PROJEKT ENVIROS, s.r.o. ČERVEN 2015 REGIONÁLNÍ RADA REGIONU SOUDRŽNOSTI MORAVSKOSLEZSKO STUDIE V OBLASTI ENERGETICKÉ ÚČINNOSTI

PROJEKT ENVIROS, s.r.o. – ČERVEN 2015

REGIONÁLNÍ RADA REGIONU SOUDRŽNOSTI MORAVSKOSLEZSKO STUDIE V OBLASTI ENERGETICKÉ ÚČINNOSTI

TODAY’S BUSINESS TOMORROW’S WORLD

PROJEKT ENVIROS, s.r.o. – ČERVEN 2015

REGIONÁLNÍ RADA REGIONU SOUDRŽNOSTI MORAVSKOSLEZSKO STUDIE V OBLASTI ENERGETICKÉ ÚČINNOSTI

STUDIE V OBLASTI ENERGETICKÉ ÚČINNOSTI

FORMULÁŘ KONTROLY KVALITY Klient:

Regionální rada regionu soudržnosti Moravskoslezsko Úřad Regionální rady Kontaktní osoba: Ing. Anna Durajová, marketingový pracovník Telefon: +420 552 303 545 E-mail: [email protected]

Název projektu:

Studie v oblasti energetické účinnosti

Referenční číslo:

ECZ15041

Číslo svazku:

Svazek 1 z 1

Verze:

Zpráva

Datum:

16.06.2015

Odkaz na soubor:

G:\Projects\ECZ15041_Studie_RR_Moravskoslezko_EE\Zprávy

Předkladatel zprávy:

ENVIROS, s.r.o. Na Rovnosti 1 130 00 Praha 3 IČ: 61503240, DIČ: CZ61503240

Zpracovatel(é) zprávy:

Ing. Šárka Géryková Ing. Róbert Máček

Zodpovědná osoba: Ing. Róbert Máček Telefon: (+420) 723 071 807 E-mail:[email protected]

Schválil:

Ing. Jaroslav Vích, ředitel a jednatel


OBSAH IDENTIFIKACE SPOLEČNOSTI .................................................................................................... 7 1

2

3

4

ÚVOD ............................................................................................................................ 8 1.1

ITI OSTRAVSKÉ AGLOMERACE .............................................................................. 8

1.2

OPATŘENÍ A AKTIVITY PRIORITNÍ OBLASTI 3.3 ........................................................ 9

1.3

CÍLE STUDIE ..................................................................................................... 10

PŘÍKLADY DOBRÉ PRAXE .............................................................................................. 11 2.1

ORC LEVOČA – VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE Z BIOMASY .................................. 11

2.2

ŠUMAVA ELEKTROMOBILNÍ ................................................................................. 12

2.3

ZŠ KOSTELNÍ LHOTA ......................................................................................... 13

2.4

PŘÍKLAD MIKROKOGENERACE V MATEŘSKÉ ŠKOLCE ............................................ 15

2.5

REKONSTRUKCE PAMÁTKOVĚ CHRÁNĚNÝCH OBJEKTŮ DOLU HLUBINA .................. 16

2.6

KOTELNA PRO BYTOVÝ DŮM S TEPELNÝMI ČERPADLY, SLOVENSKO....................... 17

2.7

ENERGETICKY SOBĚSTAČNÝ REGION – BIOREGION .......................................... 18

2.8

NOVÝ EKOLOGICKÝ ZDROJ MARIÁNSKÉ LÁZNĚ .................................................... 19

INOVATIVNÍ TECHNOLOGIE, POSTUPY A PŘÍSTUPY .......................................................... 21 3.1

REKUPERACE TEPLA VE ŠKOLÁCH ...................................................................... 21

3.2

MIKROKOGENERACE ......................................................................................... 22

3.3

ZLEPŠENÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ BUDOV KULTURNÍCH PAMÁTEK ...... 23

3.4

ORC - ORGANIC RANKINE CYCLE ...................................................................... 24

3.5

ABSORPČNÍ CHLAZENÍ ....................................................................................... 26

3.6

AKUMULACE ELEKTRICKÉ ENERGIE .................................................................... 27

3.7

PODZEMNÍ ZÁSOBNÍK TEPLA ...............................................................................

