OBSAH. Úvod 1. Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu 2

AKČNÍ PLÁN ÚZEMNĚ ENERGETICKÉ KONCEPCE KRÁLOVÉHRADECKÉHO KRAJE

OBSAH

str. Úvod

1

Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu

2

1. Státní energetická koncepce

3

2. Podpůrná legislativa, koncepce a programy

7

3. Analýza závěrů a doporučení vyplývajících z ÚEK

11

Kapitola II. Návrh a řešení programů

16

Program P1 – Územní energetická koncepce

17

Program P2 – Energetické audity

18

Program P3 – Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů

19

Program P4 – Využití biomasy pro výrobu energie

27

Program P5 – Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel 56 Program P6 – Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie

72

Program P7 – Ekologizace uhelných zdrojů energie

91

Program P8 – Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT 108

Kapitola III. Závěr a doporučení

119

Příloha

122


ÚVOD Akční plán územní energetické koncepce (APÚEK) Královéhradeckého kraje je zpracován ve třech základních kapitolách s následujícím členěním :

Kapitola I.

Vstupní část Akčního plánu územní energetické koncepce

1.

Státní energetická koncepce

2.

Podpůrné programy

3.

Analýza závěrů a doporučení vyplývajících z ÚEK

4.

Stanovení cílů a opatření řešených v APÚEK

Kapitola II.

Návrh a řešení programů

Program P1 Územní energetická koncepce Program P2 Energetické audity Program P3 Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů Program P4 Využití biomasy pro výrobu energie Program P5 Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel Program P6 Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie Program P7 Ekologizace uhelných zdrojů energie Program P8 Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT

Kapitola III. Závěr a doporučení

1


KAPITOLA I. VSTUPNÍ ČÁST AKČNÍHO PLÁNU

2


1. STÁTNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE Úvod Pro zajištění stanovených priorit a cílů Státní energetické koncepce je určen soubor realizačních nástrojů. Tvoří jej nástroje legislativní, státní programy podpory a útlumu, dlouhodobé výhledy a koncepce, analytické, mediální a další opatření. Soubor nástrojů má dynamický charakter, v případě potřeby budou realizační nástroje předmětem aktuálního upřesňování, na základě monitorování a hodnocení plnění cílů Státní energetické koncepce.

Uvádíme zde vybraná opatření a realizační nástroje, které se výrazněji promítají pro zabezpečování cílů Státní energetické koncepce do územně energetických koncepcí a Akčních plánů krajů, měst a obcí.

Prohlubování nástrojů podporujících hospodaření energií

V souladu s principy energetické politiky EU (Zelená kniha) a pro dosažení indikativních cílů stanovených ve Státní energetické koncepci důsledně uplatňovat a prohlubovat (novelou zákona č. 406/2000 Sb. a vyhlášek k němu) zejména:

- zpracování a periodické doplňování a aktualizování územních energetických koncepcí - zpřísňování povinností dosahovat minimální účinnosti u výrobních zdrojů a nepřekročení maximálních ztrát u rozvodu energie - zpřísňování požadavků na hospodárné užití energie v budovách - rozšíření energetického štítkování na další energetické spotřebiče - ověřování efektivnosti energetických procesů energetickými audity včetně hledání řešení na vyšší využití druhotných zdrojů energie - aplikovat ustanovení Směrnice č. 2002/91/ES, o energetickém provedení staveb do české legislativy a iniciovat tak zlepšování jejich energetických parametrů a snižování nároků na spotřebu energie (v roce 2004).

3


1. 1

Obnovitelné zdroje energie (OZE) V souladu se Směrnicí 2001/77/ES a pro dosažení indikativní úrovně užití

obnovitelných zdrojů energie, stanovené ve Státní energetické koncepci (resp. v Národním programu hospodárného nakládání s energií a využívání jejich obnovitelných a druhotných zdrojů), podpořit využití OZE novými pravidly a rozšířením působnosti Energetického regulačního úřadu takto:

Podpora výroby elektrické energie z OZE Zachovat dosavadní princip přednostního připojení k přenosové nebo distribuční soustavě a právo přednostní dopravy elektřiny přenosovou nebo distribuční soustavou V prvé etapě, do plného otevření trhu s elektřinou, zachovat právo na přednostní výkup elektřiny z OZE za regulované ceny Zavést systém vydávání záruky původu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (v roce 2004) Zavést systém obchodovatelných zelených certifikátů výroby elektřiny z OZE s regulovanými cenami certifikátů a s povinnými kvótami jejich nákupu subjekty konečného zúčtování Investorům do zdrojů elektřiny na bázi OZE garantovat minimální výši výnosů na jednotku vyrobené elektřiny po dobu minimálně 15 let od data jejich uvedení do provozu Podle výsledků provedených analýz a pokud dojde v EU ke sjednocení přístupu v podpoře OZE, přizpůsobit systém podpory v ČR tomuto jednotnému systému tak, aby byl funkční v plně liberalizovaném trhu.

Podpora výroby tepla z OZE

Zachovat dosavadní princip výkupu tepelné energie z OZE podle platného energetického zákona Zavést pro výstavbu a rekonstrukci zdrojů na výrobu tepelné energie povinnost (v rámci zákonem stanovených podmínek) zajišťovat část dodávané tepelné energie z obnovitelných zdrojů energie ( v roce 2004) 4


Zavést pro nové stavby a změny dokončených staveb povinnost (v rámci zákonem stanovených podmínek) zajišťovat část spotřeby tepelné energie v těchto budovách z obnovitelných zdrojů energie ( v roce 2004).

1. 2

Podpora využití kombinované výroby elektřiny a tepla V souladu se Směrnicí EU č. 2004/8/ES o podpoře kombinované výroby elektřiny a

tepla (KVET) zajistit její naplnění, zejména novými pravidly a rozšířením působnosti Energetického regulačního úřadu, vč. případné přípravy samostatného zákona o KVET, takto: Zachovat dosavadní princip přednostního připojení k přenosové nebo distribuční soustavě a právo přednostní dopravy elektřiny přenosovou nebo distribuční soustavou V prvém období zachovat princip povinného výkupu elektřiny za tržní ceny s regulovanou doplňkovou cenou Podle výsledků provedených analýz a pokud dojde v EU ke sjednocení přístupu v podpoře KVET, přizpůsobit systém podpory v ČR tomuto jednotnému systému.

1. 3

Investiční pobídky

Zajistit, aby dnes poskytované investiční pobídky (podle zákona č. 72/2000 Sb. a jeho novely č. 453/2001 Sb.) více přihlížely k prioritám Státní energetické koncepce a současně v rámci novely systému investičních pobídek (při nejbližší novele zákonů o investičních pobídkách) zvážit růst významu projektů podporujících:

Úspory energie Kombinovanou výrobu elektřiny a tepla Obnovitelné zdroje energie Vyšší využití domácích zdrojů primární energie

5


1. 4

Řízení energetiky při krizových stavech

K zajištění nezbytné funkčnosti energetického hospodářství za mimořádných událostí velkého rozsahu (jako jsou velké havárie, teroristické činy apod.) a za krizových situací, doprovázených vyhlášením stavů nouze dle zákona 458/2000 Sb., cílevědomě zvyšovat připravenost a odolnost energetických systémů tak, aby byly i při narušení dodávek energie schopny zajišťovat v nezbytném rozsahu (v souladu se zákonem 240/2000 Sb. a 241/2000 Sb.) potřebnou podporu při uspokojování základních potřeb obyvatelstva, havarijních služeb, záchranných sborů, ozbrojených sil a ozbrojených bezpečnostních sborů podporu výkonu státní správy a zajišťovat nepřerušenou výrobní činnost k tomu nezbytných ekonomických subjektů. K tomu: Propojovat obsah opatření ke zvýšení připravenosti a odolnosti

energetického

hospodářství s obsahem hospodářských opatření pro krizové stavy (při nejbližší novelizaci krizových zákonů) Věnovat pozornost přípravě náhradních variant funkčnosti energetických systémů tak, aby zajišťovaly alespoň nezbytné dodávky energie prioritním odběratelům Podporovat výstavbu náhradních zdrojů elektrické energie Spolupracovat s orgány regionální samosprávy.

6


2. PODPŮRNÁ LEGISLATIVA, KONCEPCE A PROGRAMY

2. 1

Legislativa

Zákon č. 406/2000 Sb. , o hospodaření energií (schváleno 25. 10. 2000, účinnost od 1. 11. 2000)

Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno 28. 11. 2000, účinnost od 1. 1. 2001)

Vybrané Vyhlášky MPO ČR k zákonu č. 406/2000 Sb. vztahující se k Akčnímu plánu Vyhláška č. 150 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví minimální účinnost užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie (schváleno 12. 4. 2001, účinnost od 3. 5. 2001)

Vyhláška č. 151 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti užití energie při rozvodu tepelné energie a vnitřním rozvodu tepelné energie (schváleno 12. 4. 2001, účinnost od 3. 5. 2001)

Vyhláška č. 152 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody, měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a přípravu teplé užitkové vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov přístroji regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům (schváleno 12. 4. 2001, účinnost od 1. 1. 2002)

Vyhláška č. 153 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti určení účinnosti užití energie při přenosu, distribuci a vnitřním rozvodu elektrické energie

(schváleno 12. 4. 2001, účinnost od 3. 5. 2001)

Vyhláška č. 212 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti pro přípravu a uskutečňování kombinované výroby elektřiny a tepla (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29.6. 2001)

7


Vyhláška č. 213. Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se vydávají podrobnosti náležitostí energetického auditu (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č 214 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví vymezení zdrojů energie, které budou hodnoceny jako obnovitelné (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č. 215 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti označování energetických spotřebičů energetickými štítky a zpracování technické dokumentace jakož i minimální účinnost energie pro elektrické spotřebiče uváděné na trh (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č. 291 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách (schváleno 27. 7. 2001, účinnost od 1. 1 .2002)

Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno 28. 11. 2000, účinnost od 1. 1. 2001)

Zákon č. 262/2002, kterým se mění zákon č. 458/2000 Sb. o podmínkách podnikání a výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (ENERGETICKÝ ZÁKON) (schváleno 29. 5. 2002, účinnost od 28. 6. 2002)

Zákon č. 278/2003, kterým se mění zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů (schváleno 6.8.2003, účinnost dnem vydání)

8


Vybrané Vyhlášky MPO ČR k zákonu č. 458/2000 Sb. vztahující se k Akčnímu plánu

Vyhláška č. 221 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu přímého vedení (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č. 222 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu výrobny elektřiny (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č. 225 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se stanoví postup při vzniku a odstraňování stavu nouze v teplárenství (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 1. 1. 2002)

Vyhláška č. 226 Ministerstva průmyslu a obchodu o podrobnostech udělování státní autorizace na výstavbu zdrojů tepelné energie (schváleno 14. 6. 2001, účinnost od 29. 6. 2001)

Vyhláška č. 252 Ministerstva průmyslu a obchodu o způsobu výkupu elektřiny z obnovitelných zdrojů a z kombinované výroby elektřiny a tepla. (schváleno 28. 6. 2001, účinnost od 24. 7. 2001)

Vyhláška č. 539 Ministerstva průmyslu a obchodu, kterou se mění vyhláška č. 252/2001 Sb. o způsobu výkupu elektřiny z obnovitelných zdrojů a z kombinované výroby elektřiny a tepla. (schváleno 10. 12. 2002, účinnost od 1. 1. 2003)

Prováděcí vyhlášky ERÚ k zákonu č. 458/2000 Sb. Nařízení vlády č. 195, kterým se stanoví podrobnosti obsahu územní energetické koncepce

(schváleno 21. 5. 2001, účinnost 18. 6. 2001)

9


2. 2

Koncepce a programy •

Státní energetická koncepce České republiky

•

Územní energetická koncepce Královéhradeckého kraje

•

Integrovaný krajský program snižování emisí a krajský program k zlepšení kvality ovzduší Královéhradeckého kraje

•

Koncepce zemědělské politiky Královéhradeckého kraje

•

Koncepce ochrany přírody a krajiny Královéhradeckého kraje

•

Národní program hospodárného nakládání s energií a využívání jejich obnovitelných a druhotných zdrojů

2. 3

Financování projektů K finančnímu zabezpečení realizace projektů vyvrhovaných programů lze využít:

Státní program na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie Státní program je každoročním naplněním cílů Národního programu a určuje pravidla čerpání finančních prostředků.

Státní fond životního prostředí Pro poskytnutí podpory ze Státního fondu ŽP na realizaci opatření v rámci Státního programu na podporu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů platí „Směrnice MŽP o poskytování finančních prostředků ze Státního fondu ŽP.

Podpory z prostředků Evropské unie Operační program Průmyslu a podnikání, Fond PHARE, Fond čistoty ovzduší ISPA, SAVE, ALTER NER, Inteligentní energie pro Evropu (Intelligent Energy – Europe) a další.

Komerční financování Půjčky od domácích a mezinárodních institucích Financování třetí stranou – EPC, EC

10


3. ANALÝZA ZÁVĚRŮ A DOPORUČENÍ VYPLÝVAJÍCÍCH Z ÚEK

Zásobování el. energií a zemním plynem je na území kraje zajištěno dvěma distribučními systémy provozovanými společnostmi VČE a.s. a VČP a.s. Zásobování teplem na území kraje je zajišťováno pomocí čtyř velkých systémů CZT, několika menších systémů CZT a dále z lokálních zdrojů. Ze čtyř největších systémů CZT je dominantní systém ve městě Hradci Králové napájený z Elektrárny Opatovice (EOP). Stav tohoto systému je konsolidovaný, jak v rezervě výkonu, tak technickém stavu. Další rezervní výkon bude zajištěn přímo ve městě Hradec Králové po výstavbě náhradních zdrojů jako reakce na havárii EOP v r.2002. Další velký systém CZT v Náchodě je také v dobrém technickém stavu a předpokládá pouze rekonstrukci nebo výměnu největšího kotle do r. 2008 a postupnou rekonstrukci primárních rozvodů tepla. Výraznější zásahy vyžadují další dva velké systémy CZT v Trutnově a okolí a Dvoře Králové nad Labem. Systém CZT v Trutnově a okolí z hlediska spotřeby paliva a výroby tepla ve zdroji představuje téměř polovinu celkové výroby tepla ve velkých zdrojích celého kraje. Zdroj systému CZT v Trutnově Elektrárna EPO2 je v dobrém stavu, rozsáhlejší rekonstrukci však vyžadují některé úseky primárních rozvodů tepla (především parní). Je také připravována výměna jednoho stávajícího parního soustrojí za soustrojí, které umožní vyšší využití tepla při výrobě el. energie. Současně je nutno v této oblasti maximálně podpořit výstavbu a připojování dalších odběratelů tepla – především nově budovaných průmyslových závodů. Tím by bylo možno lépe využít vysoký výkon zdroje EPO2, který je v současné době provozován s nízkým využitím tepla z výroby el. energie. Systém CZT ve Dvoře Králové nad Labem vyžaduje rekonstrukci jak ve zdroji, tak v primárních rozvodech tepla. Způsob a rozsah rekonstrukce bude třeba určit v návaznosti na výhled dvou závodů TIBA ve městě. Snížení spotřeby primárních paliv v kraji je možno, kromě snížení spotřeby energie u konečných uživatelů, zajistit především rekonstrukcí plynových výtopen (s výrobou jen tepla) na teplárny (kombinovaná výroba tepla a el. energie) instalací plynových kogeneračních jednotek zajišťujících podstatně vyšší konverzi paliva na el. energii a tím úsporu primárních paliv při výrobě el. energie.

11


Dalším nesporně energeticky i ekologicky vhodným opatřením je náhrada el. přímotopných a akumulačních zdrojů tepla tepelnými čerpadly zajišťujícími úsporu přibližně dvou třetin primárního paliva pro výrobu el. energie. Z hlediska náhrady vyčerpatelných zdrojů fosilních paliv obnovitelnými zdroji je jednoznačně nejvýhodnější jak dle výše úspory, tak i ekonomického efektu, podporovat spalování biomasy jak pro výrobu tepla, tak tepla a el. energie v kombinovaném cyklu. V ÚEK zpracované v roce 2003 byla pro rozvoj energetického hospodářství Královéhradeckého kraje v období let 2002 - 2022 jako optimální doporučena Varianta A, která obsahovala energeticky úsporná opatření splňující nejlépe daný cíl. Přehled opatření navržených ve Variantě A s uvedením energetické úspory a předpokládaných investičních nákladů na jejich realizaci je uveden v následujících tabulkách.

12


Sumární přehled navržených opatření na území kraje v období let 2002 - 2022

Číslo

Název opatření

opatření

Úspora

Investiční

energie

náklady

(TJ/r)

(mil. Kč)

1 280

5 250

1

Zlepšení tepelné izolace budov

2

Změna způsobu vytápění v průmyslu

80

45

3

Měření a regulace dodávky tepla

800

550

4

Snížení spotřeby el. energie v domácnostech

160

40

5

Výměna kotlů

460

1 350

6

Kombinovaná výroba tepla a el. energie

900

600

7

Spalování biomasy

2500

880

8

Tepelná čerpadla

320

100

9

Snížení tepelných ztrát rozvodů tepla

380

400

6 880

9 215

Celkem

Investice a úspory primární energie rozvržené do tří časových období

Investice (mil. Kč) Úspora (TJ/r) Celkem IN do r. 2008- 2015k r. k r. k r. (mil.Kč) 2007 2014 2022 2007 2014 2022 zlepšení tepelné izolace budov 871 2105 2274 5250 212 725 1280 měření a regulace dodávky tepla 115 201 234 550 167 460 800 výměna kotlů ve velkých zdrojích 264 825 104 1193 113 322 350 výměna kotlů ve středních zdrojích 25 62 70 157 17 61 110 aplikace kogenerace 142 226 232 600 212 551 900 snížení ztrát rozvodů tepla 79 241 80 400 66 311 380 spalování biomasy 564 144 172 880 2038 2249 2500 aplikace tepelných čerpadel 18 38 44 100 57 179 320 Opatření

Celkem

2078

3842

13

3210

9130

2883

4857

6640


3. 1

Stanovení cílů a programů řešených v Akčním plánu Energetické hospodářství tak velkého území jako je Královéhradecký kraj se průběžně

mění jak z hlediska spotřeby energie, tak z hlediska její dodávky – především v druzích paliv (plynofikace). Rovněž probíhá postupná změna energetických zdrojů ve smyslu jejich rekonstrukcí (především na spalování jiných druhů paliv), nebo jejich likvidace s náhradou dodávky tepla ze zdrojů jiných (CZT). Uvedené hodnoty úspor a vyvolané investiční náklady v tabulce, převzaté ze závěrů ÚEK, byly stanoveny na základě informací, které byly v době zpracování ÚEK vzhledem k vývoji situace nutně zatíženy určitou chybou. V důsledku toho i stanovení úsporného efektu navržených opatření v ÚEK je provedeno v měřítku kraje pouze přibližně na základě mnoha zjednodušujících předpokladů. V souvislosti se závěry ÚEK Královéhradeckého kraje jsou stanoveny základní cíle Akčního plánu ÚEK. Cíle Akčního plánu 1/ zlepšení ekologické situace v kraji snížení emisí z energetických zdrojů na území kraje využití obnovitelných zdrojů energie 2/ zvýšení zaměstnanosti v kraji v souvislosti s pěstováním a manipulaci s biomasou s provozem zdrojů a systémů CZT v malých obcích 3/ snížení nákladů na výrobu, distribuci a spotřebu energie Programy řešené v Akčním plánu Pro další řešení byly s přihlédnutím k cílům Akčního plánu a po dohodě se zadavatelem vybrány následující programy zajišťující úsporu energie a snížení emisí ze zdrojů energie : Program P1 Územní energetická koncepce Program P2 Energetické audity Program P3 Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů Program P4 Využití biomasy pro výrobu energie Program P5 Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel Program P6 Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie Program P7 Ekologizace uhelných zdrojů energie Program P8 Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT 14


Vybrané programy jsou v Akčním plánu řešena formou návrhu projektů s následným popisem realizace konkrétních akcí se stanovením základních technicko – ekonomických bilančních údajů (úspora energie, investiční a provozní náklady).

Efektivnost navržených programů je hodnocena z těchto hledisek :

-

energetický přínos výše úspory primárních energetických zdrojů z lokálního i celospolečenského hlediska

-

ekologický přínos snížení emisí jednotlivých druhů škodlivin ve spalinách ze zdrojů energie

-

ekonomie provozu stanovení investičních a provozních nákladů programů, hodnocení ekonomie provozu z hlediska prosté návratnosti investičních nákladů

15


KAPITOLA II.

NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMŮ

16


PROGRAM P1 -

ÚZEMNÍ ENERGETICKÁ KONCEPCE

ZÁMĚR PROGRAMU:

V souladu se zákonem č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, zákonem č. 359/2003 Sb. a nařízením vlády č. 195/2001 Sb.pokračovat v činnosti na územní energetické koncepci Královéhradeckého kraje.

V rámci tohoto programu zabezpečovat: 1.

Aktualizaci ÚEK Královéhradeckého kraje.

2.

Aktualizaci Akčního plánu Královéhradeckého kraje včetně podpory realizace záměrů.

3.

Podporovat zpracování Územních energetických koncepcí vybraných oblastí, měst a obcí kraje.

4.

Podporovat zpracování Akčních plánů a realizaci doporučených závěrů vyplývajících z ÚEK oblastí, měst a obcí.

5.

V rámci programu vytvořit pracovní (řídící) skupinu s úkolem zabezpečit: -

aktualizaci ÚEK

-

realizaci schválených programů a Akčního plánu a jeho průběžného doplňování

-

koordinaci a zajištění účasti na aktualizaci ÚEK a realizaci programu Akčního plánu, zástupců krajského úřadu, dotčených měst a obcí, VČP a.s., VČE a.s., významných energetických zdrojů a průmyslových závodů

Program bude prováděn ve dvou etapách:

1. etapa

Aktualizace Územní energetické koncepce Královéhradeckého kraje

II. etapa

Podpora zpracování Územních energetických koncepcí měst a obcí Královéhradeckého kraje

17


PROGRAM P2 - ENERGETICKÉ AUDITY

ZÁMĚR PROGRAMU:

Zpracovat energetické audity v rozsahu dle zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií, zákonem č. 359/2003 Sb. a vyhlášky č. 213/2001 Sb. se změnami vydanými ve vyhlášce 425/2004 Sb. Z programu vyplývají především následující úkoly: 1. Kvalitní zpracování energetických auditů budov a zařízení v majetku kraje ve lhůtě dané zákonem. 2. Zabezpečit realizaci včetně finančních prostředků doporučených variant řešení vyplývajících z energetických auditů. 3. Podporovat a odborně napomáhat městúm a obcím kraje při zabezpečování energetických auditů objektů v jejich regionu a zejména při realizaci doporučených variant řešení vyplývajících ze závěrů těchto auditů.


1. etapa

Zpracování energetických auditů budov a zařízení v majetku Královéhradeckého kraje

II. etapa

Realizace navržených variant řešení

18


PROGRAM P3 - ZATEPLOVÁNÍ BUDOV A ZVÝŠENÍ ÚČINNOSTI VYTÁPĚCÍCH SYSTÉMŮ

A.

ZÁMĚR PROGRAMU:

Zlepšit tepelnou ochranu obytných budov tak, aby vyhovovala vyhlášce MPO č. 291/2001 Sb., kterou se stanoví podrobnosti účinnosti užití energie při spotřebě tepla v budovách. Dále zlepšit účinnost vytápěcích systémů v obytných budovách dle požadavku vyhlášky MPO č. 125/2001 Sb., kterou se stanoví pravidla pro vytápění a dodávku teplé užitkové vody, měrné ukazatele spotřeby tepla pro vytápění a pro přípravu teplé užitkové vody a požadavky na vybavení vnitřních tepelných zařízení budov regulujícími dodávku tepelné energie konečným spotřebitelům.

Program bude prováděn ve dvou etapách: 1. etapa

Podpora zabezpečení tepelné úpravy objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku Královéhradeckého kraje

II. etapa

Účast na podpoře tepelných úprav objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku měst a obcí

Program

bude

čerpat

podklady

pro

zpracování

a

podporu

ze

závěrů

a

doporučení provedených energetických auditů.

B.

