy Echelon, kdy přední světové firmy dodávají dnes i běžnou instrumentaci (senzorika – např. tlakové a teplotní snímače) s těmito výstupy. Komunikační karty zmíněného systému Saphir umožňují přístup na LON prostřednictvím neuronového čipu a rozhraní TP/FT-10 se 78 kB. LON sběrnice a její možnosti jsou poměrně široké, dnes již představují určitý univerzální standard. Aplikačně je používána též jako přenos po běžné síti nn s komunikačním obsahem. Standardizuje se také programovací prostředí automatů, kde začíná převažovat grafické programování před řádkovým. Konkrétně u Saphiru je použito grafické programovací prostředí s názvem SAPRO, které je vytvořeno na unikátním základu LogiCAD. K dodávanému programovacímu prostředí poskytují renomované firmy také předdefinované bloky pro danou oblast aplikace regulátoru.

Bouřlivý rozvoj výše zmíněných komunikačních prostředků v průmyslu přináší bohužel i jisté problémy, kdy je nutné respektovat z hlediska provozovatelů i výrobců určitá pravidla. Nařízení vlády týkající se této problematiky je např. č. 18/2003, kdy definice elektromagnetické kompatibility je schopnost zařízení nebo celého systému fungovat v elmg. prostředí, aniž by se to projevovalo v jeho funkci a samo nerušilo cokoliv v okolí. Základní vztahy mezi uvedenými jednotlivými úrovněmi a mezemi rušení znázorňuje následující obr. 1. Výše zmíněné rezervy respektují neurčitosti, které se při stanovení mezí vyskytují - normalizované zkoušky nemohou dokonale postihnout skutečnou situaci, ve které bude zkoušené zařízení provozováno. Od zdroje k rušenému objektu se elektromagnetické rušení šíří: • po vodičích (silových nebo datových) jako elektrické napětí, resp. proud; mezi jednotlivými vodiči se může rušení šířit pomocí kapacitní vazby (kapacitní proud je úměrný strmosti změn rušivého napětí) nebo pomocí indukční vazby (indukované napětí je úměrné strmosti změn rušivého proudu), • prostorem jako elektromagnetické pole definované elektrickou složkou (intenzita el. pole ve V/m) nebo magnetickou složkou (intenzita magnetického pole v A/m). Základním kritériem pro klasifikaci jednotlivých druhů elektromagnetického rušení je umístění v kmitočtovém spektru. Takto dělíme rušení na nízkofrekvenční, vysokofrekvenční (rádiové) a impulzní - viz obr. 2. Tradiční hranicí mezi nízkofrekvenčním a vysokofrekvenčním rušením je kmitočet 9 kHz. Původně byly tyto dvě skupiny od sebe skutečně výrazně odděleny se značným odstupem - nízkofrekvenční rušení představované kmitočtem sítě a jeho harmonickými (do max. kmitočtu cca 2,5 kHz) a rádiové rušení s dolní hranicí cca 150 kHz. Dnes ovšem spínací výkonové polovodičové součástky pracují ve výkonových obvodech ve spojitém kmitočtovém pásmu od desítek Hz až do stovek kHz, takže tradiční dělení může někdy v klasifikaci druhů rušení působit potíže. Zvláštní skupinu pak tvoří impulzní rušení představované posloupností jednotlivých impulzů nebo přechodových jevů. ELEKTROMAGNETICKÉ RUŠENÍ NÍZKOFREKVENČNÍ

VYSOKOFREKVENČNÍ

IMPULZNÍ

vyšší harmonické meziharmonické kolísání zatížení proudové rázy výpadky napětí nesymetrie napětí síťová signalizace elektrické pole magnetické pole

užitečné vysílače průmyslová, vědecká a lékařská zařízení zařízení informační techniky rozhlasové přijímače zářivky a výbojky šířkově pulzní modulace měničů korona komutátorové motory zapalování spalovacích motorů spínání polovodič. součástek

