Obsah. časopis podnikatelů v teplárenství. ročník 15. RATE s. r. o. Štětí. Začíná, nebo se teprve rýsuje nová etapa vývoje energetiky?

časopis podnikatelů v teplárenství

Obsah RATE s. r. o. Štětí Pavel Kaufmann, Michal Říha

2

Začíná, nebo se teprve rýsuje nová etapa vývoje energetiky? Jaroslav Kadrnožka

5

Perspektivní energetické plodiny a jejich význam Vlasta Petříková

12

Faktory ovlivňující ekonomiku plantáže rychle rostoucích dřevin Jaroslav Knápek, Jiří Vašíček, Kamila Havlíčková

17

Kotle na biomasu Pavel Čermák

21

Zkušenosti s provozováním kotlů na dřevní odpad David Dub

23

Přechod řešení GIS v Pražské teplárenské, a. s. na jednotné databázové úložiště Oracle Zdeněk Švenka

26

Aktuality

27

CONTENS - INHALT

28

p j Registrace: OŽU Pardubice č. j. 581/S1/92 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 30. 4. 2005. Cena předplatného je 480 Kč + DPH, pro zahraničí 780 Kč + DPH.

2

2005 ročník 15 Na obálce: Bytová zástavba

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

2/2005

RATE s. r. o. Štětí Pojedete-li lodí po Labi z Mělníka do Roudnice, minete zhruba v polovině cesty na pravém břehu Labe město Štětí s necelými devíti tisíci obyvatel, jehož levou polovinu při pohledu z lodi tvoří průmyslový komplex papírenského závodu. Právě díky papírnám narostla polabská obec Štětí do současné velikosti i rozlohy. Až do roku 1949, kdy se tento největší papírenský závod ve střední Evropě začal stavět, převládalo zde zemědělství a drobná řemesla. První zmínkou o obci je kronikářský zápis z roku 1314. Tři dny po bitvě na Bílé hoře, 11. listopadu 1618, německá vojska vracející se po vítězství vypálila a zdecimovala městečko téměř k zániku. Osmnácté století znamenalo opětný rozvoj, zvláště řemesel. Raritou byl cech punčochářů, který měl v tisícovém městečku 87 mistrů tohoto řemesla.

Představujeme . . .

Dnešní podoba Štětí je převážně průmyslová. Kromě papíren je tu několik drobných podniků o velikosti kolem 100 zaměstnanců. Z nich patří mezi nejváženější městská Prádelna, a. s., která díky vysoké kvalitě služeb patří ke špičce v praní zdravotnického prádla a jejímiž klienty jsou nejvýznamnější pražské i regionální nemocnice. V posledních letech město postavilo přes 200 nových Ing. Václav Veselý bytů. Z nich je 48 v domě jednatel s pečovatelskou službou. Daří se i individuální výstavbě rodinných domků. K nejzajímavějším údajům z našeho pohledu však patří míra teplofikace města. Je až neuvěřitelné, že ve Štětí je 95 % bytů napojeno na dálkové vytápění a velká část zbývajících bytů má možnost se na rozvody dálkového vytápění napojit nebo se s tím ve výhledu počítá. V sídle společnosti RATE s. r. o. Štětí, která byla založena v lednu 1994 jako firma zajišťující nákup, distribuci a prodej tepla na území města Štětí, nás přivítali její jednatel Ing. Václav Veselý a technický ředitel Jaroslav Štíbr. Úvod našeho setkání byl tradičně o historii firmy:

2

„Začátkem 90. let papírna ve Štětí začala s prvními náznaky outsourcingu. Na řadu činností, které do té doby provozovala sama, si začala najímat nově vznikající firmy ve městě a regionu nebo podporovala jejich vznik například z řad zaměstnanců papírny. Tak vznikla i naše společnost TEREK. Ta se zabývala zajišťováním telekomunikačních služeb pro papírnu a správou bytového fondu a ubytoven, tedy realitami. Odtud TE jako telekomunikace a REK jako realitní kancelář. Když už jsme spravovali bytový fond, nebylo daleko k tomu, abychom pro něj začali zajišťovat i tepelnou pohodu. To patří k základním starostem o byty. V té době byl systém dálkového vytápění ve městě značně roztříštěný. Sítě vlastnily papírny, město i bytová družstva a neustále se řešily problémy, které si zainteresované strany přehazovaly jako horký brambor. Proto jsme se rozhodli vytvořit se společností Ratio společný podnik RATE, který by dálkové zásobování teplem ve Štětí zastřešil. A posléze jsme si vzali na starost i zásobování teplem v průmyslové zóně a od roku 2004 v areálu papírny.“

To bylo asi rozumné rozhodnutí, spojit správu bytů a jejich dálkové vytápění. Situace kolem vytápění se tak určitě uklidnila? „Ze začátku to byly krušné chvíle. Bylo potřeba udělat pořádnou inventuru v zařízeních a rozhodnout, co s nimi do budoucnosti. Ke své činnosti dnes máme v nájmu části technologického zařízení, tedy horkovody, výměníkové stanice, sekundární rozvody a ostatní příslušenství, od města a papírny a využíváme i části vlastního majetku, který společnost během doby získala. Firma RATE s. r. o. začala spravovat šest sekundárních výměníkových stanic patřících Frantschach Energo a.s., což je energetika dnešního papírenského komplexu Mondi. Spravuje rovněž čtyři výměníkové stanice patřící městu Štětí, výměníkovou stanici v objektu Prádelna, a.s., v areálu tělovýchovné jednoty, na koupališti a 35 domovních horkovodních předávacích stanic. Od roku 1996 přibrala do správy dvě výměníkové stanice v areálu papíren a v roce 2004 dalších 29 předávacích a výměníkových stanic v areálu papíren.“ Aktivity společnosti RATE začaly pěkně narůstat. Jaké máte plány do budoucna? „V současné době pokračujeme v odkupu pronajatého majetku od energetiky papírny i města. Zajišťujeme provoz a obsluhu příslušné technologie, základní údržbu strojní části, elektro, měření a regulaci. Dále provádíme na svěřeném zařízení na základě souhlasu majitelů technický rozvoj, instalaci, odečty a ověřování měřičů tepla včetně fakturace. Byty jsou vybaveny odpařovacími trubičkovými indikátory ISTA nebo indikátory VIPA. K dispozici máme projekci tepelnětechnického zařízení. Na území města provádíme investičními akcemi další rozvoj teplofikace dle potřeb města i soukromých odběratelů včetně podnikatelské sféry. Je tu stále na sítích, rozvodech i ve stanicích co zlepšovat, modernizovat a zefektivňovat.“ Působíte pouze na území města Štětí nebo se vám podařilo rozšířit pole působení i jinam? „Začínali jsme ve Štětí. Dnes působíme v dalších třech lokalitách. I když v nich jde v porovnání se Štětím o velice malé dodávky tepla. Spíše se na nás sousední obce obrátily, protože máme zkušenosti i odborníky, kteří teplu rozumí. V obci Dolní Beřkovice spravujeme jednu výměníkovou stanici napojenou na horkovod z Mělníka. V Dolních Beřkovích prodáme ročně kolem 3700 GJ tepla. V obci Mšené - lázně

Vraťme se zpátky do Štětí. Jak to vypadá s cestou tepla k odběratelům? „Z teplárny papírny vedou dva horkovody do města. Dříve tu byl také parovod, který dodával energii do přilehlého areálu za tratí, která město půlí na část s papírnou a část městskou. Jeho odstávku jsme museli vyřešit rychlým vybudováním nového horkovodu, abychom udrželi podnikatele ve městě. Horkovody se teplo dostává do města. Rentgenem jsme si zjistili u staršího horkovodu I jeho opotřebení v nejvíce namáhaných místech. To se pohybovalo kolem 12 %. Takový dobrý výsledek je dán i tím, že tu máme kvalitní demineralizovanou vodu z chemické úpravny papírny. Ta je dokonce používána

2/2005

Velké zásobníky s originálním řešením

i ve čtyřtrubkových systémech jako oběhová a topná voda až do radiátorů v bytech. Na druhé straně používáme pro ohřev teplé vody deskové výměníky, kde musíme důsledněji kontrolovat jejich zanášení. Kontrola spočívá ve sledování růstu diferenčního tlaku pomocí výpočetní techniky. Při modernizaci výměníkových stanic používáme vlastní originální řešení. Z velkých zásobníků jsme odstranili vložky a ohříváme do nich vodu právě přes pájené výměníky. Topná voda 60 stupňů teplá ohřívá teplou vodu pro odběratele na 50 stupňů, aby docházelo k co nejmenším usazeninám a zarůstání. Měření tlaku je kontinuální, a proto je vyhodnocení poměrně rychlé a jednoduché. Po několikaměsíčním ověřovacím provozu si chceme zjistit, při jakých změnách už je třeba výměníky vyčistit. U nových a rekonstruovaných rozvodů už se snažíme o výstavbu domovních předávacích stanic a chceme výrobu teplé vody co nejvíce přiblížit konečné spotřebě. U individuální výstavby rodinných domků je to jasné, tam má každý svoji výměníkovou stanici. A jak už jsme uvedli, odkupujeme velké výměníkové stanice a modernizujeme je. Vzhledem k výši přiměřeného zisku je to pro nás pěkně velké sousto. Ročně si tak můžeme troufnout na jednu stanici. Tři už jsme zvládli a dalších pět nás ještě čeká. V nich už jsme ale dílčí modernizační kroky také udělali.“ Správa bytového fondu a dodávka tepla, tady se nabízí možnost zajišťovat službu až na radiátor. Jak jste na to připraveni? „Samozřejmě že o takovou službu stojíme. Kde to jde, tam ji nabízíme a provozujeme už dnes. Někde se to daří, jinde o ni zatím nemají zájem. Nejlepší je to pro nás v místech, kde je potřeba rekonstrukce topení pro špatný stav topení či přípravy teplé vody, kde se projevuje hlučnost u předimenzovaných systémů a další podobné pro odběratele nepříjemné nešvary. Tam odběratele přesvědčíme, že je i v jeho zájmu, abychom se mu o všechno starali k jeho spokojenosti.“

Domovní horkovodní předávací stanice

Město a papírna jsou vaši dva největší partneři. Vztahy s nimi máte na dobré úrovni? „Začali bychom papírnou. Z roční produkce teplárny připadá na naši společnost asi 5 % výroby tepla. Sami vidíte,


máme v pronájmu nízkotlakou plynovou kotelnu, která ročně vyrobí kolem 2300 GJ tepla. Samostatnou kapitolou je lokalita Hoštka - Kochovice. I tady provozujeme nízkotlakou plynovou kotelnu. Před 10 lety byla vybavena řadou čtyř maďarských plynových teplovodních kotlů 4 x 110 kW, již v té době zastaralé konstrukce. V současné době jsou provozuschopné jen dva kotle. Kotelna nemá žádnou výkonovou rezervu. Nejsou ani náhradní díly, zatím se opravy řešily díly ze dvou odstavených kotlů. Připravili jsme projekt náhrady starých plynových kotlů novými kondenzačními kotli s decentrální přípravou TUV v domě. K takovému zásahu však potřebujeme souhlas všech majitelů bytů. A tady je kámen úrazu. Jediný byt zhatí akci, která by prokazatelně přinesla minimální snížení ceny tepla o 50 Kč/GJ. Současná cena v této lokalitě je 413 Kč/GJ. Ani návštěva podobných kotelen, jakou v této lokalitě navrhujeme, všechny nepřesvědčila. Budeme tedy muset asi čekat na úplné selhání kotelny, abychom mohli něco udělat.“

3

2/2005

že je to zanedbatelná část. Papírenská výroby je energeticky velmi náročná. Maximální příkon do města je cca 35 MW. I tak však vycházíme s teplárnou i papírnou dobře. Teplárna provedla výraznou ekologizaci zdroje. Základní fluidní kotel spaluje hnědé uhlí včetně biomasy. Tady bychom chtěli teplárně nabídnout vybudování řídicího systému soustavy s primární akumulací do horkovodů, abychom co nejvíce eliminovali potřebu využívat záložního kotle na mazut, který citelně zvyšuje cenu dodávaného tepla. S městem se rovněž dobře spolupracuje. Celé je vlastně zónou pro dálkové vytápění, i když mezi domkáři máme také jednoho, který vsadil na tepelná čerpadla. A ještě hned za tratí je část zástavby starými rodinnými domky, které dosud kouří. Budoucnost této oblasti není zatím definitivně určena. Měla by tu být zelená zóna, která by ještě více oddělila papírnu od města. Navíc tu žijí převážně starší občané, pro které by už napojení na horkovod nebylo efektivní. Naopak v rozvojových oblastech společně s městem investujeme do dalšího rozšíření sítí. Po zkušenostech však již chceme, aby naše sítě vedly pouze pod obecními pozemky, například chodníky. Jeden případ, kdy potrubí vedlo pod pozemkem stavebníka, nás úplně vyléčil. Ale ani s městem to vždy nebylo tak jednoduché. Když se počátkem 90. let postavilo a zprovoznilo obchodní centrum, tedy taková městská tržnice, celý objekt se vytápěl elektricky. Bylo to administrativně nejjednodušší. Každý měl svoje elektrické hodiny a smlouvu s energetikou. Město bylo bez starostí. Jenže elektřina je přeci jen drahá a tepelná pohoda se proto trochu šidila. A tak se dalo město přesvědčit a předělalo topný systém na dálkové vytápění. Od loňského roku už tržnici vytápíme dálkovým teplem ke spokojenosti všech prodávajících i nakupujících.“


Vedle rozsáhlé teplofikace vám do karet hraje i cena tepla… „Současná cena tepla včetně DPH je 287 korun za GJ. Máte pravdu, že je to cena příznivá. Cena by měla růst o 7,50 Kč/GJ plus inflaci. Samozřejmě za předpokladu, že

4

Dva z pěti věžáků na severovýchodě města

cena nakupovaného tepla poroste o inflaci, že nedojde k žádné vážné havárii a že nákupní cena pronajatého majetku bude příznivá. Pak budeme schopni odkoupit a modernizovat i zbývajících pět výměníkových stanic, jak již bylo uvedeno. Pro veřejnost jsme připravili leták s několika tabulkami, kde si mohou jednoduše zjistit, jak na tom jsou se spotřebou tepla a s náklady na teplo v porovnání nejen s průměrem v republice, ale i mezi jednotlivými lokalitami ve Štětí. Nejnižší roční náklady jsou stabilně v pěti věžácích, které stojí do kruhu na severovýchodním cípu města. V každém z nich je 48 bytů, celkem 1200 obyvatel, takže skoro každý sedmý obyvatel města. Od roku 1995 do roku 2003 se zde zvedly náklady na teplo ze 402 na 582 Kč měsíčně. Zatímco náklady na vytápění v bytě ve věžáku byly tak v roce 1995 zhruba 6,4 % průměrné mzdy, v roce 2003 to byly už jen 4,4 % průměrné mzdy. To je pro lidi zajímavé číslo. U většiny dalších lokalit se náklady zvedly z 520 až 580 Kč za měsíc na zhruba 680 až 750 Kč za měsíc. Největší náklady mají byty v dvojdomcích. Ty jsou sice jen o trochu větší, asi o 10 až 20 metrů čtverečních, ale jejich náklady jsou téměř dvojnásobné a zvedly se z 837 Kč za měsíc v roce 1995 na 1254 Kč za měsíc v roce 2003. Ač tyto domky byly budované jako reprezentativní, použily se při jejich stavbě nevhodné materiály z hlediska tepelně izolačních vlastností a je třeba je pořádně zateplit. Společnost RATE s. r. o. Štětí je již deset let členem Teplárenského sdružení České republiky. Ale možná ji v seznamu členů už příští rok nenajdete. Ne, nemá zaječí úmysly. Jen se připravuje na fúzi, při které by jako dceřiná společnost TEREKu splynula v příštích měsících se svojí mateřskou společností TEREK. I nadále však bude poskytovat obyvatelům a podnikatelům ve Štětí služby spojené s dálkovým vytápěním, které má v tomto městě především díky ní dobré jméno.

Zástavba Štětí z ptačí perspektivy

Za rozhovor poděkovali Pavel Kaufmann a Michal Říha

Začíná, nebo se teprve rýsuje nová etapa vývoje energetiky?

2/2005

Jaroslav Kadrnožka V článku je stručně popsán vývoj energetiky zhruba za poslední půlstoletí ve světě i u nás. Toto období je rozděleno na tři velmi rozdílné etapy, jsou podány charakteristiky těchto etap a jsou uvedeny jejich pozitivní a negativní stránky a zejména způsoby řešení hlavních problémů. Na základě tohoto zhodnocení uplynulého období je proveden pokus o předpověď následující etapy, její charakteristiky, vyjmenování poznaných problémů a snad i možnosti některých řešení.

PRVNÍ ETAPA: „Energetických zásob je dostatek a nic nebrání jejich stále intenzivnější těžbě a využívání“ – charakteristika a příčiny náhlého ukončení Tato etapa byla ve vztahu k zásobování lidstva energiemi velmi optimistická až euforická. Vedle známých a ověřených zásob uhlí byla nacházena další ložiska a další ložiska byla předpokládána. Velmi rychle byla objevována ložiska ropy a zemního plynu a v šedesátých letech minulého století se začala rozvíjet síť ropovodů a později též plynovodů, která dopravovala tyto suroviny levněji než dosud a s vysokou přenosovou schopností na velké vzdálenosti. Cena ropy byla nižší než 2 USD/barel. K tomuto rozvoji těžby a využívání fosilních zdrojů energie a vodních toků přistoupily první úspěchy a jimi vyvolané ohromné naděje na využívání jaderné energie. Po nástupu a rychlém zvětšování jednotkových výkonů jaderných elektráren založených na zpomalování neutronů a štěpení U235, kterého je sice v přírodním uranu jen cca 0,7 %, i když zásoby uranu jsou velmi bohaté, vznikla představa o brzkém vytvoření rychlých jaderných reaktorů, které budou moci štěpit U238. Ještě na počátku sedmdesátých let bylo vážně očekáváno, že elektrárny s rychlými jadernými reaktory budou komerčně nasazeny na konci osmdesátých let. Rovněž vzhledem k problematice zvládnutí jaderné fúze byla rozšířená veliká euforie. V této době byly velmi intenzivně rozvíjeny těžební kapacity a budovány elektrárenské výkony. Meziroční přírůstky spotřeby energie byly takové, že ke zdvojnásobení výroby elektrické energie docházelo za 8 až 11 roků. V Československu bylo očekáváno dosažení spotřeby elektrické energie na úrovni 100 TWh v období 1983 až 1985 a v roce 2000 dosažení spotřeby 300 až 360 TWh. (Srovnejme tyto představy s dnešní skutečností v ČR, která je na úrovni cca 65 TWh a kdy po připočtení zhruba poloviny odpovídající spotřebě Slovenska by celému Československu odpovídalo

cca 100 TWh, ale o přibližně 20 roků později). Ke zdvojnásobení spotřeby primárních energetických zdrojů docházelo za 15 až 18 roků. Předmětem vážného zájmu bylo hledání odpovědí na otázky typu: Jak velká turbosoustrojí je možné při stávající úrovni techniky postavit? Bude možné postavit parní turbíny na 2500 MW nebo na 3000 MW, případně i více? Nebude limitujícím faktorem jednotkových výkonů turbosoustrojí alternátor a jeho chlazení, případně průhyb rotoru? Jak velké elektrárny bude možné postavit na jednom místě, aby nedocházelo k citelnému zvýšení teploty a vlhkosti ovzduší v okolí elektrárny? Bude to 12 000 MW, 15 000 MW nebo ještě více? K uvedené euforii z prvních úspěchů dosažených při využívání jaderné energie a z rychlého zvětšování výkonů prvních jaderných elektráren se připojila další euforie vyplývající z prvních úspěchů při dobývání kosmického prostoru. Očekávalo se, že jaderný odpad bude snadno odstranitelný tím, že bude dopraven na oběžnou dráhu kolem Země a bude mu udělena rychlost jen o málo větší než 1. kosmická rychlost. Velmi populární byl projekt sluneční elektrárny o výkonu 6000 MW na orbitální dráze. Podobně jako k nezodpovědnému vyčerpávání primárních energetických zdrojů docházelo i k nehospodárnému spotřebovávání energie u konečných uživatelů. Stroje a zařízení byly stavěny s minimálním nebo žádným ohledem na úroveň spotřeby energie. Stavební objekty, průmyslové, budovy obytné nebo občanské vybavenosti, byly stavěny a provozovány s ohromnými tepelnými ztrátami, s velikými prosklenými plochami, často s jednoduchým zasklením, s velmi malou akumulační schopností. Narůstajícího rozporu mezi velmi rychle rostoucím vytěžováním primárních energetických zdrojů, zejména ropy, a reálnými zásobami využila nově vzniklá Organizace zemí vyvážejících ropu – OPEC a zhruba v polovině sedmdesátých let minulého století zvýšila v několika rychlých krocích razantně cenu ropy. Cena ropy vzrostla z úrovně pod 2 USD/ barel nejprve na 10 a vzápětí na 20 až 25 USD/barel a špičkově dosáhla přes 40 USD/barel. Svět užasl a došlo k první a druhé energetické krizi, kterou skončila první etapa vývoje energetiky. Došlo k vystřízlivění z předchozího euforického období a velmi intenzívně začalo hledání východisek z této situace, především možnosti náhrady ropy, ale to již patří do následující etapy vývoje energetiky.