PODKLADY A VÝSLEDKY PRO REALIZACI PROGRAMU

Program bude realizován na celém území kraje, převážně v bytové sféře. U rodinných a bytových domů převedených do soukromého vlastnictví se jedná o aktivitu obyvatelstva. Zákon č.406/2000 Sb. ukládá krajským úřadům podrobit energetickému auditu budovy s vyšší spotřebou energie stanovenou vyhláškou č.213/2001 Sb. Energetický audit hodnotí též tepelně-izolační vlastnosti budov a vhodnost jejich dodatečného zateplení. V případě, že v závěru energetického auditu je zateplení doporučeno je povinností jej realizovat. Energetické audity budov ve správě krajského úřadu byly již z velké většiny zpracovány a doporučené závěry včetně zateplení budov budou v následujících letech realizovány. 19


C.

NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMU

Realizace tohoto programu je kromě budov a zařízení ve správě KÚ doporučena také v oblasti bytových domů ve správě měst a obcí. Protože bytové domy se vyskytují především ve městech je program zaměřen na bytové domy ve vybraných větších městech na území kraje.

Program je navržen k realizaci ve dvou etapách :

1. etapa

Podpora zabezpečení tepelné úpravy objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku KÚ Královéhradeckého kraje

Bude prováděna na základě doporučených variant řešení z energetických auditů budov a zařízení v majetku KÚ Královéhradeckého kraje

II. etapa

Účast na podpoře tepelných úprav objektů a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů v majetku měst

Druhá etapa programu se týká podpory zateplení vybraných bytových domů ve vybraných městech na území kraje. Pro řádové stanovení nutných nákladů na zateplení u těchto bytových domů - a odpovídající úspory spotřeby tepla a následně primárních paliv a emisí po realizaci – byla provedena dotazníková akce směrovaná na pracovníky bytových správ s žádostí o sdělení počtu domů a bytů v těchto domech rozdělených do skupin dle období výstavby. Jedná se o bytové domy v následujících městech příslušných do správních obvodů :

20


Správní obvod

Města

Broumov

Broumov, Teplice nad Metují

Dobruška

Dobruška, Opočno

Dvůr Králové nad Labem

Dvůr Králové nad Labem

Hořice

Hořice

Hradec Králové

Hradec Králové, Chlumec n. C., Třebechovice p.O.

Jaroměř

Jaroměř

Jičín

Jičín, Kopidlno, Lázně Bělohrad, Sobotka

Kostelec n.O.

Kostelec n.O., Týniště n.O., Borohrádek

Náchod

Náchod, Č. Kostelec, Č. Skalice, Hronov, Police n.M.

Nová Paka

Nová Paka

Nové Město n.M.

Nové Město n. M.

Nový Bydžov

Nový Bydžov

Rychnov n.K.

Rychnov n.K., Rokytnice v O.h., Vamberk, Solnice

Trutnov

Trutnov, Svoboda n.Ú., Úpice, Žacléř, Janské Lázně, Pec p.S., Rtyně v P.

Vrchlabí

Vrchlabí, Hostinné, Špindlerův Mlýn

Na základě výsledků dotazníkové akce byla pro počet bytových domů a období jejich výstavby, které ještě nejsou zatepleny a kde není ještě zateplení finančně připraveno, určena : -

úspora tepla pro vytápění po zateplení

-

nutné investiční náklady pro realizaci zateplení

21


Metodika výpočtu úspory tepla zateplením a investičních nákladů Stávající spotřeba tepla pro vytápění byla zjištěna z měrných max. tepelných příkonů (W/m3) stávajících domů vztažených na objem domu podle následující tabulky respektující období výstavby, velikost domu (počet pater) a výpočtovou teplotu lokality (-12°C, -15°C, 18°C) – převzato ze zdroje „Výpočtové tabulky pro vytápění, 2001, Laboutka, Suchánek, www.tzb-info.cz“

(W/m3)

do r. 1960 1961 - 1977 1978 – 1991 1992 - 1994

od 1995

-12°C

34

33

26

24

22

-15°C -18°C

40 45

38 43

30 34

28 32

26 29

-12°C -15°C -18°C -12°C Čtyř a více -15°C patrové -18°C

30 36 40 28 33 37

28 34 38 27 31 35

22 26 30 21 25 27

21 25 28 20 23 26

20 23 26 18 21 17

Dvou patrové Tří patrové

Po zateplení musí domy splňovat podmínky Vyhlášky č. 291/2001Sb. platné pro rekonstrukce a novou výstavbu. Spotřeba tepla pro vytápění po zateplení je proto vypočtena z objemu domů a měrné spotřeby tepla pro vytápění env = 31 kWh/m3 dané Vyhláškou č. 291/2001Sb. pro průměrnou velikost faktoru A/V = 0,4 (vhodné pro bytové domy). Měrná spotřeba tepla env dle vyhlášky je definována pro „normované“ podmínky (počet denostupňů = 3 920 a výpočtová teplota –15°C) a navíc respektuje tepelné příkony od oslunění a vnitřních spotřebičů energie. Pro danou lokalitu bytových domů , pro které je navrženo zateplení, je proto nutno měrnou spotřebu tepla env dle vyhlášky korigovat dle konkrétních klimatických podmínek (počet denostupňů a výpočtová teplota). Navíc je hodnota env = 31 kWh/m3 zvýšena o 6 kWh/m3 (zisk ze spotřebičů) a o 3 kWh/m3 (zisk osluněním) na env = 40 kWh/m3, která nerespektuje tepelné zisky od oslunění

a vnitřních spotřebičů energie, tak aby byla

porovnatelná s vypočtenou stávající spotřebou tepla pro vytápění.

22


Investiční náklady jsou kalkulovány pomocí měrných nákladů na zateplení střechy a stěn výměny oken domu vztažených na 1 m2 plochy: - střecha

1 000 Kč/m2

- stěny

900 Kč/m2

- okna

6 000 Kč/m2

Plocha střech domů je stanovena z počtu bytů, plochy bytů a počtu podlaží (počet pater + 1). Plocha pláště domů (neprůhledné stěny a okna) je stanovena z objemu domů vynásobením faktorem A/V a odečtením dvakrát plochy střech (střecha a podlaha domu). Plocha stěn je stanovena jako 85% pláště, plocha oken jako 15% pláště. Dosažitelné úspory tepla pro vytápění zateplením bytových domů a vyvolané investiční náklady na zateplení včetně výměny oken, jsou pro bytové domy ve městech, které odpověděly na dotazníkovou akci uvedeny v následující sumární tabulce a podrobných tabulkách v příloze.

Město Teplice n.M. Dvůr Králové n. Labem Hořice v Podkrkonoší Hradec Králové Chlumec n.C. Jaroměř Jičín Lázně Bělohrad Sobotka Kostelec nad Orlicí Týniště n.O. Náchod Hronov Nová Paka Nové Město n. Metují Rychnov nad Kněžnou Rokytnice v O.h. Solnice Trutnov Žacléř Rtyně v P. Vrchlabí Hostinné Celkem

Úspora tepla IN na zateplení (GJ/r) (mil. Kč) 499 6743 1248 117 035 2757 4841 10219 87 399 4691 8868 892 980 5927 1100 25784 1444 1932 7858 1160 1545 20330 5772 232 111 23

4,6 31,8 9,6 699 18,5 41,2 102,1 0,6 2,2 28,7 63,1 4,9 4,3 57,8 6,3 208,9 11,0 7,4 29,9 6,6 5,9 124,6 38,3 1 507


D.

EFEKTIVNOST NAVRŽENÝCH ETAP PROGRAMU

Protože v době zpracování Akčního plánu nebyly zpracovateli k dispozici závěry provedených energetických auditů budov a zařízení ve správě KÚ kraje je efektivnost programu stanovena jen pro II. etapu týkající se zateplení bytových domů ve městech.

Sumární výsledky II. etapy jsou následující : úspora tepla pro vytápění domů zateplením

232 111 GJ/r

investiční náklady na zateplení

1 507 mil. Kč

Energetický přínos Úsporou tepla pro vytápění, po zateplení vybraných objektů, bude dosaženo úspory fosilních paliv. V případě bytových domů ve vybraných městech se jedná o úsporu paliva převážně ve zdrojích CZT, kterými jsou tyto domy zásobovány teplem. Velké systémy CZT mají zdroje pro kombinovanou výrobu tepla a el. energie, ve kterých je spalováno uhlí. Účinnost využití paliva v těchto zdrojích přesahuje 80%. Průměrné tepelné ztráty v systému CZT dosahují :

-

v systému CZT se zdrojem v EOP cca 15%, systém zásobuje město Hradec Králové

-

v systému CZT se zdrojem EPO2 cca 15%, systém zásobuje město Trutnov,

-

v systému CZT se zdrojem TNA cca 10%, systém zásobuje město Náchod

-

v systému CZT se zdrojem TDK cca 20%, systém zásobuje město Dvůr Králové nad Labem

Zdroje zásobující teplem vytápěné bytové domy jsou osazeny kondenzačními odběrovými turbínami. Jestliže v důsledku zateplení domů klesne odběr tepla z odběru turbíny ve zdroji, je nutno, pro dodržení el. výkonu příslušného turbosoustrojí, zvýšit částečně průtok páry kondenzační částí soustrojí. V důsledku toho se snížení odběru tepla z odběru turbíny projeví jen cca 40% snížení dodávky tepla z kotle do turbíny. 24


Snížení spotřeby paliva na kotlích ve zdrojích CZT s kondenzačními odběrovými turbínami je tedy, při stejné výrobě el. energie, ekvivalentní cca 40% snížení dodávky tepla pro vytápění v důsledku zateplení bytových domů. Bytové domy v ostatních vybraných městech jsou vytápěné menšími systémy CZT s plynovými zdroji. Účinnost těchto zdrojů též přesahuje 80%, tepelné ztráty v systému CZT obvykle nepřesahují 8%. Úspora primární energie ve zdrojích CZT v následující tabulce je stanovena s přihlédnutím k uvedeným účinnostem zdrojů a tepelným ztrátám systémů CZT.

úspora tepla pro

úspora primární

vytápění

energie v palivu

(GJ/r)

(GJ/r)

117 035

72 022

bytové domy v Trutnově

7 858

4 836

bytové domy v Náchodě

892

510

bytové domy ve Dvoře Králové n.L.

6 743

4 495

bytové domy v ostatních městech

99 583

138 310

Celkem

232 111

220 173

bytové domy v Hradci Králové

Ekologický přínos

Při snížení spotřeby paliv ve zdrojích zásobujících teplem zateplené objekty dojde v kraji ke snížení množství emisí škodlivin ve spalinách z těchto zdrojů tepla. Množství jednotlivých škodlivin je stanoveno z emisních faktorů dle Přílohy č.5 Nařízení vlády č.352/2002 Sb. Snížení emisí při sníženém množství spalovaného uhlí nebo zemního plynu je patrné z následující tabulky.

25


Snížení emisí v důsledku snížení množství spalovaného paliva

snížení množství paliva (t/r, tis.m3/r)

snížení emisí (t/r) tuhé

SO2

NOx

CO

CO2

bytové domy uhlí

5 275

1,3

30,1

31,7

2,6

7 124

bytové domy plyn

4 068

0,1

0

7,8

1,3

8 095

1,4

30,1

39,5

3,9

15 219

celkem

26


PROGRAM P4

A.

-

VYUŽITÍ BIOMASY PRO VÝROBU ENERGIE

ZÁMĚR PROGRAMU:

Konkrétní podpora a vytvoření podmínek pro pěstování a využívání biomasy jako obnovitelného a ekologického zdroje energie.


1. etapa

Podpora využití biomasy pro území Královéhradeckého kraje, kde není plánována plynofikace

II. etapa

Podpora využití biomasy pro ostatní území kraje s důrazem na dosud neplynofikované oblasti

Program je svým záměrem a výsledkem činnosti propojen s programy P5 a P7.

B.


Výskyt, druhy, vlastnosti a cena biomasy Pro získávání energie lze využít:

a) Biomasu záměrně pěstovanou k tomuto účelu - obilí, olejniny - energetické dřeviny a traviny

b) Biomasu odpadní - rostlinné zbytky ze zemědělské prvovýroby a údržby krajiny: kukuřičná a obilná sláma, řepková sláma, zbytky z lučních a pastevních areálů, zbytky po likvidaci křovin a lesních náletů, odpady ze sadů a vinic

27


- odpady z živočišné výroby: zbytky krmiv, odpady z přidružených zpracovatelských kapacit - komunální organické odpady z venkovských sídel, odpadní organické zbytky z údržby zeleně a travnatých ploch - organické odpady z průmyslových výrob, odpady z provozů na zpracování a skladování rostlinné produkce, odpady z dřevařských provozoven (odřezky, hobliny, piliny) - lesní odpady (dendromasa), dřevní hmota z lesních probírek, kůra, větve, pařezy, kořeny po těžbě dřeva, palivové dřevo, manipulační odřezky, klest

Přehled energetické výtěžnosti jednotlivých druhů pěstované biomasy výhřevnost

výnos pěstování

energetický výnos

biomasy

biomasy

biomasy

(GJ/t)

(t/ha)

(GJ/ha)

seno

12

2-8

24 - 96

sláma

14

3-6

42 – 84

rychlerostoucí dřeviny

10

8 – 12

80 – 120

šťovík uteuša

15

10 - 20

150 - 300

druh biomasy

Vliv vlhkosti biomasy na výhřevnost a měrnou hmotnost Obsah vody

Výhřevnost

% 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 10 10 10 10

MJ . kg-1 18,6 16,4 14,3 12,2 10,1 8,1 16,4 14,3 12,2 10,1 15,5 14,4 16,9 16,0

Druh paliva

Polena (měkké dřevo)

Dřevní štěpka

Sláma obilovin Sláma kukuřice Lněné stonky Sláma řepky

28

Měrná hmotnost (volně ložená) kg . m-3 335 375 400 425 450 530 170 190 210 225 120 (balíky) 100 (balíky) 140 (balíky) 100 (balíky)


Srovnání ceny biomas, fosilních paliv, el.energie a dodávaného tepla

Druh biomasy

cena (Kč/t)

cena (Kč/GJ)

po sklizni po skladování a dopravě dřevní štěpka po těžbě a štěpkování po skladování a dopravě stébelniny rychle rostoucí topoly, sušené brikety a pelety hnědé uhlí, maloodběr zemní plyn, maloodběr topný olej, maloodběr el. energie přímotop el. energie akumulační teplo dodávané

700 900 - 1200 1100 1200 - 1300 1200 – 2500 2000 - 3000 2500 - 4500

50 65 – 85 85 90 – 100 90 – 170 130 - 200 140 - 250 90 200 330 280 230 250 - 450

sláma

Na území Královéhradeckého kraje se vyskytuje biomasa především ve formě : -

odpadů z dřevozpracujících závodů

-

obilní, kukuřičné a řepkové slámy

-

lesních odpadů (těžební zbytky, hmota z prořezávek a probírek)

Dále je na území kraje cca 90 000 ha nevyužité zemědělské půdy, kterou by bylo možno využít pro pěstování rychlerostoucích travin nebo dřevin pro výrobu tepla.

Teoretický potenciál energie v zatím nevyužité biomase

Druh biomasy

množství / plocha

energetický výnos (GJ/ha)

sláma pěstované traviny a dřeviny lesní odpady Celkem

78 000 t/r 90 000 ha

(GJ/t) 14

120

36 000 t/r

(TJ/r) 1090 10 800

10

29

teoretický potenciál

360 12 250


Zařízení pro výrobu energie z biomasy, ceny energie z biomasy

Technika pro získávání a využití biomasy Technikou pro využívání biomasy se rozumí především sklizňové a zpracovatelské stroje, sušící zařízení, tvarovací zařízení, stroje pro dopravu a skladování a konečně i zařízení topenišť a kotlů včetně regulačních a automatizačních prvků. Jedná se tedy o rozsáhlý komplex zařízení, která jen v některých rysech jsou shodná se zařízením na využití fosilních paliv. Sklizňové a zpracovatelské stroje Soubor sklizňových strojů biomasy se liší podle toho, zda jde o stroje na získávání paliva dřevního charakteru nebo paliva ze stébelnin. U dřeva jsou to v oblasti lesních provozů běžná těžební zařízení, doplněná štěpkovacími stroji na zpracování jinak obtížně využitelného odpadu, případně štípacími stroji a kombinovanými řezacími a štípacími stroji. Piliny z dřevozpracujícího průmyslu jsou zpracovávány na sušičkách pilin a briketovacími a peletovacími stroji. Sklizňové stroje na stébelniny mají v současné době lisy na obří válcové nebo kvádrové balíky s hmotností 300 až 500 kg, doplněné rozpojovacím zařízením v linkách zpracování slámy do briket nebo před spalovacím zařízením. Při sklizni, zejména celých energetických rostlin mohou být nasazeny i sklízecí, většinou samojízdné řezačky. Ty po úpravě mohou být používány i ke sklizni rychle rostoucích dřevin, především topolů a vrb. Výhledově je možno předpokládat, že energetické stébelniny sklízené v suchém stavu z řádků budou sklízeny také samojízdnými briketovacími nebo peletovacími stroji. Nezbytnou ekonomickou podmínkou však je, aby tyto stroje byly využity pro výrobu během celého roku jako stacionární v tvarovacích linkách biomasy.

30


Úprava biomasy Podmínkou pro využití biomasy je její tvarová úprava, u dřeva řezání, štípání, štěpkování nebo peletování, u stébelnin řezání, lisování, briketování. Tyto způsoby se liší stupněm stlačení a velikostí produktu. Zatímco dnes běžné obří balíky slámy mají měrnou hmotnost cca 150 kg/m3, brikety do 1 000 kg/m3 a pelety přes 1 000 kg/m3 volná řezaná sláma má pouze 40-50 kg/m3. U dřevních paliv je tomu obdobně, kdy dřevní štěpka má sypnou hmotnost 220-260 kg/m3, polena kolem 500 kg/m3 a brikety 800 – 1 100 kg/m3. Tvarová úprava zdražuje biopaliva vzhledem k jejich hmotnosti, ovšem zlevňuje jejich dopravu. Doprava a skladování biomasy Upravený, suchý a nadrcený dřevní odpad, který je obvykle dopravován pneumaticky se většinou skladuje v krytých zásobních silech. Pro vlhký dřevní odpad se také používají venkovní nekryté skládky, které mají menší pořizovací náklady, avšak vyžadují náročnější technologii spalování. Lesní štěpka, kůra nebo jiný kusový odpad se většinou skladuje na otevřených, nebo zastřešených skládkách, kde má možnost částečně vyschnout. Protože se jedná o většinou vlhký odpad, nemá být vrstva hmoty vyšší než 4 m, aby nedošlo k samovznícení. Touto podmínkou je také stanovena potřebná plocha a tím i velikost kryté skládky. Ze skládky se odpad transportuje přímo do kotelny ke spalování. K transportu se používají různé dopravníky, nebo mobilní traktorové nakladače. Potřeba velikosti skladovacích prostor se při přechodu vytápění z hnědého uhlí na dřevní hmotu zvýší až třikrát a ve srovnáním s černým uhlím dokonce na 7,5 násobek. Orientační hodnoty pro stanovení velikosti skladovacích prostor při použití některých vybraných paliv udává následující tabulka. Hmotnost (kg/m3 ) Palivové dříví – polenové Palivové dříví – odřezky Štěpka Rašelina Sláma Dřevěné brikety

320 – 450 210 – 300 270 – 380 350 – 400 80 – 100 800 – 1100

31

sklad. prostor (m3/MWh) 0,6 - 0,8 0,9 - 1,2 1,3 0,8 3 0,25 - 0,3


Skladování a úprava slámy před spalováním Svezená, balíkovaná sláma se skladuje obvykle v upravených zastřešených prostorách, jejichž velikost by měla odpovídat použitému výkonu kotlů. Tyto prostory sousedí přímo s vlastní kotelnou. U velkých skladovacích areálů bývá obvyklou výbavou portálový jeřáb, který dopravuje balíky slámy k rozdružovači, nebo je celé nakládá na dopravník, který je dopraví přímo do kotle. Instalované jeřáby používají i drapákové úchyty. V menších skladech jsou k dopravě balíků slámy používány vysokozdvižné vozíky nebo traktory s čelním nakladačem, případně nakladačem se speciální nabírací lopatou nebo lyžinami. Tato investice je méně nákladná a obvykle se používané vozíky uplatní nejen v kotelně. Dalším doplňkovým zařízením pro velké výtopny na spalování slámy jsou velkoobjemové lisy na slámu, dopravní a manipulační prostředky na balíkovanou slámu, sloužící k zajištění dopravy lisované slámy do skladovacích prostor. Teprve při transportu slámy do kotle se použije rozdružovací zařízení na slámu a dopravníky řezané slámy. Jako lisy slámy slouží spolehlivě vysokotlaké lisy na slámu, ať již závěsné za traktory, nebo samojízdné, které obvykle má každé zemědělské zařízení.

Výroba energie z biomasy Efektivní používání biomasy vyžaduje vhodné zařízení na spalování a výrobu tepla, jejichž konstrukce, sestava a investiční náročnost závisí na tepelném výkonu kotlů a způsobu používání a zejména systému topenišť. Při teplotách nad 200°C dochází postupně ke zplynování biomasy, kdy se až 80 i více % hmoty mění v plyn, který by měl prohořet dříve než vzniklé teplo přejde v teplosměnných plochách do ohřívaného. Topeniště i uspořádání kotlů musí proto vyhovovat požadavkům na dokonalé prohoření vznikajících spalných plynů. V topeništích na spalování biomasy nepostačuje proto přívod spalného vzduchu po rošt (primární vzduch) jako u kotlů na spalování koksu nebo černého uhlí, ale do hořících plynů musí být zaváděn turbulentně i sekundární vzduch nebo dokonce u velkých zařízení i terciární vzduch. Jinak snadno dochází k tepelným ztrátám v komínových plynech, usazování sazí a kondenzaci dehtů. Z toho vyplývá, že zařízení na spalování biomasy se liší od kotlů na spalování koksu, uhlí i kapalných paliv. Hnědé uhlí tvoří přechod mezi “klasickými” fosilními palivy a biopalivy, protože obsah zplyňujících látek u něj bývá až 45% (u koksu je 5% a u černého uhlí asi 25%). 32


Ve spalinách, zejména u stébelnin, se může vyskytovat chlorovodík, napadající při vyšších teplotách (přes 550°C) teplosměnné plochy. V topeništích všech typů může docházet k poškozování vyzdívek nižších kvalit. Koncentrace chlorovodíku ve spalinách může být až 180 mg/Nm3. Kotle na spalování biomasy Rozmanitost forem biomasy a jejich tepelného obsahu a požadavky uživatelů ovlivňují především výkonnost a provedení topenišť a na ně napojených výměníků tepla – kotlů. Prvním požadavkem vedle určení druhu biopaliva je požadavek na tepelný výkon, který se pohybuje od cca 5 kW u výkonnějších pokojových kamen s účinností kolem 50% (velká komínová ztráta) přes 10-50 kW u dřevozplyňujících kotlů pro rodinné domy až k vysoce výkonným zařízením pro vytápění obcí a měst s tepelným výkonem i přes 10 MW (řada těchto tepelných zdrojů spaluje s biomasou i uhlí). U kotlů malých výkonů jsou rozšířeny především dřevozplyňující kotle, které vyrábí několik tuzemských výrobců, především firma CANKAŘ (ATMOS) a VERNER. Tyto kotle odpovídají požadavkům na dokonalé zplyňování a katalytické prohoření spalných plynů s efektivním předáním tepla do vody. Při nedostatku biomasy tyto kotle umožňují i společné spalování dřeva a hnědého uhlí. Střední kategorii kotlů s výkonností 600 až 2 000 kW je určena pro průmyslové závody a menší obce. Palivem je zpravidla dřevní štěpka nebo sláma, případně tvarovaná paliva a kusové dřevo. Do této kategorie patří jednak zcela nová zařízení uplatněná například firmou VERNER nebo rekonstrukce kotelen s kotli VSB IV, původně na koks a uhlí, s dodatečně instalovanými předtopeništi. Adaptaci uhelných kotlů umožňující spalování dřevní štěpky s uhlím, zajišťuje společnost KOVOSTA FLUID při náhradě posuvných roštů fluidními systémy spalování. Nejvyšší výkonovou kategorii kotlů na spalování dřevních paliv představují výrobky ČKD DUKLA Praha, TRACTANT FABRI Kolín a ROUČKA Slatina s tepelnými výkony přes 2 MW a dánské firmy VOLUND, které jsou v provozu v Pelhřimově, Hartmanicích a jinde. Rozšířené jsou i kotle rakouské firmy SCHIESTEL, belgické firmy VYNCKE a francouzské firmy DE DIETRICH .