blesk elektrostatický výboj spínací procesy

Obr. 2 Druhy elektromagnetického rušení


Obr. 1 Úrovně a meze rušení

1/2005

25

1/2005

Obr. 3 Přehled skupin norem EMC

Jednotná legislativní pravidla vydávaná Evropskou unií jako tzv. směrnice (Directives) přejímají jednotlivé státy formou zákonů. V oblasti EMC je to směrnice 89/336/EEC, závazná od 1. 1. 1996. U nás povinnost prokazování shody s příslušnými normami EMC ukládá výrobcům nebo dovozcům nařízení vlády č. 169/1997 Sb. ze dne 25. června 1997, kterým se stanoví technické požadavky na výrobky z hlediska jejich elektromagnetické kompatibility. Toto nařízení se odvolává na zákon č. 22/1997 Sb. ze dne 24. ledna 1997 dokumentu CISPR.

Výstavba nových uhelných elektráren v USA V USA je v přípravné fázi celá řada nových uhelných elektráren. Také americké ministerstvo energetiky (US DOE) plánuje výstavbu elektrárny na bázi technologie čistého uhlí v rámci iniciativy prezidenta Bushe (Clean Coal Power Initiative). Na tento program DOE vynaloží 280 miliónů USD.


• V okrese Washington má být postavena uhelná elektrárna Prairie State o výkonu 1 500 MWe, která ročně spotřebuje 6 miliónů tun uhlí z blízkého dolu. Společnost Peabody Energy jedná s celou řadou potenciálních odběratelů, kteří mají zájem kupovat elektřinu z této elektrárny zejména v souvislosti s rostoucí cenou zemního plynu.

26

• Společnost Xcel Energy plánuje postavit uhelnou elektrárnu o výkonu 750 MWe u existující uhelné elektrárny Comanche u Pueblo ve státě Colorado. Komplex za 1,3 miliardy dolarů bude zahrnovat i větrné a plynovou elektrárnu. Výroba elektřiny má být zahájena koncem roku 2009. • Společnost LS Power Associates připravuje plány výstavby uhelné elektrárny White Pine Energy Station u Ely ve státě Nevada, která má mít výkon 500 až 800 MWe s možností rozšíření na 1600 MWe. Náklady na výstavbu se odhadují na 600 až 1 000 miliónů dolarů. Zahájení výroby elektřiny se má uskutečnit v roce 2010. Elektrárna bude spalovat nízkosirnaté uhlí z dolu Powder River ve státě Wyoming. • Společnost Gen Power LLC plánuje výstavbu uhelné elektrárny o výkonu 600 MWe, která bude vybudována poblíž uhelného dolu v McDowell County ve státě West Virginia. Elektrárna začne vyrábět elektřinu v roce 2009 - 2010. Stejná společnost připravuje výstavbu

U nás se tyto evropské, resp. mezinárodní normy přejímají v identickém znění jako ČSN EN (ČSN CISPR, ČSN IEC) s číslem původního dokumentu doplněné ještě šestimístným třídicím znakem klasifikačního systému ČSN. Normám EMC musí odpovídat veškeré elektrotechnické výstupy - viz obr. 3. Závěrem lze konstatovat, že problematika elektromagnetického rušení je dnes natolik složitá, že lze ji považovat za samostatný vědní obor. Oborové normy popisující podmínky (základní i výrobkové) jsou značně rozvětvené (terminologie IEC 50, prostředí, nf vyzařování, odolnost EN 61000, EN 50081-2, domácí spotřebiče EN 60555, motorová vozidla EN 55013, zařízení s elektropohony EN 55014 atd.) Součástí norem jsou i předepsané zkoušky, kterým musí produkt vyhovět. Ne vždy jsou tyto podmínky výrobci respektovány. Prudce postupující rozvoj bezdrátových komunikačních sítí, včetně přenosů realizovaných např. na rozvodných soustavách nn – běžný rozvod 230 V (typově protokol firmy Echelon, LonWork, norma LonMark, kódování Manchester), bude rozhodujícím momentem, který spustí vážné postihy subjektů porušujících . Ý , s. r. o RÁNSK d Nisou výše pravidla uvedená. Ivan ST Jablonec na