INDIKATIVNÍ SEZNAM SPOLEČNOSTÍ NEBO MUNICIPALIT

29

.................................................. 30

4.1

AUTOKOLA – TLAKOVÉ ODDĚLENÍ/REGULACE ...................................................... 30

4.2

FERRAM – KOMPLEXNÍ REKONSTRUKCE VÝROBNÍCH HAL ..................................... 31

4.3

OSTRAVA – KRÁSNÉ POLE ................................................................................ 31

4.4

MĚSTO BOHUMÍN – REKUPERACE VZDUCHU VE ŠKOLÁCH .................................... 32

4.5

OBEC KLIMKOVICE – REKUPERACE VZDUCHU VE ŠKOLÁCH .................................. 33


4.6

TŘANOVICE – KOGENERAČNÍ JEDNOTKA ............................................................. 33

4.7

ŠTRAMBERK – ZATEPLENÍ ZŠ (KULTURNÍ PAMÁTKA) ............................................ 34

4.8

HAVÍŘOV – FVE ZDROJ PRO KRUHOVÝ OBJEZD ................................................... 36

4.9

GREENGAS - VÝSTAVBA TEPLOVODU DPB - SÍDLIŠTĚ BĚLSKÁ .......................... 36

4.10

GREENGAS - VÝSTAVBA ORC .......................................................................... 37

4.11

GREENGAS VÝSTAVBA TEPLOVODU KJ MUGLINOV – VĚZNICE HEŘMANICE ........ 38

5

ZÁVĚR ......................................................................................................................... 39

6

POUŽITÁ LITERATURA .................................................................................................. 40


SEZNAM OBRÁZKŮ A TABULEK OBRÁZEK 1: LARGER URBAN ZONE OSTRAVA (DLE NÁVRHU ITI) .................................................................. 8 OBRÁZEK 2 : INSTALACE ORC JEDNOTKY PILA LEVOČA, SR ....................................................................... 11 OBRÁZEK 3 : CHATA ROVINA, DOBRÁ VODA U HARTMANIC......................................................................... 12 OBRÁZEK 4 : SCHÉMA ZAPOJENÍ SEP, REALIZACE SPOLEČNOST B64 ......................................................... 13 OBRÁZEK 5 : ROZVODY VZT PŘED ZAKRYTÍM ............................................................................................ 14 OBRÁZEK 6 PŘÍVODY ČERSTVÉHO VZDUCHU NAD TABULÍ............................................................................ 14 OBRÁZEK 7 – INSTALACE MIKROKOGENERACE V BUDOVĚ ŠKOLKY............................................................... 15 OBRÁZEK 8 : DŮL MICHAL ........................................................................................................................ 16 OBRÁZEK 9 : ZREKONSTRUOVANÁ KOTELNA BYTOVÉHO DOMU ................................................................... 17 OBRÁZEK 10 : SCHÉMA TEPELNÉHO ČERPADLA VODA - VODA ..................................................................... 17 OBRÁZEK 11 : BIOREGIONS ...................................................................................................................... 18 OBRÁZEK 12 : BIOREGION BROUMOV – BYLNICE, SLAVIČÍN ........................................................................ 19 OBRÁZEK 13 KOLONÁDA V MARIÁNSKÝCH LÁZNÍCH ................................................................................... 20 OBRÁZEK 14 TECHNOLOGICKÉ SCHÉMA ZAPOJENÍ ZDROJE......................................................................... 20 OBRÁZEK 15 : REALIZACE VNITŘNÍHO ZATEPLENÍ PAMÁTKOVĚ CHRÁNĚNÝCH OBJEKTŮ DOLU MICHAL............ 24 OBRÁZEK 16 : TECHNOLOGICKÉ SCHÉMA ORC JEDNOTKY ......................................................................... 25 OBRÁZEK 17 SCHÉMA PROUDĚNÍ V ABSORPČNÍM CHLADIČI ........................................................................ 26 OBRÁZEK 18 : SCHÉMA REDOX-FLOW BATERIE ......................................................................................... 28 OBRÁZEK 19 : PŘÍKLAD EXISTUJÍCÍ TECHNOLOGIE VANAD REDOX BATERIÍ .................................................... 28 OBRÁZEK 20 : ZÁKLADNÍ ŠKOLA ŠTRAMBERK............................................................................................. 35 OBRÁZEK 21 SCHÉMA PŘIPOJENÍ SÍDLIŠTĚ BĚLSKÁ.................................................................................... 37