33


Výroba el. energie nebo kombinovaná výroba el. energie a tepla

Spalováním biomasy Nejběžnější je použití parního kotle spalujícího biomasu a soustrojí s kondenzační nebo protilakou parní turbínou. Účinnost výroby el. energie je přímo úměrná parametrům páry a jmenovitému výkonu turbíny. Kotle spalující biomasu jsou většinou dodávány pro nižší výkony (cca do 10 MW) s odpovídajícími nižšími parametry páry. Účinnost výroby el. energie je tedy relativně nízká, v kondenzačním provozu nepřesahuje obvykle 20% a v protitlakém provozu (kombinovaný cyklus s využitím tepla) 10%. Je třeba si uvědomit, že teplárna s vyššími investičními náklady však vyrábí kromě el. energie i využitelné teplo zatímco elektrárna pouze el. energii. Využití energie paliva je v teplárně tedy několikanásobně vyšší. V případě, že dodávku tepla z teplárny nelze připojit na stávající rozvod pro odběratele tepla (CZT) je nutno u teplárny ještě uvažovat investiční náklady na výstavbu rozvodů tepla. Vyšší účinnost výroby el. energie, při srovnatelných teplotách teplonosného media, lze zajistit provozem tzv. organického Rankinova cyklu (ORC), který je koncipován stejně jako při klasické výrobě el. energie pomocí parního kotle a parní turbíny pouze s tím rozdílem, že jako pracovní látka v tepelném oběhu není použita voda, ale jiná vhodná kapalina (izobutan, silikonový olej apod.) U ORC je v případě spalování biomasy možno použít olej ohřívaný na teplotu cca 300°C, který se v ORC ochladí na cca 250°C. Olejový kotel je provozován při nízkém tlaku, další výhodou je jeho vysoká životnost (cca 40 let) v důsledku nekorozivního prostředí. Pokud je ORC s pracovní látkou termoolejem, také s vysokou životností, koncipováno v teplárenském provedení s dodávkou tepla v teplé vodě 90/60°C je elektrická účinnost cca 17%, tedy podstatně vyšší než při použití vodní páry (klasický Rankinův cyklus). V případě ORC provedeného jako elektrárna s teplotou chladicí vody 30°C (chladicí věž) je elektrická účinnost cca 22%.

Zplyňováním biomasy V tuzemsku se vývojem zplyňovacích technologií a dodávkami konkrétního zařízení pro zplyňování zabývá společnost ATEKO Hradec Králové. Technologie vyvinutá touto společností pro zplyňování biomasy nese označení BIOFLUID. 34


Technologie BIOFLUID je založena na procesu zplyňování ve fluidní vrstvě. Upravená biomasa vstupuje do zplyňovacího reaktoru, kde při teplotách 750 °C probíhají ve vznosu vzduchu a vyrobeného plynu zplyňovací reakce. Vyrobený horký plyn je možno využít buď přímo spalováním pro výrobu tepla nebo po jeho ochlazení (ledovou vodou) a vyčištění od dehtů v plynové kogenerační jednotce pro kombinovanou výrobu el. energie a tepla. Teplo z chlazení plynu je možno pochopitelně též využít. Provoz BIOFLUIDU s kogenerační jednotkou tedy vyžaduje zajištění likvidace odpadních vod (obvykle na místní ČOV) a zdroje chladu pro ledovou vodu 5°C (strojní chlazení). Celková účinnost procesu (poměr využitelné energie vůči energii v biomase) je cca 81%. Výhřevnost plynu se pohybuje dle druhu biomasy v rozsahu 5 – 7 MJ/Nm3. Společnost ATEKO dodává buď jen BIOFLUID pro výrobu plynu nebo komplet včetně kogenerační jednotky JENBACHER v následující výkonové řadě.

Elektrický výkon (kW)

250

500

750

1000

Tepelný výkon (kW)

550

110

1650

2200

Účinnost výroby el. energie (poměr el. výkonu vůči tepelnému výkonu v palivu) je při zplyňování v porovnání s ostatními způsoby nejvyšší, dosahuje cca 25% při současném využití tepla v kombinovaném cyklu.

35


ZÁKLADNÍ BILANCE VYUŽITÍ BIOMASY PRO VÝROBU ENERGIE

Středně velký rodinný dům – vytápění a příprava TV

Do jednotlivých rodinných domů se předpokládá instalace kotlů spalujících biopelety , se zásobníkem na biopelety umožňující automatické přikládání.

Základní bilanční data pro středně velký rodinný dům spotřeba tepla

90 GJ/r

z toho pro vytápění pro TV

70 GJ/r 20 GJ/r

instalovaný výkon zdroje

10 kW

průměrná roční účinnost kotle

70%

výhřevnost biopelet

18 GJ/t

spotřeba biopelet

7,1 t/r

náklady na biopelety

24 850 Kč/r (3 500 Kč/t)

investiční náklady na kotel

70 000 Kč

(včetně zásobníku biopelet)

Bytové domy se středně velkými byty– vytápění a příprava TV

Vytápění bytových domů se předpokládá v případě : -

skupin domů pomocí systému CZT se zdrojem spalující biomasu ve formě štěpky nebo slámy

-

jednotlivých domů pomocí domovních kotlů spalujících biopelety , se zásobníkem na biopelety umožňující automatické přikládání

Základní bilanční data pro 100 bytů spotřeba tepla

5 500 GJ/r

z toho pro vytápění pro TV instalovaný výkon zdroje

4 200 GJ/r 1 300 GJ/r 600 kW

36


Systém CZT pro skupinu bytových domů průměrná roční účinnost kotle

78%

průměrná roční účinnost dodávky tepla

75%

výhřevnost biomasy

13 GJ/t

spotřeba biomasy

564 t/r

náklady na biomasu

846 000 Kč/r (1 500 Kč/t)

investiční náklady

4,0 mil. Kč

(zdroj včetně skladu biomasy a její úpravy a rozvody tepla)

Domovní kotel pro bytový dům průměrná roční účinnost kotle

75%

výhřevnost biopelet

18 GJ/t

spotřeba biopelet

407 t/r

náklady na biopelety

1 424 500 Kč/r (3 500 Kč/t)

investiční náklady na kotel

1,5 mil. Kč

(včetně zásobníku biopelet)

Spalování biomasy s dodávkou tepla pomocí systémů CZT

Systémy CZT se zdroji na spalování biomasy jsou navrhovány dle místních podmínek tzn. s přihlédnutím k počtu, druhu a velikosti objektů zásobovaných teplem, vzdálenosti mezi nimi, volnému prostoru pro umístění zdroje se zásobou biomasy a pod. U již vybudovaných systémů CZT je proto rozsah měrných investičních nákladů vztažených na výkon zdroje velmi rozdílný jak je zřejmé z následující tabulky, kde jsou udána základní data několika vybraných systémů CZT. Pro středně složité systémy (dle délky a složitosti rozvodů) lze brát měrné náklady v rozsahu cca 10 – 20 mil. Kč/MW instalovaného tepelného výkonu. U některých systémů s nízkým výkonem zdroje a dlouhými rozvody tepla však měrná cena může přesáhnout i 40 mil. Kč/MW (Hostětín).

37


Nákladové ceny tepla vyrobeného z biomasy u systémů CZT v obcích se pohybují obvykle v rozsahu

cca 200 – 350 Kč/GJ. Pro zajištění tohoto rozsahu ceny u dražších

systémů musí být ovšem investice dotována.

Přehled některých provozovaných systémů CZT se zdrojem na spalování biomasy Instalovaný výkon zdroje (MW) Dešná 2,7 Hartmanice 4,4 Kardašova Řečice 5 Nová Pec 3,3 Staré Město p.L. 2,8 Svatý Jan n.M. 0,6 Trhové Sviny 2,5 Hostětín 0,7

Dodávka tepla pro 96 bytů 400bytů 64bytů+71 objektů 30 objektů 200 bytů 18 bytů+2 objekty 350 bytů+ objekty 67 rodinných domů

Investiční Měrné náklady na investiční Cena tepla z CZT náklady CZT (Kč/GJ) (mil. Kč) (mil.Kč/MW) 38 14,1 260 Kč/GJ 75 17,0 329 Kč/GJ 11 2,2 34 10,3 58 20,7 170 Kč/GJ 1,3 2,2 20 8,0 32 45,7

38


Využití biomasy pro výrobu el. energie nebo tepla a el. energie ve zdroji vyššího výkonu Výrobu energie je možno zajistit pomocí následujících zařízení : -

parní teplárna s protitlakou turbínou

-

parní teplárna s turbínou s odpojitelnou kondenzací

-

parní elektrárna s kondenzační turbínou

-

ORC teplárna s protitlakou turbínou

-

ORC teplárna s protitlakou turbínou a chladičem

-

ORC elektrárna s kondenzační turbínou

-

zplyňovací generátor s plynovou kog. jednotkou

-

zplyňovací generátor s plynovou kog. jednotkou a chladičem

Základní předpoklady pro stanovení energetické bilance a ekonomické hodnocení provozu: -

průměrná celoroční účinnost parního kotle, resp. olejového kotle spalujícího biomasu (ORC), resp. zplyňovacího generátoru je brána 80%

-

u teplárny s protitlakým soustrojím (parním i ORC), nebo u zplyňování biomasy s kog. jednotkou bez chladiče, je výroba el. energie zcela závislá na odběru tepla

-

u teplárny s parní turbínou s odpojitelnou kondenzací, nebo ORC s chladičem, nebo zplyňování biomasy s kog. jednotkou s chladičem, je výroba el. energie nezávislá na odběru tepla

-

u teplárny jsou do ekonomických kalkulací zahrnuty i náklady na výstavbu systému rozvodu tepla

Vstupní údaje pro kalkulace : pro možnost vzájemného srovnání jsou všechna hodnocená zařízení dimenzována pro jednotný vstup energie z biomasy – 10 MW el. účinnost parního protitlakého soustrojí

10%

el. účinnost parního kondenzačního soustrojí

20%

el. účinnost ORC protitlakého soustrojí

17%

el. účinnost ORC kondenzačního soustrojí

22%

el. účinnost plynové kogenerační jednotky

30%

cena biomasy

100 Kč/GJ

cena dodávané el. energie

2 500 Kč/MWh

cena dodávaného tepla

250 Kč/GJ 39


Měrné investiční náklady protitlaké turbosoustrojí

12 000

Kč/kWe

turbosoustrojí s turb. s odpoj. kondenzací

25 000

Kč/kWe

kondenzační turbosoustrojí

22 000

Kč/kWe

ORC vč. olej. kotle bez chladiče

40 000

Kč/kWe

ORC vč. olej. kotle s chladičem

43 000

Kč/kWe

ORC elektrárna vč. olej. kotle

50 000

Kč/kWe

zplyň. gen. a KJ bez chladiče

55 000

Kč/kWe

zplyň. gen. a KJ s chladičem

57 000

Kč/kWe

parní kotel na biomasu

2 000

Kč/kWt

skladování a úprava biomasy

2 000

Kč/kWt

rozvody tepla

2 500

Kč/kWt

stavební úpravy

1 500

Kč/kWt

Skutečné investiční náklady tep. výk. el. výkon dodávaný kotle resp. soustrojí tep. výkon gen. Pára tepl. protitlak tepl. s odp. kond. elektrárna ORC tepl. bez chl. tepl. s chl. elektrárna Zplyň. tepl. bez chl. tepl. s chl.

(MW) 0,8 1,6 1,6 1,4 1,4 1,8 2,5 2,5

(MW) 8 8 8 8 8 8 8 8

(MW) 7,2 7,2 0 6,6 6,6 0 5,5 5,5

turbostr. resp. KJ

kotel resp. zplyň.gen.

(mil. Kč) 9,6 40 35,2

(mil. Kč) 16 16 16

56 60,2 90 137,5 142,5

opravy a údržba zařízení – kromě ORC

skladování a stavební úprava úpravy biomasy (mil. Kč) 16 16 16 16 16 16 16 16

3% z IN

ORC

1,5% z IN

mzdové náklady včetně pojištění

2 mil. Kč/r

40

rozvody tepla

celkem

(mil. Kč) (mil. Kč) (mil. Kč) 12 18 87,6 12 18 118,8 12 0 88,8 12 16,5 116,5 12 16,5 120,7 12 0 127,8 12 13,8 195,3 12 13,8 200,3


Výsledky bilančních výpočtů a ekonomického hodnocení

V přiložených tabulkách je uveden přehled vypočtených hodnot týkajících se bilance výroby el. energie a tepla s odpovídajícími náklady na biomasu, ostatními náklady (opravy a údržba a mzdy) a investičními náklady. Ekonomické hodnocení je provedeno dle kriteria prosté návratnosti investic a cashflow po 20 letech od začátku provozu zařízení. Protože se jedná o porovnání jednotlivých způsobů a ne o zjištění přesných hodnot, je kalkulována jen prostá doba návratnosti a nediskontovaný cash – flow, tedy bez časové hodnoty peněz. U teplárny, kde se předpokládá dodávka tepla převážně do bytové sféry je časové využití jmenovitého instalovaného výkonu bráno 2 500h/r nebo 3 000 h/r, u elektrárny 6 000 h/r nebo 7 000 h/r. Uvedené výpočty jsou provedeny pro tři varianty časového využití instalovaného výkonu zařízení (viz grafy) – 3000/6000 h/r, 3000/7000 h/r a 2500/7000 h/r. U tepláren s parní turbínou s odpojitelnou kondenzací, nebo ORC s chladičem, nebo se zplyňovacím generátorem a kog. jednotkou s chladičem je výroba el. energie zajištěna 6 000 h/r resp. 7 000 h/r, přičemž vyrobené teplo by bylo v době bez požadavku na odběr tepla mařeno bez využití. Dle výsledků v přiložených tabulkách a grafech je evidentní, že využití energie biomasy se diametrálně liší hlavně v dodávce el. energie. V případě dodávky tepla jsou rozdíly mnohem menší. Celkově je nejlepší zhodnocení energie biomasy zajištěno pomocí zplyňovacího generátoru s kogenerační jednotkou a chladičem umožňující výrobu a dodávku el. energie i v období bez dodávky tepla. Teplárny s klasickým Rankinovým cyklem resp. ORC mají přibližně shodné výsledky, první má vyšší dodávku tepla, ale nižší dodávku el. energie, u ORC je tomu naopak. Jak prostá návratnost, tak cash – flow jsou pro jednotlivá zařízení velmi silně závislé na způsobu provozu zdroje, tedy využití jeho jmenovitého výkonu. Ve všech případech vykazuje nejhorší ekonomické hodnocení parní elektrárna i elektrárna ORC, které mají záporné CF. Prostá návratnost ORC elektrárny je velmi dlouhá, parní elektrárna nebude splacena vůbec.

41


Pro nejpravděpodobnější kombinaci provozu hodnocených zařízení, 2500 / 7000 h/r, je z hlediska prosté návratnosti i cash – flow nejvýhodnější teplárna se zplyňovacím generátorem a kog. jednotkou s chladičem. Naopak toto zařízení bez chladiče má nejhorší ekonomické výsledky ze všech tepláren. Pro všechny kombinace časového využití instalovaného výkonu zařízení má druhé nejlepší CF teplárna ORC (jak bez, tak s chladičem), přičemž prostá návratnost je ekvivalentní teplárně parní.

42


Současné využití biomasy v kraji pro výrobu energie V současné době je biomasa v kraji využívána pro výrobu tepla a el. energie ve velkých, středních i malých zdrojích energie. Celkové množství spalované biomasy ve velkých a středních zdrojích činilo v roce 2002 cca 52 800 t/r. Množství biomasy spalované v malých zdrojích na území kraje – převážně domácnostech – není známo, je však limitováno dodávkou části dřevního odpadu dřevozpracujících závodů – přímo nebo zpracováním na pelety a brikety. Od října 2003 je biomasa navíc spalována společně s hnědým uhlím kontinuálně na dvou fluidních kotlích K7 a K8 v Elektrárně EPO 2 v Poříčí. Biomasou v tomto případě je směs odpadního dřeva a otrub. V roce 2004 se předpokládá spálení cca 50 – 55 000 tis. t biomasy, z této biomasy bude vyrobeno cca 45 – 50 GWh/r el. energie. Z celkové spotřeby paliva pro dva fluidní kotle cca 445 000 t/r představuje biomasa v současné době podíl cca 12%. Pro další roky se předpokládá zvýšení množství spalované biomasy až na technické maximum, které z hlediska konstrukce kotlů a dopravy paliva do kotlů činí cca 100 000 t/r biomasy. Biomasa je dále v kraji spalována ve dvou velkých zdrojích, Piana s.p. Týniště nad Orlicí a Alfa Solnice. Ve středních zdrojích je biomasa spalována v mnoha dřevozpracujících závodech na území většiny správních obvodů jak vyplývá z následující tabulky. Výroba tepla z biomasy Správní obvod

Velké zdroje (TJ/r) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 242 161 0 534 0 0 937

Hradec Králové Nový Bydžov Jičín Hořice v Podkrkonoší Nová Paka Náchod Jaroměř Nové Město nad Met. Broumov Rychnov nad Kněžnou Kostelec nad Orlicí Dobruška Trutnov Dvůr Králové n. Labem Vrchlabí Celkem kraj 43

Střední zdroje (TJ/r) 55,2 11,2 48,6 1,5 0 6,7 0 1,2 24,4 18,9 55,6 2 5,3 0 0 230,6


Biomasa pro spalování v uvedených zdrojích je dodávána buď ve formě vlastního technologického odpadu (dřevozpracující závody) případně je navíc dovážena z území kraje (Piana, Týniště nad Orlicí), nebo z území celého státu (EPO 2 Poříčí). Jak na území kraje, tak na území státu je odpadní biomasa využívána nejen pro spalování, ale též pro další technologické zpracování – výroba dřevotřískových desek. V důsledku převahy poptávky po odpadní biomase nad nabídkou lze předpokládat nárůst ceny biomasy.

Výroba pelet Na území kraje jsou dva význační výrobci dřevěných pelet resp. briket. Jedná se o společnost PELLETIA s.r.o. v Hradci Králové a společnost SERAFIN CAMPESTRINI s.r.o. v Borohrádku. Společnost PELLETIA s.r.o. dodává v současné době 2 400 – 3 600 t/r pelet vyráběných z odpadního dřeva. Výrobní kapacita by však mohla, při dostatku suroviny být až 6 000 t/r. Cena těchto pelet je 2 600 Kč/t, tomu odpovídá cena tepla v palivu 144 Kč/GJ (při střední výhřevnosti 18 GJ/t). Dále tato společnost připravuje výrobu pelet z řepkové slámy nebo sena, také z výrobní kapacitou 6 000 t/r a předpokládanou cenou cca 125 Kč/GJ. Pro spalování biomasy v lokálních zdrojích vyvinula společnost i vlastní malý kotel. Společnost SERAFIN CAMPESTRINI s.r.o. v Borohrádku dodává biobrikety v množství 360 – 540 t/r o výhřevnosti 18 GJ/t a ceně 2 200 Kč/t, cena tepla v palivu je tedy 122 Kč/GJ.

44


C.


Biomasu, je vzhledem k jejím vlastnostem (obnovitelný zdroj, neutrální z hlediska tvorby CO2), vhodné využívat pro výrobu energie na území celého kraje. S přihlédnutím k omezeným zdrojům tohoto paliva je však třeba její využití podporovat především v oblastech kraje, kde biomasa nahradí paliva s nejvýraznějším negativním ekologickým vlivem. Jedná se především o oblasti kraje s výrazným podílem spalování hnědého uhlí v malých lokálních zdrojích s nízkou účinností. Jedná se tedy o oblasti kraje, které nejsou zatím plynofikovány a vzhledem k lokálním podmínkám (poměr vzdálenosti od stávajících plynovodů a potenciální spotřeby plynu) nemá VČP a.s. zájem tyto oblasti plynofikovat. Na území kraje je však mnoho obcí, které také zatím nejsou plynofikovány, ale VČP a.s. má zájem je plynofikovat. Protože v poslední době klesá zájem o plynofikaci vzhledem k vývoji ceny zemního plynu, je možno v těchto obcích také, alespoň částečně, uvažovat o spalování biomasy jako alternativy k zemnímu plynu.

Přehled neplynofikovaných obcí vkraji

Správní obvod Broumov Dobruška Dvůr Králové n. Lab. Hořice v Podkrkonoší Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl. Náchod Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou Trutnov Vrchlabí Celkem

počet v budoucnu počet v budoucnu počet současně neplynofikovaných plynofikovaných neplynofikovaných obcí obcí obcí 8 4 4 21 14 7 21 21 0 16 16 0 5 5 0 4 4 0 56 56 0 13 13 0 19 16 3 2 2 0 12 11 1 0 0 0 14 14 0 19 12 7 6 6 0 216 194 22

45


Nejvyšší počet obcí, které by měly být plynofikovány je ve správním obvodu Jičín. Obce, které nebudou plynofikovány ani v budoucnu jsou především ve správních obvodech Broumov, Dobruška, Náchod a Trutnov, tzn. v severní a východní části kraje. Protože v EPO2 bylo již zahájeno spalování biomasy ve směsi s uhlím, s předpokládaným cílovým množstvím 100 000 t/r, jsou dodávky biomasy pro jiné využití značně limitovány. Zajištění biomasy pro uvedené neplynofikované oblasti kraje je proto možno dlouhodobě uvažovat pouze z cíleného pěstování biomasy pro její energetické využití.

Hlavní zásady pro využití biomasy pro výrobu tepla

Výroba a dodávku tepla z biomasy pro vytápění a přípravu TV je možno zajistit buď v decentralizovaných zdrojích nebo pomocí systémů CZT s centrálním zdrojem. Decentralizované zdroje jsou určeny pro rodinné domy (RD) nebo jednotlivé bytové domy (BD), případně jiné objekty terciární sféry v obcích . Pro provoz decentralizovaných zdrojů tepla – převážně malých kotlů v RD nebo větších kotlů v BD - je třeba zajistit dodávku biomasy ve formě umožňující odpovídající komfort obsluhy kotlů. Jedná se tedy především o instalaci kotlů a biopaliva ve formě umožňující jeho automatické přikládání - biopelet. Kotle musí být vybaveny zásobníky pelet a pelety musí být v dané lokalitě k dispozici v dostatečném množství. Ke skupinám bytových domů je možno instalovat centrální zdroj většího výkonu spalující biomasu s rozvody tepla (CZT). V případě, že vzdálenosti mezi bytovými domy jsou větší, je pro úsporu nákladů na rozvody tepla vhodnější řešit vytápění jako decentralizované a instalovat kotel na biomasu do každého domu. V případě většího zdroje a systému CZT pro skupinu bytových domů je možno uvažovat spalování levnější biomasy ve formě např. balíkované slámy nebo štěpky, neboť dispozice takového většího zdroje umožňuje obvykle vybudování skládky paliva včetně jeho úpravy před spalováním.

46


Naopak u domovních kotlů, obvykle s omezeným prostorem pro skladování paliva a s požadavkem na částečnou automatizaci provozu, je nutno uvažovat kotle vyšších výkonů na biopelety. V případě systému CZT je možno proti domovním kotlům snížit palivové náklady, navíc je však třeba uvažovat náklady na sklad paliva a rozvody tepla. Kromě toho u většího zdroje je nutno zajistit stálou obsluhu nejen pro provoz kotle, ale též pro úpravu paliva a jeho dodávku do kotle. V žádném případě nelze doporučit výstavbu systému CZT se zdrojem na biomasu pro celou obec s relativně dlouhými rozvody tepla. Měrné investiční náklady v takovém případě u menších obcí (cca 400 – 800 obyvatel) mohou přesáhnout i 40 mil. Kč na instalovaný 1 MW tepelného výkonu zdroje. Oproti tomu se měrné náklady na domovní kotle pohybují v rozsahu 1,5 – 2,5 mil. Kč/MW.