Teplo, technika, teplárenství

V minulém století bylo možno zaznamenat odlišné vývojové etapy energetiky, které se podstatně odlišovaly v přístupu k opatřování energie, v čerpání primárních energetických zdrojů (PEZ) a ve vztahu k přírodním zdrojům a k životnímu prostředí. Druhou polovinu tohoto období autor rozdělil do následujících tří etap, které se navzájem velmi výrazně odlišují.

5

2/2005


DRUHÁ ETAPA: „Nejlepší energie je taková, která není spotřebována“ - charakteristika a použité metody řešení

6

Vedle hledání možností náhrady ropy je pro tuto etapu charakteristické studium možností, hledání a uskutečňování energetických úspor jak při energetických transformacích, tak zejména v oblastech konečné spotřeby energie. Došlo k zateplování budov, k zlepšování stavu v rozvodech energie, zejména tepla, k podstatnému tlaku na zmenšení spotřeby paliv v dopravě, k tlaku na výrobce všech strojů a přístrojů, které spotřebovávají pro svou činnost energii, ke zmenšování její spotřeby. Velmi rozšířené individuální výtopny na lehké topné oleje (LTO) byly nahrazovány jinými zdroji, včetně využívání nízkopotenciálního tepla pomocí tepelných čerpadel. K významnému posunu došlo v koncepci automobilů a jejich technického řešení, zejména hnacích jednotek. U nás a obdobně v dalších zemích tehdejšího bloku zemí s plánovaným hospodářstvím se ostří těchto dvou energetických krizí projevilo podstatně méně než v ostatních zemích, protože ropa a zemní plyn byly z tehdejšího Sovětského svazu dodávány sice za světové ceny, nikoliv však okamžitě, ale podle průměru za posledních pět roků. Tato okolnost spolu s těžkopádností plánovitého řízení národního hospodářství vedla k tomu, že u nás a v dalších zemích tohoto typu nebyla provedena technická ani ekonomická opatření pro podstatné zvýšení hospodárnosti při využívání energetických zdrojů v obdobném rozsahu, jako tomu bylo v zemích s tržním hospodářstvím. Mnoho potřebných opatření se začalo realizovat až v devadesátých letech a dodnes se důsledky tohoto zpoždění projevují vyšší energetickou náročností národního hospodářství i bytové sféry a dalších oblastí života společnosti. Úspornými opatřeními se podařilo stabilizovat trh s ropou a snížit cenu ropy přechodně dokonce na 10 až 15 USD/barel. V polovině a na konci devadesátých let se cena ropy opět zvýšila a pohybovala se okolo 25 USD/barel. V souvislosti se zvyšováním také ceny ropy došlo s určitým zpožděním k obdobnému zvyšování ceny zemního plynu. I nadále lze oprávněně očekávat, že vývoj v cenách ropy se bude s určitým zpožděním obdobným způsobem projevovat i na cenách zemního plynu, snad jen s menšími výkyvy. Významnou stránkou této etapy bylo úsilí o zmenšení negativních vlivů energetiky na životní prostředí, které sice bylo nastoupeno již v závěrečném období první etapy, ale teprve v druhé etapě bylo rozvinuto tak, že přineslo velmi zřetelné výsledky. Z počátku šlo především o podstatné zmenšení množství prachu vypouštěného do ovzduší, v další fázi o podstatné zmenšení množství oxidů síry a potom o zmenšení oxidů dusíku vypouštěných s kouřovými a výfukovými plyny do ovzduší. Technická opatření na zmenšení koncentrace prachu, oxidů síry a oxidů dusíku ve spalinách vypouštěných z energetických zařízení do ovzduší byla postupně zdokonalována a zlevňována tak, že tyto problémy lze považovat v zásadě za vyřešené. Naše energetika v tomto období byla založena na dvou základních pilířích:

a) na tuzemském uhlí (ke konci tohoto období dosáhla těžba hnědého uhlí téměř 100 mil. t/r – uvažme zásahy do krajiny v severočeském revíru při skrývkovém poměru 4…7 m3/t a černého uhlí téměř 25 mil. t/r, b) na jaderné energetice, která měla zajistit nejen výrobu podstatné části elektrické energie, ale i tepla, přitom byly vypracovány projekty dopravy velkých výkonů tepla na velké vzdálenosti. TŘETÍ ETAPA: Požadavek „trvale udržitelného rozvoje na Zemi“ se nedaří zvládnout – nové požadavky si vynutily nové přístupy, charakteristika a cesty k řešení nastolených úkolů Požadavek trvale udržitelného rozvoje na Zemi samozřejmě předpokládá co největší úspornost ve spotřebovávání primárních energetických zdrojů (PEZ) a do určité míry se tedy shoduje s požadavky etapy druhé, ale navíc přistupují požadavky na minimalizaci ovlivňování životního prostředí procesy vyvolávanými člověkem. To v souvislosti s opatřováním energie znamená především zásadní zmenšení vypouštěného prachu, oxidů síry, oxidů dusíku a dalších škodlivin do ovzduší. V jiné oblasti jde zejména o zastavení produkce a vypouštění freonů, které významně začaly poškozovat ozonovou vrstvu v atmosféře. Obdobně velmi intenzívní nápravná opatření byla nastoupena v oblasti ochrany vod. Přijímaná opatření byla velmi drahá, ale je možno konstatovat, že bylo dosaženo mnoha pozoruhodných úspěchů, i když k plné spokojenosti je ještě velmi daleko. Za významný mezník této etapy je možno považovat zjištění z přelomu osmdesátých a devadesátých let o zvyšující se intenzitě skleníkového efektu v atmosféře v důsledku rostoucí koncentrace skleníkových plynů v ovzduší (především oxidu uhličitého, metanu a freonů), vedoucí ke zvyšování průměrné globální teploty povrchu Země. Vědeckými pracovišti byl v té době formulován požadavek na zmenšení produkce CO2, jako nezbytný předpoklad k tomu, aby nedošlo k podstatnějšímu zvýšení průměrné globální teploty povrchu Země. Ten byl akceptován na summitu Země v Rio de Janeiro v roce 1992, a aby nedošlo ke zvýšení průměrné globální teploty povrchu Země o více než o l °C, bylo by třeba do roku 2000 udržet produkci CO2 alespoň na úrovni roku 1990, do roku 2005 bylo by třeba tuto produkci snížit o 20 % a do roku 2020 ji dále ještě snížit o 50 %. V následujících úvahách se autor opírá především o publikované studie, závěry a doporučení IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Chance, který byl sestaven v roce 1988 OSN a dalšími světovými organizacemi pro studium klimatických jevů a tento výbor a jeho pracovní skupiny vydávají periodicky velmi kvalifikované studie, závěry a doporučení. Pokud není uvedeno jinak, je v úvahách o budoucnosti časový horizont omezen na konec 21. století. Autor tohoto článku zpracoval v roce 1993 prognózu růstu koncentrace CO2 v atmosféře do roku 2100 pro předpokládaný model zvyšování spotřeby primárních energetických zdrojů a jejich skladbu s promítnutím požadavků summitu Země z roku 1992 [1, 2]. Bylo prokázáno, že k tomu, aby nedošlo ke zvýšení globální teploty více než o 1 °C , je nezbytné splnit alespoň požadavky summitu Země 1992.

nepřesností a nejistot, které budou upřesňovány, a to ještě dlouhou dobu. Protože však jde o věci velmi závažné, které se dotknou života většiny lidí na planetě a současně potřebná opatření budou velmi drahá a jejich realizace si vyžádá dlouhý čas, je třeba pro jejich řešení dosáhnout pokud možno celosvětového koncensu. Myslím, že je zodpovědné vidět problémy snad horší a obtížnější, než se může později ukázat, hlavně však je třeba neztrácet čas. Bohužel od roku 1990 a nejméně od summitu Země v roce 1992 jsme ztratili již příliš mnoho času. Zvyšování koncentrace oxidu uhelnatého v ovzduší není způsobeno jen spalováním fosilních paliv (viz výše), ale plyne i z dalších poznatků a pozorování) a zvyšování teploty povrchu Země není způsobeno jen rostoucí koncentrací oxidu uhličitého. Podstatné zmenšení plochy lesů a nárůst zabetonovaných a jinak přetvořených ploch [na konci 20. století se zpevněné plochy (silnice, města a pod) v rozvinutých zemích zdvojnásobovaly průměrně za 18 roků – není to dnes v souvislosti s explozí automobilizmu ještě rychlejší?] způsobilo změnu odrazivosti povrchu planety. Změna odrazivosti povrchu je způsobena též zmenšováním plochy ledovců a ledového pokrytí Arktidy a Antarktidy. Vzhledem k závažnosti tohoto problému budiž uvedeno příkladně alespoň:

2/2005

1. Některé další faktory ovlivňující koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší a zvyšování průměrné globální teploty zemského povrchu: a) Jedním z nejvýznamnějších faktorů zajišťujících koloběh uhlíku v přírodě je fotosyntéza. Bohužel její významná část – lesy – dnes zaujímá jen zhruba jednu třetinu původní rozlohy lesů na Zemi, což platí i pro naše podmínky, neboť původně bylo pokryto 90 % našeho území lesy a dnes je to jen 30 %. Nejvydatnější část světových lesů – tropické deštné pralesy – ubývá velmi vysokým tempem. V letech 1995 až 1997 bylo jen v Brazílii vykáceno více než 60 000 km2 pralesa, což je plocha značně větší než Čechy. V období 1978 až 1996 bylo zničeno kolem 0,5 mil. km2 amazonského pralesa. Důvodem ničení těchto pralesů je získávání dřeva, vypalování pralesů pro získání půdy a rozsáhlé požáry. Obdobné procesy v ústupu pralesů bohužel probíhají i v jižní Asii, v jižním Pacifiku a v Africe. b) Mezi koncentrací CO2 v atmosféře a ve vodě moří a oceánů je rovnováha. Při změně atmosférické koncentrace CO2 o 10 % se však koncentrace ve vodě změní jen cca o 1 %. Přitom změna se odehrává jen ve vrchních vrstvách (asi 100 m) a výměna se spodními vrstvami probíhá velmi dlouho i staletí. c) Podstatně se rovněž zmenšila intenzita spotřebovávání CO2 při vytváření biomasy, včetně planktonu v mořích a oceánech, protože dochází k jejich stále výraznějšímu znečišťování a odhaduje se, že cca 25 % povrchu moří a oceánů je trvale pokryto ropným filmem, který brání pronikání CO2 do vody. d) Rozpustnost plynů klesá s rostoucí teplotou. Při zvýšení průměrné globální teploty na Zemi se zmenší rozpustnost plynů ve vodě a naopak část rozpuštěných plynů ve vodě se uvolní do atmosféry.


Po pěti letech, po dlouhých jednáních v Kjótu, bylo dohodnuto snížení produkce CO2 průměrně o 5,5 % do roku 2012 vzhledem k roku 1990. Protokol z Kjóta však byl důsledku negativních postojů především USA a Ruska ratifikován v rozsahu potřebném pro nabytí platnosti teprve nedávno po konečné ratifikaci Ruskem. Na druhé straně je třeba si uvědomit , že i plné uplatnění protokolu z Kjóta je pro zabránění nepřijatelnému globálnímu oteplování naprosto nedostatečné. Bohužel již bylo ztraceno mnoho drahocenného času, koncentrace CO2 v atmosféře neklesá, nýbrž stoupá a čím později bude započato s razantním řešením tohoto problému, tím to bude obtížnější a nákladnější. Bohužel ke zvyšování koncentrace CO2 v atmosféře nedochází jen spalováním fosilních paliv. Velmi nepříznivě se projevují další faktory, především úbytek lesů a znečišťování moří a oceánů. Velmi nepříjemnou okolností, která problém zvyšování koncentrace CO2 v atmosféře podstatně ztěžuje, je dlouhodobý výskyt tohoto plynu v ovzduší (až 150 roků). Proto je vytváření CO2 a jeho vypouštění do ovzduší do značné míry aditivní proces, při kterém se bude jeho koncentrace v ovzduší ještě dlouhou dobu zvyšovat i při snížení jeho produkce spalováním fosilních paliv na zlomek dnešní úrovně. Proto i při zcela nereálném scénáři opatřování energie do roku 2100, při kterém by bylo 50 % primárních energetických zdrojů (PEZ) kryto z obnovitelných zdrojů energie (OZE), by koncentrace CO2 v ovzduší ještě dlouhou dobu stoupala – viz dále. Rozborem ledů z velmi silných vrstev bylo zjištěno, že koncetrace oxidu uhličitého v ovzduší v ledových dobách byly asi 200 ppm (v) (ppm = 10 - 6), v teplých obdobích pak asi 225 ppm a na začátku průmyslové revoluce to bylo asi 280 ppm(v). V současné době se tato koncentrace blíží 400 ppm (v). Přitom se odhaduje, že zdvojnásobení koncentrace způsobí zvýšení průměrné globální teploty o 2,5 až 5 °C. Autor již zhruba před 10 lety v této souvislosti vyslovil hypotézu: Zvyšování intenzity skleníkového efektu v ovzduší povede k zvětšení nerovnoměrnosti ohřívání zemského povrchu a k zvětšení intenzity koloběhu vody v přírodě a tudíž k nárůstu extrémů v meteorologických situacích. Bohužel dále uvedené příklady pozorování a zkušenosti vnímavého čtenáře stále více tuto hypotézu potvrzují. Uvedené problémy byly zejména v druhé polovině devadesátých let bagatelizovány představiteli uhelného a ropného průmyslu i politiky, kteří v přijímání potřebných , samozřejmě nikoliv levných opatření viděli nebezpečí ve snižování konkurenceschopnosti příslušných oborů a zemí. To je hlavním důvodem smutné skutečnosti, že v tomto období bylo uděláno pro nezbytné řešení problému tak málo. Přitom velmi mnoho pozorování ukazuje, že intenzita skleníkového efektu vzrůstá a že odhadované zvýšení globální teploty cca o 0,9 °C se již projevuje. Autor tohoto příspěvku sesbíral již mnoho desítek informací, které ukazují na rychlý nástup zvyšující se intenzity skleníkového efektu. Opakovaně se autor postavil na stanovisko předběžné opatrnosti, často též publikované v materiálech IPCC: v modelech opatřování energie v 21. století a v modelech komplexního působení procesů opatřování a užití energie na životní prostředí je pochopitelně dosud velmi mnoho

7

2/2005


2. Některá pozorování dokládající růst průměrné globální teploty.

8

Přes poměrně malé zvýšení průměrné globální teploty od počátku průmyslové éry (asi 0,9 až 1 °C) jsou v posledních desetiletích pozorovány četné důsledky této změny. Je to patrné proto, že velká část uvedeného zvýšení teploty proběhla v posledních 30 až 40 letech (asi 0,6 °C). Jako příklady lze uvést: a) Oblast ledovců v Alpách se posouvá asi o 10 m ročně. V roce 1850 se v Alpách rozkládaly ledovce na ploše 1800 km2 a dnešní rozloha je o více než třetinu menší. Od roku 1850 ztratily ledovce v Alpách zhruba polovinu své hmotnosti a ledovcová skupina Goldberg ve Vysokých Taurách dokonce tři čtvrtiny. b) Průměrná teplota ovzduší v nejvyšší vrstvě atmosféry (do 3000 m) v Rakousku se od poloviny 19. století zvýšila o 1,8 °C. c) V lednu 1995 se v Antarktidě rozlomil ledovec o ploše 2700 až 2900 km2 a o výšce asi 180 m. V únoru 1998 se v Antarktidě odštěpil ledovec o ploše asi 200 km2, který během dvou měsíců roztál. d) Do roku 1954 byl okraj ledu v Antarktidě přibližně na 61,5° jižní zeměpisné šířky, v roce 1974 však již na 64,3° jižní zeměpisné šířky. Posunutí o 2,8° představuje úbytek ledovcového povrchu o 5, 65 mil. km2, tedy téměř o jednu čtvrtinu, a od té doby hranice ledu dále podstatně postoupila. d) Tloušťka ledu v Arktidě se zmenšila o více než třetinu. Podle studie NASA se teplota vody v Severním ledovém oceánu zvyšuje každých 10 let o 1,2 °C. e) Ledovce v Himálaji a v celém světě rychle tají a v posledních 20 až 25 letech se tento proces výrazně urychluje. Velmi významné změny byly zaznamenány na Ajlašce. Z analýzy ledovců v Himálaji vyplynulo, že průměrné teploty v posledních desetiletích byly nejvyšší za celé tisíciletí. f) V Patagonii ztrácejí ledovce asi 42 km3 svého objemu ročně. g) Podle zvětšování šíře letokruhů dochází ke zrychlování růstu stromů (experimentuje i Ústav ekologie krajiny AV ČR v Beskydech). Někteří tažní ptáci přestávají na zimu odlétat. Podstatně četněji se projevuje start druhého vegetačního cyklu v jediném roce (rozkvétání na podzim). h) Od roku 1912 zmizelo z nejvyšší africké hory Kilimandžáro nejméně 75 % sněhu. Vrcholek posvátné japonské hory Fudži (3776 m) má již jen nepatrnou vrstvičku sněhu nebo je bez sněhu. i) Hladina světového oceánu se za posledních 100 let zvýšila asi o 18 cm, zvláště v posledních letech se tento trend zrychloval. Zvýšení hladiny oceánů není způsobeno jen táním ledu, ale též tepelným rozpínáním oceánů (při teplotě blízké 0 °C je velmi malé, ale při 25 °C činí asi 300 ppm (v), takže u vrstvy 100 m to činí zhruba 3 cm/ °C). j) Mimořádně silný byl v letech 1997 až 1998 v Pacifiku jev známý jako El Niňo, potom následovala rovněž silná La Niňa a očekává se zesílení těchto jevů v dalších letech. Zvětšuje se četnost a intenzita hurikánů v Karibské oblasti a v blízkosti jižního Japonska.

k) Mimořádná horka v roce 2002 způsobila jen v Evropě nejméně 35 000 úmrtí. Hranice tzv. tropických nemocí se na severní polokouli posouvá k severu. Nejsou záplavy v Čechách a v sousedních zemích v roce 2002 a katastrofální zničení podtatranských lesů v listopadu 2004 také důsledkem těchto procesů?