TABULKA 1: IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE DODAVATELE ........................................................................................... 7 TABULKA 2 SOUHRNNÉ INFORMACE K PROJEKTU ....................................................................................... 17 TABULKA 3 ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI VANAD REDOX BATERIE......................................................................... 27


IDENTIFIKACE SPOLEČNOSTI Společnost ENVIROS, s.r.o., se sídlem v Praze, je jednou z předních poradenských společností poskytující své služby především v oblasti energetiky, životního prostředí a managementu. Od roku 2006 je společnost ENVIROS, s.r.o., držitelem certifikátů osvědčujících, že její systém řízení splňuje požadavky na systém řízení jakosti podle normy EN ISO 9001 a systém environmentálního managementu podle normy EN ISO 14001. Tabulka 1: Identifikační údaje dodavatele

Název:

ENVIROS, s.r.o.

Právní forma organizace:

Společnost s ručením omezeným

Statutární zástupce:

Ing. Jaroslav Vích, ředitel a jednatel společnosti

Adresa společnosti:

Na Rovnosti 1, 130 00 Praha 3

IČ:

61503240

DIČ:

CZ61503240

Telefon:

(+420) 284 007 499

Fax:

(+420) 284 861 245

Bankovní spojení:

ČSOB, a.s., č. ú. 0900107743/0300

Obchodní rejstřík:

Městský soud v Praze, oddíl C, vložka 31001

Počet zaměstnanců:

44

Kontaktní osoba:

Ing. Róbert Máček Telefon: (+420) 723 071 807 E-mail:[email protected]

7


1

ÚVOD

1.1

ITI OSTRAVSKÉ AGLOMERACE

Tato studie je založena na dokumentu „Integrovaná teritoriální investice ostravské aglomerace“ (dále jen ITI ostravské aglomerace), což je investiční plán pro udržitelný rozvoj měst v území ostravské aglomerace na programové období EU 2014 – 2020, který vychází z rozvojové strategie v území a posiluje roli regionu při čerpání evropských prostředků. Návrh ITI byl vydán v srpnu 2014. ITI definuje konkrétní cíle a indikátory k dosažení, včetně počátečních a cílových hodnot těchto indikátorů. V programovém období 2014–2020 budou podporovány takové projekty, které přispějí k naplnění cílů a indikátorů operačních programů EU, stanovených v integrované teritoriální investici. Těmto projektům musí být věnována adekvátní pozornost a zkušená manažerská, odborná a administrativní kapacita. Výstupy studie budou sloužit především k zajištění systematického přístupu k přípravě projektů a průběžnému čerpání finančních prostředků z ITI ostravské aglomerace (příp. jiného dotačního zdroje) - budou sloužit jako zmapování území Moravskoslezského kraje v možnostech absorpční kapacity a realizace projektů v oblasti energetické účinnosti. Obrázek 1: Larger Urban Zone Ostrava (dle Návrhu ITI)

V rámci Návrhu ITI je vymezení Larger Urban Zone Ostrava (okresy Ostravaměsto, Karviná, Frýdek-Místek, Opava a Nový Jičín) považováno za maximální možné územní vymezení ostravské aglomerace. Je možné z něj vycházet, avšak území v této podobě se jeví jako příliš široké, proto bylo dále upraveno (zmenšeno) na základě širší škály (kvantitativních i kvalitativních) ukazatelů na kompaktní území až na úroveň jednotlivých obcí. V současné době ještě neproběhlo schválení užšího vymezení území Řídícím výborem ITI, proto uvádíme ve studii toto širší vymezení ostravské aglomerace.