Program využití biomasy v kraji je navržen ve dvou etapách :

I. etapa

Pro vybrané obce, které nebudou plynofikovány ani v budoucnu

II. etapa

Pro celé současně neplynofikované území kraje

47


I. ETAPA

Vytápění biomasou obcí neplynofikovaných ani v budoucnu

Realizace programu je doporučena ve čtyřech správních obvodech, v následujících vybraných 16 obcích s více než 200 obyvateli, v kterých dosud není zaveden zemní plyn a se zavedením plynu se nepočítá ani v budoucnu. Pro další bilanční výpočty je v následujících tabulkách uveden počet obyvatel v jednotlivých obcích, počet rodinných a bytových domů a počet bytů v bytových domech. Správní obvod Broumov

Adršpach Božanov Heřmánkovice Otovice Celkem

počet obyvatel 530 342 496 393 1761

počet RD 88 87 117 96 388

počet BD počet bytů v BD 16 82 3 15 5 30 5 25 29 152

Správní obvod Dobruška

Deštné v Orl. hor. Dobré Kounov Olešnice v Orl. hor. Sedloňov Celkem

počet obyvatel 603 825 240 466 255 2146

počet RD 101 200 83 90 54 528

počet BD počet bytů v BD 15 82 7 56 2 8 15 64 6 27 45 237

Správní obvod Náchod

Česká Čermná Nový Hrádek Celkem

počet obyvatel 452 718 993

počet RD 110 173 283

počet BD počet bytů v BD 3 11 13 76 16 87

Správní obvod Trutnov

Bernartice Horní Maršov Chvaleč Jívka Lampertice Celkem

počet obyvatel 898 1061 580 569 481 3252

počet RD 149 161 120 140 82 652

48

počet BD počet bytů v BD 25 143 33 176 18 79 16 58 9 35 101 491


Výroba a dodávka tepla pro vytápění a TV z biomasy v 16 obcích je uvažováno jak v rodinných tak v bytových domech v decentralizovaných zdrojích spalujících biopelety :

Rodinné domy

Správní obvod

Broumov Dobruška Náchod Trutnov Celkem

počet dodávka tepla instal. rodinných pro rodinné výkon domů domy kotlů 388 528 283 652 1851

(GJ/r) 34920 47520 25470 58680 166590

(MW) 3,9 5,3 2,8 6,5 18,5

investiční náklady na spotřeba náklady dodávku biopelet na kotle biopelet (t/r) 2755 3749 2009 4629 13142

(mil.Kč) (mil. Kč/r) 27,2 9,6 37,0 13,1 19,8 7,0 45,6 16,2 129,6 46

Bytové domy

počet bytů dodávka tepla instal. Správní obvod v bytových pro bytové výkon domech kotlů domy Broumov Dobruška Náchod Trutnov Celkem

152 237 87 491 967

(GJ/r) 8360 13035 4785 27005 53185

(MW) 0,9 1,4 0,5 2,9 5,8

49

investiční náklady na spotřeba náklady dodávku biopelet na kotle biopelet (t/r) 619 965 354 1998 3936

(mil.Kč) (mil. Kč/r) 2,3 2,2 3,6 3,4 1,3 1,2 7,4 7,0 14,5 14


II. ETAPA

Vytápění biomasou celého neplynofikovaného území kraje

Výroba energie z biomasy je uvažována pouze v decentralizovaných zdrojích jak v rodinných, tak bytových domech ve všech obcích, do kterých zatím nebyl zaveden zemní plyn. Počet obyvatel obývajících bytové domy je pro následující bilanční výpočty brán jako 70% z celkového počtu obyvatel v obcích, zbývajících 30% obyvatel tedy bydlí v bytových domech. Pro určení počtu rodinných domů je uvažováno průměrné obsazení 1 rodinného domu 4 osobami, u bytových domů obsazení průměrného bytů 2,3 osobami.

Decentralizované zdroje, rodinné domy

Správní obvod

průměrný počet zatím počet neplynofik. počet RD obyvatel v obcí obci

dodávka tepla pro RD

instal. výkon kotlů

(GJ/r)

(MW)

spotřeba biopelet

investiční náklady na kotle

náklady na dodávku biopelet

(mil.Kč) 62,3 103,9

(mil. Kč/r)

Broumov Dobruška Dvůr Králové n. Lab.

636 404 408

8 21 21

890 1485

80136 133623

8,9 14,8

(t/r) 6322 10541

1499

134946

15,0

10646

105,0

37,3

Hořice v Podkrkonoší

332

16

Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl. Náchod Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou Trutnov Vrchlabí Celkem

421 453 300 525 509 1014 352 450 468 709 749

5 4 56 13 19 2 12 0 14 19 6 216

930 368 317 2940 1194 1692 355

83664 33153,75 28539 264600 107493,75 152318,25 31941

9,3 3,7 3,2 29,4 11,9 16,9 3,5

6600 2615 2251 20874 8480 12016 2520

65,1 25,8 22,2 205,8 83,6 118,5 24,8

23,1 9,2 7,9 73,1 29,7 42,1 8,8

739 0 1147 2357 786 16701

66528 0 103194 212168,25 70780,5 1503086

7,4 0,0 11,5 23,6 7,9 167

5248 0 8141 16738 5584 118577

51,7 0,0 80,3 165,0 55,1 1169

18,4 0,0 28,5 58,6 19,5 415

50

22,1 36,9


Decentralizované zdroje, bytové domy

Správní obvod

průměrný dodávka počet zatím počet počet bytů tepla pro neplynofik. obyvatel v v BD BD obcí obci

instal. výkon kotlů

spotřeba biopelet

investiční náklady na náklady na dodávku biopelet kotle


636 404 408

8 21 21

664 1107 1118

(GJ/r) 36501 60863 61466

(MW) 4,0 6,6 6,7

(t/r) 2701 4504 4548

(mil.Kč) 10,0 16,6 16,8

(mil. Kč/r) 9,5 15,8 15,9

Hořice v Podkrkonoší Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl. Náchod Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou Trutnov Vrchlabí Celkem

332 421 453 300 525 509 1014 352 450 468 709 749

16 5 4 56 13 19 2 12 0 14 19 6 216

693 275 236 2191 890 1261 265 551 0 855 1757 586 12448

38108 15101 12999 120522 48962 69379 14549 30303 0 47003 96640 32240 684635

4,2 1,6 1,4 13,1 5,3 7,6 1,6 3,3 0,0 5,1 10,5 3,5 75

2820 1117 962 8919 3623 5134 1077 2242 0 3478 7151 2386 50663

10,4 4,1 3,5 32,9 13,4 18,9 4,0 8,3 0,0 12,8 26,4 8,8 187

9,9 3,9 3,4 31,2 12,7 18,0 3,8 7,8 0,0 12,2 25,0 8,3 177

51


D.

EFEKTIVNOST NAVRŽENÝCH ETAP PROGRAMU VYUŽITÍ BIOMASY

Přehled základních bilančních údajů navržené I. a II. etapy programu pro energetické využití biomasy na území kraje je uveden v následující tabulce. Vzhledem k prakticky již vyčerpaným dalším místním zdrojům odpadní biomasy je nutno předpokládat, že biomasa pro vytápění by byla pro tento účel záměrně pěstována. V tabulce jsou proto uvedeny potřebné plochy pro pěstování biomasy pro jednotlivé programy za předpokladu měrného ročního výnosu biomasy 12 t/ha. Protože v obou etapách je navrženo spalování biopelet s decentralizovanou výrobou tepla, jsou v investičních nákladech uvedeny nejen náklady na kotle ale též na výstavbu lokálních výroben pelet, protože požadavek na množství spalované biomasy přesahuje několikanásobně stávající kapacitu stávajících dodavatelů biopelet v kraji. Investiční náklady na výstavbu peletárny o kapacitě 1000 t/r jsou brány ve výši 2 mil. Kč.

investiční dodávka instalovaný náklady na plocha pro spotřeba náklady na tepla pro výkon dodávku pěstování biomasy vytápění a kotle a kotlů biomasy biomasy peletárny TUV (GJ/r) (MW) (t/r) (mil.Kč) (mil. Kč/r) (ha)

Etapa

I.

II.

16 obcí, RD, decentralizované 16 obcí, BD, decentralizované celkem

166 590

19

13 142

156

46

1 095

53 185

6

3 936

22

14

328

219 775

25

17 078

178

60

1 423

167

118 577

1423

415

9 881

75

50 663

288

177

4 222

242

169 240

1 711

592

14 103

Neplynofikované území kraje, RD, 1 503 086 decentralizované Neplynofikované území kraje, BD, 684 635 decentralizované celkem 2 187 721

52


Energetický přínos

Využitím biomasy pro výrobu tepla na území kraje, které je v současné době téměř výhradně vytápěno hnědým uhlím zajistí snížení spotřeby tohoto paliva v kraji. Snížení spotřeby hnědého uhlí je stanovena za těchto předpokladů : -

výhřevnost uhlí 17 GJ/t

-

průměrná účinnost kotlů na hnědé uhlí 55%

dodávka úspora tepla pro snížení primární spotřeby uhlí vytápění a energie v uhlí TV (GJ/r) (GJ/r) (t/r)

Etapa

I.

II.

16 obcí, RD, decentralizované 16 obcí, BD, decentralizované celkem

166 590

302 891

17 817

53 185

96 700

5 688

219 775

399 591

23 505

2 732 884

160 758

1 244 791

73 223

3 977 675

233 981

Neplynofikované území kraje, RD, 1 503 086 decentralizované Neplynofikované území kraje, BD, 684 635 decentralizované celkem 2 187 721

Ekologický přínos

Při náhradě spalování hnědého uhlí biomasou dojde v kraji ke snížení množství emisí škodlivin ve spalinách ze zdrojů tepla. Množství jednotlivých škodlivin je stanoveno z emisních faktorů dle Přílohy č.5 Nařízení vlády č.352/2002 Sb. Spalování biomasy je z hlediska tvorby CO2 bráno jako neutrální, tzn., že množství emitovaného CO2 při spálení určitého množství biomasy je zpětně spotřebováno pro vzrůst stejného množství biomasy. Celkové snížení emisí při náhradě uhlí biomasou dle navržených etap programu je patrné z následujících tabulek. 53


Snížení emisí v důsledku snížení množství spalovaného uhlí snížení množství uhlí (t/r)

Etapa

I.

16 obcí, RD decentralizované 16 obcí, BD decentralizované celkem

II.

Neplynofikované území kraje, RD decentralizované Neplynofikované území kraje, BD decentralizované celkem


SO2

NOx

CO

CO2

17 817

178

271

53

802

24 231

5 688

57

86

17

256

7 736

23 505

235

357

70

1 058 31 967

160 758

1 608

2 444

482

7 234 218 631

73 223

732

1 113

220

3 295 99 583

233 981

2 340

3 557

702

10 529 318 214

Emise v důsledku spalování biomasy

množství biomasy (t/r)

Etapa

I.


II.


emise (t/r) tuhé

SO2

NOx

CO

CO2

13 142

164

13

39

13

0

3 936

49

4

12

4

0

17 078

213

17

51

17

0

118 577

1482

119

356

119

0

50 663

633

51

152

51

0

169 240

2 115

170

508

170

0

54


Snížení emisí náhradou uhlí biomasou

snížení emisí (t/r) Etapa

I.


II.


tuhé

SO2

NOx

CO

CO2

14

258

14

789

24 231

8

83

5

252

7 736

22

341

19

1 041 31 967

125

2 325

127

7 116 218 631

99

1 062

68

3 244 99 583

224

3 387

1958

10 360 318 214

55


PROGRAM P5 -

VYUŽITÍ ENERGIE OKOLÍ K VÝROBĚ ENERGIE POMOCÍ TEPELNÝCH ČERPADEL

A.

ZÁMĚR PROGRAMU

Konkrétní podpora a vytvoření podmínek pro využití tepla okolí jako obnovitelného a ekologického zdroje energie pomocí tepelných čerpadel


1. etapa

Podpora tepelných čerpadel pro území Královéhradeckého kraje, kde není plánována plynofikace

II. etapa

Podpora využití tepelných čerpadel pro ostatní území kraje s důrazem na dosud neplynofikované oblasti

Program je svým záměrem a výsledkem činnosti propojen s programy P4 a P7.

B.


Druhy tepelných čerpadel, vlastnosti a ceny Tepelné čerpadlo je zařízení, které odebírá teplo z media o nízké teplotě a dodává teplo na mediu o vyšší využitelné teplotě. Tepelné čerpadlo je tedy zařízení k přečerpávání nízkopotenciálního tepla na teplo na využitelné teplotní úrovni. Měřítkem pro hodnocení provozu tepelných čerpadel je topný faktor ,který je definován jako poměr využitelného tepelného výkonu a hnacího příkonu. Topný faktor je funkcí rozdílu teplot topného media ve spotřebitelském okruhu a nízkopotenciálního zdroje. Při zvyšování rozdílu těchto teplot, klesá úměrně i hodnota hospodárnost celého zařízení. 56

topného faktoru

a tím i


U TČ nepřesahuje teplota topné vody 60°C (obvykle 55°C). To má vliv na dodatečné investiční náklady na úpravu plochy otopných těles v objektu, který je v současné době vytápěn z klasického zdroje teplovodním systémem 90/70°C. Při instalaci KTČ je nutno plochu těles zvětšit (cca 1,5 – 2x), pokud není již předimenzovaná. Tepelné čerpadlo může být koncipováno z hlediska druhu nízkopotenciálního a vytápěcího media jako : voda – voda země – voda vzduch – voda vzduch – vzduch

Měrné investiční náklady na TČ dle výrobce se pohybují : pro nižší topné výkony (pod 20 kW) v rozmezí cca 15 000 – 25 000 Kč / kW topného výkonu. pro vyšší topné výkony (nad 70 kW) v rozmezí cca 8 000 - 10 000 Kč / kW topného výkonu.

Měrné investiční náklady na kompletní systém pro využití nízkopotenciálního tepla pomocí TČ (teplosměnná plocha pro nízkopotenciální zdroj, přívod hnacího a vývod využitelného výkonu, úpravy na spotřebiči tepla a pod.) se dle velikosti a složitosti pohybují v rozsahu cca 10 000 - 30 000 Kč / kW topného výkonu.

Instalace tepelného čerpadla nízkého výkonu do rodinných domů Tepelného čerpadla je v tomto případě využito pro vytápění a přípravu TUV. Protože dodávka tepla pro vytápění je během roku značně nerovnoměrná, navrhuje se tepelné čerpadlo vždy v bivalentním systému s klasickým zdrojem tepla. Instalovaný topný výkon tepelného čerpadla se v bivalentním zapojení navrhuje jen na pokrytí cca 65% max. požadovaného tepelného příkonu objektu. Tím je zajištěno vyšší roční využití výkonu tepelného čerpadla s nižšími investičními náklady. Bivalentní zdroj tepla (obvykle levný přímotopný el. kotel) potom kryje jen doplňkovou špičkovou potřebu tepla.

57


Touto kombinací drahého, ale časově více využitého tepelného čerpadla a levného a méně časově využitého kotle je zajištěna příznivější ekonomie provozu systému s tepelným čerpadlem. Na rozdíl od původních instalacích tepelných čerpadel v našem státě, které jako nízkopotenciální zdroj tepla téměř výhradně používaly finančně nákladné zemní vrty, roste v současné době počet instalací tepelných čerpadel, kde zdrojem tepla je zemina, nebo vzduch. Tepelná čerpadla vzduch – voda mají výhodu v levném zdroji tepla (výměník malých rozměrů), který nevyžaduje rozsáhlé zemní úpravy v okolí vytápěného objektu. Jednoduchost tohoto řešení vyvažuje nevýhodu nižšího topného faktoru v mrazivých dnech, kterých je však během roku jen velmi nízký počet. Pokud je vytápění objektu řešeno jako teplovzdušné, je možno využít tepelného čerpadla vzduch – vzduch. Výhodou tohoto provedení, kromě vysokého topného faktoru (v důsledku nízké teploty vytápěcího vzduchu), je možnost využít tepelného čerpadla v letním období k chlazení objektu (reverzace provozu tep. čerpadla na chladicí zařízení). Instalace tepelného čerpadla vyššího výkonu Tepelné čerpadlo vyššího výkonu může být instalováno : -

do zdroje tepla pro vytápění a přípravu TV

-

do zdroje tepla jen pro přípravu TV

-

do průmyslového provozu

Využití tepelných čerpadel v průmyslových závodech je uvažováno především do průmyslových technologií se zdroji odpadního tepla o nízké teplotě (odpadní voda z textilního průmyslu). Tyto instalace mají v porovnání s instalací TČ pro vytápění podstatně příznivější ekonomii provozu v důsledku vysokého počtu provozních hodin ( proti sezónnímu vytápění ) a příznivějšího topného faktoru následkem relativně vysoké teploty zdroje odpadní vody resp. vzduchu oproti nízké teplotě nízkopotenciálního zdroje při vytápění ( zemina, vzduch ). Dalším pozitivním efektem průmyslové aplikace TČ je relativně konstantní požadovaný výkon což snižuje investiční náklady v důsledku provozu TČ na téměř konstantní výkon proti kolísání jeho výkonu při vytápění.

58


Při instalaci tepelného čerpadla vyššího výkonu pro vytápění a přípravu TV v bytovém domě jsou výhodou nižší měrné investiční náklady v porovnání s instalací do rodinného domu s nízkým výkonem. TČ vyšších výkonů lze instalovat především do jednotlivých bytových domů nebo jejich skupin a do nemocnic. V těchto případech je zajištěno vyšší roční časové využití jmenovitého topného výkonu TČ v důsledku vyšší spotřeby teplé užitkové vody a celoroční dodávce tepla. Naopak instalace TČ do úřadů a škol je z ekonomického hlediska méně příznivá v důsledku nižšího ročního časového využití jmenovitého výkonu TČ. TČ je možno využít jen pro předehřev teplé užitkové vody (TV). TČ v tomto případě předehřívá studenou vodu přicházející do ohřívače TV (boiler, předávací stanice). Výše předehřátí vody (a tím výše topného faktoru TČ) se stanoví na základě ekonomické optimalizace pro dané místní podmínky, tj. především cenu tepla, kterým je TV ohřívána. Provoz TČ v tomto případě má velmi dobrou ekonomii provozu v důsledku vysokého ročního využití jmenovitého topného výkonu. Základní bilance využití tepelných čerpadel

Instalace TČ je uvažována na území kraje : pro vytápění a ohřev TV v rodinných domech pro vytápění a ohřev TV v bytových domech pro předehřev TV pro bytové domy Ve všech případech se předpokládá instalace TČ především do stávajících obydlí. V prvních dvou případech s dodávkou tepla pro vytápění tedy s připojením na stávající otopný systém, jehož plochu otopných těles je nutno vzhledem k nižší teplotě topné vody zvětšit – pokud není plocha již předimenzována.

TČ pro vytápění a ohřev TV ve středně velkém rodinném domě Zdroj tepla s tepelných čerpadlem je koncipován bivalentně, tzn., že tepelné čerpadlo je doplněno elektrokotlem, který je v provozu při požadavku dodávky tepla o vyšší teplotě (vytápění v zimním období, občasný proplach systému TV vodou o vyšší teplotě proti legionelle). Do jednotlivých rodinných domů by byla instalována TČ malých výkonů, tzn. vyšších měrných investičních nákladů. Instalovaný výkon TČ se volí obvykle cca 65%, instalovaný 59


výkon elektrokotle cca 35% max. tepelného příkonu domu. Tepelné čerpadlo potom dodává cca 90% celkové spotřeby tepla domu, elektrokotel cca 10%. Předpokládá se především instalace tepelných čerpadel vzduch – voda nebo voda – voda, která včetně nákladů na zdroj nízkopotenciálního tepla jsou investičně méně náročná než tepelné čerpadlo země – voda vyžadující provedení zemního vrtu. U tepelného čerpadla vzduch – voda je již zdroj nízkopotenciálního tepla (skříň s výparníkem a ventilátorem) součástí dodávky. Skříň o objemu cca 2m3 je možno umístit kdekoli v blízkosti domu. U tepelného čerpadla voda – voda je nutno zdroj nízkopotenciálního tepla (zemní trubkový kolektor) zajistit navíc. Zemní trubkový kolektor je instalován do výkopů o hloubce cca 1m v okolí domu – délka trubek kolektoru je pro běžný rodinný dům několik set metrů. Přibližně platí, že investiční náklady na TČ daného topného výkonu vzduch – voda nebo voda – voda včetně trubkového kolektoru jsou stejné.

Základní bilanční data pro středně velký rodinný dům spotřeba tepla

90 GJ/r

z toho pro vytápění pro TV

70 GJ/r 20 GJ/r


10 kW

z toho TČ

6,5 kW

EK

3,5 kW

spotřeba el. energie

10 000 kWh/r

z toho TČ

7500 kWh/r

EK

2500 kWh/r


245 000 Kč

z toho TČ

180 000 Kč (včetně zdroje nízkopot. tepla)

EK

5 000 Kč

propojení se stávající soustavou

20 000 Kč (případně včetně akunádrže)

úprava otopných těles

40 000 Kč (případně včetně potrubí)

60


Ekonomie provozu tepelného čerpadla

Náhrada plynového kotle (za předpokladu stávajícího vytápění plynem s cenou tepla z kotle 230 Kč/GJ, cena el. energie pro TČ včetně měsíčních platů 1,2 Kč/kWh)

náklady na el. energii

12 000 Kč/r

z toho TČ

9 000 Kč/r

EK

3 000 Kč/r

snížení nákladů na dodávku plynu

20 700 Kč/r

rozdíl nákladů na plyn a el. energii

8 700 Kč/r

prostá návratnost investičních nákladů

28,2 roku

V souvislosti s instalací TČ je možno uvažovat další finanční úspory : - přechodem z původní sazby odběru el. energie na sazbu D55 je možno při průměrné spotřebě el. energie pro ostatní spotřebiče cca 2,5 MWh/r snížit platbu za el. energii ve výši cca 6 500 Kč/r - nezakoupení nového plynového kotle ve výši cca 40 000 Kč - příspěvek distribuční společnosti na nákup TČ ve výši 40 000 Kč

Při respektování těchto úspor je prostá návratnost

18,2 roku

Náhrada el. přímotopného kotle (za předpokladu stávajícího el. přímotopného kotle s cenou tepla 360 Kč/GJ, cena el. energie pro TČ včetně měsíčních platů 1,2 Kč/kWh)


12 000 Kč/r

snížení nákladů na dodávku el. energie pro přímotop

32 400 Kč/r

rozdíl nákladů na přímotop a TČ

20 400 Kč/r

příspěvek na nákup TČ

40 000 Kč/r


10,0 roku 61


TČ pro vytápění a ohřev TV v bytových domech se středně velkými byty Do bytových domů je možno instalovat centrální TČ větších výkonů, tzn. s nižšími měrnými investičními náklady. Roční využití instalovaného výkonu TČ je prakticky stejné jako v předchozím případě. Zdroj tepla s tepelných čerpadlem je koncipován bivalentně, tzn., že tepelné čerpadlo je doplněno elektrokotlem, který je v provozu při požadavku dodávky tepla o vyšší teplotě (vytápění v zimním období, občasný proplach systému TV vodou o vyšší teplotě proti legionelle).

Základní bilanční data pro 100 bytů spotřeba tepla

5 500 GJ/r

z toho pro vytápění

4 200 GJ/r

pro TV

1 300 GJ/r


600 kW

z toho TČ

400 kW

EK

200 kW

spotřeba el. energie

611 100 Kč/r

z toho TČ

458 300 kWh/r

EK

152 800 kWh/r


4 200 000 Kč

z toho TČ

3 000 000 Kč (včetně zdroje nízkopot. tepla)

EK

200 000 Kč

propojení se stávající soustavou

100 000 Kč (včetně akumulační nádrže)

úprava otopných těles

900 000 Kč (případně včetně potrubí)

62


Ekonomie provozu tepelného čerpadla

Náhrada domovního plynového kotle (za předpokladu stávajícího vytápění plynem s cenou tepla z kotle 230 Kč/GJ, cena el. energie pro TČ včetně měsíčních platů 1,2 Kč/kWh)


733 320 Kč/r

snížení nákladů na dodávku plynu

1 265 000 Kč/r

rozdíl nákladů na plyn a el. energii

531 680 Kč/r


7,9 roku

Náhrada el. přímotopů (za předpokladu tepla ze stávajících el. přímotopů s cenou 360 Kč/GJ, cena el. energie pro TČ včetně měsíčních platů 1,2 Kč/kWh)


733 320 Kč/r

snížení nákladů na dodávku el. energie pro přímotop

1 980 000 Kč/r

rozdíl nákladů na přímotop a TČ

1 246 680 Kč/r

instalace teplovodní otopné soustavy

1 200 000 Kč

prostá návratnost zvýšených investičních nákladů

4,3 roku

TČ pro předehřev TV pro bytové domy Pro předehřev TV v bytových domech jsou instalována TČ vyšších výkonů, tedy o nižších měrných investičních nákladech. Nemusí být instalován elektrokotel, systém je jednodušší. Tepelné čerpadlo s akumulační nádrží, pro vyrovnání nerovnoměrností v odběru TV, je instalováno před stávající boiler nebo výměník TV předávací stanice v bytovém domě. Tepelné čerpadlo tedy předehřívá studenou vodu, která je při stávajícím ohřevu přiváděna do stávajícího boileru nebo výměníku TV. Protože dodávka TV je během roku prakticky konstantní je využití topného výkonu TČ velmi vysoké, cca 6 000 h/r. Předehřev studené 63


vody v TČ je předpokládán na teplotu cca 40°C. V takovém případě je možno uvažovat průměrnou výši celoročního topného faktoru tepelného čerpadla 4.