ká Lípa Unitherm Česká Lípa 01 Čes a pobočk á 2073, 407 k Pivovars 834 035 7 tel.: 48 7 792 209 tra.cz x 77 mobil: transky.cl@ne S e-mail:

další uhelné elektrárny Longview o výkonu 600 MWe v Monoglia County, West Virginia. Elektrárna v blízkosti uhelného dolu bude stát 950 miliónů dolarů a bude používat superkritický parní cyklus. • V souladu s iniciativou DOE společnost Cinergy Corporation vyjádřila zájem nahradit svou starší uhelnou elektrárnu elektrárnou na bázi integrovaného zplyňování uhlí v kombinovaném cyklu (IGCC – Integrated Coal Gasification Combined Cycle). Tato technologie umožní nadále používat uhlí a současně snižovat emise. (Power Engineering, 2004, č. 3, s. 18 - 19)

Největší sluneční elektrárny v Německu Společnosti Shell Solar a Gesellschaft fuer Solarenergie doufají, že vybudují největší sluneční elektrárnu na úložišti popela starého lignitového dolu u městečka Espenheim. Elektrárna bude vybavena 33 500 solárními moduly a bude mít celkový výkon 5 MW. Měla by uspokojit poptávku po energii asi 1800 domácností. Každoročně zamezí emisím 3 700 t CO2. (Electrical Review, 2004, č. 2, s. 5)

Vyloučení z organizace „Přátelé Země“ Bývalý biskup z Birminghamu Hugh Montefiore byl vyloučen z představenstva ekologické skupiny „Přátelé Země“ za to, že napsal, že by jaderná energie měla být používána ke snížení emisí oxidu uhličitého. Bylo mu oznámeno, že takový názor „není kompatibilní“ s jeho úlohou důvěrníka skupiny, kterou zastával po dobu dvaceti let. On odpověděl, že budoucnost planety je pro něj důležitější než členství v organizaci Přátelé Země. (Nuclear Engineering International, 2004, č. 604, s. 6)

Úspora emisí CO2 kombinovanou výrobou elektřiny a tepla Tato úspora závisí na tom, s jakým referenčním systémem se porovnává, tj. s jakou účinností oddělené výroby elektřiny a tepla se počítá. Uplatňuje se přitom dynamický přístup, tj. volba hodnot odpovídajících nejlepší technologii, resp. zařízení na trhu v roce výstavby teplárny, které je ekonomicky přijatelné. Platí přitom, že palivo pro danou teplárnu a referenční elektrárnu, resp. výtopny, je stejné. Z řady důvodů se jako referenční zdroj elektřiny jeví kondenzační elektrárna. V Německu se počítá s výstavbou výkonu 40 000 MW v nových elektrárnách, nahrazujících starší a dožité elektrárny. Bylo by proto správné palivovou základnu referenční elektrárny orientovat podle paliva uvedeného nového výkonu v elektrárnách. Předpokládá se, že v pásmu zatížení tepláren se uplatní jak paroplynové elektrárny, tak i elektrárny spalující černé uhlí. Podíl jedněch nebo druhých na novém výkonu nelze dnes ještě zdaleka stanovit. Lze proto pro celkové závěry zjednodušeně předpokládat, že polovina připadne na elektrárny černouhelné a polovina na elektrárny paroplynové, a podle toho počítat úspory emisí CO2. Energie a Management č. 23/24/2004, str. 1

Modernizace teplárny v Linci K zajištění zásobování města elektřinou a teplem byla modernizována teplárna Linec – střed předřazením spalovací turbíny. Ta spotřebuje při plném zatížení 21 000 m3/h zemního plynu. Dává přitom 103 MW We a tepelný výkon 85 MWt pro tepelnou síť. K dispozici jsou ještě 2 špičkové kotle, každý s výkonem 28 MWt, jen pro období nejvyšší potřeby, protože v provozu je již také nový akumulátor tepla a obvyklé ranní špičky potřeby tepla jsou dobře kryty. Výstavba nového zařízení stála cca 81 mil. Eur a modernizace trvala necelé dva roky. V listopadu a prosinci 2004 se uskutečnil pokusný provoz nového paroplynového zařízení, který byl využit také k optimalizaci provozu. Nyní je již v normálním provozu. Euro Heat and Power č. 12/2004, str. 6

