Potenciál KVET v ČR. Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP s.r.o

Potenciál KVET v ČR Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP s.r.o.

Účel stanovení potenciálu KVET Dne 11. února 2004 byla přijata Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/8/ES o podpoře kombinované výroby tepla a elektřiny založené na poptávce po užitečném teple na vnitřním trhu s energií. Tato směrnice ukládá členským státům EU řadu povinností, mimo jiné implementovat zásady směrnice do národní legislativy, vytvořit systém vydávání záruk původu elektřiny, zavézt vhodnou formu státní podpory, umožnit přístup elektřiny vyráběné formou KVET na trh, zpracovávat roční statistiky o vnitrostátní výrobě KVET, atd. Jednou z povinností členských států EU bylo nejpozději do 21. února 2006 zveřejnit zprávu o potenciálu vysokoúčinné KVET. Zpracováním podkladů pro Zprávu a přípravou konečné Zprávy o potenciálu vysokoúčinné KVET v ČR byla pověřena firma ORTEP, s.r.o.

Východiska pro určení potenciálu KVET Analýza stávajícího stavu (struktura užití paliv, výroba elektřiny a užitečného tepla, technologie energetických zdrojů, současný podíl KVET na trhu). Predikce vývoje budoucích energetických potřeb (změny ve struktuře užití paliv, vývoj potřeb tepla a elktrické energie.) Stanovení metodiky a vyhodnocení technického potenciálu KVET (technický potenciál reprezentuje teoretickou možnost instalovat zařízení KVET všude tam, kde se vyskytne potřeba užitečného tepla). Stanovení metodiky a vyhodnocení ekonomického potenciálu KVET (ekonomický potenciál představuje prakticky dosažitelnou úroveň rozvoje KVET vycházející z reálných obchodních a ekonomických podmínek).

Analýza stávajícího stavu – spotřeba PEZ pro výrobu tepla a elektřiny celkem Spotřeba primárních energetických zdrojů Tuhá paliva Jaderná paliva Plynná paliva Kapalná paliva Obnovitelné zdroje Prim. En. TOTAL

Elektřina [PJ/r] 501 281 25 3 10 820

Teplo CZT [PJ/r] 160 1 75 23 21 280

Teplo DZT [PJ/r] 63 0 90 10 37 200

Spotřeba celkem [PJ/r] 724 282 190 36 68 1300

Struktura spotřeby primárních energetických zdrojů v sektoru energetiky

Roční spotřeba v PJ/r

800 700 600 500 400 300 200 100 0

Tuhá

Jaderná

Plynná

Kapalná

Obnovit.

Spotřeba celkem [%] 55,7 21,7 14,6 2,8 5,2 100

Analýza stávajícího stavu – výroba tepla a elektřiny ve zdrojích KVET Technologie výroby Kondenzační odběrové turbíny Parní protitlakové turbíny Paroplynová zařízení s dod. tepla Plynové turbíny s rekuperací tepla Spalovací pístové motory s rek. tepla Ostatní technologie KVET Technologie KVET celkem

Elektřina [TWh/r]

Teplo [PJ/r]

6,3 4,5 0,9 0,1 0,2 0 12

73 75 5 1 2 0 156

Struktura výroby tepla ve zdrojích KVET

7

80

6

70 60 50 40 30

R o čn í výro b a v PJ

Roční výroba v TWh

Struktura výroby elektřiny ve zdrojích KVET

5 4 3 2 1 0 Parní odběrové turbíny

Parní Paroplynové protitlakové cykly turbíny

Plynové turbíny

Pístové motory

20 10 0 Parní odběrové turbíny

Parní Paroplynové protitlakové cykly turbíny

Plynové turbíny

Pístové motory

Predikce vývoje budoucích energ. potřeb – výroby tepla a elektrické energie Předpokládaný vývoj výroby energie

350

Výroba energie v PJ

300 250 200 150 100 Elektřina

50

Teplo DZT

0 2005

2010

2015

Letopočet

Teplo CZT 2020

2025

2030

Metodika výpočtu technického potenc. KVET – rozdělení zdrojů do skupin • Modernizace stávajících kapacit velkých zdrojů na uhlí a biomasu • Výstavba nových kapacit velkých zdrojů na plynná a kapalná paliva • Výstavba nových kapacit středních zdrojů na zemní plyn • Výstavba nových kapacit středních zdrojů spalujících biomasu • Výstavba nových kapacit malých zdrojů na plynná a kapalná paliva • Výstavba a rekonstrukce kapacit v ostatních zdrojích KVET