Základní bilanční data pro předehřev TV pro 100 bytů

spotřeba tepla pro ohřev TV (z 10 na 55°C)

1 300 GJ/r

spotřeba tepla pro předehřev TUV na 40°C

870 GJ/r

instalovaný topný výkon TČ

40 kW

spotřeba el. energie pro TČ

60 400 kWh/r

investiční náklady na TČ

450 000 Kč

(včetně zdroje nízkopotenciálního tepla a propojení TČ se stávající soustavou)

Ekonomie provozu tepelného čerpadla (za předpokladu stávající ceny tepla pro ohřev TUV ve výši 300 Kč/GJ)

náklady na el. energii pro provoz TČ

72 480 Kč/r

snížení nákladů na dodávku tepla

261 000 Kč/r

rozdíl nákladů

188 520 Kč/r


2,4 roku

Současné využití tepelných čerpadel v kraji V současné době je na území kraje instalováno několik desítek tepelných čerpadel malých výkonů, především pro rodinné domy.

64


C. NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMU

Tepelná čerpadla jsou zdrojem tepelné energie neprodukujícího v místě instalace žádné emise škodlivin. Instalaci tepelných čerpadel je vhodné proto podporovat především v oblastech kraje, které nejsou zatím plynofikovány a VČP a.s. nemá zájem tyto oblasti plynofikovat. Aplikace tepelných čerpadel pro výrobu tepla jako náhrada spalování uhlí je tedy v těchto oblastech alternativou k energetickému využití biomasy. Rovněž jako v případě biomasy je dále vhodné instalaci tepelných čerpadel podporovat na území kraje v obcích, které mají být v budoucnu plynofikovány, ale vzhledem k vývoji ceny zemního plynu je o plynofikaci klesající zájem. Návrh etap programu pro využití tepelných čerpadel Na území kraje jsou pro aplikaci tepelných čerpadel, podobně jako v případě biomasy, navrženy dvě etapy :

I. etapa

Pro vybrané obce, které nebudou neplynofikovány ani v budoucnu

II. etapa

Pro celé současně neplynofikované území kraje

65


I. Etapa

TČ pro vybrané obce neplynofikované ani v budoucnu

Rodinné domy, vytápění a TV

Správní obvod


počet RD vytápěn. TČ

388 528 283 652 1851

dodávka tepla pro RD

náklady na celkový spotřeba el. investiční el. energii instal. výkon energie na náklady pro vyt. a zdrojů s TČ vyt.a TV TV

(GJ/r)

(MW)

(MWh/r)

34920 47520 25470 58680 166590

3,9 5,3 2,8 6,5 19

3880 5280 2830 6520 18510

(mil.Kč) (mil. Kč/r) 95,1 129,4 69,3 159,7 453

4,7 6,3 3,4 7,8 22

Bytové domy, vytápění a TV

Správní obvod


dodávka instal. počet bytů tepla pro výkon v bytových bytové zdrojů s TČ domech domy (GJ/r) (MW) 152 8360 0,9 237 13035 1,4 87 4785 0,5 491 27005 2,9 967 5,8 53185

spotřeba el. náklady na investiční energie na el. energii náklady vyt.a TV pro vyt. a TV (MWh/r)

(mil.Kč)

(mil. Kč/r)

929 1448 532 3000 5908

6,4 10,0 3,7 20,6 40,6

1,1 1,7 0,6 3,6 7,1

Bytové domy, předehřev TV

Správní obvod

dodávka počet bytů tepla pro v bytových předehřev domech TV

Broumov Dobruška Náchod Trutnov

152 237 87 491

Celkem

967

spotřeba el. náklady na instal. investiční energie pro el. energii výkon TČ náklady TČ pro vyt. a TV

(GJ/r)

(MW)

1322 2062 757 4272 8413

0,06 0,09 0,03 0,20 0,39

66

(MWh/r) 92 143 53 297 584

(mil.Kč) 0,7 1,1 0,4 2,2 4,35

(mil. Kč/r) 0,11 0,17 0,06 0,36 0,71


II. Etapa

TČ pro celé současně neplynofikované území kraje Rodinné domy, vytápění a TV

Správní obvod

dodávka celkový spotřeba el. průměrný počet zatím počet RD tepla pro RD instal. výkon energie na neplynofik. vytápěných počet zdrojů s TČ vyt.a TV TČ obcí obyvatel v obci (GJ/r) (MW) (MWh/r)


náklady na el. energii pro vyt. a TV

(mil.Kč)

(mil. Kč/r)


636 404 408

8 21 21

890 1485

80136 133623

8,9 14,8

8904 14847

218,1 363,8

10,7 17,8

1499

134946

15,0

14994

367,4

18,0


332

16

Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl. Náchod Nová Paka Nové Město n. Met.

421 453 300 525 509 1014 352

5 4 56 13 19 2 12

930 368 317 2940 1194 1692 355

83664 33153,75 28539 264600 107493,75 152318,25 31941

9,3 3,7 3,2 29,4 11,9 16,9 3,5

9296 3684 3171 29400 11944 16924 3549

227,8 90,3 77,7 720,3 292,6 414,6 87,0

11,2 4,4 3,8 35,3 14,3 20,3 4,3

Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou

450 468

0 14

739 0

66528 0

7,4 0,0

7392 0

181,1 0,0

8,9 0,0

Trutnov Vrchlabí Celkem

709 749

19 6 216

1147 2357 786 16701

103194 212168,25 70780,5 1503086

11,5 23,6 7,9 167

11466 23574 7865 167010

280,9 577,6 192,7 4092

13,8 28,3 9,4 200


(mil.Kč)

náklady na el. energii pro vyt. a TV (mil. Kč/r)

Bytové domy, vytápění a TV Správní obvod

dodávka celkový spotřeba el. průměrný počet zatím počet bytů v tepla pro BD instal. výkon energie na počet BD zdrojů s TČ vyt.a TV neplynofik. obyvatel v obcí obci (GJ/r) (MW) (MWh/r)


636 404 408

8 21 21

664 1107

36501 60863

4 7

4055 6761

28 46

5 8

1118

61466

7

6828

47

8


332

16

693

38108

4

4233

29

5

Hradec Králové

421

5

Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl.

453 300 525

4 56 13

275 236 2191

15101 12999 120522

2 1 13

1678 1444 13389

12 10 92

2 2 16

Náchod Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou

509 1014 352 450 468

19 2 12 0 14

890 1261 265 551 0

48962 69379 14549 30303 0

5 8 2 3 0

5439 7707 1616 3366 0

37 53 11 23 0

7 9 2 4 0

Trutnov Vrchlabí Celkem

709 749

19 6 216

855 1757 586 12448

47003 96640 32240 684635

5 11 4 75

5222 10736 3582 76057

36 74 25 523

6 13 4 91

67


D.

EFEKTIVNOST NAVRŽENÝCH ETAP PROGRAMŮ VYUŽITÍ TEPELNÝCH ČERPADEL

Přehled základních bilančních údajů navržených etap programu pro aplikaci tepelných čerpadel na území kraje je uveden v následující tabulce.

dodávka tepla

Etapa

16 obcí, RD, vytápění a TV 16 obcí, BD, vytápění a TV 16 obcí, BD, předehřev TV celkem

I.

Neplynofikované území kraje, RD, vytápění a TV Neplynofikované území kraje, BD, vytápění a TV celkem

II.

instalovaný náklady na spotřeba el. investiční výkon dodávku el. energie náklady zdrojů s TČ energie

(GJ/r)

(MW)

(MWh/r)

(mil.Kč) (mil. Kč/r)

166 590

19

18 510

453

22

53 185

6

5 908

41

7

8 413

0,4

584

4

0,7

228 188

25

25 002

498

30

1 503 086

167

167 010

4 092

200

684 635

75

76 057

523

91

2 187 721

242

243 067

4 615

291

Energetický přínos Využitím tepelných čerpadel pro výrobu tepla na území kraje, které je v současné době téměř výhradně vytápěno hnědým uhlím zajistí snížení spotřeby tohoto paliva v kraji. Snížení spotřeby hnědého uhlí je stanovena za těchto předpokladů : -

výhřevnost uhlí 17 GJ/t

-

průměrná účinnost kotlů na hnědé uhlí 55%

68


dodávka úspora snížení tepla pro primární vytápění a spotřeby uhlí energie v uhlí TV (GJ/r) (GJ/r) (t/r)

Etapa

I.

II.

16 obcí, RD, vytápění a TV 16 obcí, BD, vytápění a TV 16 obcí, BD, předehřev TV celkem

166 590

302 891

17 817

53 185

96 700

5 688

8 413

15 296

900

228 188

414 887

24 405

2 732 884

160 758

1 244 791

73 223

3 977 675

233 981

Neplynofikované území 1 503 086 kraje, RD, vytápění a TV Neplynofikované území 684 635 kraje, BD, vytápění a TV celkem 2 187 721

Ekologický přínos Při provozu navržených tepelných čerpadel dojde v daném území ke snížení emisí škodlivin o hodnoty v následující tabulce v důsledku snížení množství spalovaného uhlí. Snížení emisí v důsledku snížení množství spalovaného uhlí snížení množství uhlí (t/r)

Etapa

I.

16 obcí, RD vytápění a TV 16 obcí, BD vytápění a TV 16 obcí, BD předehřev TV celkem

II.



SO2

NOx

CO

CO2

17 817

178

271

53

802

24 231

5 688

57

86

17

256

7 736

900

9

14

3

40

1 224

24 405

244

371

73

1 098 33 191

160 758

1 608

2 444

482

7 234 218 631

73 223

732

1 113

220

3 295 99 583

233 981

2 340

3 557

702

10 529 318 214

69


Provoz tepelných čerpadel však vyžaduje el. energii vyráběnou převážně v systémových kondenzačních hnědouhelných elektrárnách, které představují emisní zátěž obvykle v jiné lokalitě než je instalováno tepelné čerpadlo. Změna množství emisí v důsledku provozu tepelných čerpadel by tedy měla být hodnocena z celospolečenského hlediska. Tepelný obsah hnědého uhlí (GJ) spáleného v systémových elektrárnách lze stanovit vynásobením MWh el. energie spotřebovaných v tepelných čerpadlech koeficientem 12,895 GJ/MWh v němž je zahrnuta jak účinnost výroby elektřiny (kondenzační soustrojí), tak ztráty v rozvodech el. energie mezi elektrárnou a tepelným čerpadlem. Emise z elektráren jsou stanoveny při střední výhřevnosti energetického uhlí 11,5 GJ/t a pro následující parametry energetického uhlí – obsah síry 1,5%, obsah popele 35%, účinnost odprášení 99,9%, účinnost odsíření 70%.

Emise z elektráren

množství spalovaného uhlí (t/r)

Etapa

I.

16 obcí, RD vytápění a TV 16 obcí, BD vytápění a TV 16 obcí, BD předehřev TV celkem

II.



SO2

NOx

CO

CO2

20 755

0,1

1,8

124,5

10,4

25 944

6 625

0,0

0,6

39,7

3,3

8 281

655

0,0

0,1

3,9

0,3

819

28 035

0,1

3

168

14

35 044

187 269

0,6

16,0

1123,6

93,6 234 086

85 283

0,3

7,3

511,7

42,6 106 604

272 552

1

23

1 635

136

70

340 690


Snížení emisí z celospolečenského hlediska při provozu tepelných čerpadel je uvedeno v následující tabulce. Z hodnot je patrné, že v případě NOx a CO2 nedojde ke snížení, ale naopak ke zvýšení množství emisí (znaménko -), kromě Etapy I. – předehřevu TV v bytových domech, kde v případě emisí CO2 dojde také ke snížení, v důsledku vyššího topného faktoru tepelných čerpadel. Snížení emisí při náhradě uhlí tepelnými čerpadly

snížení / zvýšení emisí (t/r) Etapa

I.

16 obcí, RD , vytápění a TV 16 obcí, BD , vytápění a TV 16 obcí, BD , předehřev TV celkem

II.

Neplynofikované území kraje, RD vytápění a TV Neplynofikované území kraje, BD vytápění a TV celkem

tuhé

SO2

NOx

CO

CO2

178

269

- 72

792

- 1 713

57

85

- 23

253

- 545

9

14

-1

40

405

244

368

-96

1 085

-1 853

1 607

2 428

- 642

7 140

- 15 455

732

1 106

- 292

3 252 - 7 021

2 339

3 534

-934

10 392 -22 476

71


PROGRAM P6 -

INSTALACE PLYNOVÉ KOGENERACE K VÝROBĚ TEPLA A ELEKTRICKÉ ENERGIE

A.

ZÁMĚR PROGRAMU

Podpora a vytvoření podmínek pro zavádění plynové kogenerace do vhodných subjektů na území kraje


1. etapa

Podpora instalace plynové kogenerace ve vybraných průmyslových závodech

II. etapa

Ověření možností a podmínek pro realizaci plynové kogenerace v ostatních průmyslových závodech

B.


Druhy plynových kogeneračních zařízení, vlastnosti a ceny Plynová kogenerace je výroba el. energie a tepla přímým spalováním plynu ve spalovacím motoru (Ottův cyklus) nebo spalovací turbíně (Braytonův cyklus) pohánějící generátor el. energie se současným využitím odpadního tepla z motoru nebo turbíny. Stupeň konverze energie obsažené v plynu na el. energii je cca 24 - 42%, účinnost výroby tepla je cca 35 - 57%, celková účinnost využití energie v plynu činí cca 72 - 90%. Kromě zemního plynu lze v kogeneračních jednotkách použít i

bioplyn nebo

dřevoplyn, případně jiný odpadní plyn. Nízká výhřevnost těchto plynů však vyžaduje konstrukční úpravy motoru či turbíny, navíc se projeví v nižší elektrické účinnosti . Paroplynová kogenerace je výroba el. energie a tepla se snahou o maximální podíl výroby el. energie. To je zajištěno kombinací zařízení na plynovou a parní kogeneraci. Odpadním teplem ze spalovací turbíny je vyráběna pára, která pohání soustrojí s parní turbínou, nebo je část vyrobené páry vstřikována do spalovací komory spalovací turbíny. Paroplynová kogenerace jako kombinace parní turbíny se spalovacím motorem se vyskytuje zcela ojediněle. 72


Kogenerační jednotka se spalovacím motorem se skládá ze zážehového spalovacího motoru pohánějícího na přímo alternátor vyrábějící el. energii a výměníků pro využití odpadního tepla z motoru. Směs zemního plynu se spalovacím vzduchem je do válců dodávána pod tlakem turbokompresorem poháněným spalinami, kog. jednotka tedy nevyžaduje přívod tlakového zemního plynu, plyn může být dodáván z běžného potrubí s redukovaným tlakem (desítky kPa). Odpadní teplo z motoru je pro využití odváděno pomocí dvou výměníků na dvou teplotních úrovních. První výměník odvádí teplo z bloku motoru a z oleje na úrovni cca 80 90 °C. Druhý výměník odvádí teplo z odcházejících výfukových spalin o teplotě cca 400 500°C. Výměníky jsou z hlediska průtoku teplonosného média zapojeny do série. Obvykle jsou kogenerační jednotky koncipovány pro dodávku tepla do teplovodního systému 90/70°C, méně již do systému 110/85°C. Ve výjimečných případech je teplo z kogenerační jednotky dodáváno částečně v teplé vodě (odpadní teplo bloku motoru a oleje) a částečně v syté páře (odpadní teplo spalin). Pro možnost přechodného provozu kog. jednotky bez využití nebo s částečným využitím vyrobeného tepla jsou jednotky obvykle vybavovány nouzovým chladičem, který teplo z jednotky odvádí do atmosféry. Elektrická účinnost (poměr svorkového el. výkonu alternátoru a příkonu v přiváděném plynu) se u kog. jednotek se spalovacími motory pohybuje v rozsahu cca 28 - 42%. Elektrická účinnost je udána pro nominální výkon jednotky, při snižování výkonu jednotky není však její pokles příliš markantní (na rozdíl od dále uvedených jednotek se spalovacími turbínami). Tepelná účinnost jednotek (poměr využitelného tepelného výkonu a příkonu v přiváděném plynu) se pohybuje v rozsahu cca 40 - 50%. Celková účinnost kogeneračních jednotek se pohybuje mezi cca 80 - 92%. Kogenerační jednotky se zážehovými spalovacími motory se dodávají o el. výkonech v rozsahu od cca 20 kW do 5000 kW.

73


Kogenerační jednotka se spalovací turbínou sestává ze soustrojí spalovací turbína generátor el. energie a spalinového kotle, z kterého je dodáváno využitelné teplo ve formě teplé či horké vody nebo páry. Spalovací vzduch je komprimován kompresorem (na stejné hřídeli s turbínou), stlačený vzduch je veden do spalovací komory kam je též přiváděn tlakový zemní plyn, spaliny ze spáleného zemního plynu jsou vedeny na lopatky spalovací turbíny pohánějící obvykle přes převodovku alternátor. Zemní plyn pro turbínu je nutno přivádět pod tlakem cca 1,5 - 2,5 MPa dle kompresního poměru turbíny. Spaliny z turbíny jsou přiváděny do spalinového kotle k výrobě tepla ve formě páry nebo horké resp. teplé vody. Při požadavku na zvýšení tepelného výkonu spalinového kotle je instalován tzv. přihřívací hořák spalující zemní plyn, který je vřazen do spalin proudících z turbíny do kotle a zvyšuje teplotu spalin přicházejících z turbíny (cca 450 - 600°C) na max. cca 900°C. Na spalinové potrubí mezi turbínou a kotlem se obvykle instaluje uzavíratelný výfuk, kterým lze spaliny z turbíny vypouštět do ovzduší bez využití jejich citelného tepla. Tohoto výfuku se obvykle užívá při najíždění turbíny nebo při přechodném nižším odběru tepla. Možnost volby média, na kterém je odváděno teplo ze spalinového kotle je z hlediska jeho využitelnosti dle požadavků spotřeby hlavní výhodou kogeneračních jednotek se spalovací turbínami - dodávka celého tepelného výkonu je možná v páře. Rozsah nominálních elektrických účinností soustrojí se spalovacími turbínami je velmi široký od cca 16% pro malé turbíny s nízkou teplotou spalin až po špičkové turbíny vysokých výkonů s účinností 38%. Tepelná účinnost kog. jednotek se spalovacími turbínami se pohybuje v rozsahu cca 40 - 60%. Celková účinnost kog. jednotek se spalovacími turbínami se pohybuje v rozsahu cca 72 - 85%. Kogenerační jednotky se spalovacími turbínami se dodávají o el. výkonech v rozsahu od cca 40 kW (mikroturbíny) do cca 200 000 kW.

74


Optimalizace druhu a výkonu plynové kogenerační jednotky, ekonomie provozu

Volba typu a dimenzování kogeneračních jednotek

Při návrhu instalace kogenerační jednotky je z hlediska ekonomické efektivnosti rozhodující dosažení co nejvyššího poměru vyrobené el. energie ku vyráběnému teplu neboť el. energii vyrobenou kogenerační jednotkou je možno lépe finančně zhodnotit než vyrobené teplo. Kromě tohoto hlediska provozovatele se vyšší množství vyrobené el. energie pozitivně projevuje i z hlediska celospolečenského - zajistí vyšší snížení emisí z elektráren spalujících sirnaté nízkovýhřevné uhlí.

Poměr elektrického a tepelného výkonu se pohybuje obvykle v rozsahu : - pro kog. jednotky se spalovacími motory

cca 1 : 1,1 až 1 : 1,6

- pro kog. jednotky se spalovací turbínou

cca 1 : 1,7 až 1 : 2,1

- pro kog. jednotky paroplynové

cca 1 : 1,2 až 1 : 1,6

Je nutno ovšem přihlédnout i k třem dalším hlediskům, která zcela zásadně ovlivňují výběr typu kogenerační jednotky vzhledem k daným podmínkám subjektu kam má být jednotka instalována. Prvním hlediskem je druh teplonosného media, na kterém je z kog. jednotky dodáváno teplo. Zatímco teplo z plynové kogenerace se spalovací turbínou a kogenerace paroplynové je dodáváno ve formě syté nebo přehřáté páry, je teplo z plynové kogenerace se spalovacím motorem dodáváno ve formě teplé nebo horké vody (ve zcela vyjímečných případech je možno pouze menší část tepla dodávat ve formě syté páry). Druhým hlediskem je druh plynu, který kog. jednotka spaluje, jeho cena vůči jeho výhřevnosti a elektrická účinnost kog. jednotky odpovídající výhřevnosti plynu . Třetím hlediskem jsou měrné investiční náklady vztažené na el. výkon kog. jednotky. Nejnižší měrné náklady vykazuje kogenerace plynová se spalovacím motorem, vyšší kogenerace plynová se spalovací turbínou a nejvyšší kogenerace paroplynová.

75


Ve výkonové oblasti cca od 100 kWe do 15 000 kWe se měrné investiční náklady ne dodávku kog. jednotky vztažené na instalovaný el. výkon pohybují v rozsahu :

- pro kog. jednotky se spalovacími motory,

cca 11 - 17 mil. Kč/MWe

- pro kog. jednotky se spalovacími turbínami,


- pro kog. jednotky paroplynové,


Obvykle platí, že měrné investiční náklady jsou nepřímo úměrné výkonu kog. jednotky. Kog. jednotky s plynovými motory jsou obvykle dodávány kompaktní jako monoblok. Kog. jednotky se spalovacími turbínami nebo jednotky paroplynové je nutno koncipovat ze soustrojí s plynovou resp. parní turbínou a spalinového kotle, který je obvykle vyráběn na zakázku pro daný případ (požadovaný výkon a parametry páry) a je tedy značně finančně nákladný.

Kromě nákladů na dodávku kog. jednotky je nutno ještě uvažovat náklady na : -

vyvedení elektrického a tepelného výkonu z kog. jednotky

-

stavební úpravy

Při rozhodování o typu a dimenzování výkonu kogenerační jednotky je nutno tedy brát v úvahu všechna uvedená hlediska s přihlédnutím k podmínkám subjektu, do kterého má být kog. jednotka instalována : -

poměr spotřeby tepla a el. energie

-

druh požadovaného teplonosného media

-

stávající instalovaný výkon kotlů a jejich teplotní a tlakové parametry

Kogenerační jednotky se spalovacími motory je možno instalovat jen v těch případech kdy je možno využít vyrobené teplo ve formě teplé (90/70°C) nebo horké vody (110/85°C) a daný subjekt je plynofikován s dostatečnou kapacitou dodávky plynu. V mnoha průmyslových závodech, kde jsou instalovány parní kotle a konečná spotřeba páry je nízká takže za parními kotli je instalován výměník pára - voda pro dodávku tepla pro vytápění a přípravu TUV, je v tomto případě vhodnější instalovat ekonomicky výhodnější kog. jednotku se spalovacím motorem s dodávkou tepla pro vytápění do 76


sekundárního teplovodního okruhu než kog. jednotku se spalovací turbínou s horší ekonomií provozu pro výrobu primární páry. Jinou možností v souvislosti s instalací kog. jednotky s dodávkou tepla v teplé vodě je je např. rekonstrukce stávajícího parního vytápění na teplovodní. V průmyslových závodech kde je odběr tepla vázán na dodávku páry je možno instalovat pouze kog. jednotku se spalovací turbínou nebo jednotku paroplynovou.