Hodnocení dopadu německého teplárenského zákona V Německu začala kontrola působení teplárenského zákona a dosahovaných výsledků i možnosti cílů pro r. 2005 a 2010. U tepelných zdrojů s výkonem větším než 2 MW došlo k modernizaci ve 26 případech, kde celkový instalovaný výkon je 2257 MW. Netto výroba elektřiny zde činila 12,6 TWh/r, z toho 8,7 TWh v kombinované výrobě a výroba tepla 9,9 TWh/r. Z výroby elektřiny se 88 % uskutečnilo v zařízeních s výkonem větším, než 50 MW, přičemž na pouhých 5 zařízení s výkony 190 až 400 MW připadlo 65 % výroby elektřiny, kterou přinesla modernizace.

Ze 26 modernizovaných tepláren je jedna na černé uhlí a 2 na spalování odpadů, ostatní jsou na zemní plyn. Podle výpočtu emitují 6,2 mil. t CO2, z čehož 2 mil. t CO2 připadá na kondenzační výrobu. Modernizace zařízení v průmyslu není na rozdíl od veřejného teplárenství dostatečně dokumentována, počítá se s 1000 MW. I zde dominuje několik velkých zařízení. V kategorii zařízení do 2 MW byly v r. 2003 požadavky na novou výstavbu v 38 případech. Dodávka malých zařízení do sítě od 1. 4. 2002 do konce 2003 činila 0,17 TWh. Předpokládá se proto, že vlivem zákona modernizace a přístavba malých zařízení zvětší výrobu elektřiny v kombinovaném cyklu o 10 – 12 TWh. Původní cíl, tj. zdvojnásobení výroby elektřiny v kombinovaném cyklu se tedy jeví jako chybný. Výpočet úspor CO 2 nahrazením kondenzačního proudu elektřinou z kombinované výroby může vycházet z hodnoty 351 g CO2/kWh (nová paroplynová elektrárna) a 906 g CO2/kWh (stará hnědouhelná elektrárna). Při porovnání s emisemi mixu (polovina uhelných, polovina paroplynových elektráren - referenční hodnota - (586 g CO2/kWh). To vede k úspoře ve veřejném teplárenství 3,3 mil. t CO2/r. Při porovnání se středním zatížením stávajících elektráren (771 g CO2/r) zvýší se úspora na 5 mil. t CO2/r. Protože veřejný sektor přispívá nejvíce k efektu zákona, je zřejmé, že dosavadní bonifikace elektřiny z kombinované výroby neumožňuje dosažení vytčených cílů. Navrhují se proto změny – nová nebo modernizovaná zařízení uváděná do provozu v období 1. 1. – 31. 12. 2006 by měla mít po dobu 6 let nebo 30 tis. hod. plného využití bonus 1,5 ct/kWh, pro zařízení do 2 MW by se měl zvýšit na 1,9 ct/kWh, u zařízení do 50 kW by měl činit 5,11 ct/kWh jako již dnes u palivových článků (po dobu 10 let, i kdyby byla dána do provozu až po r. 2005). Energie a Management č. 23/24/2004, str. 15

Bloková teplárna roku 2004 Jako bloková teplárna roku 2004 byla oceněna centrála AquaMagis v Plettenbergu (Sársko), která využívá odpadové teplo z válcovny hliníku pomocí kombinace tepelného čerpadla a motorové blokové teplárny k ohřevu vody pro otevřený plavecký bazén. Válcovací olej z válcovny se chladí z teploty 45 °C na 25 °C 518 kWt – (dosud se nákladně snižovala jeho teplota v chladicích věžích) ve výparníku tepelného čerpadla. Páry chladiva R 134a se šroubovým kompresorem stlačují na 22 bar a v kondenzátoru pak předávají výkon 701 kWt a ohřívají topnou vodu, přitékající s teplotou 45 °C. Tepelné čerpadlo je poháněno plynovým motorem s tepelným výkonem 351 kWt a elektrickým 220 kW We. Tepelný výkon čerpadla se rovněž přivádí topné vodě, takže max. tepelný výkon je 1052 kWt při teplotě ohřátě topné vody 75 °C. V záloze má centrála dva plynové kotle se součtovým tepelným výkonem 2,1 kW Wt. Mezi kompresorem a motorem je umístěn synchronní generátor s elektrickým výkonem