Metodika výpočtu technického potenc. KVET – postup výpočtu • Technický potenciál je počítán pro časové horizonty let 2005, 2010, 2015 a 2020 • Vychází se z potřeb tepla v příslušném roce a v příslušné skupině zdrojů, ten je navýšen o budoucí potřeby tepla pro chlazení • Potřeby tepla jsou násobeny ročním teplárenským součinitelem – výstupem je teplo vyráběné formou KVET • Teplo vyráběné formou KVET je násobeno charakter. směrným číslem (teplárenským modulem) a korigováno koeficientem ostatních vlivů – výstupem je elektřina vyráběná formou KVET • Přes dobu využití maxima jsou počítány maximální elektrické výkony, ty jsou násobeny koeficientem výkonové rezervy – výstupem jsou instalované elektrické výkony KVET

Výsledky výpočtů technického potenc. KVET Technický potenciál KVET Shrnutí výsledků po skupinách zdrojů

Jedn.

Velké zdroje na uhlí a biomasu

Nové velké zdroje na plyn a olej

Reálná úroveň k roku 2005

GWh

10688

867

153

0

66

15

11788

Potenciál přírůstku do roku 2020

GWh

2659

-70

5878

833

26106

673

36080

Technický potenciál k roku 2020

GWh

13347

797

6031

833

26172

688

47868

Střední zdroje na zemní plyn

Střední zdroje na biomasu

Malé zdroje na plyn a oleje

Ostatní zdroje KVET

Technický potenciál skupin zdrojů KVET do roku 2020 30000

Výroba el. v GWh

25000 20000 15000 10000 5000 0 Velké zdroje Nové velké na uhlí a zdroje na biomasu plyn a olej

Pot. 2020 Střední zdroje na zemní plyn


Re ál 2005 Malé zdroje na plyn a oleje


Zdroje KVET celkem

Metodika výpočtu ekonomického potenciálu KVET – princip výpočtu Ekonomický potenciál vychází z technického potenciálu a stanoví se podle vztahu :

EP = TP . ke . km . kt kde : EP – TP – ke – km – kt –

ekonomický potenciál výroby el. v KVET technický potenciál výroby elektřiny v KVET koeficient ekonomické výhodnosti realizace (vychází z investiční náročnosti, cen paliv a energií, provozních a dalších souvisejících nákladů) koeficient mimoekonomické průchodnosti (respektuje ochotu nést podnikatelská rizika, stavební a technickou připravenost, administrativní náročnost, atd.) koeficient časového rozlišení (respektuje životní cyklus zdrojů, soudobost realizací a postup výstavby)

Metodika výpočtu ekonom. potenc. KVET – postup výpočtu koeficientu ekonom. výhodnosti realizace • • • • • •

Koeficient ekonomické výhodnosti realizace je počítán pro časové horizonty let 2005, 2010, 2015 a 2020. Vychází se z měrných hodnot pro jeden instalovaný kW v příslušném roce a v příslušné skupině zdrojů. Pomocí doby využití, charakteristického směrného čísla a účinností jednotlivých zdrojů KVET jsou vypočteny měrné výrobní a spotřební energetické bilance. Jsou stanoveny celkové náklady jako součet anuitní části měrné investice, měrných palivových nákladů a měrných ostatních nákladů. Jsou stanoveny celkové tržby jako součet měrných tržeb za elektřinu a za teplo, respektovány jsou všechny příplatky a bonusy (za biomasu, za KVET) jako ocenění přínosů z hlediska úspor emisí CO2). Vypočte se poměr celkových měrných tržeb ku celkovým měrným nákladům, velikost kladné či záporné odchylky od „1“ je směrodatná pro stanovení výše koeficientu ekonomické výhodnosti realizace.

Výpočet ekonom. potenciálu KVET – výsledné koeficienty ekonomické výhodnosti realizace (ke) Jedn.

Velké zdroje na uhlí a biom.






Koeficient Ke pro rok 2005

-

0,90

0,05

0,05

0,55

0,05

0,05


-

0,90

0,05

0,10

0,80

0,10

0,10


-

0,90

0,05

0,35

1,00

0,20

0,50


-

0,90

0,05

0,55

1,00

0,35

0,80

Koeficienty ekonomické výhodnosti realizace Ke

Koeficienty ekonomické výhodnosti realizace 1,00 0,90 0,80

Výše Ke

0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 2020 2015

0,10

2010

0,00 Velké Nové velké Střední zdroje na zdroje na zdroje na uhlí a biom. plyn a olej zemní plyn

2005 Střední zdroje na biomasu



Výpočet ekonom. potenciálu KVET – výsledné koeficienty mimoekonomické výhodnosti (ke) a výsledné koeficienty časového rozlišení (kt) Vyhovění mimoekonomickým kritériím a výše koeficientu mimoekonom. průchodnosti Km

Velké zdr. na uhlí a biom.