Podmínky ekonomického provozu kogeneračních. jednotek Kogenerační jednotka kteréhokoliv uvedeného typu není v naprosté většině případů instalována jako jediný zdroj energie ale v kombinaci s dalšími energetickými zdroji. El. energie a teplo vyrobené kogenerační jednotkou je možno buď využít ve vlastní spotřebě nebo dodávat vnějšímu odběrateli. V případě využití el. energie a tepla ve vlastní spotřebě je kog. jednotka pro dosažení co nejvyššího využití jejího instalovaného výkonu a tím co nejpříznivější ekonomie provozu provozována v oblasti základního zatížení. Požadavek na dodávku vyššího tepelného výkonu je zajištěn ve spolupráci s kotli příslušného zdroje tepla a špičky v dodávce el. energie převyšující el. výkon kog, jednotky jsou zajišťovány ze sítě. V případě dodávky jednoho nebo obou energetických medií vnějšímu odběrateli je kog. jednotka provozována dle podmínek tohoto odběru. Pokud je el. energie dodávána do veřejné sítě platí pro její minimální výkupní cenu poslední platné „Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu, kterým se stanovují ceny elektřiny a souvisejících služeb“. Výkupní cena je obvykle stanovena zvlášť pro el. výkon kog. jednotky do a nad 5 MW, dále je stanovena pro celodenní dodávku el. energie do sítě nebo pro dodávku v časových pásmech jednotlivých tarifů. Při využití el. energie pro vlastní spotřebu není možno uvažovat zhodnocení el. energie ve výši průměrné ceny (kalkulované z ceny ze el. práci, poplatků za maxima a ostatní), ale pouze z úspory el. práce a snížení 1/4 hod. maxima ve výši el. výkonu jednotky. V případech některých průmyslových závodů, kdy vlastní spotřeba tepla je mnohonásobně vyšší než vlastní spotřeba el. energie může být ekonomicky výhodnější instalovat kog. jednotku o vysokém výkonu dimenzovaném dle spotřeby tepla a přebytek el. energie dodávat do sítě.

77


Provoz kog. jednotky pro její dimenzování není tedy možné kvalifikovaně posuzovat odděleně ale pouze v rámci provozu celého zdroje tepla a el. energie. Kog. jednotka je instalována buď do stávající výtopny (zajišťující jen dodávku tepla) v rámci její rekonstrukce na teplárnu nebo je součástí nově budovaného zdroje. V prvním případě tepelný výkon kog. jednotky rozšiřuje stávající instalovaný tepelný výkon výtopny, v případě druhém je instalovaný výkon kotlů volen s přihlédnutím k tepelnému výkonu kog. jednotky. Dimenzování kogenerační jednotky pro dané provozní podmínky teplárny, kde má být instalována je podřízeno požadavku zajištění příznivější ekonomie provozu teplárny (kombinovaná výroba tepla a el. energie) v porovnání s výtopnou (bez kog. jednotky - jen výroba tepla). Pro dosažení ekonomicky výhodného provozu kogenerační jednotky je třeba ji provozovat tak, aby : -

kromě vyrobené el. energie bylo maximálně využito i vyrobené teplo

-

kog. jednotka byla provozována s co nejvyšším ročním časovým využitím

Pro splnění uvedených podmínek je tedy nutno výkon kogenerační jednotky vhodně dimenzovat ve vztahu k průběhu nejen ročního, ale též denního diagramu odběru el. energie a tepla. Optimální výkon a způsob provozu kog. jednotky dle vnějších podmínek je tedy možno navrhnout pouze na základě vzájemného porovnání mnoha variant pro dané vnější podmínky.

78


Současné využití plynové kogenerace v kraji

V současné době je na území kraje v průmyslové sféře provozována jedna kogenerační jednotka ve velkém měřítku v Krkonošských papírnách v Hostinném (KRPA) a několik plynových kogeneračních jednotek v plynových městských zdrojích CZT v těchto městech :

Broumov Hořice v Podkrkonoší Jaroměř Jičín Nová Paka Týniště nad Orlicí Vamberk

El. energie je v KRPA vyráběna na paroplynovém zařízení sestávajícím z dvou turbosoustrojí se spalovacími plynovými turbínami a jedním protitlakým parním turbosoustrojím, do kterého je dodávána pára vyrobená na spalinovém kotli využitím tepla odpadních spalin z plynových spalovacích turbín. Dvě soustrojí s plynovými turbínami mají jmenovitý el. výkon 2 x 4,5 MW a jedno soustrojí s protitlakou parní turbínou má jmenovitý el. výkon 4,0 MW. Celková výroba el. energie činí cca 68 000 MWh/r Instalovaný elektrický výkon kogeneračních jednotek v městských zdrojích CZT se pohybuje v rozmezí desítek až stovek kW. Celkové množství vyrobené el. energie v těchto jednotkách činí cca 10% množství el. energie vyrobené v KRPA.

79


C.


Plynovou kogeneraci pro kombinovanou výrobu tepla a el. energie lze aplikovat na území celého kraje do vhodných stávajících nebo nově budovaných plynových zdrojů – jedná se prakticky pouze o velké zdroje tepla. Pro zajištění uspokojivé ekonomie provozu kogeneračního zařízení je nutno, aby zdroj splňoval určité podmínky a aby kogenerační zařízení bylo vhodně navrženo (z hlediska jmenovitého výkonu) a vhodně provozováno (denní a roční harmonogram provozu). U nově budovaných zdrojů, nebo při rekonstrukci stávajících zdrojů s tepelným výkonem vyšším než 5 MW je dle zákona č.406/2000 Sb. nutno vždy posoudit možnost aplikace kombinované výroby. Protože ve většině větších plynových městských zdrojů jsou již kogenerační jednotky instalovány je doporučeno instalovat plynové kogenerační jednotky do vybraných větších průmyslových závodů, které disponují velkými nebo středními plynovými zdroji tepla. Dimenzování kogenerační jednotky pro dané provozní podmínky průmyslového zdroje, kde má být instalována, je podřízeno požadavku zajištění nižšího součtu nákladů na nákup plynu a el. energie po instalaci kog. jednotky v porovnání se stávajícím stavem.

Návrh instalace kogeneračních jednotek do vybraných průmyslových závodů s velkými plynovými zdroji je proveden ve dvou etapách :

I. etapa

Průmyslové závody s vyšším časovým využitím výkonu velkých plynových zdrojů

II. etapa

Ostatní průmyslové závody s velkými plynovými zdroji

80


I. Etapa

Průmyslové závody s vyšším časovým využitím výkonu velkých plynových zdrojů

Název závodu ŠKO – ENERGO, s.r.o. PROMIL a.s. AVON AUTOMOTIVE a.s. SAINT - GOBAIN ORSIL s.r.o. TEXLEN - LENA a.s. RUBENA a.s. VEBA a.s. závod 08 TEXTONNIA CZECH s.r.o. ŠKODA AUTO a.s. RUBENA a.s.

Lokalita Vrchlabí Nový Bydžov Rudník Častolovice Rudník Velké Poříčí Police nad Metují Hronov Kvasiny Hradec Králové

U závodů uvedených v tabulce byl proveden podrobnější průzkum způsobu provozu kotlů (min. výkon během roku), zjištěn druh teplonosného media (pára, voda) a zjištěn podíl konečné spotřeby tepla v páře (technologie) v teplé nebo horké vodě (pomocí výměníků pára/voda). Současně byl zjištěn průměrný el. příkon pro závod. Do plynových zdrojů vybraných závodů se předpokládá především instalace kogenerační jednotky s plynovým motorem dodávající teplo v teplé nebo horké vodě. Do závodů s převažující konečnou spotřebou páry (technologie) je však nutno instalovat kogenerační jednotku s plynovou (spalovací) turbínou, která dodává teplo v páře – kogenerační jednotka je tvořena soustrojím se spalovací turbínou pohánějící generátor el. energie a spalinového kotle vyrábějící páru z odpadních spalin z turbíny. U závodů bez výrazné technologické spotřeby tepla – tedy s dodávkou tepla především pro vytápění a přípravu TUV - je možno trvání max. tepelného příkonu uvažovat cca 2200 hod/r. Minimální letní tepelný příkon takového závodu je potom cca 20% max. příkonu. Pro průmyslové závody bez výrazné technologické spotřeby tepla je proto max. tepelný příkon určen z instalovaného výkonu kotlů v poměru trvání využití instalovaného výkonu a 2200 hod/r.

81


Pro možnost celoročního využití tepla vyrobeného kogenerační jednotkou je nutno její tepelný výkon volit ve výši min. tepelného příkonu závodu. Pro reálné podmínky provozu takto dimenzované kogenerační jednotky (opravy, údržba) je možno uvažovat roční využití jejího jmenovitého elektrického i tepelného výkonu cca 5 000 hod/r. V závislosti na poměru reálné elektrické a tepelné účinnosti kogeneračních jednotek nižších výkonů je elektrický výkon kogenerační jednotky s plynovým motorem brán ve výši 75% tepelného výkonu, u kogenerační jednotky s turbínou je elektrický výkon brán ve výši 45% tepelného výkonu. Investiční náklady na instalaci kog. jednotky jsou odvozeny od měrných investičních nákladů vztažených na el. výkon jednotky ve výši : -

20 mil. Kč/MWe u jednotek s motorem

-

32 mil. Kč/MWe u jednotek s turbínou

Přehled zjištěných údajů a návrh velikosti a typu plynové kogenerační jednotky

ŠKO – ENERGO s.r.o. Vrchlabí celkový instalovaný výkon kotlů

36,6 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře vytápění objektů závodu pomocí výměníků pára/voda minimální letní tepelný příkon v teplé vodě 1,2 MW navržena kog. jednotka s plynovým motorem o jmenovitém el. výkonu 0,8 MW

PROMIL a.s. Nový Bydžov celkový instalovaný výkon kotlů

31,4 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře, převážně pro technologii dodávka tepla pro vytápění činí jen cca 5% z celkové spotřeby tepla minimální letní tepelný příkon závodu cca 22 MW navržena kog. jednotka se spalovací turbínou o jmenovitém el. výkonu 0,6 MW vzhledem k průměrnému el. příkonu závodu cca 0,8 MW při dodávce el. energie vyrobené v kogenerační jednotce i do veřejné sítě by její el. výkon mohl být až 9 MW !! 82


AVON AUTOMOTIVE a.s. Rudník celkový instalovaný výkon kotlů

12,6 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře, spotřeba tepla pro technologii a vytápění je přibližně stejná, vytápěcí systémy však většinou parní, rovněž ohřev TUV spotřeba páry nárazová v důsledku potřeby páry pro vulkanizaci, kromě parních kotlů též parní akumulátory minimální letní tepelný příkon závodu cca 4 MW navržena kog. jednotka se spalovací turbínou o jmenovitém el. výkonu 1,2 MW vzhledem k průměrnému el. příkonu závodu cca 1,5 MW SAINT – GOBAIN ORSIL s.r.o. Častolovice celkový instalovaný výkon kotlů

13,4 MW

výkon zdroj je v současné době využíván minimálně v důsledku přechodu vytápění závodu na decentralizovaný systém – jednotlivé haly jsou vytápěny plynovými sálavými nebo teplovzdušnými jednotkami protože by nebylo možno využít vyrobené teplo není instalace kogenerační jednotky do závodu doporučena

TEXLEN – LENA a.s. Rudník celkový instalovaný výkon kotlů

13,3 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře vytápění objektů závodu pomocí výměníků pára/voda minimální letní tepelný příkon v teplé vodě 3,1 MW navržena kog. jednotka s plynovým motorem o jmenovitém el. výkonu 0,3 MW vzhledem k průměrnému el. příkonu závodu cca 0,4 MW

RUBENA a.s. Velké Poříčí celkový instalovaný výkon kotlů

13,2 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře vytápění objektů závodu pomocí výměníků pára/voda minimální letní tepelný příkon v teplé vodě 2,0 MW navržena kog. jednotka s plynovým motorem o jmenovitém el. výkonu 1,5 MW 83


VEBA a.s. Police nad Metují celkový instalovaný výkon kotlů

10,0 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře, spotřeba tepla pro technologii je dominantní, i vytápění je většinou parní, rovněž ohřev TUV minimální letní tepelný příkon závodu cca 2,5 MW navržena kog. jednotka se spalovací turbínou o jmenovitém el. výkonu 1,0 MW vzhledem k průměrnému el. příkonu závodu cca 1,3 MW

TEXTONNIA CZECH s.r.o. Hronov celkový instalovaný výkon kotlů

8,8 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře, spotřeba tepla pro technologii je dominantní, k vytápění a ohřevu TUV je využito odpadní teplo z technologie minimální letní tepelný příkon závodu cca 3,5 MW navržena kog. jednotka se spalovací turbínou o jmenovitém el. výkonu 1,5 MW

ŠKODA AUTO a.s. Kvasiny celkový instalovaný výkon kotlů

6,6 MW

vytápění jednotlivých budov závodu je zajištěno decentralizovaně mnoha kotli protože by nebylo možno využít vyrobené teplo není instalace kogenerační jednotky do závodu doporučena

RUBENA a.s. Hradec Králové celkový instalovaný výkon kotlů

4,0 MW

dodávka tepla ze zdroje do závodu v páře a v horké vodě horkovodem z EOP vytápění objektů závodu pomocí výměníků pára/voda minimální letní tepelný příkon 2,1 MW navržena kog. jednotka s plynovým motorem o jmenovitém el. výkonu 1,6 MW

84


Navržené jmenovité el. výkony kogeneračních jednotek, množství vyrobeného tepla a el. energie v těchto jednotkách při provozu 5000 h/r a vyvolané investiční náklady na jejich instalaci jsou uvedeny v přiložené tabulce. Kromě dvou závodů, kde instalace kog. jednotky není doporučena a čtyř závodů, kde je uvažována instalace kog. jednotky se spalovací turbínou (viz sloupec „Poznámka“), je do všech ostatních závodů předpokládána instalace kog. jednotky s plynovým motorem.

85


II. Etapa

Ostatní průmyslové závody s velkými plynovými zdroji

Do všech závodů uvedených v tabulce se předpokládá instalace kog. jednotky s plynovým motorem.

Název zdroje

VEBA a.s. OLIVĚTÍN Broumovské strojírny a.s. FOMA BOHEMIA s.r.o. RUBENA a.s. Vamberecké maso a.s. Voseček - VOS s.r.o. TANEX a.s. IDEA s.r.o. AGS Jičín a.s. Krkonošské sýrárny a.s. SAINT - GOBAIN ORSIL Federal-Mogul Frict. Prod. a.s. TIBA a.s. - závod 03 PLATEX s.r.o. ZEMKO k.s. TEXTONNIA CZECH s.r.o. ČKD HRONOV a.s. RUBENA a.s. BARTOŇ a.s. VEBA a.s. ZÁVOD 08 Lohmann & Rauscher s.r.o. SILNIČNÍ TECHNIKA a.s. DEVA a.s. PROMIL a.s. ŠKODA AUTO a.s. KDR-Kovodružstvo Vamberecké maso uzeniny a.s. AVON AUTOMOTIVE a.s. TEXLEN - LENA a.s. KABLO ELEKTRO a.s. ŠKO - ENERGO, s.r.o. MILETA a.s.

Lokalita

Broumov Hynčice Hradec Králové Hradec Králové Hradec Králové Hradec Králové Třebechovice p. O. Černožice Jičín Jičín Častolovice Kostelec nad Orlicí Česká Skalice Česká Skalice Česká Skalice Hronov Hronov Velké Poříčí Náchod Police nad Metují Nová Paka Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Kvasiny Rychnov n. Kn. Vamberk Rudník Rudník Vrchlabí Vrchlabí Černý Důl

86

Výkon kotlů

Výroba tepla

(MW) 15,4 5,9 26,8 4,0 5,4 12,0 14,0 7,7 21,3 10,0 13,4 10,2 9,8 9,5 17,9 8,8 15,0 13,2 6,5 10,0 5,6 11,6 9,8 31,4 6,6 6,0 7,8 15,9 24,0 20,6 46,0 8,9

(TJ/r) 110 34 55 82 21 48 20 60 67 23 57 43 26 52 72 156 31 108 31 83 49 23 29 411 135 11 55 153 223 45 308 66

Využití výkonu kotlů (hod/r) 1984 1601 570 5700 1080 1100 397 2168 874 639 1176 1165 737 1520 1120 4924 579 2268 1325 2306 2428 550 822 3636 5686 516 1946 2673 2587 607 1861 2051


D.

EFEKTIVNOST NAVRŽENÉHO PROGRAMU

Energetický přínos Úsporu primárního paliva je možno stanovit při porovnání provozu kogenerační jednotky se společnou výrobou tepla a el. energie a s monovýrobou tepla v plynovém kotli a el. energie v kondenzační elektrárně. Úspora primárního paliva provozem kogenerační jednotky proti monovýrobě tepla a el. energie je stanovena pro měrný el. výkon kog. jednotky 1 MWe a následující podmínky :

Kogenerační jednotka elektrická účinnost

s motorem /turbínou

celková účinnost

37 / 26 % 85%

elektrický výkon

s motorem / turbínou

1,0 / 1,0 MWe

tepelný výkon


1,3 / 2,3 MWt

teplo v plynovém kotli

průměrná účinnost

80%

el. en. v kond. elektrárně

účinnost výroby a dodávky 28%

Monovýroba energie

Spotřeba primárního paliva pro uvedené vstupní podmínky je následující :

Kogenerační jednotka


2,7 / 3,8 MW

Monovýroba energie Plynový kotel

1,6 / 2,9 MW

Kondenzační elektrárna

3,6 MW

Celkem při náhradě KJ s motorem

5,2 MW

Celkem při náhradě KJ s turbínou

6,5 MW

Úspora primárního paliva KJ s plynovým motorem

(5,2 – 2,7) / 5,2

48 %

KJ s plynovou turbínou

(6,5 – 3,8) / 6,5

42 %

87


Pro navrženou instalaci kogeneračních jednotek v obou etapách s celkovým el. výkonem 26,8 MWe a ročním využitím tohoto výkonu 5 000 h/r, by úspora primárního paliva z celospolečenského hlediska představovala 1 254 240 GJ/r.

Ekologický přínos Při provozu kogenerační jednotky dojde v lokalitě její instalace ke zvýšení spotřeby plynu a tím i emisí CO2. Současně se však sníží emise v místě zdroje el. energie dodávajícího el. energii pro závod – ve většině případů se jedná o systémové kondenzační elektrárny. Snížení emise CO2 provozem navržených kogeneračních jednotek je proto kalkulováno z celospolečenského hlediska jako rozdíl zvýšení a snížení emisí v těchto dvou místech.

Výpočet emisí z provozu navržených kogeneračních jednotek Při provozu kogenerační jednotky dojde k emisi škodlivin ve spalinách z této jednotky. Zvýšení emisí v lokalitě kde je kogenerační jednotka instalována bude však ekvivalentní pouze vyrobené el. energii v kogenerační jednotce – množství emisí příslušné vyrobenému teplu v kogenerační jednotce nebude emitováno z plynových kotlů, takže tato množství emisí se vzájemně vyruší. Zvýšení emisí v lokalitě kog. jednotky je proto stanoveno z množství zemního plynu spotřebovaného pro výrobu el. energie v kog. jednotce. Protože při provozu kogenerační jednotky se předpokládá dodržení zákonných emisních limitů daných Zákonem o ochraně ovzduší č.86/2002 jsou emise z provozu kogenerační jednotky kalkulovány pro tyto limity a množství spotřebovaného plynu. Emisní limity (viz Nařízení vlády č.352/2002) :

mg/Nm3 spalin

plynový motor

spalovací turbína

NOx

500

350

CO

650

100

88


Hodnocení z celospolečenského hlediska El. energie je do závodů dodávána z veřejné el. sítě – tzn., že je převážně vyráběna v systémových kondenzačních hnědouhelných elektrárnách. Při výrobě el. energie v kog. jednotce, dojde tedy současně ke snížení znečištění ovzduší ze systémových elektráren dodávajících el. energii do veřejné sítě, ekvivalentní množství el. energie vyrobené v kogenerační jednotce. Tepelný obsah nespáleného paliva (GJ) v systémových elektrárnách lze stanovit vynásobením MWh el. energie vyrobených v kogenerační jednotce koeficientem 12,895 GJ/MWh v němž je zahrnuta jak účinnost výroby elektřiny (kondenzační soustrojí), tak ztráty v rozvodech el. energie. Snížení emisí je stanoveno při střední výhřevnosti energetického uhlí spalovaného v elektrárnách 11,5 GJ/t a pro parametry energetického uhlí – obsah síry 1,5%, obsah popele 35%, účinnost odprášení 99,9%, účinnost odsíření 70%. Výše emisí z celospolečenského hlediska je stanovena z „lokálních“ emisí jejich snížením o emise v místě systémové elektrárny – viz následující tabulka.

Ekonomie provozu Je stanovena pro měrný el. výkon kog. jednotky 1 MW a následující vstupní podmínky el. účinnost

KJ s motorem

37%

KJ s turbínou

26%

celková účinnost KJ

85%

průměrná účinnost kotlů

80%

zvýšení spotřeby ZP

(MWh/r)

KJ s motorem

3,6E . (1/(34,05 . 0,37) - 1,33/(34,05 . 0,8))

KJ s turbínou

3,6E . (1/(34,05 . 0,26) - 2,22/(34,05 . 0,8)) kde E je množství vyrobené el. energie


KJ s motorem

20 mil. Kč/MWe

KJ s turbínou

32 mil. Kč/MWe 89


opravy a údržba

KJ s motorem

250 Kč/MWhe

KJ s turbínou

200 Kč/MWhe

cena vyrobené el. energie

1,1 1,2 1,3 1,4 Kč/kWh

využití instalovaného výkonu

4 000

5 000

6000 h/r

Kogenerační jednotka o el. výkonu 1 MWe s plynovým motorem

roční využití cena el. energie investiční náklady vyrobená el. energie zvýšení spotřeby ZP náklady na ZP náklady na O a Ú tržby za el. energii hrubý zisk prostá návratnost

h/r Kč/kWh mil. Kč MWh/r MWh/r mil. Kč/r mil. Kč/r mil. Kč/r mil. Kč/r roky

1,1 20 4000 4161 2,50 1 4,4 0,90 22,1

4000 1,2 20 4000 4161 2,50 1 4,8 1,30 15,3

1,3 20 4000 4161 2,50 1 5,2 1,70 11,7

1,1 20 5000 5201 3,12 1,25 5,5 1,13 17,7

5000 1,2 20 5000 5201 3,12 1,25 6 1,63 12,3

1,3 20 5000 5201 3,12 1,25 6,5 2,13 9,4

1,1 20 6000 6241 3,74 1,5 6,6 1,36 14,8

6000 1,2 20 6000 6241 3,74 1,5 7,2 1,96 10,2

1,3 20 6000 6241 3,74 1,5 7,8 2,56 7,8

6000 1,2 32 6000 6427 3,86 1,2 7,2 2,14 14,9

1,3 32 6000 6427 3,86 1,2 7,8 2,74 11,7

Kogenerační jednotka o el. výkonu 1 MWe s plynovou turbínou

roční využití cena el. energie investiční náklady vyrobená el. energie zvýšení spotřeby ZP náklady na ZP náklady na O a Ú tržby za el. energii hrubý zisk prostá návratnost

h/r Kč/kWh mil. Kč MWh/r MWh/r mil. Kč/r mil. Kč/r mil. Kč/r mil. Kč/r roky

1,1 32 4000 4285 2,57 0,8 4,4 1,03 31,1

4000 1,2 32 4000 4285 2,57 0,8 4,8 1,43 22,4

1,3 32 4000 4285 2,57 0,8 5,2 1,83 17,5

1,1 32 5000 5356 3,21 1 5,5 1,29 24,9

90

5000 1,2 32 5000 5356 3,21 1 6 1,79 17,9

1,3 32 5000 5356 3,21 1 6,5 2,29 14,0

1,1 32 6000 6427 3,86 1,2 6,6 1,54 20,7


PROGRAM P7 - EKOLOGIZACE UHELNÝCH ZDROJŮ ENERGIE A.

ZÁMĚR PROGRAMU

Podpořit výměnu dožitých uhelných kotlů za moderní, záměnu paliva, úpravu topenišť, instalaci dodatečných ekologických zařízení s cílem snížit negativní vliv na životní prostředí. Program je svým záměrem a výsledkem činnosti propojen s programy P4 a P5.


1. etapa

Podpora výměny uhelných kotlů malých výkonů

II. etapa

Podpora ekologizace uhelných zdrojů velkých výkonů

B.


Uhelné zdroje v kraji

Na území kraje jsou v současné době provozovány uhelné kotle jak ve velkých, tak ve středních zdrojích. Kromě toho je provozováno značné množství malých zdrojů spalujících uhlí. Množství energie ve spalovaném hnědém a černém uhlí a koksu v těchto zdrojích na území kraje dle výkonových kategorií je patrný z následující tabulky.

druh paliva

velké zdroje

střední zdroje

malé zdroje

(nad 5 MW)

(0,2 – 5 MW)

(pod 0,2 MW)

HU

CU

KOKS

HU

CU

KOKS

HU

CU

KOKS

14 154

1008

0

751

33

153

4606

262

157

množství energie v palivu (TJ/r)

91


Největší podíl na spotřebě hnědého a černého uhlí v kategorii velkých zdrojů mají zdroje Elektrárna EPO2 v Poříčí, Teplárna TNA v Náchodě a Teplárna TDK ve Dvoře Králové nad Labem. Množství energie v uhlí spalovaném v těchto zdrojích jsou v následující tabulce (TJ/r).