1/2005

Energie a Management č. 23/24/2004, str. 14

Nový typ malé parní turbíny Malá parní turbína 400 kW We, vyrobená firmou Kühnle, Koop a Kausch, byla instalována ve výtopně Reick v Drážďanech. Její zvláštností je přímý pohon generátoru vysokootáčkovou turbínou, což zvyšuje účinnost o 1 – 2 % vlivem použití elektronické regulace místo převodovky. Ukazuje se, že vývoj byl úspěšný, takže lze přistoupit ke konstrukci komerčního provedení turbíny. Euro Heat and Power č. 12/2004, str. 6

Teplárna na biomasu V Ulmu byla vybudována a v létě 2004 spuštěna do provozu teplárna spalující biomasu, která bude krýt jen základní celoroční zatížení a dodá cca 600 GWht tepla do rozvodné sítě s celkovou délkou 131 km. Palivem je dřevo, spalované při teplotě 1000 až 1200 °C v roštovém topeništi, jehož tepelný výkon je 58 MWt. Parní výkon kotle je zhruba 64 t/h, parametry výstupní páry 61 bar, 450 °C. Pára pohání odběrovou protitlakovou turbínu 9,6 MW We. Při předpokládané využitelnosti 8000 h/r se vyrobí asi 60 GWhe. Elektřina dodaná do sítě se hodnotí podle zákona o obnovitelných zdrojích. Za kWhe včetně příplatku 2 centů za výrobu v kombinované výrobě se tak získává 10,5 ct/kWhe. Dosavadní teplárna,vybudovaná téměř před 100 lety a obnovená před 50 lety obnovena má tři vysokotlaké kotle na nízkosirnaté černé uhlí, dva vysokotlaké kotle na zemní plyn nebo lehký topný olej, celkový výkon 413 MWt, 39 MW We, bude nadále v provozu jen v chladnějších měsících a pro krytí tepelných špiček. Energie a Management č. 22/24/2004, str. 18

V otázce možného rozvoje jaderné energetiky zůstává Německo rozdělené. Přesto je ovšem patrná změna celkového mínění. Různé průzkumy ukazují, že odpor obyvatelstva proti radioaktivnímu ohrožení klesá. Dříve bylo 53 % dotazovaných proti jaderné energetice, nyní už jen 47 %. Jahresmagazin E a M 2004, str. 30

Centralizovaná soustava zásobování teplem mongolského Ulánbátaru má celkovou kapacitu 1705 Gcal/h (původní jednotky z doby výstavby), tj. 1981 MWt, a celkovou délku primární sítě 125 km s průměry potrubí DN 1200 – DN 150. V rámci projektu zvýšení energetické účinnosti soustavy probíhají její podstatné změny. Uskutečňují se pomocí dánských expertů a dánských dodavatelů potřebného zařízení. DBDH č. 3/2004, str. 24

Aktuality

Aktuality

220 kW We. Poměr elektrického a tepelného výkonu je možno měnit. Při plném výkonu tepelného čerpadla dává generátor je 20 kW We. Přesto, že je provoz centrály řízen podle potřeby tepla, může plynový motor pracovat co nejdéle s konstantním zatížením. Výkon tepelného čerpadla je možno snižovat na méně, než 30 %. Po odstavení je v provozu jen plynový motor s výkonem 190 kWt. Ve velmi teplých dnech se odstavuje celá centrála. Přínos je možno charakterizovat skutečností, že vznikají energetické úspory ve válcovně a že teplo pro využití v bazénu je v podstatě zdarma.