3. Některé očekávatelné důsledky zvýšení intenzity skleníkového efektu. a) Zvýšení globální teploty povede k zvýšení odparu z řek, moří a oceánů, čímž se zvýší koncentrace vodní páry v ovzduší a následně i intenzita skleníkového efektu. b) Větší odpor proti vyzařování ze zemského povrchu do kosmu, způsobující zvýšení globální teploty Země, povede k zvětšení nerovnoměrnosti v ohřívání zemského povrchu, k zvětšení intenzity koloběhu vody v přírodě a bude příčinou podstatně extrémnějších meteorologických situací. c) Zvýšení teploty zemského povrchu bude velmi nerovnoměrné a v některých oblastech paradoxně může dojít i k podstatnému ochlazení. Takovým místem by mohla být severozápadní Evropa (ochlazení až o 5 °C), dosud výrazně oteplovaná Golfským proudem, který by se pravděpodobně odklonil od Evropy. d) Rozsáhlá území budou zaplavena moři a oceány – do roku 2100 se očekává zvýšení hladiny o 0,88 m. e) Změna klimatu povede k velkým změnám v rostlinné a živočišné říši. f) Analyzované mechanizmy zvyšování teploty zemského povrchu ukazují, že tento proces bude rychlejší než zvyšování koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší. g) Globální oteplování může vyvolat i větší intenzitu a četnost zemětřesení (tání ledovců, změny v rozloze a tvaru moří a oceánů způsobí změny v rozložení tlaků na zemské kry). h) Na našem území lze očekávat střídavé projevy vlivu ochlazování a vlhka ze severozápadu Evropy a horka a sucha postupujícího z jihu.V roce 2075 se na našem území očekává v létě teplota asi o 6 °C vyšší a v zimě asi o 3 °C vyšší. Srážky v zimě o 20…30 % větší a v létě o 10 % menší. Teploty nad 40 °C v létě budou běžné. Rovnováha na planetě Země je tedy velmi křehká a člověk v poslední době uvolnil síly a způsobil změny, které mohou tuto rovnováhu velmi silně porušit, což může mít pro život živočišného druhu Homo sapiens nedozírné důsledky. V této souvislosti autor vyslovil již před zhruba deseti léty hypotézu: Limitujícím faktorem při opatřování energie nebude vyčerpání světových zásob fosilních paliv, nýbrž ovlivňování složení atmosféry Země těžbou a spalováním fosilních paliv. Dnes je možné tuto hypotézu rozšířit tak, že se netýká jen atmosféry, ale komplexně veškerých podmínek na Zemi. Zásadní obrat a snížení příspěvku ke zvětšování intenzity skleníkového efektu na globální oteplování planety může přinést snížení produkce oxidu uhličitého při spalování fosilních paliv v řádech miliard až desítek miliard tun CO2 ročně. Dosažení tohoto cíle je tedy ekonomicky nesmírně náročné a efektivní mohou být především takové technologie, které při minimálních investičních nákladech přinesou maximální efekt.

V uplynulých letech byl význam OZE a jejich schopnost řešit a dokonce vyřešit diskutované problémy naprosto nesmyslně, bez elementární znalosti věci a nezodpovědně přeceněn a nepříznivé, a to velmi nepříznivé důsledky bude sklízet lidský rod na této planetě v příštích desetiletích. Nejde jen o ztrátu 5 až 10 let, ale i o promrhané prostředky, které mohly být využity pro skutečně reálné a zodpovědné řešení těchto problémů. První důsledky se již objevují, protože velké energetické společnosti avizují pro příští léta zdražování energií a zdůvodňují to (reálně a věrohodně) zklamáním z OZE a nutností investovat do jiných technologií.

V druhém období (od konce devadesátých let dosud) nastoupila euforie z obnovitelných zdrojů energie (OZE): voda, vítr, sluneční energie, biomasa, dokonce i u nás geotermální energie atd. Pro OZE je charakteristické, že jejich potenciál a efektivnost využití velmi podstatně závisí na místních podmínkách a bezhlavé přenášení výsledků z využívání některého druhu OZE a některé oblasti jinam je velmi zrádné a nezod4. Snad nastupující etapa vývoje energetiky – pokus povědné. Obecně však je třeba říci, že rozvíjení OZE je velmi o představu o jejím charakteru a možných důsledžádoucí všude tam, kde vykazuje srovnatelnou efektivnost cích a nejjednodušší náznaky některých řešení. s jinými technologiemi na úsporu fosilních paliv (viz tab. 2) tak, aby z disponibilního objemu finančních prostředků bylo O nastupující etapě je možné si udělat jen hrubé představy dosaženo co největšího souhrnného efektu. vyplývající z dosavadních tendencí, očekávatelných problémů V našich podmínkách se ve vodních elektrárnách velkých a podmínek pro jejich řešení. i nejmenších vyrábí cca 3…3,5 % elektrické energie, což Nepochybně budou pokračovat snahy po snižování produkpředstavuje asi 1 % PEZ, a tento potenciál je v podstatě již ce CO2 u elektráren na fosilní paliva cestou nastoupenou již vyčerpán (tím nelze zpochybňovat velký význam vodních v prvním období předchozí etapy – zvyšování účinnosti: elektráren v elektrizační soustavě - tato okolnost vedla k velmi a) u parních elektráren dalším zvyšováním stavů vstupní páry do nákladné stavbě dvou přečerpávacích vodních elektráren). turbíny a zpravidla dvojím přihříváním páry na superkritické Efektivnost tolik veřejnosti prezentovaných větrných eleka ultrasuperkritické stavy např. 30 MPa/600/620 °C, nebo tráren nepotřebuje komentáře po nahlédnutí do tab. 2. Ještě dokonce na 35 MPa/700/720 °C, velmi podrobným promenší význam mohou mít fotovoltaické elektrárny. pracováním regenerace tepla, zlepšením termodynamické účinnosti turbíny a dalšími opatřeními bude možné dosáhV přístupových jednáních o vstupu ČR do EU však bylo nout u uhelných elektráren účinnosti až 50 %, z naší strany stvrzeno, že do roku 2010 dosáhne výroba elektřiny z OZE 8 % z celkové výroby elektřiny. Pro splnění b) dalším rozvíjením paroplynových elektráren cestou zvytohoto úkolu je tedy třeba dosáhnout do roku 2010 výroby šování účinnosti plynové turbíny zvyšováním teploty před cca 4,5 % elektrické energie z biomasy, protože jiný vý- Tab. 1 Uhlíkatá paliva a měrná produkce CO2 znamnější OZE u nás není palivo uhlík černé uhlí hnědé uhlí zemní ropa k dispozici. To je samozřejplyn mě motivováno výkupními cenami elektřiny z OZE, a proto v ČR nastal boj voda v palivu 0 0,01…0,12…0,25 0,20…0,32…0,45 0 0 o biomasu. [kg/kg] Obecně se však stále více prosazuje názor, že popeloviny v palivu 0 0,03…0,12…0,20 0,05…0,12…0,20 0 0 OZE je třeba využívat v co [kg/kg] největší míře, ale touto cestou nelze vyřešit prouhlík v hořlavině 1 0,72…0,82…0,92 0,64…0,70…0,77 0,75 0,85 blém, který před lidstvem [kg/kg] stojí. Podle jednoho scénáře WEC (World Energy Conference), který předpokláuhlík v palivu 1 0,45…0,62…0,79 0,22…0,39…0,58 0,75 0,85 [kg/kg] dá naprosto nedosažitelné 50 % pokrývání energetických potřeb pomocí OZE, výhřevnost 33,9 20,8…24,3…30,7 11,2…17,9…24,0 46,1 41,0 koncentrace CO2 v ovzduší [MJ/kg] stoupá do roku 2040…2050 [1]. Proto se hledají nové měrná produkce CO2 3,67 1,66…2,29…2,89 0,82…1,44…2,12 2,75 3,12 postupy a cesty pro zmen[kgCO2 /kg gpal] šení produkce a vypouštění CO2 do ovzduší, ale toto by mělo charakterizovat již měrná produkce CO2 108,3 80,0…94,1…98,1 72,0…80,4…88,4 59,7 76,1 [kgCO2 /GJ] další (čtvrtou) etapu vývoje energetiky.

2/2005


V prvním období (zhruba první dvě třetiny devadesátých let) této etapy převládala elementární a zdánlivě nejjednodušší doporučení k řešení problémů: především zvýšení účinnosti elektráren na fosilní paliva všemi technickými disponibilními prostředky a zde to vedlo k velkému rozvoji a rozšíření paroplynových elektráren, využívání paliv s nižším podílem uhlíku (viz tab. 1).

9


2/2005

10

turbínou a stlačením v kompresoru, případně dvojím přívodem tepla do cyklu a tím podstatným zlepšením podmínek pro parní cyklus a jeho účinnost takových elektráren se bude blížit 70 %, c) při spalování zemního nebo obdobného plynu se bude dále využívat nižšího podílu uhlíku v palivu (viz tab. l), nevýhodou však je, že teplo v zemním plynu v porovnání s uhlím je již dnes (2…3) – krát dražší a v průběhu příštích desetiletí se bude s největší pravděpodobností tento poměr dále zvyšovat. Velmi podstatnou roli bude sehrávat jaderná energetika, která stojí před svojí renesancí. Již dnes je ve vývoji nejméně 100 nových konceptů jaderných reaktorů od nejmenších výkonů až po výkony elektrárenských bloků 1500 a více MW a nejrůznějšího určení (od miniaturních jaderných výtopen přes vysokoteplotní reaktory, včetně reaktorů s rychlými neutrony). K tomu je však potřebné konečně překonat černobylský komplex a snažit se vidět věci reálně, komplexně a ve prospěch dlouhodobého přežití lidského rodu na této planetě. Dále se velmi intenzivně začínají zkoumat technologie na zachycování CO2 ze spalin vzniklých spalováním fosilních paliv, především uhlí, v takové míře, že po dvou předchozích široce aplikovaných technologiích zaměřených na čištění spalin před jejich vypouštěním do ovzduší, desulphurizaci a denitrifikaci, lze očekávat další etapu v této oblasti – dekarbonizaci. První úlohou v tomto procesu je zachycení oxidu uhličitého ze spalin. Je však třeba si uvědomit, že k tomu, aby tato opatření splnila potřebným způsobem svůj úkol, by bylo nutné zachytit miliardy tun oxidu uhličitého ročně. Vedle vypírek spalin různými chemikáliemi za vzniku použitelných nebo nepoužitelných produktů by bylo možné použít i fyzikální procesy, jako je např. adsorpce a absorpce. Dosti frekventované jsou informace o vhodném použití pro tento účel molekulárních sít. Slabinou těchto postupů je jednak ohromné objemové množství spalin, které je nutné podrobit procesu, jednak nízká koncentrace CO2 ve spalinách při spalování paliva v proudu vzduchu – zhruba 10…20 % vzhledem k podílu dusíku ve vzduchu a k obsahu uhlíku v palivu. Proto se hledají cesty k odstranění těchto nedostatků a jedním z teoretických možných řešení je spalování fosilního paliva

v proudu kyslíku. Pak by spaliny z fosilních paliv obsahovaly v podstatě jen CO2 a vodní páru (a nepatrné koncentrace z některých příměsí v palivu). Modifikací tohoto procesu je tlakové zplynění tuhého fosilního paliva (uhlí) v proudu kyslíku, případně i vodní páry a tím rovněž zmenšení objemu média, z něhož je třeba CO2 separovat. Tyto procesy by si však vyžádaly ohromná množství kyslíku, který lze získat ze vzduchu buď energeticky velmi náročnými kryogenními procesy, nebo opět pomocí molekulárních sít. Tato síta však pracují z elementárních fyzikálních důvodů tím efektivněji, čím vyšší teplotu má separované médium. Je evidentní, že aplikování těchto separačních metod je energeticky velmi náročné a neobejde se bez podstatného zvýšení vlastní spotřeby energie v průběhu energetických transformací z primární formy. Tato spotřeba energie může činit až 30 % a to by nakonec opět zvyšovalo spotřebu fosilních paliv. Zdá se, že problému vlastní separace je věnována velká pozornost, a obecně si lze představit, že bude nalezeno nějaké řešení, případně i více řešení, více či méně vyhovujících kladeným požadavkům a ekonomicky snad i přijatelných. Bohužel v této fázi přichází onen známý nerudovský problém: Kam s ním? Tento problém je však o mnoho řádů větší, protože nejde o jeden slamník, ale jde o miliardy tun CO2 ročně v této čisté formě nebo ve formě nějakých (nezbytně stabilních) sloučenin. Některá principiální řešení jsou evidentní a takové návrhy se i v literatuře objevují, např. vhánění separací získaného CO2 do podzemí do vytěžených ložisek zemního plynu. Totéž by bylo možné u vytěžených podzemních ložisek uhlí, ale musela by se tato ložiska velmi spolehlivě utěsnit. Podle jiných návrhů by bylo možno CO2 v tuhé formě (tzv. suchý led) ukládat ve vytěžených solných dolech. Toto by bylo samozřejmě možné i ve vytěžených uhelných a rudných dolech, ale muselo by být nějakou formou zabráněno uvolňování CO2 v plynné formě a jeho úniku. Z uvedeného stručného rozboru je patrné, že pro uložení dekarbonizací získaného oxidu uhličitého dosud nebylo ani v náznacích nalezeno řešení, které by mohlo být přijatelné z hlediska energetického, ekonomického, ale především z hlediska kapacitního (miliardy tun ročně). Jinou cestou je nikoliv ukládání CO2, ale rozložení na uhlík a kyslík. Docházelo by Tab. 2 Srovnání technologií na úsporu fosilních paliv podle měrné energetické a ekonomické efektivnosti tak vlastně k regenera(měrné úspory za rok vztažené na jednotku vynaložených investic) ci jak uhlíku z paliva, tak kyslíku z ovzduší a obě tyto látky by byly Technologie měrná úspora [kg mp/r.kKč] jen transportními médii. Rozklad oxidu uhličitého jaderná elektrárna (JETE) 56 je však energeticky velnasazení měřicí a regulační techniky ve vytápěcích systémech 50…60 mi náročná endotermní (6)…28…40…(100*) kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET) reakce. Bohužel na planetě Zemi dosud není zateplení vytápěných obytných a obdobných stavebních objektů (**) 12…20 k dispozici jiný nefosilní 2…65 elektrárny, teplárny a výtopny na biomasu zdroj energie, dostatečně přídavné spalování biomasy v uhelném kotli parní elektrárny (*) 170…350 masivní v potřebné husnahrazení starších uhelných elektráren novými elektrárnami totě (sluneční energii lze s nadkritickými stavy páry 2,5… 20 jednoznačně vzhledem větrné elektrárny v ČR 5….9 k hustotě energetického fotovoltaické elektrárny v ČR 0,6…2 toku vyloučit), než je jaderná energie. A tím se dostáváme znovu * - platí pro rekonstrukce a modernizace stávajících tepláren, při nichž se dále využívá větší část stávajícího zařízení a objektů k nezastupitelné úloze ** - polovina vynaložené investice započtena na úsporu energie, druhá polovina na zlepšení úrovně a vzhledu domu

Literatura [1] Kadrnožka, J.: Prognóza růstu koncentrace CO2 v ovzduší a rozbor opatření pro zabránění zvyšování intenzity skleníkového efektu. Zpráva VUT- KTJEZ – 0373/93. [2] Kadrnožka, J.: CO2 – a new Global Problem of the Humanity. Pittsburgh Coal Conference Proceedings „Coal – Energy and Environment“, Sept. 12 - 16, 1994, p. 1587 - 1591. [3] Bradley, R, L. jr.: Climat Alarmism reco vydal The Institute of Economic Affairs c. žka, CS Kadrno (IEA) 2003, české vydání VŠB roslav ké v Brně Ja . g Prof. In čení technic rství – Technická univerzita Ostrava, 2004. ný éu o inže Vysok o strojníh 5 Fakulta á, 616 69 Brn 541 143 34 k ic fax: z , c 3 r. 7 Techn tb 5 u 1 142 .fme.v tel.: 54 adrnozka@eu k e-mail:

2/2005

Americká politika v oblasti zemního plynu Americká národní petrolejářská rada (NPC) uveřejnila dva scénáře k zajištění soběstačnosti země na dodávkách zemního plynu. Zpráva analyzuje nabídku a poptávku a infrastrukturu pro zemní plyn v USA v blízké, střední a vzdálenější budoucnosti (do roku 2025). Cílem vypracovaných doporučení je zachovat kritické výhody zemního plynu pro ekonomiku a životní prostředí Severní Ameriky. Analýza dochází k závěru, že současné vyšší ceny zemního plynu jsou výsledkem posunu v rovnováze mezi nabídkou a poptávkou. Uvádí se v ní, že se Severní Amerika blíží k období, kdy již nebude soběstačná v uspokojování rostoucí spotřeby zemního plynu, protože produkce z tradičních zásob USA a Kanady již dosáhla svého vrcholu. Podle NPC spočívá řešení ve zvýšení energetické účinnosti a úsporných opatřeních, ve využívání alternativních energetických zdrojů pro průmyslové spotřebitele a výrobu elektřiny, včetně obnovitelných zdrojů, ve využívání zásob zemního plynu z dříve nedostupných oblastí USA, v dovozu zkapalněného zemního plynu a zemního plynu z arktických oblastí. K tomu musí být překonána místní opozice proti výstavbě nových terminálů zkapalněného zemního plynu a musí být vypracovány efektivní procesy umožňující zvýšený rozsah vr tacích a průzkumných prací v Rocky Mountains. Ve zprávě se dále uvádí, že regulační bariér y týkající se dlouhodobých smluv na dopravu a skladování plynu brzdí investice do infrastruktur y. Předpokládá se, že tyto investice musí být v průměru 8 miliard USD za rok, aby byla udržena spolehlivost existující infrastruktury. Mezi neurčitosti ovlivňující rovnováhu mezi nabídkou a poptávkou patří počasí, ekonomický růst a regulace v oblasti emisí oxidu uhličitého. (Power Engineering, 2003, č. 11, s. 48)

Kogenerace jako prostředek ke snížení výpadků elektřiny v USA Při vyšetřování příčin výpadků elektřiny v létě 2003 v USA a Kanadě ve výboru Kongresu pro energii a obchod konstatoval výkonný ředitel Asociace kombinované výroby tepla a elektřiny USA (US CHPA), že kogenerace může nejlépe přispět ke snížení pravděpodobnosti příštích výpadků elektřiny. V minulosti představovala kombinovaná výroba elektřiny a tepla v USA daleko větší podíl, než je tomu dnes (v roce 1940 to bylo 20 %, nyní jen 8 %). Širší využívání kogenerace má potenciál vyplnit mezeru vytvořenou nedostatečnou kapacitou přenosové sítě a nedostatkem výroby elektřiny. Při svém založení v roce 1999 si Asociace US CHPA dala za cíl zdvojnásobit do roku 2010 kapacitu kogeneračních elektráren ze 46 GWe v roce 1998 na 92 GWe. Podle poradenské firmy Energy and Environmental Analysis činil v roce 2002 výkon těchto elektráren již 77 GWe. (Power Engineering, 2004, č. 3, s. 50)


jaderné energie pro příští desetiletí na Zemi, alespoň z pozice dnešních znalostí. Protože realizovat potřebná opatření je třeba rychle (mnoho věcí již mělo být dávno uděláno a ztracený čas bude draze zaplacen), musíme vycházet z dnešních disponibilních znalostí. S jadernou energií získanou syntézou lehkých jader (deuteria, tritia) nebude možné ještě velmi dlouho počítat. I když lze očekávat, že ohromné pracovní úsilí a vynaložené prostředky se brzy projeví uskutečněním aspoň laboratorní a velmi krátkodobě řízené termonukleární reakce, k reálnému převedení do technické realizace (termonukleární reakce proběhne při teplotách řádově milionů °C) a k masovému nasazení je velmi, velmi daleko. Závěrem této části je možné konstatovat, že v opatřování energie stojí před lidstvem velmi mnoho neobvykle obtížných problémů, mnoho věcí je dosud nejasných a těžko předvídatelných, ale určitě je třeba počítat s tím, že cena energie bude velmi vysoká.