HU

CU

EPO2

9 333

1 008

TNA

1 099

0

TDK

1 475

0

Celkem

11 907

1 008

Přízemní vrstvu atmosféry ovlivňují emisemi především malé neodprášené zdroje tepla v důsledku relativně nízkých komínů, navíc množství emisí vztažené k výkonu těchto zdrojů je vysoké vzhledem k nízké účinnosti spalování uhlí. Přehled kotlů spalujících hnědé uhlí ve velkých a středních zdrojích (o výkonu vyšším než 2 MW) je uveden v následujících tabulkách. U velkých zdrojů je udán nejen výkon, výroba tepla a využití výkonu celého zdroje, ale i jednotlivých kotlů. U středních zdrojů jsou uvedeny pouze celkové údaje. U velkých zdrojů není uveden zdroj EPO2 v Poříčí jehož dva fluidní kotle K7 a K8 o výkonu 2 x 200 MW jsou odsířeny s účinností odsíření převyšující 90%.

92


Velké zdroje

Název zdroje

Lokalita

TNA – HARPEN TDK – ČEZ a.s. OJ EPO

Náchod Dvůr Králové nad Labem

CUKROVAR

České Meziříčí

TIBA a.s. - závod 01

Mostek

MONING-ELITEX a.s.

Týniště n. O.

STAVOSTROJ a.s.

Nové Město n. Met.

Tepelné hospodářství Rychnov nad Kn. Rychnov n. Kn.

ESAB Vamberk s.r.o.

Vamberk

Celkem inst. výkon kotlů

Výroba Využití tepla výkonu (MW) (TJ/r) (hod/r) 50,0 900,000 5000 58,6 876,000 4152 25,0 155,000 1722 25,0 150,000 1667 108,6 1181,000 3021 13,0 58,429 13,0 57,553 13,0 72,042 39,0 188,024 1339 10,0 0,000 6,0 32,000 16,0 32,000 556 6,0 31,260 6,0 26,843 4,0 20,480 16,0 78,583 1364 11,6 40,000 11,6 44,000 23,2 84,000 1006 2,8 28,000 12,0 63,000 12,0 54,000 26,8 145,000 1503 12,0 175,116 12,0 36,936 24,0 212,052 2454

Výkon kotlů

303,6

93


Vybrané střední zdroje o výkonu vyšším než 2 MW

Hradec Králové Název zdroje

Lokalita

NOTEX CZ a.s. - kotelna SILNICE HRADEC KRÁLOVÉ a.s. SVBF Praha,regionální správa Pardubic Agrodružstvo Lhota pod Libčany TRIOLA a.s. – kotelna LAUDIS a.s. – kotelna

Černožice Nový Bydžov Chlumec nad Cidlinou Lhota pod Libčany Smidary Syrovátka

Jičín Škrobárny Pelhřimov a.s. - kotelna Závody průmyslové automatizace JESVA s.r.o. – kotelna Petřivý-dřevařská výroba s.r.o. Stanislav Klát-Kar - kotelna ISOBUILDING a.s. – kotelna E&M Manufacturing Czech Republik Hořické strojírny s.r.o. – kotelna Školní statek Kopidlno – kotelna SSHR,závod BUTAS Butoves - kotelna

Libáň Nová Paka Bačalky Ostroměř Hořice Nová Paka Pecka Hořice Kopidlno Butoves

Náchod MILPO s.r.o. Police nad Metují ATAS elektromotory Náchod a.s. Velké Poříčí Policie ČR,správa východočeského kraje Bohuslavice SEMET s.r.o. - kotelna a lakovna Červený Kostelec

Výkon zdroje (MW) 3,900 5,820 4,552 2,416 2,320 2,300 21,3

Výroba Využití tepla výkonu (GJ/r) (h/r) 5480 390 22483 1073 29626 1808 2191 252 3126 374 19294 2330

4,810 4,480 3,720 3,500 2,910 2,910 2,500 2,320 2,320 2,000 31,5

37800 15400 15109 3750 17435 25645 8981 4914 12286 2785

2183 955 1128 298 1664 2448 998 588 1471 387

2,336 2,326 2,320 2,320 9,3

10956 5312 4598 1826

1303 634 551 219

Rychnov nad Kněžnou ROJEK dřevoobráběcí stroje a.s. Železniční průmyslová stavební výroba CENTEP s.r.o. - kotelna K2 Rokytnice ZOPOS Přestavlky a.s. - kotelna D U O s.r.o. - kotelna Opočno

Kostelec nad Orl. Borohrádek Rokytnice v Orl. h. Krchleby Opočno

4,800 3,875 2,620 2,320 2,280 15,9

8369 24383 5917 4684 2204

484 1748 627 561 269

Trutnov VLT s.r.o. – kotelna GEMEC - UNION a.s. C & T KOVO RUDNÍK s.r.o.

Vítězná Jívka Rudník

4,120 3,480 2,910 10,5

8368 16268 1357

564 1299 130

Celkem inst. výkon kotlů

88,5

94


Opatření pro snižování emisí Snížení emisí při spalování uhlí je možno zajistit následujícími opatřeními : -

náhrada uhlí bezsirnatými palivy (zemní plyn, biomasa)

-

náhrada stávajících kotlů moderními uhelnými kotli s vyšší účinností

-

spalování aditivovaného uhlí v roštových kotlích

-

spalování směsi uhlí a vápence ve fluidních kotlích

-

instalace odsiřovacího zařízení

-

kombinace uvedených opatření

Náhrada stávajících kotlů moderními s vyšší účinností Náhrada stávajících kotlů je opodstatněná především při fyzickém dožití stávajících kotlů. Kromě uhelných kotlů nejvyšších výkonů provozovaných v kraji, jejichž účinnost je vysoká, se jedná především o zdroje s uhelnými kotli ve výkonovém rozsahu od cca 10 kW do cca 5 MW. Zdroje o výkonu cca 10 kW - 1 MW Hlavní nedostatky stávajících kotlů v malých a některých středních zdrojích nižšího výkonu (rodinné domy, domovní kotelny, školy, úřady apod.) jsou : -

průměrná celoroční účinnost spalování cca do 60%

-

obtížná regulovatelnost výkonu

-

nutnost častého doplňování paliva

Stávající kotle v tomto výkonovém rozmezí je možno nahradit moderními uhelnými teplovodními kotli EKOEFEKT resp. EKOEFEKT–BIO, CARBOROBOT, VARIMATIC a V-LING, které jsou dodávané ve velmi širokém výkonovém rozsahu, 20 – 700 kW. Tyto nové kotle je možno tedy instalovat do většiny malých i středních zdrojů tepla s dodávkou tepla v teplé vodě. Kotle EKOEFEKT a CARBOROBOT jsou určeny především pro spalování hnědého uhlí o zrnitosti 5 – 25 mm, tedy převážně ořech 2, o výhřevnosti 17 – 20 GJ/t. Kotle EKOEFEKT – BIO mohou spalovat směs hnědého uhlí a dřevěné štěpky v poměru až 50% 50%. Kotle EKOEFEKT a CARBOROBOT se od ostatních kotlů odlišují větším zásobníkem uhlí umístěným nad kotlem a otočným válcovým roštem. Spalování uhlí probíhá na malé části válcového roštu, kam je dávkováno automaticky samospádem ze zásobníku.

95


Spalování je regulováno od teploty topné vody změnou rychlosti otáčení roštu a provozem kouřového ventilátoru. U kotlů V-LING je uhlí z vedle umístěného zásobníku dopravováno do kotle pomocí šnekového dopravníku. Regulace výkonu u všech těchto kotlů je možná v rozsahu cca 30 – 100%. V důsledku řízeného spalování uhlí a vyššího vychlazení spalin přesahuje účinnost 80%. Zásobník o větším objemu umožňuje automatický provoz těchto kotlů bez přikládání paliva v topném období v době od jednoho do tří dní (dle výkonu kotle) a až sedm dní v letním období při ohřevu jen teplé užitkové vody. Severočeské doly a.s. poskytují při spalování uhlí ořech 2 na těchto kotlích slevu při nákupu uhlí ve výši 8% po dobu 3 let.

Přehled jmenovitých výkonů a cen kotlů

Typ kotle

Jmenovitý výkon

Cena bez DPH

(kW)

(Kč)

Ekoefekt 24

24

48 500

Ekoefekt 48

48

67 000

Ekoefekt 600

600

625 500

Carborobot PV40

40

71 500

Carborobot PV80

80

151 500

Carborobot PV140

140

255 500

Carborobot PV180

180

321 000

Carborobot PV300

300

435 500

Varimatik 25

25

45 900

Varimatik 45

45

57 900

Varimatik 100

82

139 000

Varimatik 200

170

268 000

Varimatik 300

255

349 000

Varimatik 500

430

500 000

Varimatik 700

650

690 000

V-Ling 25

25

47 990

V–Ling 50

42

59 990

96


Instalací uvedených kotlů bude dosaženo proti stávajícímu stavu snížení spotřeby uhlí až 30% s ekvivalentním snížením emisí v důsledku řízeného spalování uhlí. Díky automatickému provozu seřízeného kotle s kouřovým ventilátorem odpadají další negativní vlivy ovlivňující kvalitu spalování uhlí jako např. zručnost obsluhy a změny komínového tahu při změně výkonu kotle.

Zdroje o výkonu vyšším než cca 1 MW Jedná se převážně o stávající zdroje s uhelnými kotli s pásovými, přesuvnými a vratisuvnými rošty, hlavně typu SLATINA a VIHORLAT, jejichž výrobci v současné době již neexistují. Tyto kotle lze, v případě jejich fyzického dožití, vyměnit za nové moderní. nebo v případě nižšího stáří kotlů provést jejich rekonstrukci s cílem zvýšení účinnosti a snížení emisí ve spalinách.

Tyto kotle lze nahradit např. kotli následujících současných výrobců : NOX CONTROL Brno KOVOSTA - FLUID Hranice KOTLE – MONT Praha POLYCOMP Poděbrady

NOX CONTROL Brno Společnost vznikla po rozpadu výrobce kotlů Roučka – Slatina a dodává roštové kotle o rozsahu jmenovitých výkonů 0,5 - 5 MW pro spalování hnědého uhlí a dodávkou tepla v syté páře (max. 1,3 MPa), horké vodě (max. 175°C) nebo teplé vodě (max. 110°C). Kromě toho se společnost zabývá rekonstrukcemi starších roštových kotlů.

KOVOSTA - FLUID Hranice Dodává fluidní kotle ve výkonovém rozsahu 1 – 20 MW a případně také zajišťuje rekonstrukce stávajících roštových kotlů s membránovými stěnami ohniště na fluidní spalování. Fluidní kotle umožňují spalování různých druhů hnědého a černého uhlí v rozsahu výhřevnosti 7 – 30 GJ/t, rozsahu popelovin 5 –50% a rozsahu zrnitosti 0 – 30 mm. 97


Kromě toho lze na těchto kotlích spalovat i směs uhlí s biomasou až do podílu biomasy 75%. Předehřev fluidní vrstvy je umožněn startovacím plynovým nebo olejovým hořákem.

KOTLE – MONT Praha Společnost dodává uhelné fluidní kotle o jmenovitém výkonu 3 MW nebo 5,3 MW v parním (max. 1,6 MPa) nebo horkovodním (max. 140°C) provedení. Předehřev fluidní vrstvy je umožněn startovacím plynovým nebo olejovým hořákem.

POLYCOMP Poděbrady Dodává uhelné fluidní kotle o jmenovitém výkonu 1, 2 a 3 MW pro spalování aditivovaného hnědého uhlí zrnitosti hroboprachu (hp1, hp2, hp3) nebo neaditivovaného hnědého uhlí s dávkováním aditiva. Kotle umožňují také spalování černého uhlí a biomasy. Předehřev fluidní vrstvy je umožněn startovacím plynovým nebo olejovým hořákem. Kotle jsou dodávány v provedení parním (max. 1,3 MPa), horkovodním (max. 180°C) a teplovodním (max. 110°C).

Rekonstrukce kotlů Účinnost a stávajících ještě fyzicky nedožitých kotlů a zlepšení ekologie jejich provozu je možno zajistit rekonstrukcí kotlů pro optimalizaci spalování uhlí. Optimalizace spalování uhlí zajistí nejen zvýšení účinnosti vlivem snížení přebytku vzduchu (odstranění přisávání falešného vzduchu, změna tvaru kleneb ohniště a úprava rozdělení primárního a sekundárního spalovacího vzduchu), ale též snížení emisí NOx a CO . Současně s těmito úpravami je u kotlů větších výkonů třeba doplnit systém měření a regulace kotle včetně úpravy ovládacích algoritmů. Rekonstrukcemi kotlů od tepelného výkonu cca 1 MW výše se zabývá např. společnost MORE s.r.o. Praha.

98


Spalování aditivovaného uhlí

Aditivované hnědé uhlí dodává společnost Severočeské doly a.s. Jedná se o hnědé uhlí zušlechtěné vápenným hydrátem zajišťující zvýšenou vazbu síry do popelovin. Aditivováno je prachové uhlí hp1 s označením hp1AD. V závislosti na obsahu síry v uhlí se dávkování aditiva pohybuje v rozsahu cca 20 – 30 kg aditiva na tunu uhlí. Z výsledků provedených spalovacích zkoušek v období let 1995 – 2003 lze prohlásit, že použití aditivovaného uhlí snižuje množství SO2 ve spalinách o cca 20 - 30% oproti spalování uhlí neaditivovaného. Aditivované uhlí se během přepravy, skladování a zauhlování chová stejně jako uhlí neaditivované. Dosažené úrovně emisí NOx, CO a SO2 ve spalinách při provozu kotlů různých typů a výkonů na palivo hp1AD jsou pro ilustraci uvedeny v následující tabulce.

typ kotle ČKD Dukla

Tatra Kolín

PBS

Kovosta - fluid

výkon kotle

NOx

CO

SO2

(MW)

(mg/m3)

(mg/m3)

(mg/m3)

5,9

400

1290

2300

11,3

495

570

1980

18 – 25

405

190

2005

35

600

310

2320

5,5

510

1080

2110

8 - 12

480

640

2050

15 – 23

560

690

1910

32 – 45

510

390

1880

14

520

180

2380

25

440

290

1640

5,8

540

260

1420

Severočeské doly a.s. před kontinuálními dodávkami aditivovaného uhlí pro konkrétního odběratele provádějí dva druhy zkoušek : -

komerční krátkodobé, pro předvedení paliva a ověření jeho vlivu na kotel

-

technicko-rozvojové dlouhodobé, pro stanovení optimálního druhu paliva

99


Odsiřování spalin Zatímco předchozí popsané způsoby zajistí snížení množství emisí SO2 při výrobě daného množství tepla max. o 30%, odsiřování spalin zajistí podstatně vyšší úroveň snížení obsahu emisí SO2 ve spalinách – řádově okolo 90%. Pro uhelné kotle ve středních a velkých zdrojích provozované na území kraje by bylo možno využít zařízení pracující na bázi mokré odsiřovací technologie s použitím vápence jako sorbentu. Vápenec je pro odsiřovací zařízení periodicky dodáván autocisternami, produkt odsíření – energosádrovec – lze likvidovat buď současně s popelem nebo je možno pro něj nalézt i jiné využití. Současně s odsířením je zajištěno i odprášení spalin. Dodávku uvedené odsiřovací technologie by pro případné zájemce zajišťovala společnost SLAVEX Industrial Filters s.r.o. , Praha. Odsiřovací technologie není dodávána v pevné výkonové řadě, naopak pro každý případ je navržena a dimenzována pro konkrétní výkon kotlů, sirnatost a výhřevnost paliva. Minimální celkový výkon zdroje pro využití této technologie je cca 2 MW. Předběžně stanovené investiční náklady na odsiřovací zařízení jsou cca 1,5 – 2,0mil. Kč/MW tepelného výkonu zdroje. Provozní náklady odsiřování jsou předběžně stanoveny na cca 100 tis. Kč/MW . r. Odsiřovací zařízení by dle výkonového omezení bylo možno instalovat jak do stávajících, tak do nově budovaných velkých a středních zdrojů o výkonu vyšším než 2 MW. V rámci snižování emisí SO2 v neplynofikovaných oblastech kraje by se pravděpodobně jednalo především o výstavbu nových zdrojů CZT pro větší obce, které by nahradily stávající malé lokální neodsířené a neodprášené uhelné zdroje.

Současné snižování emisí z uhelných zdrojů na území kraje Uhelné zdroje provozované na území kraje velkých a středních výkonů jsou dle platné legislativy vybaveny odlučovači tuhých emisí ve spalinách. Splnění zákonných limitů emisí SO2 a NOx je dosahováno spalováním nízkosirného uhlí a řízením provozu kotlů. Odsiřovacím zařízením zajišťujícím vyšší úroveň odsíření spalin jsou vybaveny pouze fluidní kotle K7 a K8 v Elektrárně EPO 2 v Poříčí s účinností odsíření přes 90%.

100


C. NÁVRH A ŘEŠENÍ PROGRAMU

Stávající kotle v největších zdrojích na území kraje (Elektrárna Poříčí EPO2, Teplárna Náchod TNA a Teplárna Dvůr Králové nad Labem TDK) mají v důsledku oprav a rekonstrukcí relativně vysokou účinnost. Jejich výměnou za moderní kotle by tedy bylo dosaženo pouze velmi malé úspory paliv. Případná výměna by se navíc týkala pouze kotlů v TNA a TDK protože kotle v EPO2 jsou staré jen 8 let. Po odečtení instalovaného výkonu a spotřeby uhlí ve třech zmíněných největších zdrojích (EPO2, TNA, TDK) je zbývající instalovaný výkon uhelných zdrojů v jednotlivých výkonových kategoriích a odpovídající spotřeba uhlí a koksu uvedena v následující tabulce.

instalovaný výkon (MW) spotřeba uhlí a koksu (TJ/r)

velké zdroje

střední zdroje

malé zdroje

(nad 5 MW)

(0,2 – 5 MW)

(do 0,2 MW)

145

136

630

2 247

937

5 025

Jak vyplývá z hodnot v tabulce je největší instalovaný výkon, i spotřeba uhlí a koksu na území kraje, v kategorii malých zdrojů a z nich největší podíl představují malé kotle v rodinných domech. Jak je patrné z dále uvedených dvou tabulek je podíl spalování uhlí ve velkých a středních zdrojích v jednotlivých správních obvodech velmi rozdílný. Instalovaný výkon malých uhelných zdrojů je na území jednotlivých bývalých okresů naopak velmi vyrovnaný, vyjma území bývalého okresu Hradec Králové, kde je v důsledku vyšší plynofikace přibližně poloviční.

101


Podíl spotřeby uhlí a koksu vůči všem spalovaným palivům ve velkých a středních zdrojích ve správních obvodech

Správní obvod Broumov Dobruška Dvůr Králové n. Lab. Hořice v Podkrkonoší Hradec Králové Jaroměř Jičín Kostelec n. Orl. Náchod Nová Paka Nové Město n. Met. Nový Bydžov Rychnov n. Kněžnou Trutnov Vrchlabí

velké zdroje (%) 0 50 100 0 61 0 6 31 56 0 68 0 48 99 0

střední zdroje (%) 12 43 41 28 20 33 24 36 22 61 12 27 13 23 13

Spotřeba uhlí a koksu v malých zdrojích na území kraje dle jednotlivých okresů

Okres

spotřeba uhlí a koksu (TJ/r) 577 1005 1268 1057 1118

Hradec Králové Jičín Náchod Rychnov n. Kn. Trutnov

Do budoucna budou některé ze stávajících uhelných zdrojů, především v kategorii středních a malých zdrojů, rekonstruovány na spalování paliva neobsahujícího síru (zemní plyn, biomasa). Ostatní uhelné zdroje, ať již s fyzicky dožitými nebo novějšími kotli, budou však dále spalovat uhlí.

102


Program ekologizace uhelných zdrojů je navržen ve dvou etapách:

I. etapa


U malých kotlů o rozsahu výkonu cca 20 - 500 kW je možné zajistit zvýšení účinnosti spalování uhlí a tím snížení emisí ve spalinách pouze výměnou za moderní kotle EKOEFEKT, CARBOROBOT, VARIMATIK a V-LING. Podpora v této výkonové kategorii by se měla týkat především výměny kotlů -

v rodinných domech

-

v domovních kotelnách, školách, úřadech apod.

II. etapa


U kotlů vyšších výkonů je možno podporovat aplikaci následujících opatření :

Spalování aditivovaného uhlí S přihlédnutím k finanční náročnosti je nejatraktivnější spalování aditivovaného uhlí, které je dodávané za stejnou cenu jako neaditivované.

Výměna kotlů za moderní konstrukce Stávající kotel – většinou roštový – je možno vyměnit opět za roštový kotel, nebo za kotel fluidní, který při vyšší investiční náročnosti zajistí vyšší účinnost využití paliva a nižší úroveň emisí ve spalinách při porovnání s roštovým kotlem.

Instalace odsiřovacího zařízení Popsané odsiřovací zařízení na bázi mokré odsiřovací metody je možno instalovat ke všem velkým zdrojům a středním zdrojům spalujícím uhlí o výkonu vyšším než 2 MW. Instalace odsiřovacího zařízení za moderní roštový kotel zajistí vyšší snížení množství emisí SO2 v porovnání s fluidním kotlem, dokonce při mírně nižších investičních nákladech, avšak s poněkud nižší účinností spalování paliva.

103


Instalaci této technologie k moderním uhelným kotlům by bylo možno uvažovat pro nově budované uhelné zdroje tepla pro malé obce, které nejsou a nebudou plynofikované. Jednalo by se o výstavbu systémů CZT s odprášenými a odsířenými zdroji spalujícími uhlí. Tím by bylo dosaženo podstatného zlepšení emisní a také imisní situace v těchto obcích, v kterých je uhlí, jako dominantní palivo, v současné době spalováno na malých lokálních zdrojích s nízkou účinností a nízkými komíny, které jsou zdrojem emisí rozptylovaných především v přízemní atmosféře. Instalací těchto odsířených zdrojů by bylo možno dosáhnout z hlediska úrovně emisí stavu téměř ekvivalentního spalování plynu nebo biomasy. Pokud je na takovou instalaci v neplynofikovaných obcích nahlíženo jako na alternativu ke spalování biomasy ve zdroji CZT, má spalování uhlí následující přednosti : -

uhlí je běžně dostupné

-

cena tepla v uhlí je nižší než cena tepla v biomase

-

měrné investiční náklady na uhelný zdroj včetně odsíření, vztažené na výkon zdroje, by byly přibližně ekvivalentní nákladům na zdroj spalující biomasu

104


D.