Velké zdr. na plyn a olej

Střední zdroje na zem. plyn


Malé zdr. na plyn a olej


Touha po nezáv. a moderní technice

ANO

ANO

ANO

ANO

ANO/NE

ANO

Ochota nést podnikatelské riziko

ANO

ANO

ANO/NE

ANO

NE

ANO/NE

Stavební a technická připravenost

ANO

ANO

ANO/NE

ANO

ANO/NE

ANO/NE

Administrativně procesní náročnost

ANO

ANO

ANO/NE

ANO

NE

ANO

Obslužná a provozní náročnost

ANO

ANO

ANO/NE

ANO

NE

ANO

1,0

1,0

0,6

1,0

0,2

0,8

Koef. mimoekonom. průchod. Km

Velké zdr. na uhlí a biom.

Velké zdr. na plyn a olej

Střední zdroje na zem. plyn


Malé zdr. na plyn a olej


Hodnota Kt pro rok 2005

1,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0


1,0

0,25

0,25

0,25

0,25

0,25


1,0

0,50

0,50

0,50

0,50

0,50


1,0

0,75

0,75

0,75

0,75

0,75

Koeficient časového rozlišení Kt

Výpočet ekonomického potenciálu KVET – celkové výsledky výpočtu po skup. zdrojů Ekonomický potenciál KVET Shrnutí výsledků po skupinách Jedn. zdrojů

Velké zdroje na uhlí a biomasu



Střední Malé zdroje zdroje na na plyn a oleje biomasu


Zdroje KVET celkem

Reálná úroveň k roku 2005

GWh

10688

867

153

0

66

15

11788

Potenciál přírůstku do roku 2020

GWh

1912

-70

1464

625

1376

323

5630

Ekonomický potenc. k roku 2020

GWh

12600

797

1617

625

1442

338

17419

Ekonomický potenciál skupin zdrojů KVET do roku 2020 14000

Výroba el. v GWh

12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 V elké zdroje Nové velké na uhlí a zdroje na biomasu plyn a olej

Pot. 2020 Střední zdroje na zemní plyn


Re ál 2005 Malé zdroje na plyn a oleje

Ostatní zdroje KV ET

Výpočet ekonomického potenciálu KVET – celkové výsledky výpočtu po letech E k o n o m ic k ý p o te n c iá l K V E T c e lk e m V ý r o b a e le k t ř in y v K V E T c e lk e m In s t a lo v a n ý e l. v ý k o n z d r o jů K V E T

J e d n o tk y GWh MWe GW h V to m v e s tá v a jíc íc h z a ř íz e n íc h MW e GWh V to m v re k o n s t r u o v a n ý c h z a ř íz e n íc h MWe GWh V t o m v n o v ý c h z a ř íz e n íc h MWe GW h S r o v n á v a c í b á z e (s k u te č n o s t ro k u 2 0 0 5 ) MW e GWh E k o n o m ic k ý p o te n c iá l r ů s t u MWe

2005 11788 5273 11788 5273 0 0 0 0 11788 5273 0 0

2010 12636 5635 10661 4947 1691 527 283 160 11788 5273 847 361

Výroba elektřiny KVET v GWh

Růst ekonomického potenciálu výroby elektřiny ve zdrojích KVET 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

2005

2010

2015

2020

Letopočet

Stávající zdroje

Rekonstr. zdroje

Nové zdroje

2015 14365 6473 9053 4342 3815 1291 1496 840 11788 5273 2576 1200

2020 17419 8110 6927 3643 6722 2280 3770 2188 11788 5273 5630 2837

Výpočet ekonom. Potenc. KVET – schrnutí výsledků

Výroba elektřiny KVET v GWh

Celkové zhodnocení potenciálu výroby elektřiny ve zdrojích KVET 50000 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

2005

2010

2015

2020

Letopočet

Stávající zdroje

Rekonstr. zdroje

Využití potenciálu rekonstrukce a výstavby nových kapacit k roku 2005

Nové zdroje

Nevyužitý potenc.