11

2/2005

Perspektivní energetické plodiny

a jejich význam

Vlasta Petříková Pro zajištění až 8 % energie z alternativních zdrojů do r. 2010 dle indikativních cílů České republiky je nezbytné důsledné využívání biomasy nejen z odpadních hmot a vedlejších produktů, ale téměř z 50% záměřeně pěstovaných energetických rostlin, zvláště bylin. Toto pěstování je podporováno Ministerstvem zemědělství (2000 Kč/ha), neboť se jedná o zcela nový program nepotravinářské produkce. Biomasa takto vypěstovaná je ale dražší než biomasa z odpadních hmot (i když je řádově levnější než z rychle rostoucích dřevin). Je proto nezbytné, aby byla podpořena též z resortu průmyslu, kde tuto biomasu využívají jako zdroj energie obdobně jako ostatní energetické zdroje (např. uhlí). Význam pěstování energetických rostlin spočívá vedle vlastního energetického zdroje také v ekologických i sociálních aspektech. Biomasa je energie obnovitelná, která nepřispívá k dalšímu zvyšování CO2 v ovzduší a omezuje tak nepříznivý vliv skleníkového efektu. Ten se začíná projevovat již zřetelně i v ČR, kde se zvýšila průměrná teplota ovzduší za posledních 82 let o celé 2 °C a výrazně se zvýšily škody vyplacené pojišťovnami za živelné pohromy. „Pěstování energie“ umožní efektivní využití orné půdy, které je v ČR téměř 500 tis. ha a která není nezbytná pro výrobu potravin. Důsledně obdělané pozemky nejsou pak zaplevelené a přispívají ke kulturnosti krajiny. Rozšíření sortimentu energetických plodin je rovněž v zájmu biodiverzity rostlinných druhů, což je i přínosem k ekologické stabilitě přírodního prostředí. Víceleté a vytrvalé energetické plodiny, zejména plodina Uteuša (Rumex OK 2), mají navíc protierozní vlastnosti, neboť udržují pozemek po celý rok pod vegetací a lze je tak využít i místo zatravňování. Pěstování, zpracování a přeprava energetické biomasy je zdrojem celé řady nových pracovních příležitostí, což má nesporný vliv na zlepšení sociálních podmínek zvláště v okrajových regionech s vysokou nezaměstnaností. Fytoenergetika umožní vznik nových průmyslových odvětví, což přispěje i k rovnoměrnému rozvoji ekonomiky v jednotlivých regionech.

VÝZNAM BIOMASY PRO ENERGII A EKOLOGII


Význam energetické biomasy se v poslední době stále zvyšuje. Tradiční fosilní zdroje jsou limitovány, neboť jsou vyčerpatelné a jejich intenzivní využívání nepřispívá k trvale udržitelnému rozvoji na Zemi. Nejdůležitější ze všech zdrojů obnovitelné energie je právě biomasa, protože zaujímá až 75 % v rámci všech obnovitelných zdrojů (voda, vítr, solární energie apod.). Její výhodou je i to, že ji lze „konzervovat“ – může se usušit, uskladnit a použít v době, kdy je potřeba. Zdrojem biomasy jsou nejen odpadní hmoty, ale je nezbytné ji získávat rovněž záměrným pěstováním vhodných druhů rostlin.

12

Pěstování energetických plodin nemusí přitom spočívat jen ve významu získávání energie. Je to pouze jedna z důležitých forem hledání nových přírodních zdrojů, což má mnohem širší a závažnější souvislosti. Je to otázka vlastního přežití celé naší planety, která musí řešit 3 současné velmi akutní problémy: 1. zajistit výživu pro přelidněnou Zemi, 2. najít náhradu za fosilní zdroje energie, 3. udržet přijatelné životní prostředí bez zásadních změn klimatu.

°C

Graf č. 1

Všechny 3 aspekty přitom potřebují současně rozvíjet ekonomiku na vysoké úrovni. Pokud se řeší jednotlivé oblasti samostatně, vznikají tak zcela protichůdné tlaky, což plodí nejen dilema, ale protože se jedná o problémy 3, je to složité trilema. Velmi výstižně na to upozornil již v r. 1995 YODA ve své přesvědčivé publikaci s příznačným názvem -TRILEMA. Bohužel zastánci jednotlivých výše zmíněných oblastí zájmů nejsou většinou ochotni tyto souvislosti vnímat a hledat tak řešení společně. Např. hrozba skleníkového efektu není stále ještě brána všeobecně v úvahu a spoléhá se na to, že tyto problémy jsou velmi vzdálené. Trvalo celých 7 let, než známý Kjótský protokol konečně letos podepsalo Rusko a kdy tedy bude již platný. Chybí však podpis stále ještě největšího znečišťovatele, jakým jsou např. USA. Přitom hrozba globální změny klimatu se začíná projevovat stále zřetelněji, a to nejen neobvykle častými a velmi intenzivními hurikány a tajfuny ve vzdálených zemích, ale i u nás. Lze to demonstrovat např. na extrémních rozdílech průběhu počasí v r. 2002 s rozsáhlými záplavami a bezprostředně nato v r. 2003 s extrémním suchem. Názorný je i nárůst průměrných ročních teplot, které se podle údajů HMÚ zvýšily za posledních 82 let (od r. 1921 do r. 2002) o celé 2 °C (Petříková 2004), viz graf 1, a také se zvýšily náklady na úhradu škod za živelné pohromy, vyplacené Asociací českých pojišťoven (2004). Souvislost mezi intenzitou spotřeby fosilních paliv a skleníkovým efektem dokládá především světová statistika. Bylo totiž prokázáno, že při stoupající spotřebě fosilních paliv a v důsledku toho rostoucím zatížení ovzduší skleníkovými plyny vzrůstá průměrná teplota ovzduší na celé planetě. Důsledek těchto vlivů se ale projevuje se značným opožděním, a to výskytem živelných katastrof. Tuto skutečnost dobře vyjadřují náklady pojistných událostí: zatímco výše uvedené hodnoty vzrůstají během 20 let (od r. 1970) téměř plynule,

Využití pěstovaných energetických plodin má ale nejpřímější význam jako konkrétní obnovitelný zdroj energie. Pro ČR je pro zajištění indikativních cílů energie z biomasy v r. 2010 potřeba téměř z celé poloviny získat biomasu záměrným pěstováním. Vyplývá to z výpočtů CZ Biom z r. 2003, jak je zřejmé z připojeného přehledu: druh biomasy

náklady za živelné pohromy začaly prudce vzrůstat až od r. 1990, kdy se za pouhých 8 následujících let zvýšily desateronásobně (Worldwatch Institute 2002). Následující období zmíněných statistik nemám zatím k disposici, ale nastalý trend by se zcela jistě v uvedených údajích potvrdil. Celou složitou problematiku zmíněného trilema je třeba řešit souběžně a podle jednotlivých oborů ji kompletovat jako kamínky do mozaiky. Využívání biomasy pro energii je jedním z významných příspěvků k řešení tohoto obrovského problému. Jednou z konkrétních možností, jak přispět k omezení skleníkových plynů, je zajistit co nejvíce ploch pod intenzivní vegetací, která dokáže přebytek CO2 z ovzduší odčerpávat pro své fotosyntetické procesy. Vhodnými plodinami jsou proto i energetické plodiny, zvláště vysoce vzrůstné a takové, které vytváří intenzivní zelený pokryv po celý vegetační rok. Pěstování energetických rostlin má rovněž přímý význam pro zemědělce, neboť jim nabízí zcela nový netradiční program. Jedná se o nepotravinářskou produkci, která tak nemusí čelit ostré konkurenci na přetíženém trhu s potravinami. Důležité je i to, že je v ČR v současné době cca 1 milion ha půdy (orné + louky a pastviny), která není potřebná pro zajištění potravin, a tak se na těchto plochách mohou pěstovat plodiny nepotravinářské. Důsledné a účelné obdělání veškeré půdy, která pak nebude zaplevelená, přispěje k zachování celkového pěkného vzhledu krajiny a lepšího životního prostředí. Zavedením dalších netradičních druhů rostlin, jakými jsou většinou energetické plodiny, se zároveň posílí druhová biodiverzita, což přispívá rovněž ke stabilitě ekosystémů. Víceleté a zejména vytrvalé druhy energetických rostlin mají navíc význam protierozní. Např. energetická plodina Uteuša (Rumex OK 2) začíná po letní sklizni brzy nově obrůstat, takže začátkem srpna bývá zpravidla již pole opět zelené. Na rozdíl od běžných zemědělských plodin, kdy je po orbě půda vystavena půdní a větrné erozi, je po sklizni Rumexu toto nebezpečí zcela vyloučeno. Je to tudíž ideální protierozní plodina, protože dokáže po celý rok a po celou dobu trvání porostů (cca zmíněných 10 let) udržet pozemek pod plnou vegetací, stále zelený. Plně se tak vyrovná travním porostům, které jsou dosud doporučovány jako výhradní protierozní opatření. Oproti tradičnímu zatravňování má energetický Rumex další významnou výhodu a to ve sklizené biomase. Zatímco po posekání travních porostů jsou často problémy, jak trávu využít (někdy bývá dokonce obtížným odpadem), energetická biomasa je kvalitní obnovitelný zdroj energie, který je v současné době dokonce nedostatkový. Po zavedení „spoluspalování“ biomasy s uhlím bude jistě energetická biomasa vyžadována a vykupována bez problémů v nejrůznějších formách.

teplo

elektřina

PJ

PJ

GWh

dřevo a dřevní odpad

24

33,1

25,2

427

sláma obilnin a olejnin

11,7

15,7

11,9

224

energetické rostliny

47,1

63

47,7

945

bioplyn

16,3

21,8

15,6

535

133,6

100,4

2231

celkem

100

Zdrojem energetické biomasy jsou nejvýhodnější vedlejší produkty, jako je např. sláma nebo dřevní a lesní odpady. V současné době nejsou však v ČR ještě důsledně všechny odpadní zdroje využívány ke všeobecné škodě celého programu „fytoenergetiky“. V zájmu nezbytného rozvoje tohoto nového odvětví je třeba naučit se efektivně využívat nejen zdroje odpadní, ale rovněž pěstovat netradiční plodiny s cílem záměrné produkce energetické biomasy a tyto programy pro zemědělce důsledně podporovat.

PĚSTOVÁNÍ ENERGETICKÝCH PLODIN Pěstováním energetických rostlin, resp. rostlin bylinného charakteru, se zabývám již více než 15 let, a to jak v pokusech (např. Petříková V. at all. 1996), tak v poslední době při ověřování v provozních podmínkách (např. Petříková V. 2002, Petříková V. 2003 a další). V rámci Výzkumného ústavu rostlinné výroby jsme vyzkoušeli za tu dobu celou řadu nejrůznějších druhů, jejichž výběr se řídil především vysokými výnosy a možností relativně snadné úpravy pro energetické využívání. Jednou z prvých plodin byla tzv. sloní tráva – Miscanthus, kterou již v 80. letech doporučovali

Miskanthus - Bavorsko


Graf č. 2

z toho

celkem v%

2/2005

13

14

2/2005

Sveřep

Obdobně, jako je zatím rozpracováno pěstování energetického šťovíku, je třeba přistoupit i k provoznímu ověřování ostatních druhů vytrvalých energetických rostlin (viz uvedený seznam). Toto ověřování je ale velmi náročné jak organizačně, tak finančně. V zájmu žádoucího zásadního rozvoje fytoenergetiky je však nutné zajistit dostatek biomasy i z těchto zdrojů. Je proto potěšitelné, že máme v současné době příslib určité podpory z MZe k zahájení tohoto provozního ověřování pro další cca 3 plodiny. Pěstování energetické biomasy je navíc nová šance pro zemědělce, kteří tak mohou pěstovat netradiční plodiny s nepotravinářskou produkcí a se zajištěným odbytem. Biomasa ze záměrného pěstování plodin výhradně pro energii je ale dražší než biomasa odpadní. Je proto nezbytné, aby takto získaná biomasa byla podpořena též z resortu průmyslu, kde tuto biomasu využívají jako zdroj energie obdobně jako ostatní energetické zdroje (např. uhlí). Literatura 1. HOSTÝNEK J. (2004): Průměrné roční teploty v ČR od r. 1921 do r. 2002. Písemné sdělení, 2004 . 2. PETŘÍKOVÁ V. – VÁŇA J. – USTAK S. (1996): Pěstování a využití technických a energetických plodin na rekultivovaných pozemcích. Metodiky pro zemědělskou praxi č. 17, 24 stran, ÚVTIZ Praha,1996. 3. PETŘÍKOVÁ V. (2002): Zkušenosti z provozního pěstování energetického šťovíku. Sborník: Energetické a průmyslové rostliny VIII, s. 25 – 30, Chomutov 2002. 4. PETŘÍKOVÁ V. (2003): Pěstování energetických rostlin a jejich využití. Alternativní energie VI, č. 5, 2003, s. 24 – 26. 5. YODA (1995) Trilema 6. Energy and the Climate (2000): Worldwatch Institute, Spring 2000. 7. Náhrada škod za živelné pohromy v ČR (2004): Asociace českých pojišťoven, ú c. Písemné sdělení. vá, DrS masu bio tříko sta Pe žení pro Ing. Vla – České sdru CZ Biom 507 yně ká Drnovs Praha 6 – Ruz 169 00 356 940 y.cz 3 tel.: 23 etrikova@voln vp email:


přibližně od 6 do 10 t/ha. Provozní porost energetické plodiny Rumex OK 2 byl založen poprvé v ČR v roce 2000 na ploše 22 ha a v r. 2005 je tedy již v šestém roce vegetace. V současné době se v celé ČR osevní plochy této energetické plodiny blíží k cca 1000 ha. Veškeré oseté plochy jsou sledovány a získané zkušenosti jsou průběžně hodnoceny. Získání těchto výsledků a provozních zkušeností nám umožňuje efektivní spolupráce se soukromou firmou Dibaq a. s. (resp. Fytena s. r. o). Pro obecné doporučení pěstitelům je přitom prověření výsledků z výzkumu v provozu naprosto nezbytné. V současné době je k dispozici již řada zkušeností, ale je nutné je dále doplňovat a zdokonalovat, aby se dařilo zajišťovat spolehlivě výnosy suché hmoty kolem 10 t/ha, pokud možno na všech pěstitelských stanovištích. Vytrvalost této plodiny v provozních podmínkách zatím odhadujeme na cca 8 -10 let, avšak není vyloučeno, že se na některých pozemcích udrží déle (snad i 20 let, jak deklarují autoři odrůdy z Ukrajiny). V průběhu sledování provozních ploch plodiny Uteuša byla potvrzena především vysoká vitalita této plodiny, která se projevuje velmi raným obrůstáním. Zpravidla již v polovině dubna vytváří růžice přízemních listů a spolehlivě tak kryje povrch půdy. Koncem dubna pak začne rychle vytvářet plodonosné odnože, které ke konci května dorůstají až do výšky 1,8 – 2,5 m. Rumex dozrává v prvé dekádě července, kdy se pro energetické účely sklízí celá nadzemní hmota této plodiny, včetně semene, které zvyšuje výhřevnost sklizené biomasy. Krmný šťovík – Rumex OK 2 je řádná zemědělská plodina a je nutné jej přísně odlišovat od známých plevelných druhů. Bohužel stále ještě u nás převládají obavy z jeho nekontrolovatelného šíření. Šlechtitelé z Akademie věd z Kyjeva již tyto obavy vyloučili a v několika bodech nám popsali své průkazné výsledky. Jedním z bodů, které dokazují ušlechtilost této plodiny, je její neschopnost odolávat konkurenci jiných druhů rostlin. Bylo to potvrzeno v pokusech, když byl Rumex OK 2 vyséván ve směsi s vojtěškou a různými druhy trav. Po vysetí šťovík dobře vzešel, ale ve 3. roce vegetace šťovík z porostu zcela zmizel a zůstala pouze jednoduchá vojtěškotrávní směs. Tyto výsledky jsou dokladem toho, že se šťovík nemůže samovolně šířit, protože jej ostatní druhy rostlin jednoznačně potlačí. Tento výsledek byl u nás plně potvrzen, a to zcela náhodným „pokusem“. Dodatečně bylo totiž zjištěno, že určitá část 22 ha pozemku, kde byl Rumex zaset již v r. 2000, náleží k přilehlému lesu. Na jaře r. 2003 byla proto tato část pozemku oddělena a oplocena a byly zde přímo do porostu šťovíku vysázeny lesní stromky. Porost šťovíku v oplocence nebyl v r. 2003 a 2004 již nijak ošetřován ani sklízen. Rostliny šťovíku byly zesláblé a neduživé, ale přesto semena plně dozrála. Vypadaná semena mohla proto vzejít a porost šťovíku teoreticky posílit. Výsledek byl ale zcela opačný. V létě r. 2004 se na oplocené ploše vyskytovaly rostliny šťovíku jen ojediněle, byly očividně zesláblé a vytvořily již jen přízemní růžici listů bez plodonosných lodyh. I kdyby se tedy stalo, že nějaké semeno vyklíčí mimo pěstitelskou plochu, nemůže okolní přírodu nijak ohrozit, neboť nesnese konkurenci jiných druhů. Energetický šťovík není tudíž hrozbou pro okolní přírodu, ale je významnou novou zemědělskou plodinou. Jeho pěstitelská technologie se však bude i nadále ověřovat a upřesňovat, ale rozhodující je, aby to probíhalo přímo v provozních podmínkách, protože jenom tak lze dosažené výsledky spolehlivě ověřit a dále zlepšovat a poskytnout pak zemědělcům věrohodné zkušenosti.

15

2/2005

Faktory ovlivňující ekonomiku plantáže rychle rostoucích dřevin Jaroslav Knápek, Jiří Vašíček, Kamila Havlíčková Referát se zabývá diskuzí o faktorech potenciálně ovlivňujících cenu cíleně pěstované biomasy na výmladkových plantážích rychle rostoucích dřevin. Mezi nejdůležitější faktory kromě relace mezi nabídkou a poptávkou po „dřevnaté“ biomase (zpravidla ve formě štěpky) patří poplatky za nájmy pozemků, cena pracovní síly, míra mechanizace jednotlivých činností, výše dotací či jiných forem podpor a výše vlastní produkce dřeva ve vazbě na výkyvy počasí a podmínky stanoviště. Všechny tyto faktory způsobují to, že rozptyl možné budoucí ceny této formy cíleně pěstované biomasy je poměrně značný.

ÚVOD Současná cena biomasy jako paliva (často ve formě odpadní biomasy ze zemědělské výroby či z dřevozpracujícího průmyslu) se pohybuje ve velmi širokém rozmezí, které lze odhadnout až na cca 35 – 100 Kč/GJ tepla v palivu. Současné ceny biomasy však mají relativně omezenou vypovídací schopnost, a to především z následujících důvodů:


• v podstatě neexistuje trh s biomasou (štěpkou), cenová úroveň štěpky (resp. dřevní odpadní biomasy) má výrazně lokální charakter, • zdroje relativně levné odpadní biomasy (např. z dřevozpracujících výrob) jsou omezené a při nárůstu spotřeby se budou rychle vyčerpávat.

16

Situaci na trhu s biomasou velmi významně mění podpora využití biomasy pro výrobu elektřiny, a to zejména uvažované spoluspalování biomasy ve velkých elektrárenských a teplárenských zdrojích. Výrazný nárůst poptávky po biomase pak nevyhnutelně způsobuje poměrný rychlý růst její ceny – příkladem je období 2003 – 2004, kdy se podle různých pramenů cena biomasy zvýšila o cca 1/3 i více. Je zřejmé, že nárůst využití biomasy tak, jak je předpokládán Státní energetickou koncepcí ČR z 2004 (SEK), nebude možné zajistit jinak, než cíleným pěstováním různých forem biomasy (energetické dřeviny, byliny apod.) – viz tab. 1. Podíl cíleně pěstovaných energetických dřevin a bylin v TJ tepla v palivu (mimo biomasu pěstovanou pro produkci bionafty a biolihu) pak dle [1] bude dosahovat cca 50 – 60 % z biomasy jako celku. Pro investory do technologií a výrob využívajících biomasu jako vstupní surovinu je budoucí cena biomasy jedním Tab. 1 – Předpoklad vývoje užití biomasy dle SEK PJ

2000

2005

2010

2015

Biomasa

18

62

121

146

Druhotné teplo

20

20

20

20

Ostatní OZE

6

9

13

14

Odpady

0

2

5

7

44

93

159

187

40,9 %

66,7 %

76,1 %

78,1 %

CELKEM - podíl biomasy

z klíčových vstupních parametrů. Nejde přitom zdaleka jen o oblast energetiky, tedy o investice do výstavby či rekonstrukcí výtopen a tepláren na biomasu nebo elektráren nejrůznějších velikostí spalujících čistou biomasu či její směs zpravidla s uhlím. Týká se to i dalších odvětví využívajících např. štěpku (či jinou formu biomasy) jako vstup do výroby (výroba dřevovláknitých surovin). Investoři při zvažování rizik spojených s investováním musí brát do úvahy možný vývoj ceny biomasy po celou dobu životnosti projektu. Jedním z rozhodujících faktorů, který bude ovlivňovat cenu biomasy v budoucnosti, jsou marginální náklady na obstarávání biomasy. Pakliže se naplní předpoklady o rychlém zvyšování podílu biomasy na PEZ, nevyhnutelně dojde k rychlému vyčerpání zdrojů relativně levné zbytkové biomasy a rozhodující se stanou dodávky cíleně pěstované biomasy. Cenu takto získávané biomasy je však poměrně obtížné odvozovat na základě současných údajů, neboť výši ceny bude do budoucna ovlivňovat vícero často protichůdných faktorů. Proto je třeba k odhadům budoucích cen biomasy publikovaným v současnosti přistupovat s opatrností a znalostí možných rizik zvýšení ceny. Určitým vodítkem zde mohou být dlouhodobé marginální náklady (LRMC) na energie – viz např. [5].