27

1/2005

Contens

Inhalt

Evaluation of electric energy from heating stations Jaroslav Kadrnožka The contribution describes the results of a study whose objective was to prepare an evaluation of heating stations energy on the basis of analysis and evaluation of the technology. The design is processed in compliance with the EU Directive to support combined heat and energy production (KVET – cogeneration) so that the results could be used in the next procedures and in KVET decision-making process while ppreparing p g required q legislation g for MPO ((Ministry y of Trade and Industry), y ERÚ (Energy Regulation Authority), the Association for District Heating etc.

Bewertung des Heizwerkstroms Jaroslav Kadrnožka Im Beitrag sind die Ergebnisse der Studie beschrieben, deren Ziel der Entwurf zur Abschätzung des Heizwerkstroms aufgrund der Analyse und der Auswertung des Beitrags dieser Technologie. Der Entwurf ist im Einklang mit der EU-Richtlinie zur Unterstützung der Kombinierten Strom- und Wärmeproduktion bearbeitet (KVET – Kraftwärmekopplung) und zwar so, dass die Studienergebnisse auch bei allen nächsten Arbeiten und Entscheidungen über die KVET – Unterstützung ausgenutzt werden können, sowie bei der Bildung g der notwendigen g Gesetzgebung g g und bei der Arbeit auf dem MPO - Niveau, ERÚ - Niveau, der Heizwerkvereinigung der Tschechischen Republik und so weiter.

Preparing changes in support of electric energy production from renewable energy resources Martin Koďousek, Rostislav Krejcar The contribution deals with the problems of energy production from renewable energy resources reflecting the point of view of the Energy Regulation Authority. The system of renewable energy resources support in the Czech Republic is based on fixed prices for energy that must be purchased from individual producers by distribution systems operators or by the operator of a transfer system. This support mechanism has finally to be paid for by all the consumers in the form of an extra payment for electric energy. The contribution analyses the level of this extra payment for renewable energy resources support in the past, as well as its expected growth. The article briefly introduces two principal ways of renewable energy resources production that are contained in the bill on renewable energy resources support. The last part deals with the purchase prices of the electricity from renewable energy resources in the year 2005. Calculation of heating costs cannot be made unless one respects physical laws Josef Patočka The article informs about the international conference focused on proportional heat measurement and on calculation of heating expenses. The conference is organized every three years by the Technical University of Liberec. In the year y of faulty y calculations of heating g 2004, the conference focused on the analysis expenses made according to the imported regulations ČSN EN 834 and ČSN EN 835. At the same time, the research results of the previous conference were presented, as well as physically unambiguous description of essential methods of proportional heat calculations. EU accession does not change physical laws Josef Patočka The article reacts to massive and deceptive advertising campaign accompanied by encouraging Czech citizens to take legal actions at the International Court at Strassbourg, unless double-sensor electronic heat indicators, preferably those imported from Switzerland by INMES s.r.o. are used.

Contens - Inhalt

New technologies of remote control and data transfer in energy networks Ivan Stránský The development of district heating systems in large agglomerations as well as in small towns is accompanied by the need of optimizing operational costs and by reduction of human factor impact. These requirements result, among others, from the trend to increase the input prices (i.e. fuel) and increasing costs of labour in our region. System solution stimulators of new automated technologies present fast moving innovation of utilized technical means, increasing effectiveness of information technology and control systems at their price depression. These systems breakdown rate is decreasing in comparison with last decades, operational service of hardware is limited to mechanic algorithms of manuals and to the support of special diagnostic programmes. Attention of the operators moves to consumer friendliness of given technology control, to perfect transparency of enlarged energy networks and to precise data transfer including their visualization. The contribution should present currently used ways to reach the objectives of final consumers including expected problems in real operation.