V rámci ITI ostravské aglomerace byly investiční priority promítnuty do tří strategických cílů a deseti specifických cílů strategie ITI. V rámci Strategického cíle 3 – Zlepšit kvalitu prostředí a podpořit udržitelný rozvoj, je definován Specifický cíl 3.3 – Zvýšit energetickou účinnost, což je také předmětem této studie.

8


1.2

OPATŘENÍ A AKTIVITY PRIORITNÍ OBLASTI 3.3

Citace Specifický cíl ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost „V oblasti energetické účinnosti by se aktivity subjektů v regionu měly orientovat na tvorbu energetických auditů a snižování energetické náročnosti budov, instalaci kogeneračních jednotek a tepelných čerpadel pro vytápění budov a rozšíření využívání obnovitelných zdrojů energie. Efektivně se dá realizovat snižování energetické náročnosti provozu úřadů, příspěvkových organizací a objektů v majetku jednotlivých měst a obcí. Aktivity v rámci specifického cíle ITI budou mít pozitivní vliv na kvalitu životního prostředí v podobě snížení emisí skleníkových plynů, snížení konečné spotřeby energie a úspory disponibilních prostředků na výdaje za elektřinu a teplo pro firmy, veřejné instituce i domácnosti.“ Tabulka 2 : Specifický cíl ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost – Doporučené opatření a aktivity ve vazbě na operační programy

Specifický cíl ITI

3.3 ZVÝŠIT ENERGETICKOU ÚČINNOST

Opatření a aktivity

Zlepšení tepelně technických vlastností obvodových konstrukcí budov Realizace technologií na využití odpadního tepla Realizace nízkoemisních a obnovitelných zdrojů tepla Realizace prvků pasivního vytápění a chlazení s rekuperací odpadního vzduchu Výměna zdroje tepla pro vytápění a přípravu teplé vody za ekologicky šetrné zdroje Výměna rozvodů tepla a vody a instalace systémů měření a regulace otopné soustavy Výstavba nových a rekonstrukce a modernizace stávajících výroben elektřiny a tepla z OZE Zavádění a modernizace systémů měření a regulace Realizace opatření ke snižování energetické náročnosti budov v podnikatelském sektoru Podpora využití odpadní energie ve výrobních procesech Instalace OZE pro vlastní spotřebu podniku Instalace kogeneračních jednotek Podpora dosažení standardu pasivních budov Nasazení automatizovaných a technologických prvků řízení napětí v distribučních soustavách Realizace řízení toků výkonu v distribuční síti Zavádění inovativních technologií v elektromobilitě silničních vozidel Zavádění nízkouhlíkových technologií a technologií akumulace energie v budovách a rozvodných sítích Zavádění inovativních technologií v oblasti výroby energie z obnovitelných zdrojů Zavádění off grid systémů a systémů řízení spotřeby energií Zavádění inovativních nízkouhlíkových technologií v oblasti zpracování a využívání druhotných surovin Rekonstrukce a rozvoj soustav zásobování teplem Zavádění a zvyšování účinnosti systémů kombinované výroby elektřiny a tepla

9


OP ŽP (CF)

IROP (ERDF)

OP PIK (ERDF) SC 3.1 Zvýšit podíl výroby energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě ČR SC 3.2 Zvýšit energetickou účinnost podnikatelského sektoru