ODVOZENÍ CENY BIOMASY POMOCÍ MATEMATICKÝCH MODELŮ

Pro odhad ceny biomasy (štěpky) z výmladkových plantáží rychle rostoucích dřevin (RRD) lze použít ekonomické modely plantáží RRD, kdy v modelech jsou zakomponovány předpoklady, za kterých by mohly být jednotlivé projekty plantáží realizovány. Principy tvorby těchto ekonomických modelů a výpočtů ceny biomasy metodikou minimální ceny jednotky produkce jsou podrobně 2020 2025 2030 popsány např. v [2], [3]. 173 228 242 Vlastní výpočet ceny pěsto20 20 20 vané biomasy vychází z výpočtu 15 14 13 čisté současné hodnoty (NPV) hotovostních toků generovaných 7 7 8 projektem za jeho celý životní 215 269 283 cyklus, kdy je hledána taková cena 80,5 % 84,8 % 85,5 % biomasy (tzv. minimální cena

FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ CENU BIOMASY Z VÝMLADKOVÝCH PLANTÁŽÍ RRD V prvé řadě je nutné respektovat již zmíněný fakt, že základním určujícím faktorem pro cenu biomasy je vztah mezi poptávkou a nabídkou na trhu s biomasou, resp. s její určitou formou (štěpka, sláma apod.). I když jsou jednotlivé formy biomasy (štěpka, sláma, energetické byliny) často zjednodušeně považovány za substituty bez omezení, technologie pro jejich využívání nejsou zpravidla (v běžném provozu) univerzální do té míry, aby se jednotlivé druhy biomasy daly bez omezení nahrazovat. Proto je možné, že po některých formách biomasy může být vyšší poptávka (např. po štěpce) než po jiných. Obecně je tedy nutné rozlišovat mezi faktory ze strany poptávky a faktory ze strany nabídky. Mezi faktory, které potenciálně mohou ovlivňovat poptávku po biomase, patří

2/2005

Obr. 1 Struktura minimální ceny biomasy z výmladkových plantáží RRD

především růst ceny tzv. „klasických“ PEZ, jako jsou uhlí, ropa a zemní plyn. Obecně platí, že při růstu cen určitých komodit (zde klasických PEZ) trh začne vyhledávat substituty dosavadních dodávek. Zvýšení obecné cenové hladiny PEZ zvýší konkurenceschopnost biomasy (ale i ostatních OZE). Růst ceny „klasických PEZ“ může být v zásadě vyvolán dvěma základními vlivy: • Převahou poptávky po určité komoditě nad její nabídkou. Zejména v případě ropy a zemního plynu se zde budou promítat vlivy globálního trhu s těmito komoditami. Vzhledem ke stále rostoucí celosvětové poptávce zejména po ropě a zemním plynu (vyvolané mj. hospodářským růstem zemí typu Číny a Indie) se dá dlouhodobě očekávat spíše růst než pokles cen. V případě uhlí je situace poněkud složitější. I když uhlí je domácí komodita a na jeho náklady těžby nemají bezprostřední vliv změny na globálním trhu ropy a zemního plynu, nelze v delším horizontu očekávat to, že by při výrazném trvalejším růstu cen ropy a zemního plynu se neobjevily tlaky i na růst ceny uhlí. Navíc v horizontu cca po roce 2020 (při zachování současných limitů těžby uhlí) se začne projevovat nedostatek tuzemského uhlí, což může vyvolat tlak na růst jeho ceny. • Uvalením spotřebních daníí (resp. tzv. „ekologických“ daní) na „klasické“ (především fosilní) PEZ. Efektem je pak celkové zvýšení ceny z pohledu spotřebitele. Např. MŽP [1] předpokládá ekologickou daň k roku 2015 na hnědé energetické uhlí cca ve výši 10 Kč/GJ tepla v palivu, u tříděného hnědého uhlí cca 31 Kč/GJ, u černého energetického uhlí 17,5 Kč/GJ, u zemního plynu pak cca 36 Kč/GJ atd. Mezi další faktory, které potenciálně budou zvyšovat poptávku po biomase a tím zvyšovat i její cenu, patří především podpora využití OZE pro výrobu elektřiny anebo tepla. Strana nabídky odráží ekonomiku cíleného pěstování biomasy z pohledu potenciálních investorů. Každý racionální (soukromý) investor, ať už se nám to líbí či nikoliv, je primárně zaměřen na dosažení jím požadovaného zhodnocení vloženého kapitálu při respektování rizika daného typu podnikání. Z pohledu investora je tedy rozhodující to, zda se mu podaří dosáhnout alespoň (z jeho pohledu) minimální ceny biomasy zaručující mu dosažení jím požadované úrovně ekonomické


jednotky produkce), aby NPV projektu bylo rovno nule. Investor pak realizuje výnos z vloženého kapitálu ve výši diskontu, který odráží míru rizika daného typu podnikání. Pro investora je takto spočtená cena limitem, pod kterou nesmí jít, aby posuzovaný projekt nebyl pro něj ekonomicky nevýhodný. Skutečná cena biomasy, stejně tak jako každé jiné komodity bude vytvářena na základě vztahu mezi nabídkou a poptávkou a bude odrážet i event. (státní) zásahy – intervence – na příslušném trhu (dotace, stanovená minimální výkupní cena, povinnost výkupu apod.). Skutečná cena biomasy tak může být vyšší i nižší než minimální cena odhadnutá pomocí ekonomických modelů. V dlouhodobém horizontu však díky principu vyrovnávání nabídky a poptávky bude cena biomasy mít tendenci odrážet dlouhodobé marginální náklady na její získávání. Současné znalosti o ekonomice výmladkových plantáží RRD jsou do určité míry omezené kvůli zatím malému množství realizovaných ploch (řádově pouze desítky hektarů), krátkosti experimentování (max. cca 10 let), stále nevyřešenému způsobu sklizně dřevin z rozsáhlých ploch výmladkových plantáží a i nedostatečné znalosti vlivu zakomponování krajinných funkcí do rozsáhlých ploch plantáží. V neposlední řadě je stále předmětem výzkumu i optimalizace výběru stanovišť pro jednotlivé typy klonů použitých pro výsadbu (zpravidla mix topolů černých a vrb) a produkční křivka výmladkové plantáže RRD po dobu její životnosti (20 – 25 let). Při aplikaci dosavadních znalostí a zkušeností s výmladkovými plantážemi RRD lze minimální cenu odhadnout ve výši cca 140 – 150 Kč/GJ za předpokladu mechanizované sklizně (náklady na sklizeň cca 600 Kč/t), průměrného výnosu biomasy ve výši cca 150 GJ/ha/rok, současné cenové úrovně dalších služeb potřebných pro založení a provozování výmladkové plantáže pouze s inflačním nárůstem a bez jakýchkoliv dotací. Minimální cena zde představuje cenu produkce v počátečním roce realizace výmladkové plantáže (rok 2004), která při každoročním navýšení o inflaci zaručí pokrytí všech výdajů po dobu 20 let doby životnosti plantáže a výnos z vloženého kapitálu ve výši diskontu (zde 9 %) – blíže viz [3]. Váhu jednotlivých složek minimální ceny prezentuje obr. 1. Při započítání současné výše dotace na založení výmladkové plantáže ve výši 60 tis. Kč/ha pak minimální cena biomasy z pohledu investora vychází ve výši cca 100 Kč/GJ.

17

2/2005

efektivnosti projektu. Pokud nebude moci svoji produkci prodávat alespoň za minimální cenu, investuje své prostředky do jiných projektů. Jak již bylo uvedeno, minimální cena je odvozena pomocí ekonomického modelu daného projektu, který zachycuje všechny typy aktivit s projektem spojených. Mezi nejdůležitější vstupní parametry ovlivňující minimální cenu biomasy z výmladkových plantáží RRD patří: • • • • • • •

výše dotací, diskont odrážející rizikovost daného typu podnikání, výše produkce biomasy, náklady na založení výmladkové plantáže, způsob zajištění sklizně a náklady na sklizeň, způsob zajištění péče o plantáž a náklady na ni, náklady na nájem půdy.

Diskont a výše produkce biomasy


Diskont obecně odráží rizika daného typu podnikání. Při pěstování biomasy na výmladkových plantážích RRD existují především následující rizika:

18

• Riziko nepříznivého počasí (např. extrémní sucha), zejména pokud by se opakovalo několik let po sobě. Výhodou výmladkových plantáží RRD na rozdíl od energetických bylin, jako je např. šťovík, je 3 – 6 leté obmýtí. Tzn., že jednoletý výkyv ve výnosu (přírůstku) biomasy se neprojeví tak výrazně jako u sklizně v jednoletém období. Toto riziko se dá při výpočtech minimální ceny do jisté míry snížit tím, že budou uvažovány výnosy nikoliv pro optimální podmínky, ale pro průměrné klimatické podmínky. Při výpočtech, jejichž výsledky jsou prezentovány v tomto referátu, je uvažována konzervativní výše výnosu částka 150 GJ/ha.rok, která se vztahuje k průměrným až méně vhodným klimatickým a půdním podmínkám. Ve vhodnějších podmínkách lze dosáhnout významně lepších výnosů. • Riziko volby nevhodné lokality či nevhodné skladby klonů. Toto riziko lze podstatně snížit pečlivou přípravou projektu a výběrem schválených klonů. • Riziko neuplatnění produkce. Zde může dojít ke dvěma základním situacím, resp. k jejich kombinaci. Jednak teoreticky může dojít k převisu nabídky nad poptávkou, což je však vzhledem k záměrům SEK, ale i k obecnému tlaku na vyšší využívání OZE málo pravděpodobné. Spíše může dojít k situaci, že biomasa z výmladkových plantáží RRD nebude čistě ekonomicky v určitém období plně konkurenceschopná s biomasou získávanou jiným způsobem – např. pomocí pěstování energetických bylin. Zde ovšem hraje roli i fakt, že výmladkové plantáže RRD kromě vlastní produkční funkce mají i nezanedbatelné krajinné funkce. Dominantním rizikem z výše uvedených rizik je riziko nepříznivého počasí. Toto riziko je sice obecně spojeno s využíváním OZE, v případě pěstování biomasy má však významně vyšší váhu, než je tomu např. u větrných či vodních

Obr. 2 Závislost minimální ceny biomasy z výmladkových plantáží RRD na diskontu

elektráren. Nepříznivé větrné podmínky po část roku mohou být plně či alespoň částečně kompenzovány ve zbylém období roku. Vzhledem k pravidlům výkupu elektřiny z OZE je de facto jedno (z pohledu provozovatele), v které části roku je produkce dosaženo. V případě pěstování biomasy však nepříznivé podmínky po část roku mohou zásadně limitovat celoroční produkci. Uplatnění produkce je v případě biomasy rovněž spojeno s poněkud vyšším rizikem než např. prodej elektřiny/tepla vyrobeného na bázi OZE. Z tohoto důvodu je třeba při výpočtech minimální ceny použít vyšší diskont, než např. v případě výpočtu minimální ceny elektřiny z větrné elektrárny. Závislost minimální ceny na diskontu uvádí následující obr. 2. Závislost minimální ceny na průměrném hektarovém výnosu (v přepočtu na GJ, cca 18 GJ = 1 tuna sušiny) uvádí obr. 3. Relativní plochost křivky (menší citlivost minimální ceny) je způsobena tím, že podstatná část nákladů (kromě nákladů na založení plantáže a režie) je závislá na výši výnosu biomasy v obmýtí. Většina nákladových položek je totiž odvozena od množství zpracovávané biomasy (např. náklady na pronájem sklízecí techniky).

Způsob zajištění sklizně a s tím spojené náklady Jedná se o klíčovou položku. Vzhledem k vysoké pracnosti při tzv. „klasické sklizni“ (posekání křovinořezem, ruční vytahání na okraj pole) je v zásadě nemožné uvažovat tento způsob sklizně při realizaci větších rozloh výmladkových plantáží, a to ze dvou důvodů. Sklizeň výmladkové plantáže se předpokládá v relativně krátkém období leden až březen. To by při velkých rozlohách výmladkových plantáží nárazově vyžadovalo velké nároky na pracovní sílu, pro kterou by po zbytek roku nebylo jiné využití. Navíc náklady na pracovní sílu, které se po vstupu ČR do EU budou dále zvyšovat (vyšším tempem než obecná inflace), neúměrně biomasu prodražují. V zásadě bez speciální sklízecí mechanizace nelze uvažovat o realizaci velkých ploch výmladkových plantáží RRD. Zde prezentované výpočty jsou zpracovávány s využitím kalkulací mechanizovaného sklízení výmladkových plantáží RRD (s přímým štěpkováním při sklizni); náklady na sklizeň a seštěpkování se předpokládají cca ve výši 600 Kč/t sušiny. Při teoretickém předpokladu použití klasického – ručního – způsobu sklizně se minimální cena štěpky zvyšuje o cca 1/3. V ČR se pro zakládání výmladkových plantáží RRD zpravidla uvažují směsi vhodných klonů topolu a vrb. Takovýto

Náklady na založení výmladkové plantáže Náklady na založení výmladkové plantáže mají svým způsobem obdobu investičních nákladů s tím rozdílem, že se zde nepořizuje hmotný či nehmotný investiční majetek, ale výmladková plantáž, která má zajišťovat po dvacet let produkci biomasy. Dalším rozdílem je zde to, že investor nemá díky závislosti na počasí jistotu, že se vysazené řízky úspěšně uchytí a že nebude muset výmladkovou plantáž zakládat znovu. Náklady na založení výmladkové plantáže jsou významnou částí celkových nákladů plantáže. Orientačně lze tyto náklady odhadnout na cca 80 – 90 tis. Kč/ha v prvních dvou letech. Zde je nutné si uvědomit i fakt, že první výnosy jsou až po 3 – 6 letech a že maxima produkce výmladková plantáž dosahuje až cca v 10 – 12 letech po založení výmladkové plantáže. Z tohoto hlediska se jedná o relativně rizikovější podnikání, než je tomu v případech jiných typů OZE (a je to jeden z dalších důvodů pro volbu vyššího diskontu než v případě jiných OZE). Proto je v případech výmladkových plantáží RRD nejefektivnějším způsobem podpory podpora (dotace) na založení výmladkové plantáže, která tak pro investora významně snižuje riziko investice do výmladkové plantáže RRD.

2/2005

Obr. 4 Závislost minimální ceny biomasy z výmladkových plantáží RRD na roční dotaci v tis. Kč/ha.rok

Dotace Klíčovým hlediskem při stanovení minimální ceny biomasy z výmladkových plantáží RRD je výše podpory. V roce 2004 došlo ke změně způsobu podpory při zakládání výmladkových plantáží RRD (i matečnic) v souvislosti se zásadní úpravou způsobu finančních podpor v zemědělství tak, aby bylo možno čerpat podporu ze strukturálních fondů EU – programu HRDP. Na založení matečnic (reprodukčního porostu) je v případě dodržení podmínek možno získat dotaci 75 000 Kč/ha a na založení výmladkové plantáže RRD (produkčního porostu) 60 000Kč/ha, která významným způsobem snižuje minimální cenu, a to na cca 100 Kč/GJ. Dotace se vyplácí až po úspěšném založení porostu, pro které je nutno dosáhnout ujímavosti 75 % (ztráty 25 % jedinců z počtu uvedeném v projektu). Podmínky pro dosažení na dotaci jsou mj. obmýtní cyklus 3 – 6 let, alespoň 15 let fungování plantáže, použití dřevin, resp. jejich klonů dle Věstníku MŽP, zpracování projektu výmladkové plantáže autorizovaným projektantem. V zásadě asi nejvíce limitující podmínkou je však nutnost doložení vlastnictví pozemku nebo nájemní smlouvy na dobu alespoň 15 let. V současné době je cca 90 % zemědělské půdy obhospodařováno nájemci, nikoliv vlastníky. Uzavření nájemní smlouvy na takto dlouhou dobu při neujasněných podmínkách nájmů zemědělské půdy v současnosti (viz např. v září 2004 zamítnutý návrh zákona o povinných pronájmech půdy) a očekávaném relativně rychlém růstu ceny nájmu půdy, se proto může stát jedním z klíčových omezení. V případě dotací poskytovaných ročně a vázaných na hektar půdy lze průběh minimální ceny v závislosti na výši dotace zobrazit následujícím obrázkem.

Pronájmy půdy

Obr. 3 Závislost minimální ceny biomasy z výmladkových plantáží RRD na průměrném výnosu biomasy v GJ/ha.rok

V současné době nejsou náklady na nájem půdy rozhodující ani příliš podstatnou položkou minimální ceny biomasy. V současnosti se náklady na pronájem 1 ha zemědělské půdy pohybují cca na úrovni 700 Kč a oproti jiným nákladovým položkám jsou zatím téměř zanedbatelné. Dlouhodobě lze však očekávat postupné vyrovnávání ceny nájmů s ostatními zeměmi EU, dle [4] je současná průměrná výše nájmů zemědělské půdy v zemích EU cca 10x vyšší. To by pak mělo přibližně stejný relativní dopad, i když s opačným znaménkem, jako je roční dotace vázaná na hektar půdy – viz obr. 4.


kombinovaný porost je méně náchylný na působení vnějších vlivů (počasí, škůdci apod.). To však může komplikovat mechanizovanou sklizeň tím, že kmínky mohou být různého průměru, což způsobuje komplikace při nastavení strojů. Současně je nutné monitorovat průměr kmínků, aby nebyl překročen maximální průměr, který je mechanizace schopna zpracovat – cca 7 cm. Z tohoto důvodu bude pravděpodobně nutné zvažovat i délku jednotlivých obmýtí. Realizace velkých ploch výmladkových plantáží RRD by umožnila reálně uvažovat o nasazení drahé speciální sklizňové mechanizace, resp. by vytvořila vznik subjektů nabízejících novou službu – pronájem této speciální techniky. Lze odhadnout, že teprve řádově při plochách několika set hektarů lze očekávat možné nasazení této techniky. Mechanizovaná sklizeň (spolu s optimalizací postupů založení výmladkové plantáže a péče o plantáž zejména v prvních letech po založení) umožní snížit náklady na produkci biomasy a zvýšit její konkurenceschopnost. To však nevyhnutelně přináší s sebou i fakt, že pěstování biomasy pomocí výmladkových plantáží RRD bude vytvářet pouze omezené množství nových pracovních míst a že dříve uváděné, často velmi optimistické odhady vzniku nových pracovních míst z titulu cíleného pěstování biomasy pro energetické účely pravděpodobně nedojdou naplnění.

19

2/2005

V této souvislosti lze jen pro zajímavost uvést následující úměru. Při konzervativním předpokladu výnosu biomasy je 100 tis. ha ekvivalentní cca 15 PJ ročně. Při dotaci cca 6 – 7 tis. Kč/ha/r je možné dosáhnout ceny biomasy, která se již blíží současné ceně tříděného uhlí. Celkový nárok na dotace by pak pro těchto 100 tis. ha byl 600 – 700 mil. Kč ročně.