Využití potenciálu rekonstrukce a výstavby nových kapacit k roku 2020 Stávající výroba KVET 14%

Nevyužitelný potenciál 65%

Stávající výroba KVET 35%

Nevyužitelný potenciál 62%

Výroba v nových zdrojích KVET 10%

Výroba v modernizovan ých zdrojích KVET 14%

Potenciál KVET v ČR – základní podmínky, kritická místa a úskalí Za elektřinu z KVET bude považována pouze ta, která bude certifikována jako vysokoúčinná, tj. musí splňovat podmínky : 1.

Vycházet z poptávky po užitném teple, tj. Výpočet podle vzorce EKVET = Quž . y Použití jednotné metodiky stanovení „Quž“ a „y“

2. Dosahovat 10 % úspory primární energie (UPE) Výpočet podle vzorce UPE = [1- 1/ (ηQKVET/ ηQREF + ηEKVET/ ηEREF )] . 100 > 10 % Použití jednotné metodiky stanovení „ ηQKVET“ a „ ηEKVET“ Použití jednotných referenčních hodnot „ ηQREF“ a „ ηEREF“

Potenciál KVET v ČR – analýza problematiky výpočtu UPE Vypočtená hodnota UPE bude tím větší, čím : 1. 2.

Vyšší hodnoty vlastních účinností „ηQKVET“ a „ηEKVET“ zdroje KVET - dáno konstrukčními parametry zařízení (účinnostmi kotlů, turbín, atd.). Nižší hodnoty srovnávacích účinností „ηQREF“ a „ηEREF“ - dáno filozofií přístupu k hodnocení – volbou srovnávacích zdrojů

Filozofie přístupu – volba srovnávacích zdrojů 1. 2.

Podle ČR (vyhlášky č. 4392005 Sb.) jsou za srovnávací zdroje považovány kondenzační elektrárny a výtopny provozované na našem území Podle EU (Směrnice 2004/8/ES) jsou za srovnávací zdroje považovány kondenzační elektrárny a výtopny s účinnostmi dle BAT

Potenciál KVET v ČR – navrhovaná aktuální strategie přístupu k hodnocení KVET Východiska aktuální strategie 1. 2. 3.

ČR bude muset dříve či později akceptovat hodnoty referenčních účinností dle EU při výpočtech dosahovaných UPE. Při použití referenčních hodnot dle EU (podstatně vyšších než v ČR) velká část našich zdrojů KVET nesplní podmínku dosažení 10 % UPE Skoková „překvalifikace“ velké části zdrojů KVET z „vysokoúčinných“ na „neúčinné“ bude mít negativní dopad na rozvoj KVET (ekonomický i společenský).

Aktuální strategie 1.

2.

Rozporovat navrhované hodnoty referenčních účinností dle EU, jelikož chceme porovnávat reálně provozované zdroje KVET v ČR s reálně provozovanými zdroji oddělené výroby elektřiny a tepla v ČR, nikoli s hypotetickými zdroji s účinnostmi dle BAT, které na našem území prakticky nejsou. Požádat EU o vyjímku používat do konce roku 2010 (do 21. 2. 2011, kdy budou přijaty revidované referenční hodnoty) vlastní referenční hodnoty (dle Vyhlášky č. 439/2005 Sb.), přičemž se opřít o čl. 12 Směrnice 2004/8/ES umožňující členským zemím používat po přechodnou dobu alternativní způsoby výpočtů.

Potenciál KVET v ČR – navrhovaná střednědobá strategie hodnocení KVET Střednědobá strategie (2006 – 2010) 1. Uvézt v život a osvojit si jednotnou metodiku způsobu výpočtu podílu elektřiny vyráběné formou KVET a dosahovaných UPE. 2. Vyhodnotit (vypočítat) hladiny „akceptovatelných“ hodnot referenčních účinností pro různé kategorie a stáří zdrojů KVET. 3. Shromáždit poznatky – najít spojence v ostatních zemích s podobnou situací, jako je v ČR (Polsko, Slovensko, Maďarsko, atd.), popřípadě vyhodnotit dopady na rozvoj KVET v ostatních (vyspělejších) zemích EU. 4. Aktivně vstoupit do procesu přípravy a zpracování revidovaných referenčních hodnot účinností oddělených výrob elektřiny a tepla, které začnou platit po 21. 2. 2011, tj. disponovat jasnými a podloženými argumenty. 5. Samozřejmě v rámci technických možností zvyšovat účinnosti stávajících zdrojů KVET a budovat nejmodernější (nejúčinnější) zdroje KVET nové.

Děkuji za pozornost Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP, s.r.o. Braunerova 21 180 00 Praha 8 Tel. : 283 840 357 E-mail : [email protected]

Potenciál KVET v ČR. Ing. Josef Karafiát, CSc. ORTEP s.r.o

Recommend Documents