28

Die vorbereiteten Veränderungen der Unterstützung der Stromproduktion aus OZE Martin Koďousek, Rostislav Krejcar Der Beitrag beschäftigt sich mit der Problematik der Förderung der Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen vom Gesichtspunkt des Energetischen Regulierungsamtes. Das System der Förderung der erneuerbaren Energiequellen in der Tschechischen Republik liegt an den garantierten Strompreisen. Diesen Strom müssen von den einzelnen Produzenten die Betreiber der einzelnen Vertriebssysteme bzw. die Betreiber der Übertragungssysteme zwangsläufig ankaufen. Diesen Förderungsmechanismus bezahlen dann im Endeffekt alle Kunden durch einen Zuschlag zum Strompreis. Im Beitrag wird die Analyse des Niveaus von diesem Zuschlag zur Förderung der erneuerbaren Energiequellen in der Vergangenheit durchgeführt, sowie auch Analyse des vorausgesetzten Wachstums in der Zukunft. Ferner werden in diesem Artikel kurz zwei Hauptmechanismen der Förderung der Stromproduktion aus OZE vorgestellt, die im Gesetzentwurf über die Förderung der Ausnützung der erneuerbaren Energiequellen eingeschlossen sind. Der letzte Teil ist den Stromankaufpreisen aus OZE im Jahre 2005 gewidmet. Ohne Respektieren der physikalischen Gesetze lässt sich die Berechnung der Heizkosten nicht durchführen Josef Patočka Der Artikel berichtet über die internationale Konferenz über das Quotientenwärmemessen. Diese von der Technischen Universität Liberec alle drei Jahre regelmäßig veranstaltete Konferenz wurde im Jahre 2004 auf die Ursachenanalyse y der mangelhaften g Berechnungg der Vergütung g g für die Heizungg eingestellt, die nach den importierten Normen ČSN EN 834 a ČSN EN 835 durchgeführt wurden. Gleichzeitig wurden die Ergebnisse der Forschung präsentiert, die seit der letzten Konferenz durchgeführt worden sind und die Berechnungsmethoden sind physikalisch eindeutig beschrieben worden. Durch den Eintritt in die Europäische Union haben sich die physikalischen Gesetze nicht geändert Josef Patočka Der Artikel reagiert auf die massive irreführende Werbung, durch die die Bürger der Tschechischen Republik angestiftet werden, die Tschechische Republik vor dem internationalen Gericht in Strassburg anzuklagen, wenn für die Vergütungsberechnung für die Heizung keine elektronischen Zweisensorindikatoren angewendet werden, am besten die von der Firma INMES, GmbH aus der Schweiz eingeführten Sensoren. Neue Technologien der Fernsteuerung und der Datenübertragung in den energetischen Netzen und ihre Problematik Ivan Stránský Die Entwicklung der Wärmeversorgung sowohl in großen Ballungsgebieten als auch in kleineren Städten wird mit dem Bedarf an die Optimierung der Betriebskosten sowie mit dem Bedarf an die Herabsetzung des Einflusses des menschlichen Faktors begleitet. Diese Anforderungen sind u.a. die Folge des neuen Trends der dauerhaften Erhöhung der Inputpreise, also der Brennstoffe und gleichzeitig steigenden Arbeitskraftkosten in unserer Region. Beschleunigung für die Systemlösung der automatisierten Technologien des neuen Typs stellen schnell durchgeführte Innovationen der verwendbaren technischen Mittel dar sowie die steigende Leistungsfähigkeit der EDV- und Steuerungssysteme gleichzeitig bei ihrer Preisstagnation. Die Störanfälligkeit dieser Systeme sinkt gegenüber den vorigen Jahrzehnten in Größenordnung, die Betriebsdienstleistungen der Hardwareausstattung werden auf die mechanischen Algorithmen nach den Gebrauchsanweisungen reduziert und zwar mit der Unterstützung der speziellen diagnostischen Programme. Die Aufmerksamkeit der Betreiber überlagert sich eher auf die nutzerpräzise Steuerung der jeweiligen Technologie, auf die vollkommene Übersichtlichkeit der immer ausgedehnter energetischen Netze sowie auf die präzise Datenübertragung einschließlich ihrer vollkommenen Visualisierungen. Dieser Beitrag sollte die gegenwärtigen, genutzten Wege zu diesen Zielen der Endverbraucher einführen, inklusive der eventuellen Gefahren in der Praxis.

Obsah. časopis podnikatelů v teplárenství. ročník 15. Ocenění teplárenské elektřiny

Recommend Documents