Poděkování

4. ZÁVĚR Z výše uvedené diskuse vyplývá, že se do budoucnosti bude otevírat prostor pro vyšší konkurenceschopnost cíleně pěstované biomasy, přičemž jedním z významných zdrojů (např. i k příznivým krajinným funkcím) nesporně budou výmladkové plantáže RRD.


Cena biomasy bude především určována vztahem mezi nabídkou a poptávkou po jednotlivých formách biomasy, cenovým vývojem „klasických“ PEZ, regulací a zásahy ze strany státu (dotace apod.). Konkurenceschopnost biomasy bude záležet i na vývoji tzv. minimální ceny produkce (zde množstevní jednotky vypěstované biomasy), která zajistí atraktivitu investice do pěstování biomasy pro potenciální investory. Zde je zcela klíčovým faktorem výše a struktura budoucích dotací. V současné době podpory pro zakládání produkčních, resp. reprodukčních plantáží řeší nařízení vlády č. 308/2004. Forma podpory je obdobná investičním dotacím s tím, že se vyplácí až po doložení předepsané ujímavosti porostu. Pro investora zde tedy zůstává poměrně vysoké riziko a navíc si počáteční financování musí stejně zajistit. Dotace, která je ekvivalentní cca 6 – 7 tis. Kč/ha/r, umožňuje dosáhnout ceny biomasy ve formě štěpky (včetně dopravy do

20

vzdálenosti cca 20 km) ve výši okolo 100 Kč/GJ, což je již hodnota, která v porovnání s cestou tepla v palivu u substitutů (zemní plyn, elektřina, tříděné uhlí) začíná být zajímavá. Navíc jde o cenu, která by mohla být dlouhodobě udržitelná a kterou by s růstem zkušeností se zakládáním a provozem výmladkových plantáží bylo pravděpodobně možné ještě snižovat.

Tyto výsledky byly získány s přispěním grantového projektu QF4127 „Metodika analýzy potenciálu biomasy jako obnovitelného zdroje pro zájmová území“ financovaného z výdajů na výzkum a vývoj z rozpočtové kapitoly Ministerstva zemědělství ČR. Literatura [1] Scénář MŽP pro aktualizaci Státní energetické koncepce České republiky. MŽP 2003 [2] Knápek, J. - Vašíček, J. - Havlíčková, K.: Ekonomika plantáže rychle rostoucích dřevin. In: Lesnická práce. 2003, roč. 82, č. 6, s. 25 - 27, ISSN 0322 - 9254 [3] Havlíčková, K. - Knápek, J. - Vašíček, J.: Výmladkové plantáže rychle rostoucích dřevin - možné projekty na úrovni obcí. In Obnovitelné zdroje energie pro venkov i teplárenství. Pardubice: Parexpo, 2004, s. 1 - 8. ISBN 80 - 239 - 2824 - 4. [4] Hospodářské noviny. 27. 9. 2004, s , CSc. Knápek [5] Vítek, M.: Marginální náklady roslav k Ja e . íč g š v Praze a In chnické g. Jiří V na teplo v systému CZT. Doc. In soké učení te ha 6 vy 2 Pra In: 3T. Teplo, technika, České á 2, 166 27 334 23 k x: 233 teplárenství. 2001, č. 5, s. 7 - 12. Technic 353 379, fa cz t. 4 u tel.: 22 [email protected] ISSN 1210 - 6003. il: k e-ma

á vlíčkov mila Ha u Ing. Ka ý ústav zahrad n Výzkum u a okrasnou n ji ra k ice pro Průhon koz.cz 252 53 avlickova@vu h : il a e-m

Problémy plynových elektráren v USA

Velká země, velké problémy

V 90. letech, kdy se v USA zpomaloval ekonomický růst a začala klesat průmyslová výroba, nastal boom ve výstavbě plynových obchodních elektráren (merchant plants). Poptávka po zemním plynu pro tyto elektrárny rostla a s ní rostly i jeho ceny a cenová nestálost pokračuje až dodnes. Tyto dva faktory přispěly ke vzniku dnešní neradostné situace pro mnohé obchodní elektrárny. Jejich provoz je nákladný z důvodu vysoké ceny paliva a jejich výkony nejsou dnes zapotřebí. Někteří z budovatelů těchto elektráren zbankrotovali, například společnost Mirant. Jiní velcí hráči, například společnost Duke Energy, mají menší příjmy a ceny jejich akcií prudce klesly. Mnohé z nových obchodních elektráren jsou dnes k prodeji na trhu a ty, které byly již prodány, byly koupeny s velkou slevou. Podle The Wall Street Journal jsou v současné době k dispozici na trhu plynové elektrárny o výkonu vyšším než 40 000 MWe. Tato okolnost představuje vážnou překážku ve snaze investovat kapitál do nových elektráren.

Nedostatek elektřiny, který v roce 2003 postihl více než polovinu čínských provincií a oblastí, se má v letošním roce ještě vyostřit a nebude vyřešen přinejmenším do roku 2006. Očekávaná krize ur ychlila výstavbu nových elektráren. Od listopadu 2003 byla zahájena výstavba nebo bylo dosaženo významného pokroku při dokončování elektráren o celkovém výkonu 14 400 MWe. Výpadky proudu v roce 2003 byly způsobeny třemi hlavními faktory: • nedostatkem výrobních kapacit, • nedostatkem paliva, • nedostatečnou přepravní infrastrukturou.

Ve zprávě Královské technické akademie (Royal Academy of Engineering) se uvádí, že elektřina z příbřežních větrných farem je minimálně dvakrát dražší než z konvenčních zdrojů. Nejlacinější elektřina ve Spojeném království pochází z plynových a jaderných elektráren a činí asi 2,3 pence/kWh. Náklady na elektřinu z pevninských větrných farem jsou 3,7 pencí/kWh a z příbřežních větrných farem 5,5 pencí/kWh.

Má se za to, že se nedostatek elektřiny podaří vyřešit, až budou do provozu uvedeny elektrárny o výkonu alespoň 5000 MWe. Rychlý růst industrializace vede k výraznému zvýšení poptávky po elektřině. Například v roce 2003 se poptávka zvýšila o 15 % a v roce 2004 se očekává růst o 11 %. Do roku 2005 a 2006 by se měla snížit na 8,5, resp. 7 %. Jednou z příčin nerovnováhy mezi nabídkou a poptávkou je nedostatek uhlí, které se podílí na instalovaném výkonu elektráren pětasedmdesáti procenty. Další příčinou je zastaralá železniční síť, která není schopna dopravit dostatečné množství uhlí z uhelných dolů na západě a severu země do oblastí spotřeby, které jsou na východě a na jihu. Navzdor y problémům s dodávkami uhlí jsou ve výstavbě další velké uhelné elektrárny v provincii Guangdong a Jiangsu. V pr vém případě se jedná o výstavbu uhelných elektráren o výkonu 6000 MWe a v druhém případě o uhelnou elektrárnu o výkonu 2400 MWe.

(Electrical Review, 2004, č. 3, s. 5)

(Power, 2004, č. 2, s. 16)

(Power Engineering, 2004, č. 3, s. 22)

Náklady na výrobu elektřiny ve Spojeném království

2/2005

Kotle na biomasu Pavel Čermák Článek hodnotí vliv vlastností paliva na volbu technologie spalování biomasy. Stručně popisuje některé dánské kotle na spalování dřevní hmoty nebo slámy. Firma Clauhan zastupuje dánské výrobce na českém trhu a má řadu instalací, které jsou již dlouhodobě v provozu.

Spalování biomasy má následující přednosti: • domácí zdroj, • obnovitelnost zdrojů, • CO2 neutrálnost ve srovnání s jinými palivy, • likvidace jinak nevyužitelných odpadů (např. kůra), • nižší cena paliva ve srovnání s ušlechtilými palivy.

DRUHY BIOMASY • dřevní hmota, • sláma (různé druhy: obilí, řepka .....), • odpady z dřevařské výroby.

Dřevní hmota Charakteristické hodnoty pro spalování: • obsah vody • obsah popela • výhřevnost • zrnitost Obsah vody nejpodstatněji ovlivňuje způsob spalování dřeva. Z tohoto hlediska je možno rozlišit dřevo na mokré a suché. U mokrého dřeva po vytěžení se obsah vody pohybuje i nad 60 %. Vcelku velice rychle obsah vody klesá atmosférickým sušením - skladováním na hodnoty max. 50 %. V této podobě lze dřevo již spalovat a dosahovat vysoké tepelné účinnosti. Za hranici pro spalování považujeme 60 % vody. Nad 60 % je spalování dřeva z energetického hlediska značně problematické, protože spotřeba tepla na odpaření tak velkého množství vody v palivu činí spalování takřka nemožným a neefektivním. Dřevo suché je odpadním produktem z dřevařské výroby. Obsah vody je také velice proměnlivý a za suché dřevo považujeme dřevo s obsahem vody nepřesahujícím cca 20 %. Často jsou spalováním likvidovány i hobliny a brusný prach. Obsah a složení popelovin ve dřevě je významně ovlivněn druhem dřeviny, místem kde rostlo, způsobem těžby, manipulací a skladováním. U mokré dřevní hmoty nepřesahuje 2 %, u kůry jsou hodnoty vyšší, až 6 %. S vysušením dřeva se samozřejmě podíl popela mění. Chemické složení popela velmi ovlivňuje technologii spalování. Je třeba přihlédnout k vlastnostem popela při návrhu zařízení tak, aby nedocházelo ke struskování v topeništi, k zanášení tahů kotle a snižování přestupních součinitelů tepla a účinnosti zařízení. Také pro dimenzování odlučovacího zařízení popílku ze spalin je velmi důležité znát složení popelovin a jejich granulometrii.

Velmi důležité je také znát složení a vlastnosti popelovin pro volbu použitého zazdívkového materiálu, protože praktické zkušenosti a provedené zkoušky naši firmu vedly k velmi obezřetnému výběru zazdívkových materiálů. Běžné zazdívkové materiály mají v kotli na dřevo omezenou životnost. Výhřevnost dřevní hmoty je dána především obsahem vody, pohybuje se od cca 2000 kcal/h do 4000 kcal/h. Obsah prchavé hořlaviny je cca 75 - 85 %. Zrnitost a homogenita paliva výrazně ovlivňuje výběr a použití technologie pro manipulaci s palivem a vlastní spalovací zařízení. Zrnitost rozhodujícím způsobem ovlivňuje volbu způsobu skladování a transportu paliva do kotle a výběr typu spalovacího zařízení - roštu. Častým požadavkem je spalování různých druhů dřevního odpadu v jednom zařízení. Na základě zkušenosti je možno konstatovat, že směšování je možné, ale je nutno vzít zřetel na určité technické limity dané vybraným způsobem transportu paliva a typem spalovacího zařízení.

Sláma Sláma je také velmi dobře využitelná jako palivo, a to obilní i řepková. Předpokládáme přepravu v balících jednotného rozměru pro určité zařízení, což umožňuje automatizaci skladování, přepravy do kotle i dobré spalování. Vlastnosti slámy jsou proměnlivé, lze počítat cca s: vlhkost popel síra chlor teplota tavení popela °C prchavé látky výhřevnost

cca cca cca cca

% % % % % MJ/kg

14 - 18 3-5 0,05 - 0,25 0,15 - 0,7 více než 750 cca 64 14 - 15

Odpady z dřevní hmoty Odpady z výrobků ze dřeva jsou také velmi speciální záležitostí. Nejrozšířenější je odpad z dřevotřískových desek, který je zvláštním odpadem z hlediska našeho zákona o odpadech, a tak je třeba žádat o definování limitů a podmínek nejen dle zákona, ale i individuálně. Další dřevěný odpad, např. zbytky z obalového materiálu, starý nábytek atd., je velice často natolik znečištěný příměsí umělých hmot a nátěrů, že je nutno jej považovat za odpad, který je kontaminován a patří do spalovny. Při posuzování paliva je nutno vzít v úvahu jeho cenu, která se různí a je silně ovlivňována přepravními náklady.


BIOMASA JAKO PALIVO

21

2/2005

KOTLE NA SPALOVÁNÍ DŘEVNÍ HMOTY


Firma Clauhan dodává na český trh dánské teplovodní a horkovodní kotle Danstoker na spalování dřevní hmoty vybavené různými typy roštů a příslušenství firmy Argusfyr pro paliva suchá i vlhká. Typová řada kotlů Multimiser a HHF je ve výkonové řadě od 220 do 4400 kW. Kotel může být vybaven pro spalování štěpky do 40 mm, pilin a prachu podhrnovacím roštem. Podávání paliva na rošt se provádí mechanicky šnekem. Regulace výkonu je prováděna přerušováním provozu šneku. Intervaly podávací a klidové jsou cca do 10 sec., čímž jde v zásadě o kontinuální proces. Dopravní systém je vybaven automatickým protipožárním zařízením, které brání zpětnému prohoření do dopravní trasy. Celý proces včetně skladování je možno plně automatizovat. Stupeň automatizace je pouze otázkou ceny. I v nejjednodušším provedení je provoz vlastního kotle, spalovacího a odlučovacího zařízení bezobslužný a zahrnuje nezbytné automatické ochrany. Pro palivo s podílem větších kusů se dodává hydraulicky poháněný pohyblivý rošt. Velikost paliva je limitována přepravními cestami. Musí být použity redlery, pásy, případně jeřáb, který dopraví palivo do násypky kotle. Dále na rošt je palivo posouváno hydraulickým pístem. Pokud je požadavek na dodávku páry pro technologii nebo výrobu elektrické energie, je pro výrobu páry k dispozici typová řada kotlů DHF od 0,8 t/h páry (400 kW) do 8 t/h (5000 kW). Provedení kotlů je standardně pro 8,3 bar, 12,3 bar, max. tlak je 15 bar. Vybaveny mohou být topeništěm s podhrnovacím roštem Argusfyr nebo posuvným roštem. Podávání paliva do násypky stupňového roštu může být řešeno různým způsobem. Pro kusový odpad je nejvhodnější jeřáb s automatizovaným provozem, který zahrnuje i obsluhu skladu paliva. Vlastní podávání paliva na rošt se provádí hydraulickým pístem, který umožňuje citlivé dávkování. Dopravní systém je zabezpečen proti požáru. Pohon roštu je také ovládán hydraulicky, což umožňuje řídit citlivě spalovací proces. Vzhledem k vyšším výkonu zařízení je zde již efektivní nasazení složitější regulační techniky řízené počítačem, který kontroluje celý proces vč. skladování. U zařízení vyššího výkonu, kde jsou požadavky i na tuhé částice v emisích vyšší, je možno použít multicyklon a k dosažení špičkové účinnosti odloučení je

22

Princip spalování slámy

využíváno textilních filtrů. Tento typ filtru je však třeba chránit předřazeným mechanickým odlučovačem a bypasem před požárem. Taktéž je možno využít elektrofiltru. Pro kotle s posuvným roštem je jako palivo možno bez problémů využívat kůru, případně určitý podíl sekané řepkové slámy. Jak bylo prokázáno měřeními, které provedly nezávislé autority, kotle spolehlivě vyhovují emisním limitům.

KOTLE NA SPALOVÁNÍ SLÁMY Slámu lze využít jako palivo při respektování jejích vlastností, které ovlivňují spalovací proces. Především je třeba slámu sklidit s vlhkostí max. 20 % a skladovat v suchu. Při návrhu zařízení je nutno brát v úvahu i vlastnosti popelovin, tj. především nízké teploty měknutí, tání a tečení. Kotle nabízené firmou Clauhan pro spalování slámy jsou výrobkem firmy Lin-ka s tlakovým systémem Danstoker, která se na toto palivo specializuje. Kotle do 1,5 MW v teplé vodě řady H-Kedler s výkony od nejmenších až po 1500 kW spalují rozdruženou slámu v celovychlazeném topeništi. Kotle vyšších výkonů až do 8 MW spalují slámu slisovanou do velkých balíků Heston, ze kterých jsou odřezávány bloky, které jsou zasouvány hydraulickým pístem do kompletně vychlazené spalovací komory, kde hoří. Spaliny pak proudí přes konvekční svazek. Kotle na obilní slámu firmy Lin-ka se staví jako teplovodní. Provoz je plně automatický. V provozu jsou desítky instalací nejrůznějších výkonů.

ZÁVĚR Spalování biomasy je finančně velmi efektivní. Jeden m3 zemního plynu lze nahradit cca 2,5 ÷ 3,8 kilogramy biomasy (množství podle výhřevnosti). Cena paliva je velmi proměnlivá, závisí na přepravní vzdálenosti. Je možno však konstatovat, že přes vyšší investiční náklady ve srovnání s plynem je spalování biomasy ekonomické. Z hlediska ekonomického je nižší cena paliva – biomasy – zcela rozhodující pro ekonomiku výtopny. Dalším aspektem je roční využití zdroje tepla, případně možnost kogenerace, která může efektivnost zdroje zvýšit. Při výběru paliva – biomasy – na základě dánských zkušeností nelze doporučit neomezené míchání různých paliv (sláma – dřevo). Vede k technickým problémům a zvyšuje náklady

Teplovodní kotel Multimiser s hydraulicky poháněným roštem

Brno n s.r.o. Clauha va 5, 602 00 o ik n fá 2 Šte 09 1 214 tel.: 54 213 001 1 .cz 4 5 : x fa lauhan z info@c e-mail: ww.clauhan.c w http//:

Zkušenosti s provozováním kotlů na dřevní odpad

2/2005

Ladislav Dub

Naše společnost provozuje od r. 1995 kotel Volund-Danstoker o výkonu 5 MW, sytá pára 1,2 MPa, palivo biomasa. K dnešnímu dni jsme na tomto kotli vyrobili 810 TJ tepla. Pro tuto výrobu jsme spálili cca 135 tis. tun biomasy. Od prosince 2003 máme ve stadiu provozních zkoušek kotel Kohlbach - Hoval o výkonu 6 MW, pára 1,5 MPa 230 °C, palivo biomasa. Od prosince 2004 kolaudace a trvalý provoz. Roční spotřeba biomasy obou kotlů činí cca 40 tis. tun. K těmto dvěma kotlům je připojena malá parní protitlaká turbína o výkonu 160 kW a další turbína 1 MW s protitlakým i kondenzačním modulem. Tato (1 MW) turbína je v provozu v protitlakém režimu v době, kdy je zajištěn odběr páry pro město. V době nízkého odběru páry městem je turbína provozována v kondenzačním režimu. Vzhledem k množství spalované biomasy a tím i vyrobené energie se řadíme k jedněm z největších výrobců energie z biomasy v ČR. Kromě výrobců se směsným spalováním. Palivem jsou drcené odpady především z dřevařské prvovýroby, a to především loupaná kůra. V menší míře odebíráme odpadní dřevo ze zpracovatelského průmyslu. Vlastní zdroj paliva nemáme. Svozová vzdálenost je do cca 100 km. Převážná složka ceny paliva, cca 70 %, je doprava a manipulace na skládce. Štěpku či lesní štěpku téměř neodebíráme pro její vysokou cenu.