Specifický cíl operačního programu

SC 5.1 Snížit energetickou náročnost veřejných budov SC 2.5 Snížení a zvýšit využití energetické náročnosti obnovitelných zdrojů energie v sektoru bydlení

SC 3.3 Zvýšit aplikaci prvků inteligentních sítí v distribučních soustavách SC 3.4 Uplatnit inovativní nízkouhlíkové technologie v oblasti nakládání energií a při využívání druhotných surovin SC 3.5 Zvýšit účinnost soustav zásobování teplem SC 3.6 Posílit energetickou bezpečnost přenosové soustavy

1.3

CÍLE STUDIE

Při přípravě této studie jsme vycházeli z výše uvedených doporučených opatření a aktivit ve vazbě na operační programy, které jsou specifikovány v specifickém cíli ITI 3.3 Zefektivnit nakládání s odpady. Cílem této studie je představit příklady dobré praxe – příklady realizací projektů energetické efektivnosti v ČR nebo v zahraničí v oblasti průmyslu i municipalit. V této studii budou také navrženy inovativní technologie, postupy a přístupy, které je možné realizovat v Moravskoslezském kraji (zejména v oblasti ostravské aglomerace). Bude vyhodnocena jejich financovatelnost ze strukturálních fondů (z operačního programu Životní prostředí, Operačního programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost a Integrovaného operačního programu), popsány výhody a nevýhody, překážky realizace a rizika při jejich aplikaci v praxi. Bude vytvořen indikativní seznam společností nebo municipalit, ve kterých je potenciálně možné realizovat výše uvedené technologie.

10


2

PŘÍKLADY DOBRÉ PRAXE

2.1

ORC LEVOČA – VÝROBA ELEKTRICKÉ ENERGIE Z BIOMASY

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Výstavba nových výroben elektřiny a tepla z OZE Instalace OZE pro vlastní spotřebu podniku Instalace kogeneračních jednotek Zavádění a zvyšování účinnosti systémů kombinované výroby elektřiny a tepla Dřevní biomasa bývá energeticky obvykle využívána pouze pro výrobu tepla. Kombinovaná výroba elektřiny a tepla z dřevní biomasy je komplikovaným procesem, který je technologicky zvládnutý pouze technologii klasického Rankinova cyklu, organickým Rankinovym cyklem (ORC) nebo technologií zplyňování biomasy. Klasický Rankinův cyklus je realizovatelný pouze pro velké instalace a je vhodný pro klasické elektrárny s elektrickým výkonem v řádech 1000 kWe a více. Technologie zplyňování biomasy je technologicky náročná na čištění plynu a nelze jí v současné době považovat za spolehlivou. Řešením pro malé instalace pod 1000 kWe je technologie organického Rankinova cyklu (podrobněji o technologii v kapitole 3.4). Obrázek 2 : Instalace ORC jednotky pila Levoča, SR

11


V roce 2014 byla v provozu Pily Levoča na Slovensku uvedena do činnosti technologie ORC vysoce účinné kombinované výroby elektrické energie a tepla v zařízení TRI-O-GEN. Výroba elektrické energie je uskutečňována pomocí technologie ORC WB-1 Vario v zapojení s teplovzdušným kotlem na spalování biomasy o výkonu 1,25 MW t. Horké spaliny ze spalování zbytkové biomasy z pily proudí do ORC jednotky, kde je jejich tepelný potenciál využíván k výrobě elektrické energie. Průměrný čistý reálný elektrický výkon ORC jednotky v této instalaci je udáván 130kWe. V kotli se spalují piliny s příměsí energetické štěpky, které vznikají na pile v procesu prvotního zpracování surového dřeva. Podstatná část vyrobené elektrické energie se spotřebuje v provozu pily Levoča na pohon dřevozpracujících strojů a zařízení. Vyrobené teplo slouží na sušení řeziva a na vytápění výrobních a administrativních objektů pily.