EFEKTIVNOST NAVRŽENÉHO PROGRAMU

Možné snížení emisí ekologizací provozu kotlů nebo zvýšením jejich účinnosti (která se projeví ekvivalentním snížením emisí) a odpovídající měrné investiční náklady pro kotle malých a vyšších výkonů je uveden v následujícím přehledu :

Kotle nízkých výkonů -

náhrada stávajících kotlů za moderní automatické kotle Ekoefekt, Carborobot, Varimatik, V – Ling

-

zvýšení účinnosti o 25 – 30% proti stávajícím malým kotlům

-

měrné investice cca 1000 – 2000 Kč/kW výkonu kotle

Kotle vyšších výkonů roštové -

při spalování nízkosirného uhlí možnost odsíření spalin na limit 2500 mg/Nm3

-

účinnost max. do 80% při jmenovitém výkonu, při poklesu výkonu klesá

-

měrné investice cca 1500 Kč/kW výkonu kotle

fluidní -

i při sirnatém palivu odsíření spalin na limit 800 mg/Nm3

-

účinnost max. do 90% při jmenovitém i nižším výkonu

-


-

vyšší provozní náklady bez paliva (především spotřeba el. energie) než u roštových kotlů

spalování aditivovaného uhlí -

snížení emisí SO2 o 20 – 30% proti neaditivovanému palivu

-

stejná cena jako uhlí neaditivované

doplnění kotlů stávajících i nově instalovaných mokrou odsiřovací technologií -

i při sirnatém palivu odsíření spalin až na úroveň cca 250 mg/Nm3

-


-

provozní náklady cca 100 Kč/r . kW výkonu kotle 105


Ekonomické hodnocení výměny kotle s účinností 55% za moderní s účinností 75%

Výkon 1 MW, roční výroba tepla 1800 MWh tj. 6480 GJ/r Snížení spotřeby tepla v palivu Ssp = 6480 / (1/0,55 – 1/0,75) = 3163 GJ/r

Při měrných investičních nákladech na výměnu kotle cca 1,5 mil. Kč/MW je prostá návratnost uvedená v následující tabulce pro různé ceny tepla v palivu

cena tepla v palivu (Kč/GJ)

50

60

70

80

prostá návratnost (roky)

9,5

7,9

6,8

5,9

KVANTIFIKACE ÚČINKŮ ETAP REALIZACE PROGRAMU

I. etapa


V případě výměny malých kotlů v rozsahu cca 10% jejich stávajícího množství by došlo ke zvýšení účinnosti v průměru o 25% a tím k ekvivalentnímu snížení spotřeby paliva a emisí při uvedených investičních nákladech.

snížení spotřeby uhlí

7 390 t/r


SO2

NOx

CO

CO2

96,1

98,3

22,2

332,6

9977


94,5 mil. Kč

106


II. etapa


U kotlů vyšších výkonů (střední a velké uhelné zdroje) je efekt stanoven za předpokladu : a) spalování aditivovaného uhlí snížení spotřeby uhlí

u 10% kotlů – snížení emisí SO2 o 25% 0 t/r


SO2

NOx

CO

CO2

0

89,0

0

0

0


0 mil. Kč

b) výměna stávajících kotlů za moderní u 10% kotlů – snížení všech emisí o 20% snížení spotřeby uhlí

3 746 t/r


SO2

NOx

CO

CO2

35,6

71,2

11,2

11,2

5057


42,2 mil. Kč

c) instalace odsiřovacího zařízení snížení spotřeby uhlí

k 10% kotlů - snížení emisí SO2 o 85% 0 t/r


SO2

NOx

CO

CO2

0

303,0

0

0

0


50,6 mil. Kč

107


PROGRAM P8 - ZAJIŠTĚNÍ SPOLEHLIVÉHO ZÁSOBOVÁNÍ ENERGIÍ VELKÝMI SYSTÉMY CZT

A.

ZÁMĚR PROGRAMU

Podporovat efektivní využití velkých systémů CZT na území kraje a tak eliminovat nepříznivý vliv lokálních zdrojů na životní prostředí.

Program bude prováděn ve třech etapách:

1. etapa

Zajištění rezervního zdroje systému CZT pro zásobování teplem města Hradce Králové

II. etapa

Spolehlivost zásobování teplem pomocí systému CZT oblasti města Trutnova a okolí

III. etapa

Spolehlivost zásobování teplem pomocí systému CZT oblasti města Dvůr Králové nad Labem

B.


Zásobování teplem na území kraje je zajišťováno pomocí velkých systémů CZT, několika menších systémů CZT a dále z lokálních zdrojů. Velké sídelní celky na území kraje jsou zásobovány čtyřmi velkými systémy CZT.

Město Hradec Králové Z těchto velkých systémů CZT je dominantní systém ve městě Hradci Králové napájený z Elektrárny Opatovice (EOP). Stav tohoto systému je konsolidovaný, jak v rezervě výkonu, tak v technickém stavu. Další rezervní výkon bude zajištěn přímo ve městě Hradec Králové po výstavbě náhradních zdrojů jako reakce na havárii EOP v r.2002.

108


Město Náchod Další velký systém CZT v Náchodě je také v dobrém technickém stavu a předpokládá pouze rekonstrukci nebo výměnu největšího kotle do r. 2008 a postupnou rekonstrukci primárních rozvodů tepla.

Město Trutnov a okolí Systém CZT v Trutnově a okolí z hlediska spotřeby paliva a výroby tepla ve zdroji představuje téměř polovinu celkové výroby tepla ve velkých zdrojích celého kraje. Zdroj systému CZT v Trutnově, Elektrárna EPO2, je v dobrém stavu, rozsáhlejší rekonstrukci však vyžadují některé úseky primárních rozvodů tepla, především parní. Současně je nutno v této oblasti maximálně podpořit výstavbu a připojování dalších odběratelů tepla, aby bylo možno lépe využít vysoký výkon zdroje EPO2, který je v současné době provozován s nízkým využitím tepla z výroby el. energie.

Město Dvůr Králové nad Labem Do systému CZT ve Dvoře Králové nad Labem je dodáváno teplo z Teplárny Dvůr Králové (TDK). Systém vyžaduje rekonstrukci jak ve zdroji tak v primárních rozvodech tepla. Způsob a rozsah rekonstrukce bude třeba určit v návaznosti na výhled spotřeby tepla dvou závodů TIBA ve městě.

C.


Program stručně specifikuje současný stav tří velkých systémů CZT : -

ve městě Hradec Králové napájený z EOP v Opatovicích

-

ve městě Trutnově a okolí napájený teplem z EPO2 v Poříčí

-

ve městě Dvůr Králové nad Labem napájený teplem z TDK

a doporučuje další postup spojený s předpokládanou nutnou rekonstrukcí a budoucím rozvojem těchto systémů, včetně jejich zdrojů tepla.

109


I. etapa

Rezervní tepelný výkon pro CZT ve městě Hradec Králové

Předmětem této etapy programu je zajištění rezervních zdrojů systému CZT pro zásobování teplem města Hradce Králové. Výstavba tepelných zdrojů na území města, jako rezerva pro případ budoucí havárie Elektrárny Opatovice, jako dominantního zdroje tepla pro město pomocí soustavy CZT, byla navržena po havárii EOP v roce 2002.

Stručná charakteristika EOP V elektrárně je instalováno 6 výrobních bloků. Palivem je hnědé uhlí. Ve třech etapách byla v letech 1972 – 1975, 1976 – 1980 a 1984 – 1987 provedena rekonstrukce elektrárny pro dodávku tepla. Po ukončení třetí etapy činí celkový tepelný výkon elektrárny 1138 MW, do sítě CZT je možno dodávat výkon 698 MW. Od roku 1994 do roku 1997 byla postupně modernizována jednotlivá turbosoustrojí, jejich celkový instalovaný el. výkon je nyní 360 MW. Na zdroji bylo instalováno odsiřovací zařízení, do provozu bylo uvedeno v říjnu 1998. Celková dodávka tepla do města Hradec Králové se v poslední době pohybuje v rozmezí cca 2 200 000 – 2 400 000 GJ/r z čehož podíl dodávky pro bytovou sféru je cca 45%, pro průmyslovou sféru cca 40% a pro terciární sféru cca 15%. Provozovatelem a majitelem předávacích stanic (PS) a sekundárních sítí tepla na území města Hradec Králové je EOP, Správa nemovitostí Hradec Králové a.s. (SNHK) – s nejvyšším podílem PS, a dále ostatní odběratelé tepla. Počet bytů zásobovaných z CZT je přibližně 24 000, takže při ukazateli 2,75 obyv/ byt je již ze CZT zásobováno celkem 66 000 obyvatel města Hradec Králové.

Stávající max. dodávaný tepelný výkon

249 MW

Technicky možný max. tepelný výkon

350 MW

Tepelný příkon v letním období ninimální

10,8 MW

maximální

29,1 MW

průměrný

17,6 MW

Teplota media v primárním rozvodu topné období

140 / 60 oC

letní období

80 / 50 oC 110


Rezervní tepelný výkon pro CZT V důsledku havárie EOP v roce 2002, byla naplánována výstavba záložních tepelných zdrojů pro dodávku tepla do stávajících primárních rozvodů ve městě pro případ opakované havárie EOP v budoucnu.

Plánované rezervní zdroje Lokalita

Instalovaný výkon

Druh paliva

Rozvod tepla “Farářství”

45 MW

ZP / LTO

ZVU

45 MW

ZP / LTO

PETROF (mobilní)

5 MW

LTO

Výstavba všech těchto zdrojů byla již ukončena a všechny tyto zdroje by měly být do konce roku kolaudovány a od začátku roku 2005 schopny záložního provozu.

Kromě toho je do rezervního výkonu zahrnut stávající plynový zdroj Fakultní nemocnice o výkonu 15 MW.

Celkový výkon rezervních zdrojů tepla pro město Hradec Králové, schopných dodávat teplo do stávající soustavy CZT, bude od roku 2005 tedy 110 MW. To představuje 44% stávajícího max. tepelného příkonu soustavy CZT.

111


II. etapa

Systém CZT napájený teplem z EPO2 v Poříčí

Předmětem této etapy programu je podpora postupné rekonstrukce primárních parních rozvodů tepla systému CZT a

podpora připojování dalších odběratelů tepla k tomuto

systému. Elektrárna EPO 2 v Poříčí – zásobuje teplem nejen město Trutnov, ale také přilehlé obce, pomocí parovodů Krkonoše a Radvanice a horkovodu Úpice. Parovody mají celkovou délku cca 38 km, horkovody cca 34 km. Parovodem Krkonoše jsou zásobována města a obce od Horního a Dolního Maršova, Janských Lázní, přes Svobodu nad Úpou, Mladé Buky až po Trutnov. Parovod Radvanice zásobuje teplem Lhotu u Trutnova, Radvanice a Jívku. Horkovod do Úpice na své trase dodává teplo i do Bohuslavic, Adamova a Suchovršic. Z celkového množství tepla dodaného z EPO 2 je cca 35% dodáno pro bytovou sféru a cca 65% pro sféru průmyslovou a terciární. Pro bytovou sféru ve městě Trutnově je teplo dodáváno pro 6 500 bytů což představuje téměř 70% bytů ve městě.

Z celkového množství tepla dodaného z EPO 2 bylo : -

do roku 1990 dodáváno cca 25% tepla do bytové sféry a cca 75% do průmyslové a terciální sféry, celková dodávka tepla do CZT činila cca 1800 – 1900 TJ/r

-

od roku 1990 dodávka tepla do CZT klesá až na současnou dodávku cca 1400 TJ/r, se zvýšením podílu pro bytovou sféru na cca 35% a snížením podílu pro sféru průmyslovou a terciární na cca 65%.

Základní parametry zdroje EPO2

instalovaný tep. výkon

600,0 MW

instalovaný el. výkon

165,0 MW

Instalované kotle K7,8 fluidní

HU/ČU

2 x 250 t/h

rok instalace 1996/1998

K3,4 granulační

ČU

2 x 125 t/h

rok instalace 1957

fluidní kotle K7,8 jsou odprášené (účinnost 99,9%) a odsířené (účinnost 93%) výroba tepla na K3,4 činí jen cca 14% z celkové výroby tepla! 112


Instalovaná turbosoustrojí TG1,2,3 kondenzační, odběrové

3 x 55 MW

v roce 2005 je plánována výměna jednoho stávajícího turbosoustrojí za nové turbosoustrojí s kondenzační odběrovou turbínou o stejném výkonu, ale s již optimalizovanými úrovněmi tlakových odběrů na současné podmínky, to umožní vyšší využití tepla při výrobě el. energie v EPO2

Palivo hnědé uhlí

výhřevnost 16,9 GJ/t

černé uhlí

výhřevnost 12,0 nebo 18,0 GJ/t

celkový podíl spalování černého uhlí

5 – 10%

Parametry teplonosného media v páře

v horké vodě

2,0 MPa / 230°C

DN 600 Krkonoše

1,5 MPa / 230°C

DN 350 Radvanice

0,75 MPa / 230°C

DN 350 pro závody

130 / 70°C

DN 2 x 350 Trutnov DN 2 x 400 Úpice

Základní bilance výroby a dodávky energie z EPO2 Výroba tepla na kotlích

7 870 000 GJ/r

Výroba el. energie

600 000 MWh/r

Vlastní spotřeba el. energie

60 000 MWh/r

Dodávka el. energie do sítě

540 000 MWh/r

Tepelný výkon dodávaný do soustavy CZT se v posledních letech pohybuje v rozsahu cca 160 – 180 MW, s okamžitými špičkami až 200 MW. Při současné výrobě el. energie by bylo EPO2 schopno dodávat krátkodobě do soustavy CZT až 220 MW. Od roku 2004 je v EPO2 spalována biomasa v množství až 50 000 t/r ve směsi s uhlím. Výhledově by v dalším časovém období množství spalované biomasy mohlo vzrůst až

113


na dvojnásobek – 100 000 t/r. To by představovalo při průměrné výhřevnosti biomasy 12 GJ/t výrobu tepla cca 960 000 GJ/r, což představuje cca 12% stávající výroby tepla na kotlích.

Nutné rekonstrukce systému CZT

Rozsáhlejší rekonstrukci vyžadují primární rozvody tepla, především parní. Současně je nutno v této oblasti maximálně podpořit výstavbu a připojování dalších odběratelů tepla – především nově budovaných průmyslových závodů protože zahušťování odběrů tepla z CZT je předpokládáno především do oblasti průmyslových a nebytových odběrů. V menších obcích, v okolí parovodu a horkovodu, které zatím nejsou připojeny se z rozvojem centrálního zásobování teplem neuvažuje v důsledku nízké plošné spotřeby tepla, která vylučuje ekonomický provoz soustav CZT. Při postupné rekonstrukci tepelných sítí je snaha nahrazovat stávající parní rozvody bezkanálovým parním potrubím, nebo přechodem z parních na horkovodní rozvody – což si ovšem vynucuje též rekonstrukci dotčených výměníkových stanic a přípojek. Náklady na rekonstrukci parovodu na horkovod by dle odborného odhadu pracovníků EPO2 byly následující : Parovod Krkonoše

50 – 80 mil. Kč

Parovod Radvanice

30 – 40 mil. Kč

Náklady na připojení nových odběratelů : Havlovice

cca 2,5 MW cca 30 - 40 mil. Kč dle poslední analýzy však ekonomicky neatraktivní

Zábavní centrum Trutnov (bývalé Výstaviště) cca 5 – 10 MW, cca 20 – 40 mil. Kč zatím odloženo do doby výstavby dopravní obslužnosti této oblasti

114


Plánovaný rozvoj města Trutnova Bytová výstavba do r. 2015 je plánována v rozsahu cca 800 bytů v rodinných domech a cca 800 bytů v bytových domech v lokalitách Horní Staré Město,Červený kopec, Nové Dvory, Kryblice. Průmyslová výstavba je navržena do lokalit Poříčí, Bohuslavice, Horní Staré Město a Volanov. Spotřeba energie pro tuto novou výstavbu je plánována ve výši : el. příkon (MW) bytová sféra průmyslová sféra

tep. příkon (MW)

5,0

19,0

13,0

18,0

115


III. etapa

Systém CZT ve Dvoře Králové nad Labem

Předmětem této etapy programu je podpora rekonstrukce zdroje a rozvodu CZT v návaznosti na vývoj závodů TIBA ve městě Dvůr Králové nad Labem. Zdrojem tepla pro CZT ve městě je Teplárna Dvůr Králové nad Labem (TDK). Teplo je z TDK dodáváno primárními parními rozvody převážně pro průmysl (cca 73%), dále pro obyvatelstvo (11%) a pro ostatní (16%). Z průmyslového odběru jsou dominantní závody Zálabí a Vorlech podniku TIBA, které odebírají cca 80% průmyslového odběru. Pro obyvatelstvo je teplo dodáváno do cca 1700 bytů což představuje dodávku pro cca 30% obyvatel města. Základní parametry TDK

instalovaný tep. výkon

124,0 MW

instalovaný el. výkon

18,3 MW

Instalované kotle K3, granulační

HU/ZP

76 t/h

rok instalace 1968

K1, K2 roštové

HU/ZP

2 x 32 t/h

rok instalace 1955

K11, K12, K13

LTO

3 x 8 t/h

rok instalace 1955

Instalovaná turbosoustrojí TG1, protitlaká TG2, kondenzační, odběrová

6 MW 12 MW

Palivo hnědouhelný hruboprach,


drobné hnědé


Parní síť (0,9 MPa / 230°C) délka

23 km

počet odběrných míst

100 116


větve primárních rozvodů

Sever 1 (Zálabí, Vorlech, Nemocnice) Sever 2 (Tiba Zálabí, nám. Odboje) Sever 3 (ZOO, Strž) Město (Centrum, Slovany, Zálabí) Jih (Juta 01)

Základní bilance výroby a dodávky energie Výroba el. energie

35 000 MWh/r

Vlastní spotřeba el. energie

3 000 MWh/r

Dodávka el. energie do sítě

32 000 MWh/r

Vývoj výroby a dodávky tepla Qprah - teplo dodávané do CZT na prahu teplárny (GJ/r) Quž

- teplo dodávané na patách zásobovaných objektů (GJ/r)

Celkem

1998 1999 2000 2001 Qprah Quž Qprah Quž Qprah Quž Qprah Quž 972 424 803 599 921 865 756 422 915 232 733 607 928 724 742 737

V roce 1996 proběhla v teplárně rekonstrukce kotlů pro splnění emisních limitů. Kotel K3 – granulační byl vybaven tkaninovým filtrem (účinnost K3 je 84% údajně), kotle K1a K2 – roštové elektrofiltry. Dominantní je výroba tepla na kotli K3, kotle K1 a K2 vyrábí jen cca 25% z celkové výroby tepla. Olejové kotle K11, K12 a K13 jsou provozovány jen při celozávodní odstávce uhelných kotlů. Uhelné kotle K1, 2, 3 byly vybaveny plynovými hořáky pro zlepšení emisí. Vzhledem ke spalování uhlí s nižším obsahem síry (kotel K3 – 0,6%S, kotle K1 a K2 – 1,2%S) nejsou emisní limity překračovány, takže není prakticky nutno plynové hořáky provozovat. Kotle v TDK jsou po uvedených rekonstrukcích a v rámci běžných oprav v dobrém provozním stavu. V současné době je na kotlích K1 a K2 spalována směs uhlí s biomasou v poměru 90% a 10%. Teplo je dodáváno z teplárny do CZT s primárními parními rozvody, kromě přímých průmyslových parních odběrů jsou instalovány výměníkové stanice pára / voda. Dvě z těchto stanic vlastní TDK, ostatní jsou majetkem města. 117


V současné době dodává teplárna do rozvodu tepelný příkon max. cca 90 t/h (70 MW), z toho oba závody podniku TIBA odebírají celkem max. cca 50 MW. Kromě TIBY jsou dalšími největšími odběrateli závod JUTA, Nemocnice a ZOO. Parní rozvody na území města jsou částečně rekonstruovány na bezkanálové. Větší část rozvodů je však v kanálech, po povodních je izolace těchto úseků narušená. Do současné doby (říjen 2004) byla dokončena rekonstrukce parních rozvodů na vakuové bezkanálové v oblasti kolem řeky Labe, tzn. v oblasti s nejvyšším povodňovým nebezpečím.

Nutné rekonstrukce zdroje a rozvodů tepla Další rekonstrukci zdroje a rozvodu CZT je nutno provést v návaznosti na výhled dvou závodů TIBA ve městě. a/ Při dalším provozu závodů TIBA, s vysokou spotřebou tepla v páře, bude třeba vyměnit dožité uhelné kotle v TDK za nové o stejném výkonu. Kromě druhu paliva, uhlí, zůstane zachován i rozsah a druh teplonosného media v primárních rozvodech tepla, dojde pouze k výměně starých a poškozených úseků potrubí. b/ Při likvidaci závodů TIBA je dle závěrů dokončené Územní energetické koncepce města (zpracoval EVČ Pardubice) doporučeno zachovat pro dodávku tepla do města systém CZT s rozvodem tepla pomocí horkovodů.

Plánovaný rozvoj města V návrhu rozvoje města do r. 2010, dle Územního plánu z r. 2001, není určen zdroj tepla pro nově budované lokality. V bytové sféře se jedná se o výstavbu až 350 bytových jednotek s max. tepelným příkonem cca 5 MW. V průmyslové sféře se jedná o výstavbu závodu JUTA v Technologickém areálu města. V zhledem ke značné odlehlosti tohoto závodu od stávající parní sítě a předpokládanému nízkému tepelnému příkonu není ekonomické tento závod zásobovat ze stávajícího CZT. Při realizaci doporučené varianty ÚEK (zachování soustavy CZT pro město s její rekonstrukcí na horkovod) je nutno řešit financování této akce. Zvýšení dodávky tepla z CZT pro zásobování teplem ZOO DK je navrženo v závěru Energetického auditu ZOO (zpracovatel RAEN Praha).

118


KAPITOLA III. ZÁVĚR A DOPORUČENÍ

119


V Akčním plánu Územní energetické koncepce Královéhradeckého kraje je navrženo celkem 8 základních programů včetně návrhů etap řešení.

Programy P1 „Územní energetická koncepce“ a P2 „Energetické audity“ jsou organizačního a koncepčního charakteru jejichž záměrem je pokračování v činnosti vycházející ze Zákona č. 406/2000 Sb. o hospodaření energií. Programy P3 – P7 : P3 „Zateplování budov a zvýšení účinnosti vytápěcích systémů“ P4 „Využití biomasy pro výrobu energie“ P5 „Využití energie okolí k výrobě energie pomocí tepelných čerpadel“ P6 „Instalace plynové kogenerace k výrobě tepla a el. energie“ P7 „Ekologizace uhelných zdrojů energie“ vycházejí z detailního průzkumu kraje a řeší aplikaci konkrétních zařízení pro snížení spotřeby primárních paliv a snížení emisí. Program P8 „Zajištění spolehlivého zásobování energií velkými systémy CZT“ podporuje ve svém záměru zvýšení oblastního využití a spolehlivosti tří největších systémů CZT na území kraje. U programů P3 – P7 jsou podrobněji stanoveny jejich účinky a nároky pro vymezené oblasti kraje. U I. etapy programu P3 budou účinky a nároky doplněny po dokončení energetických auditů budov a zařízení ve správě KÚ. Program P7 – „Ekologizace uhelných zdrojů energie“ lze realizovat na celém území kraje. Protože jeho aplikace v tomto rozsahu je prakticky nereálná, jsou účinky a nároky tohoto programu stanoveny ilustrativně u I. etapy pro 10% kotlů malých výkonů a u II. etapy pro 30% kotlů ve středních a velkých uhelných zdrojích na území kraje. Při realizaci programu P5 – „Využití tepla okolí pomocí tepelných čerpadel“ a programu P6 – „Instalace plynové kogenerace“ je spotřebovávána nebo vyráběna el. energie. Aby bylo možno účinek programů P5 a P6 porovnávat s ostatními programy, je nutno účinky těchto programů posuzovat celospolečensky a s respektováním reálné účinnosti výroby a rozvodu el. energie.

120


Při celospolečenském hodnocení je tedy u programu P5 snížení emisí na území kraje redukováno zvýšením emisí v místě výroby el. energie (mimo území kraje) potřebné pro pohon tepelných čerpadel. U programu P6 je naopak zvýšení emisí z provozu plynové kogenerace, která vyrábí na území kraje el. energii, redukováno snížením emisí v důsledku snížení výroby el. energie (mimo území kraje). Uvedené celospolečenské hodnocení je detailně rozvedeno v Kapitole II.

V přiložených tabulkách a grafech je navržený harmonogram realizace programů a jejich etap a jsou uvedeny jejich základní účinky a nároky : - úspora primárního paliva jako rozdíl snížení spotřeby stávajícího paliva a zvýšení spotřeby energie po realizaci programu - snížení nebo zvýšení emisí škodlivin po realizaci programu Nárokem na realizaci programu jsou vyvolané investiční náklady.

Z rozborů účinků a nároků programů a jejich etap je patrné (viz přiložené tabulky a grafy), že nejvyšší úspory primárního paliva by bylo dosaženo instalací plynové kogenerace při relativně nízkých investičních nákladech. Druhou nejvyšší úsporu primárního paliva vykazují II. etapy programů P4 a P5. Investiční náklady jsou však především u programu P5 neúměrně vysoké. Z hlediska snížení emisí (kromě CO2) jsou také nejvýznamnější II. etapy programů P4 a P5. Ve snížení emisí CO2 dosahuje nejlepších výsledků II. etapa programu P4 následována II. etapou programu P6, která je však investičně podstatně méně náročná. Programy jsou navrženy dle naléhavosti řešení situace v zásobování energií na území kraje do jednotlivých etap. Při realizaci programů doporučujeme postupovat dle uvedeného harmonogramu. Při delším časovém prodlení před zahájením realizace jednotlivých programů doporučujeme hlubší analýzu respektující případnou změnu vstupních podmínek.

121


PŘÍLOHA

122

OBSAH. Úvod 1. Kapitola I. Vstupní část Akčního plánu 2

Recommend Documents