Vlhkost paliva se pohybuje v rozmezí 30 - 50 %, přičemž při dodávce paliva je u horní hranice vlhkosti, po skladování na hromadě skládky ztrácí vlhkost až ke 30 % vody. Pro náš provoz udržujeme velikost skládky na hodnotách 5 až 10 tis. tun paliva, což je při naší spotřebě 40 tis. tun zásoba na cca 75 dnů. Manipulace na skládce je zajišťována čelním nakladačem s drticí lopatou o objemu 5 m3. Samotná doprava do kotle je zajišťována mostovým jeřábem nebo přímým zakládáním paliva čelním nakladačem na posuvnou podlahu kotle Kohlbach. Oba kotle (Volund-Danstoker a Kohlbach-Hoval) jsou konstruovány pro spalování sypkého paliva do velikosti frakce cca 10 cm, přičemž do kotle Kohlbach je možno dopravit jednotlivá dřeva téměř libovolné délky do průměru cca 12 cm. Některé specifické problémy spalování biomasy spočívají především v tavení popelovin na vratné klenbě vyzdívky a napékání na všech šamotových částech spalovací komory. Toto je více problém kotle Kohlbach, kde je dosahováno vyšších teplot, především při spalování paliva s vlhkostí pod 40 %. Tento problém se daří částečně řešit ochlazováním spalovacího prostoru recirkulací kouřových plynů. Dalším problémem je zvýšené nebezpečí abrazí ve spalinové cestě, a to jak na tlakové části (žárové trubky) především u kotle Volund-Danstoker, tak v dalších kouřových cestách,

Kondenzační modul TG 100 kW

Vnitřní sklad paliva


Firma IROMEZ s. r. o. Pelhřimov je společnost složená z fyzických osob a vlastní teplárenské zařízení. 80 % spalovaného paliva je biomasa. Od r. 1995 je v provozu kotel Volund - Danstocker 5 MW, od r. 2004 je v plném provozu kotel Kohlbach - Hoval 6 MW. El. energie 1 MW kondenzační + 160 kW protitlaká. Roční spotřeba biomasy je 40 tis. tun, roční výroba el. energie 5 500 MWh. Spalována je především kůra z dřevařské prvovýroby. U kotle Kohlbach dochází ke značně rychlému opotřebování (v řádu měsíců provozu) odlučovače popílku, palivových cest odvodu popela v podkotlí a k překračování teploty tání popela ve spalovací komoře. U kotle Volund dochází v intervalu několika let k poškození žárových trubek vlivem abrazivních částic v kouřových plynech. Výkonové problémy nejsou u žádného zařízení.

23

2/2005

především na odlučovačích vlivem abrazí způsobených úletem částic při spalování. V našem případě je nutné měnit některé žárové trubky, a to asi 1x za 3 roky. Problémy abrazí žárových trubek v parním výměníku kotle Kohlbach nám zatím nejsou známy. Vzhledem k nižším rychlostem proudění doufáme, že v tomto kotli nebudou. U dodávky tohoto kotle (Kohlbach) se jako vážný problém projevilo úplné prometení odlučovače, a to po cca 3000 hodinách maximálního výkonu. Podle našeho názoru abraze způsobují spíše nespálené částice paliva, které dosahují velikosti 0,5 - 1 mm a poddimenzování velikosti odlučovače jejímž následkem jsou příliš vysoké rychlosti spalin. Inertní část popílku, která dosahuje frakce do 0,05 mm poškozování nezpůsobuje. Vzhledem k nutnosti trvalého max. výkonu není možné výrazně omezit úlet do kouřových cest. Problémy s plněním emisních limitů ve všech druzích škodlivin nejsou.


Světové trhy zdůrazňují potřebu rozvoje jaderných elek tráren v USA

24

Nejnovější ekonomické údaje ukazují, že se světová ekonomika začíná opět rozvíjet po několika letech poklesu. Z historického hlediska je jasné, že ekonomický rozvoj vytváří větší poptávku po energii a není důvodu se domnívat, že tomu bude tentokrát jinak. Po zvážení všech realistických scénářů zásobování světa energií je zřejmé, že v Americe bude třeba dále rozvíjet jadernou energii. V USA byli lidé přehnaně spokojeni, pokud jde o zásobování elektřinou. Energie bylo dostatek, rozvoj zemního plynu před několika lety vedl k očekáváním o nepřetržité dodávce laciného zemního plynu k výrobě elektrické energie, poptávka po elektřině byla po několik let mírná. V roce 2001 to bylo vůbec podruhé za posledních padesát let, kdy v USA došlo k poklesu výroby elektřiny. Věci se ale změnily. Snížení daní umožnilo růst ekonomiky ve 3. čtvrtletí 2003 o 8,2 % a ekonomové očekávají v roce 2004 růst o téměř 6 %. Loňská vlna veder v Evropě zvýšila poptávku po klimatizačních zařízeních a zdá se, že Japonsko se rovněž dostává ze stagnace z posledních patnácti let. Těchto několik příkladů naznačuje, že lze očekávat výrazný růst spotřeby energie ve světě. Ti, kdo provádějí podrobné analýzy spotřeby energie, potvrzují rostoucí trend. Například Mezinárodní agentura pro energii (IEA) zvýšila v polovině roku 2003 svou předpověď růstu celkové spotřeby surové ropy o 160 000 barelů/den pro rok 2003 a o dalších 90 000 barelů/d v roce 2004. IEA podpírá své odhady rychlým rozvojem ekonomiky v Číně a zlepšenou ekonomickou situací v ostatních částech světa. IEA se dále

Výroba el. energie probíhá na dvou turbosoustrojích, z nichž jedno o výkonu 160 kW pracuje pouze v protitlakém provozu a to pouze na kotli Volund s roční výrobou 600 tis. kWh. Jedná se o soustrojí MVG 550 výr. K.K.K. Na kotel Kohlbach je připojeno kondenzačně odběrové turbosoustrojí CSTG s max. výkonem 1000 kW, výrobce PBS Velká Bíteš. Roční výroba tohoto soustrojí představuje cca 5000 MWh. V případě tohoto turbosoustrojí se jako veliká přednost projevuje možnost rychlé změny kondenzačního výkonu ve prospěch odběru. Toto umožňuje udržovat max. výkon kotle bez ohledu na potřeby dodávky tepla do tepelné sítě. Z tohoto důvodu předpokládáme vysoké roční využití max. výkonu kotle blížící se 8000 hod. Naše dodávka el. práce je vyvedena přes vlastní trafo 6/22 kV do sítě E.ON. Smlouva se týká pouze dodávané práce. Výkonový diagram ani platby za výkon nejsou předmětem smlouvy. E.ON vyžaduje pouze oznámení pro dispečink o najíždění soustrojí z nulového výkonu. Ze schématu je patrné uspořádání soustrojí, jedná se o dvě turbíny (protitlakou a kondenzační) se dvěma převodovkami pro společný generátor. Při provozu pouze protitlakého modulu, tedy s plným odběrem tepla pro město, je mechanicky odpojena hřídel kondenzačního modulu. Celé zařízení je ve zkušebním provozu, je převážně financováno z běžných komer úvěrů a částečně z úvěru , s.r.o. Iromez em 2005 sp dodavatelského. Pod ná elhřimov P 393 01 349 216 5 tel.: 56 323 439 5 z.cz fax: 56 omez@irome ir e-mail: ww.iromez.cz w http://

domnívá, že spotřeba elektřiny se v Evropě a v USA zvýší do roku 2020 o 30 % a více než zdvojnásobí v Asii a ve zbytku světa. Podle US Energy Information Agency (EIA) se má do roku 2025 zvýšit světová spotřeba komerční energie o 58 %, přičemž nejrychleji poroste spotřeba zemního plynu k výrobě elektřiny. EIA rovněž predikuje do roku 2025 růst spotřeby obnovitelných zdrojů energie o 56 %, přičemž největší podíl bude připadat na velké vodní elektrárny v rozvojových zemích. EIA poznamenává, že spotřeba uhlí klesá tam, kde se k výrobě elektřiny ve zvýšené míře používá zemní plyn, a to díky jeho ekologickým výhodám. Avšak v rozvíjejících se ekonomikách hlavně v Asii spotřeba uhlí i nadále poroste. Vzniká otázka, jak za této světové energetické situace bude v příštích patnácti letech uspokojen růst poptávky po elektřině v USA o 30 %. Odborníci předpokládají, že trh zemního plynu a ropy zůstane i nadále napjatý. Přitom ekologové jsou jak proti uhlí, tak proti jaderné energii. Námitky ekologů jsou i proti výstavbě velkých vodních elektráren a ekologové dokonce bojují i proti novým větrným elektrárnám v USA. Protože obnovitelné zdroje energie nemohou unést břímě větší spotřeby energie v USA, nezbývá jiná alternativa než přídělový systém v oblasti energie. Ze zkušeností je ale zřejmé, že přídělový systém způsobuje vážné ekonomické a sociální problémy. Závěr se zdá být zcela jasný: další rozvoj životní úrovně vyžaduje budování nových uhelných a jaderných elektráren, a to bez ohledu na protesty ekologických extremistů. Je čas již začít, než USA pocítí nedostatek elektrické energie. (Powe r Engineering, 2004, č. 1, s. 20)

2005

ánku Kogenerace čl v i ým en ed uv y věr zá i m erý kt ně s a ik Polem na bázi spalovacích motorů h lze říci, že při instalaci kogeneračníc Na základě výsledků rozptylové uspal pně výto ti jednotek dojde opro ie je pak orgánem ochrany ovzduší stud jící zemní plyn k nárůstu emisí oxidů staod vydáno rozhodnutí, které umístění dusíku maximálně 5,4 krát na rozdíl uší ovzd ání išťov cionárního zdroje zneč o až 43 násobného navýšení uváděnéh rozástí Souč volí. povolí, nebo nepo v článku. hodnutí mohou být i přísné podmínky pro provozování zdroje. Dalším kroPorovnání zvýšení imisí z KVET pro uší kem z hlediska orgánů ochrany ovzd po použití v městské zástavbě. nec je povolení stavby zdroje a nako ření změ a uvedení zdroje do provozu 1. Úvahy uvedené v této části člán áemisí znečišťujících látek, které prok ku prof. Kadrnožky nejsou vedeny tů, limi ních emis koge ost ých že plnění stanoven správným směrem. Velik může být vydáno povolení k trvalému nerační jednotky by měla být pro ženavr avbě zást tské měs provozu zdroje. Ponechme tedy hod instalaci v h k čníc Stanovení toku znečišťujících láte na především tak, aby jednotka byla nocení vlivu instalace kogenera na ory jednotek se spalovacími mot v provozu celoročně a kopírovala Správně jsou citovány stávající é energie odborném posudku autorizovaných trick elek ram diag žový zátě emisní limity pro plynové výtopny osob a odpovědných pracovníků orzásobovaného objektu a aby vyroa pro stacionární spalovací motory. běChy eno. mař gánů ochrany ovzduší a nevycházejme bené teplo nebylo V poznámce je pak uveden komentář být e můž pak gie z generalizovaných úvah, které mnohjící tepelná ener ukazující, že spalovací motory pouh na pová naku či ch kotlí v dy, bohužel, nevycházejí ze správnýc vyráběna žívané v kogeneračních jednotkách ze sítě CZT. Uvedeným požadavkům teoretických základů. spalující zemní plyn jsou vybaveny odpovídá zpravidla nasazení jedzážehovým zařízením, ale protože jde Shrnutí notek o tepelném výkonu 300 – 500 , zpravidla o upravené motory vznětové uvažovaným ku člán v ti opro byv. W/o ovat je třeba pro výpočet emisí uvaž Principem vhodného nasazení koge. obyv kW/ 3 – 2 To rů. emisní limity vznětových moto neračních jednotek v městské zástavbě nů orgá tupu ovšem neodpovídá přís by měla být instalace jednotek vyráišťujících látek nelze zneč ptyl Roz 2. adě příp v é kter ochrany ovzduší, bějících tepelnou a elektrickou energii z výchozího předpokladu, že tat počí zezaří m hový záže otek vybavení jedn v místě spotřeby, což přináší nejen látky ovlivňují sloupec vzduchu tyto tů limi ních emis ní plně dují ním poža 2 výhody z hlediska účinnosti využití 3 o výšce 1 m nad plochou 1 km . Jen mg/m 500 tedy – ry moto hové záže pro primární energie a z hlediska znečišťosamotná kouřová vlečka bude mít ale v některých oblastech (normální stavové podmínky, suchý stních podmínek vání ovzduší, trno pově iny větš za %) 5 íku plyn, referenční obsah kysl i problémy. větší převýšení než 1 m způsobené . pro oxidy dusíku vyjádřené jako NO2 Jak vyplývá z této polemiky, nelze hustoty spalin na výstupu ílem rozd ozoprov otky jedn být ou Výjimkou moh jednoduše říci, že masivní nasazení ína a hustoty okolního vzdukom z je. zdro žní zálo jako e vané pouz KVET se spalovacími motory ve velchu (způsobeno především rozdílem spavé písto rní ioná stac nové Pro kých městech a v průmyslových aglo teplot). Zmiňovaný předpoklad ku dusí kých y ogic oxid ekol pro álně jsou ry „lok z je moto h cí acíc lova - mer nízkých komínů je pro většinu insta stanoveny od 1. 1. 2008 přísnější hledisek“ nežádoucí. Při posuzování avbě zást tské měs v ale vný, sprá lací nízem í ován emisní limity. Pro spal vlivu jednotlivých zdrojů na kvalitu lní výška komína imá min e můž se je rech moto ch ho plynu ve vznětový ovzduší je třeba vždy pečlivě zvažovat 3, ího požadavky zákona ujíc splň mg/m 500 ota hodn tem emisním limi lokální podmínky spolu se snahou 86/2002 Sb. pohybovat významně č. rech moto ch hový záže v í ován pro spal zvyšovat účinnost využití primárních nad 10 m. oven stan je s smě ou chud ch ující spal zdrojů energie a omezovat celkové ících látek do ovzduší. limit 250 mg/m3. í zdroje musí emise znečišťuj stěn umí í álen schv Pro invlivu Ekologické hodnocení být dle zákona č. 86/2002 Sb. zpraIng. Vlastimil Dvořák stalace decentralizované KVET ve tylová studie, která se rozp na cová ve plyn ní zem Ing. Tomáš Bičák ch zdrojích spalující stem znečištění ovzduší nárů vá zabý kobje tedy je Plynoprojekt, a. s. rech moto spalovacích obeným instalací nového zdrozpůs pro tů limi ních ká č. p. 689/40 emis laňs ití Lub použ za tivnější je a porovnává výsledné znečištění pro či m zení 2 - Vinohrady a zaří m Prah hový 21 záže 120 se je zdro s platnými litě loka é dan v uší ovzd upů post ití e-mail: [email protected] nové zdroje. Potom za použ ty. limi i ním imis ky rnož Kad . uvedených v článku prof


V článku „Kogenerace na bázi spalovacích motorů z energetických, globálně ekologických a lokálně ekologických hledisek“, který byl zveřejněn v šestém čísle loňského ročníku časopisu 3T, autor hodnotí kladně využití plynových spalovacích motorů z energetického hlediska. Dochází však ina základě některých nesprávně použ ru, závě k adů tých výchozích předpokl že v městské zástavbě je jejich masivní inasazení z lokálně ekologických hled í. douc sek nežá

25

2/2005

Přechod řešení GIS v Pražské teplárenské, a. s. na jednotné databázové úložiště Oracle Zdeněk Švenka


Společnost Pražská teplárenská, a. s., již po mnoho let využívá jako jeden z důležitých systémů svého informačního zabezpečení geografický informační systém (dále jen GIS). Systém zpracovává a poskytuje integrované informace o území zájmu společnosti, zdrojích, tepelných sítích a zákaznících. GIS se uplatňuje v celé škále podnikových činností od rozvojových, obchodních a provozních útvarů, útvarů správy majetku až po útvary technické dokumentace a podporuje celou řadu podnikových činností, jako je správa provoznětechnických informací, správa nemovitého majetku, výpočty v tepelné síti, podpora marketingových a obchodních činností. Velmi důležité je zajištění plošného šíření geografických údajů pro všechny potřebné uživatele.

26

Systém GIS PT vznikl v několika etapách a je provozován již více než 6 let. Původní jádro systému bylo navrženo a pořízeno na začátku tohoto období. Postupně se systém skládal z mnoha dalších komponent pořízených v různé době v rámci realizace celé řady aplikačních úloh. Původní správa systému a zpracování dat se odehrávaly v systému MGE a v relační databázi Oracle. Pro analýzy se využívá produkt GeoMedia, zpřístupnění GIS dat na intranetu umožňuje aplikace GeoMedia Web Map (MGE, GeoMedia a Geomedia Web Map jsou produkty firmy Intergraph) v kombinaci s řešením HDT vyvinutém naší firmou, která je po celou dobu rovněž implementátorem systému GIS PT. Od samotného začátku bylo důležitým požadavkem zajištění maximální bezpečnosti datové základny a monitorování změn formou elektronického podpisu. V roce 1998 byla jedinečným řešením implementace modulu MGE GeoData Manager, která umožnila současný transakční přístup více uživatelů k centrální geografické databázi. Ochrana souběžné editace databáze byla chráněna na úrovni jednotlivých mapových prvků, nikoliv souborů. U mapových prvků byla ukládána i časová složka a verifikační složka umožňující kontrolu. Zvolená technologie jádra systému postupně přestávala vyhovovat novým požadavkům a navíc její údržba kladla čím dál tím vyšší nároky na náklady a odborné zabezpečení. Proto bylo rozhodnuto o přechodu jádra na novou technologii založenou na produktu GeoMedia Profesional a především na zcela jiné ukládání a uspořádání datové základny kompletně v databázi. To umožnilo přenést celou správu dat a tedy i řešení historie a transakcí na úroveň databáze a využívat stan-

dardní postupy a řešení jako u všech ostatních databázových aplikací. Navíc bylo možné využít vlastnosti nových verzí a modulů databázového systému Oracle, především Oracle Locator, pro uložení a správu grafických dat projektu GIS a Oracle Workspace Manager pro uchování historie dat a pro řešení dlouhých transakcí při práci s grafickými daty. O realizaci bylo rozhodnuto v průběhu loňského roku a práce byly zahájeny na podzim. Na začátku tohoto roku byl zahájen ověřovací provoz a od dubna je celé řešení v plném provozu. Přestože se jednalo o výraznou technologickou změnu, samotný přechod nebyl pro běžné uživatele zásadní změnou, protože jak již bylo zmíněno, pro řešení koncových pracovišť byla již dříve technologie Geomedia využívána. To výrazně snížilo celkové náklady na školení a přípravu pracovníků, protože změna se týkala pouze pracovníků správy GIS a všichni ostatní uživatelé mají k dispozici stále stejné prostředí. Změnu zaznamenali jen díky rozšíření funkčnosti o možnost využití úloh historie. Využití GeoMedia Professional sjednotilo celou technologii práce s grafickými daty na jednotnou platformu, což celé řešení výrazně zjednodušilo. Do budoucna bude zároveň snazší vývoj dalších komponent a realizace nových úloh, stejně jako integrace s dalšími provozovanými systémy IT. To je důležitým předpokladem pro další zhodnocení současného systému a zvýšení jeho přín pro celou společnost. ka k Šven eně Ing. Zd s r. o. ha 8 ol. p s I S 00 Pra H 8, 186 0 a v o k ít 9 V 7 2 318 tel.: 22 6 610 049 60 mobil: [email protected] in e-mail: ww.hsi.cz w http://

Palivové články a teplárenství v SRN Spolkový svaz pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla /KWK/ a Svaz pro životní prostředí a ochranu přírody se obávají, že vleklý vývoj palivových článků vrhne špatné světlo i na ostatní technologie kombinované výroby. Zatímco parní teplárny jsou dávno zavedené a k dispozici, jsou také dnes i motorové blokové teplárny, spalovací turbíny a dnes již i Stirlingovy motory, palivový článek čeká už 160 let na průlom k svému zavedení a v tomto desetiletí nebude hrát významnější roli. Je to dáno především stále ještě nedokonalou zralostí systémů s palivovými články a vysokými náklady. Budoucnost palivových článků při jejich použití jako elektráren je nejistá, uvádějí oba zmíněné Svazy ve svém stanovisku. Na jedné straně vyvolávaly aliance výrobců a pilotní projekty velké naděje, na druhé straně se vrací vystřízlivění nejen z hlediska stále odsouvaného okamžiku hromadného zavedení palivových článků, ale též z hlediska perspektivy trhu. Místopředseda KWK požaduje vytvoření příznivých rámcových politických podmínek pro kombinovanou výrobu a novelizaci teplárenského zákona. Pak by se mohlo nadšení pro palivové články změnit v nadšení pro kombinovanou výrobu jako celku. Energie a Management č. 3/2005, str. 15

První virtuální elektrárna Ve velíně městských podniků v Unna (SRN) byla dána do provozu první „virtuální“ elektrárna, tvořená pěti blokovými teplárnami, dvěma větrnými parky, fotovoltaickým zařízením a vodní elektrárnou. V tomto systému je optimalizována výroba elektřiny v daných podmínkách podle její prognózované potřeby a nákupních podmínek dodavatele. Systém energetického managementu EUS Maximus DSC napojuje informačně-technicky vzdálená zařízení. Učící se prognózovací systém rozezná změněné rámcové podmínky a pružně je promítá do provozního režimu. Energie Spektrum č. 1 - 2/2005, str. 9