2.2

ŠUMAVA ELEKTROMOBILNÍ

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Zavádění inovativních technologií v elektromobilitě silničních vozidel Zavádění inovativních technologií v oblasti výroby energie z obnovitelných zdrojů Na Šumavě v Jihočeském kraji se v nejbližší době spustí systém chytrého energetického bodu – SEP (Smart Energy Point). Obrázek 3 : Chata Rovina, Dobrá Voda u Hartmanic

Technologie, která umožňuje ze slunce a větru vytvořenou elektrickou energii ukládat do energetického úložiště a spotřebovávat ji tehdy, když je potřeba. Toto zařízení bude zatím pracovat v ostrovním zapojení, tedy bez propojení s energetickou soustavou. Proudem bude zásobovat několik budov a rodící se flotilu elektromobilů půjčovny e-Šumava. Síť zatím tvoří 5 stanic v oblasti Železné Rudy, Hartmanic a Modravy a disponuje 20 e-koly, 6 e-skútry a 3 elektromobily. Připravuje se otevření dalších stanic. Řada z nich je již i mimo Šumavu. Flotila elektrovozidel se rozrůstá a bude v blízké budoucnosti rozšířena o další elektromobily a lehká užitková e-vozidla a e-minibusy.

12


Obrázek 4 : Schéma zapojení SEP, realizace společnost B64

Vyrobená elektrická energie z fotovoltaického zdroje a větrné elektrárny je v místě výroby ukládaná do baterií CellCube, která je založena na unikátních vlastnostech vanadium redox elektrolytu, který při průchodu přes nano-membránu uvolňuje uloženou elektrickou energii. Je udáván neomezený počet cyklů nabíjení i vybíjení, nedochází k degradaci kapacity, baterii lze recyklovat.

2.3

ZŠ KOSTELNÍ LHOTA

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Realizace prvků pasivního vytápění a chlazení s rekuperací odpadního vzduchu Poslední rekonstrukce školní budovy ZŠ Kostelní Lhota, nacházející se ve Středočeském kraji, která proběhla v průběhu roku 2012, byla velmi zásadní. Výměna všech oken školy za nová, zasklená trojsklem. Zateplení obvodového pláště budovy a stropních částí k půdním prostorům. Instalace úsporného zdroje na vytápění – tepelného čerpadla vzduch/voda, dimenzovaného na nové parametry školní budovy. Kompletní rekonstrukce systému vytápěním s dimenzováním velikostí otopných ploch s ohledem na nízký teplotní spád. Zastupitelstvo si bylo vědomo, že musí dodržet nařízení, která vyplývají ze stavebních, energetických zákonů a zákona o zdraví. Ve stručném shrnutí to znamená, že musí být zajištěn přívod vzduchu v 3 množství 20–30 m /hod na žáka během výuky a tím zajištění horní hranice koncentrace CO2 v prostoru třídy nad 1500 ppm (Vyhl. č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby ve znění vyhl. č. 20/2012 Sb.). Z tohoto důvodu byla pečlivě zvažována možnost instalace systémů řízeného větrání, ideálně s rekuperací tepla s ohledem na omezené finanční prostředky, neboť větrání okny zimním období určitě není pro sedící žáky ve třídách vhodné.

13


Obrázek 5 : Rozvody VZT před zakrytím

Bylo zvoleno řešení, kdy čerstvý venkovní vzduch je nasáván z fasády, prochází rekuperačním výměníkem a je přiváděn do tříd pomocí přívodních ventilů pod stropem nad tabule v přední části učeben. Odvod vzduchu je ze zadní části tříd sací žaluzií, umístěnou také pod stropem. Odtud vzduch proudí přes rekuperační výměník v jednotce a následně je vyfouknut z objektu ven. Dle okamžité koncentrace CO2 v prostoru tato čidla přímo upravují větrací výkon jednotky. Obrázek 6 Přívody čerstvého vzduchu nad tabulí

Prostá návratnost byla stanovena na 12 let. Tento příklad je ukázkou toho, že ve školských objektech je možno instalovat větrací systémy, které mohou kromě vyčíslitelných ekonomických výsledků v podobě úspor energie, přinášet další kvalitu do výuky.