Zařízení pro kontrolu kanálových tepelných sítí V Hamburku se již 14 let používá dálkově ovládané zařízení pro kontrolu kanálových tepelných sítí, což přineslo snížení nákladů na zjišťování netěsností potrubí a jejich lokalizaci. Kontrola umožnila přesně plánovat a kalkulovat náklady na údržbu kanálových sítí. Zařízení je tvořeno dvěma stejnými 8 cm vysokými a 16 cm širokými housenkami - přístroji s pásovými podvozky, poháněnými elektromotory. Řídí se pomocí kabelu a pohybuje se prostorem mezi přívodním a vratným potrubím. Většinou je řízený první díl ve směru jízdy, druhá část elektronicky řízená sleduje stejnou stopu. Pro uvolnění na překážkách, které stojí v cestě, je možné řídit oba díly. První je odlehčen od zatížení vlečeným lanem, které v těchto případech převezme druhý díl. Lze překonávat překážky vysoké až 7 cm a byly

také zvládnuty změny směru o 90°. Normální délka jízdy (která je určována kabelem) je 200 m. Na obou koncích kompletu jsou videokamery, halogenové reflektory, výkyvné senzory teploty a vlhkosti. Po nalezení místa poruchy lze pořídit barevnou fotografii. Vysouvací zaměřovací vysílač udá místo poruchy, takže odpadá pracné a nákladné hledání. Euro Heat and Power č. 12/2004, str. 52

Zplyňování biomasy v pevném loži Klasické zplyňování biomasy v pevném loži má být podle technologie fy GNS Halle zdokonaleno použitím katalyzátoru a využitím odpadového tepla. Tím se má zvýšit zplyňovací výkon (množství zplyňované biomasy), účinnost a výtěžek elektřiny a naopak náklady na výrobu elektřiny se mají snížit na polovinu. Energie Spektrum č. 1 - 2/2005, str. 59

Obnovitelné zdroje energie v teplárenství Použití obnovitelných zdrojů v teplárenství závisí na řadě faktorů. Disponibilita i cena těchto zdrojů mohou být v jednotlivých případech velmi různé. Většina možností využití místních zdrojů (geotermální nebo sluneční energie, biomasa) musí být pečlivě prozkoumána. Je nutno vyhodnotit současnou situaci a co možná nejspolehlivěji odhadnout pravděpodobné scénáře dalšího vývoje. Klíčovými otázkami přitom mohou být: - jaká je zbytková technická životnost a finanční hodnota výrobních zařízení, - jaké jsou pravděpodobné výrobní náklady při stávajících podmínkách, - jaká je pravděpodobná budoucí potřeba tepla při respektování vlivu úsporných opatření resp. zvyšování energetické účinnosti, - zda stávající zařízení odpovídá budoucím požadavkům na ochranu životního prostředí. Jestliže odpověď na jednu nebo více otázek vede k tomu, že záměr na uplatnění obnovitelných zdrojů je vhodný a potřebný a tyto zdroje mohou snížit nebo stabilizovat ceny energie pro odběratele, pak je nutno záměrem se zabývat a dále jej propracovávat. Danish Board for District Heating - DBDH č. 4/2004, str. 18

Zařízení na bioplyn v Německu Zájem o bioplyn, získávaný především z dorůstajících zdrojů, stoupá. Koncem 2004 bylo v Německu celkem 2500 zařízení na bioplyn s celkovým instalovaným elektrickým výkonem 500 MW. Ve srovnání s r. 2003 vzrostl počet podniků zabývajících se bioplynem o 50 %. Bylo podáno 2000 žádostí o povolení zařízení na bioplyn. Někteří odborníci se ovšem obávají, že asi až třetina návrhů nemusí být zpracována kvalifikovaně a s dostatečnými zkušenostmi. Varují proto před přehnanou euforií, aby se neopakovaly chyby jako u větrné energie. Je nutno mít rovněž na zřeteli, že nová zařízení na dorůstající

2/2005

Energie a Management č. 3/2005, str. 1

Elektrárna se zplyňováním dřeva Městské podniky v Cáchách budují první velkou elektrárnu v Německu, která bude pracovat se zplyňováním dřeva (podle metody fy Choren). Ve zplyňovacím zařízení je integrována parní turbína, vyrobený dehtuprostý plyn se bude využívat v motorových teplárenských agregátech (spalovacích motorech se současnou dodávkou tepla). Celý komplex bude mít součtový výkon 10 MW We. Energie a management č. 1 - 2/2005, str. 9

Testování Stirlingova motoru Od února 2005 se ve výtopně ve Fürthu (SRN) testuje spolehlivost Stirlingova motoru, který má elektrický výkon 9 kW We a tepelný 26 kWt. Palivem je zemní plyn spalovaný v hořáku, který ohřívá integrovaný kotel. Tepelný výkon se vyvádí do tepelné sítě a vyrobená elektřina se dodává do veřejné elektrické sítě. Ročně má být motor v provozu po dobu 5000 h. Stirlingův motor od stejného výrobce (fa Solo) je rovněž v provozu již od r. 1997 ve španělském zkušebním solárním zařízení v Almerii, kde k ohřevu využívá sluneční energii, soustřeďovanou parabolickým zrcadlem. Energie a Management č. 1 - 2/2005, str. 13

Hlavními body dalšího programu německého teplárenského výzkumného ústavu (FFI) jsou: doprava chladu, ukládání předizolovaných potrubí v kanálech a kontrola stavu zařízení. Euro Heat and Power č. 12/2004, str. 60

Fa Siemens PG byla pověřena zpracovat podrobné plány na výstavbu paroplynové elektrárny s celkovým výkonem 1200 MW v Lubminu u Hamburku. Elektrárna má mít dva bloky a v provozu má být v r. 2007. Energie a Management č. 3/2005, str. 7

Obvyklá cena elektřiny z kombinované výroby elektřiny a tepla /základního proudu/ na lipské energetické burze vzrostla v posledním čtvrtletí 2004 proti předcházejícímu čtvrtletí z hodnoty 29,69 Euro/MWh o 0,31 Euro/MWh. Energie a Management č. 3/2005, str. 16

Upravený osobní automobil Hysum 3000 (odlehčený, speciální pneumatiky aj.) poháněný palivovými články uskutečnil rekordní jízdu z Berlína do Barcelony. Na cestu dlouhou 3000 km spotřeboval 3,3 kg vodíku, což odpovídá spotřebě benzinu 0,4 l na 100 km. EM Brennstoffzellen - Magazin č. 4/2004, str. 14

Zařízení na získávání bioplynu od fy Schmack (SRN) pro v St. Veithu Rakousko má výkon postačující provoz blokové teplárny 1 MW We. Energie a Management č. 3/2005, str. 10

Aktuality

Aktuality

biomasu nesmí okolí obtěžovat zápachem jako některá zařízení pracující s odpady /mastnými/, aby se tak předešlo vzniku občanských iniciativ vystupujících proti těmto zařízením.

27

2/2005

Contens

Inhalt

Has New Period of Power Engineering Already Started?

Fängt eine neue Etappe des Energiewesens an oder zeichnet sie sich erst ab?

Jaroslav Kadrnožka The article briefly describes the development of power engineering within the last fifty years in our country and worldwide. The period is divided into three different stages, characterizing the individual stages and indicating their positive and negative aspects as well as possible ways of problem solving. Based on the evaluation of the previous period, an attempt is made to predict the oncoming stages, its characteristic features including the list of problems that have already been known and the methods of their handling.

Jaroslav Kadrnožka Im Artikel wird die Entwicklung des Energiewesens annähernd für das letzte Halbjahrhundert weltweit und auch bei uns beschrieben. Dieser Zeitraum ist in drei sehr unterschiedliche Etappen eingeteilt, es werden die Charakteristika von diesen drei Etappen dargestellt sowie ihre positiven beziehungsweise negativen Seiten angeführt und vor allem wird die Art und Weise der Lösung von Hauptproblemen erläutert. Aufgrund dieser Auswertung des vorigen Zeitraumes wird ein Versuch um die Prophezeiung der folgenden Etappe durchgeführt, ihrer Charakteristik inklusive der Aufzählung und Benennung der erkannten Probleme und vielleicht auch der Möglichkeiten von einigen Lösungen.

Importance of Perspective Energy-Producing Plants Vlasta Petříková To provide for up to 8% of energy from alternative resources before the year 2010 in compliance with the indicative targets of the Czech Republic, it is essential to appropriately use the biomass from waste material and from by-products as well as to cover about 50% consumption by growing energy-producing plants. The Ministry of Agriculture strongly supports growing such plants (2000.- CZK/ha) because it presents a new non-food production programme. The biomass which is grown this way is more expensive than that produced from waste material (although cheaper than the biomass made of fast growing woody plants). It is important that biomass production is equally supported by industrial sector because they use biomass as an energy resource the same way as other energy resources, e.g. coal. The significance of energy-producing plants is, besides being energy resource, in environmental and social aspects. Biomass presents a renewable energy resource that does not contribute to further CO2 increase while limiting unfavorable greenhouse effect. The greenhouse effect obviously starts appearing in the Czech Republic where the average air temperature within the last 82 years has increased by 2°C . At the same time, the indemnity insurance for natural perils has significantly increased, too. “Energy growing” will enable effective utilization of arable land that has not been used for food production so far, which covers about 500 thousand hectares in the Czech Republic. Appropriately subdued lands are weed and they contribute to good appearance of the landscape. Extending the energy-producing plants range supports bio-diversity of plants which improves ecological stability of natural environment. Perennial energy-producing plants, especially the plant Uteusa (Rumex OK 2) have anti-erosion properties that help maintaining the land green for all year round. Growing, processing and transport of energetic biomass creates numerous new jobs which contributes to the improvement of social conditions especially in boundary regions typical for high rate of unemployment. Fyto-power engineering will assist in creation of new industrial branches, contributing to balanced development of economics in the individual regions.

Factors Affecting Fast-Growing Plants Economics Jaroslav Knápek, Jiří Vašíček, Kamila Havlíčková The contribution lists the factors that possibly influence the price of the biomass produced with the help of epicormic fast-growing wood plantations. Among the most important factors, besides the supply-demand relation for “woody” biomass (usually in the form of wood-chips), there are the land leasing fees, price for labour, the extent of mechanization of the individual activities, the amount of subsidies and the proper wood production in relation to weather oscillation and site conditions. All these factors result in possible significant variations of the price for the produced biomass

Biomass Boilers Pavel Čermák The article evaluates the impact of fuel properties on selection of technology for biomass burning. Several Danish boilers for burning woody material and straw are described. The company Clauhan represents Danish producers on Czech market. numerous installations have been in operation for quite some time.

Working Experience of Wood Waste Boilers Operation David Dub IROMEZ s.r.o., a limited company of Pelhřimov comprising physical entities, is an owner of a heating facility. Biomass presents 80 % of the wood burnt at the facility. Since 1995, a Volund Danstocker 5 MW, and since 2004, a Kohlbach - Hoval 6 MW boilers have been in operation. Electric energy: 1MW condensation + 160 kW back pressure. Annual biomass consumption is 40 thousand tons, annual electric energy production is 5, 500 MWh. Mostly the bark of basic wood industry is burnt. The Kohlbach boiler experienced fast wearing within several month operation of the fly-ash separator, fuel path of heat outlet in the basement and exceeding the ash melting process temperature in combustion chamber. Volund boilers: heating tubes are damaged at several year intervals due to abrasion particles in gas fumes. Power output problems do not occur at any device.

GIS of Pražská Teplárenská, a.s. transferred to standardized datastore system Oracle

Contens - Inhalt

Zdeněk Švenka The company Pražská teplárenská, a.s. has been using the GIS system as an important system of information security for many years. The system provides for integrated information about the company interest area, resources, heating networks and customers. GIS serves many areas of the company activities beginning from the development, sales and operational departments, property administration as far as technical documentation processing. The system supports numerous company activities, e.g. operational and technical information administration, immovable assets administration, heat network calculations, marketing and sales support. Providing for areawide spread of geographic data for all the users presents one of the most important aspects of the system.

28

Perspektive energetische Bodenerzeugnisse und deren Bedeutung Vlasta Petříková Für die Versicherung bis zu 8 % der Energie aus den alternativen Quellen bis zum Jahr 2010 ist es nach den indikativen Zielen der Tschechischen Republik notwendig, die Biomasse ganz konsequent zu nutzen und zwar die Biomasse nicht nur aus der Abfallmasse und aus Nebenprodukten, sondern auch aus fast 50 % durch den gezielten Anbau der energetischen Pflanzen, insbesondere vom Gewächs. Dieser Anbau wird durch das Landwirtschaftliche Ministerium gefördert (2000 Kč pro Hektar) denn es handelt sich ein ganz neues Programm der landwirtschaftlichen Produktion, die keine Nahrungsmittel herstellt. Die auf diese Weise produzierte Biomasse ist jedoch teurer ale die Biomasse aus der Abfallmasse (wenn auch in der Größenordnung billiger als aus dem schnell wachsenden Gehölz). Es ist also notwendig diese Produktion auch aus dem Industrieressort zu unterstützen, wo man diese Biomasse als Energiequelle nutzt, genauso wie die anderen energetischen Quellen (z.B. Kohle). Die Bedeutung des Anbaus von energetischen Pflanzen besteht neben der eigenen energetischen Quelle auch in ökologischen und sozialen Aspekten. Die Biomasse stellt die erneuerbare Energie dar, die zur weiteren CO2 Erhöhung in der Atmosphäre nicht beiträgt und auf diese Weise den negativen Treibhauseffekteinfluss einschränkt. Dieser beginnt auch in der Tschechischen Republik sich deutlich bemerkbar zu machen, denn die durchschnittliche Atmosphärentemperatur hat sich in den letzten 82 Jahren um ganze 2 Grad Celsius erhöht und deutlich haben sich auch die durch die Versicherungsanstalten ausbezahlten Schäden für die Naturkatastrophen erhöht. „Der Energieanbau“ ermöglicht effektive Ausnutzung des Ackerbodens, und es gibt in der Tschechischen Republik ca. 500 000 Hektar Ackerboden, der für die Nahrungsmittelproduktion nicht notwendig ist. Gründlich und regelmäßig bebaute Gründstücke sind dann nicht verunkrautet und tragen dann zur Kulturlandschaft bei. Die Sortimenterweiterung des energetischen Bodenerzeugnisses ist ebenfalls in Interesse der Bioverschiedenheit der Pflanzenarten und dadurch dient es auch als Beitrag zur ökologischen Stabilität der natürlichen Umwelt. Mehrjährige und energetische ausdauernde Pflanzen, vor allem das Bodenerzeugnis Uteuša (Rumex OK 2), haben darüber hinaus Erosionsschutzeigensc haften, denn sie erhalten das Grundstück das ganze Jahr hindurch unter der Vegetation aufrecht und man kann sie also auch anstelle der Begrasung ausnutzen. Der Anbau, die Verarbeitung und die Beförderung der energetischen Biomasse ist ebenfalls die Quelle von einer Reihe der neuen Arbeitsgelegenheiten und so hat es einen unstreitigen Einfluss auf die Verbesserung der sozialen Bedingungen insbesondere in Randregionen mit der hohen Quote der Arbeitslosigkeit. Das Pflanzenergiewesen ermöglicht die Entstehung von neuen Industriezweigen und trägt somit auch zur gleichmäßigen Wirtschaftsentwicklung in den einzelnen Regionen bei.

Die Faktoren, die die Plantagenwirtschaft des schnell wachsenden Gehölzes beeinflussen Jaroslav Knápek, Jiří Vašíček, Kamila Havlíčková Der Beitrag beschäftigt sich mit der Diskussion über die Faktoren, die potenziell den Preis der mit Hilfe der Ausschlagplantagen von schnell wachsendem Gehölz gezielt angebauten Biomasse beeinflussen. Unter die wichtigsten Faktoren gehören, außer dem Verhältnis zwischen dem Angebot und der Nachfrage nach der „hölzernen“ Biomasse (in der Regel in der Form eines Hackschnitzels), auch die Gebühren für die Grundstückmieten, Arbeitkraftpreis, die Stufe der Mechanisierung von einzelnen Tätigkeiten, die Höhe der Dotationen oder der anderen Förderungsformen sowie die Höhe der eigenen Holzproduktion in der Abhängigkeit von den Wetterschwankungen beziehungsweise die Standortbedingungen. Alle diese Faktoren verursachen, dass die Preisschwankungen des zukünftigen Preises dieser Form der gezielt angebauten Biomasse verhältnismäßig erheblich ist.

Kessel für die Biomasse Pavel Čermák Der Artikel bewertet den Einfluss der Brennstoffeigenschaften auf die Auswahl der Technologie der Biomasseverbrennung. Ferner beschreibt der Artikel einige dänische Kessel für die Verbrennung der hölzernen Biomasse beziehungsweise des Strohs. Die Firma Clauhan vertritt die dänischen Produzenten auf dem tschechischen Markt und besitzt eine Reihe von Installationen, die schon langfristig im Betrieb sind.

Erfahrungen mit dem Betreiben der Kessel für den Holzabfall David Dub Die Firma IROMEZ s.r.o. Pelhřimov (IROMEZ, GmbH Pelhřimov) – die aus den natürlichen Personen zusammengesetzte Gesellschaft – besitzt eine Heizwerkanlage. 80 % des verbrannten Brennstoffes bildet die Biomasse. Seit 1995 ist der Kessel Volund – Danstocker 5 MW im Betrieb, seit 2004 ist dann im vollen Betrieb der Kessel Kohlbach - Hoval mit der Leistung von 6 MW der elektrischen Energie, wobei 1 MW Kondensationsenergie ist und 160 kW mit dem Gegendruckverfahren. Der Jahresbedarf der Biomasse beläuft sich auf 40 000 Tonnen, die Stromjahresproduktion beträgt dann 5 500 MWh. Es wird vor allem die Borke aus der primären Holzproduktion verbrannt. Beim Kessel Kohlbach kommt es zu einer schnellen Abnutzung (in der Größenordnung handelt es sich um Monate) beim Entstauberbetrieb, bei den Brennstoffwegen g des Ascheabzugs g im unterem Kesselraum und es kommt auch zur Überschreitung der Ascheschmelztemperatur in der Verbrennungskammer. Beim Kessel Volund kommt es im Abstand von einigen Jahren zur Beschädigung der Brennröhren durch den Einfluss von abrasiven Teilchen in den Rauchgasen. Es gibt keine Leistungsprobleme bei den Anlagen.

Übergang der GIS – Lösung im Betrieb Pražské Teplárenské, a.s. (Prager Heizwerk, AG) auf einen Dateilagerungsraum Oracle Zdeněk Švenka Die Gesellschaft Pražská teplárenská, a.s. (Prager Heizwerk, AG) nutzt seit vielen Jahren als eines der wichtigen Systeme ihrer Informationsabsicherung das geographische Informationssystem (ferner nur GIS). Das System bearbeitet sowie bietet die integrierten Informationen über das Interessengebiet der Gesellschaft, über die Quellen, Heizwerknetze und über die Kunden. GIS setzt sich in einer großen Skala der Betriebstätigkeiten von den Entwicklungseinheiten, Handels- und Betriebsabteilungen, von den Abteilungen der Vermögensverwaltung bis zu den Abteilungen der technischen Dokumentation, und unterstützt eine Reihe von Betriebstätigkeiten, wie zum Beispiel die Verwaltung der betriebs-technischen Informationen, die Verwaltung des immobilen Vermögens, die Berechnungen im Wärmenetz, die Unterstützung der Marketing- und Handelstätigkeiten. Sehr wichtig ist die Absicherung der Flächenverbreitung der geographischen Angaben für alle bedürftigen Nutzer.

Obsah. časopis podnikatelů v teplárenství. ročník 15. RATE s. r. o. Štětí. Začíná, nebo se teprve rýsuje nová etapa vývoje energetiky?

Recommend Documents