14


2.4

PŘÍKLAD ŠKOLCE

MIKROKOGENERACE

V MATEŘSKÉ

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Instalace kogeneračních jednotek V květnu 2012 byla v Českých Budějovicích (Jihočeský kraj), nově otevřena soukromá mateřská školka určená zejména pro děti zaměstnanců energetické společnosti E.ON. Budova školky prošla před otevřením rekonstrukcí, které využil speciální tým pro mikrokogenerační technologie, aby zde instaloval mikrokogenerační jednotku. V mateřské škole funguje mikrokogenerační jednotka Vitotwin 300-W, která se skládá z klasického kondenzačního plynového kotle a mikrokogeneračního zařízení, které pracuje na principu Stirlingova motoru. Tepelný výkon kotle je 20 kW, Stirlingův motor poskytuje tepelný výkon 6 kW a elektrický výkon 1 kW. Kondenzační plynový kotel také slouží k zajištění dodávky tepla v případě tuhých mrazů, kdy již mikrokogenerační jednotka svým výkonem nedostačuje. Dále se v kotelně nachází bojler na teplou užitkovou vodu a akumulační nádrž topné vody, která umožňuje plynulý chod Stirlingova motoru na jmenovitý výkon. Akumulační nádoby také uchovávají tepelnou energii pro chvíle, kdy Stirlingův motor neběží. Elektřina, kterou mikrokogenerační jednotka vyrobí, se využije přímo pro potřeby mateřské školy. Pokud bude mít školka v určitém momentě spotřebu elektřiny menší než 1 kWe, potom se elektřina bude prodávat do sítě. Obrázek 7 – Instalace mikrokogenerace v budově školky

15


2.5

REKONSTRUKCE PAMÁTKOVĚ OBJEKTŮ DOLU HLUBINA

CHRÁNĚNÝCH

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Zlepšení tepelně technických vlastností obvodových konstrukcí budov Památkově chráněný areál Dolu Hlubina, který je součástí Dolní oblasti Vítkovice v Ostravě (Moravskoslezský kraj), prochází velkou rekonstrukcí za více než sto milionů korun. K nejstarším a architektonicky nejcennějším budovám patří staré koupelny z roku 1899, které využívali horníci při fárání. Po rekonstrukci se stanou těžištěm Provozu Hlubina, promění se v denní a noční klub, kavárnu, ateliéry pro dílny, učebny a zkušebny, sál pro divadlo a tanec i informační stánek. Průmyslové objekty v dolní oblasti Vítkovic původně sloužily pro zpracování uhlí a výrobu surového železa. V současné době je oblast památkově chráněna a jejich nové funkce budou zcela odlišné. Aby zůstala zachována historická tvář těchto budov a zároveň vyhověly současným požadavkům na spotřebu energií na vytápění, bylo v nich použito vnitřní zateplení z desek Multipor. Systém vnitřního zateplení s izolantem Multipor byl vybrán především kvůli homogenní struktuře tvořené kalcium silikátem, která zajišťuje vlhkostní transport vlhkosti celým průřezem stěny. Zároveň splňuje přísné nejvyšší požadavky na požární ochranu budov. Většina zateplovaných konstrukcí byla tvořena z plných pálených cihel, které mají 19 krát menší tepelně izolační vlastnosti než materiál Multipor. Na základě simulačního výpočtu byl pro obvodové konstrukce navržen izolant o tloušťkách 100 a 140 mm. Z pohledu energetických úspor tak došlo k více jak sedminásobnému zlepšení tepelného odporu stěny, parametr součinitele prostupu tepla z 2 2 původní hodnoty U = 2,90 [W/m .K] byl snížen na hodnotu U = 0,39 [W/m .K]. Objekt je národní kulturní památkou a nebyl kladen požadavek na dosažení požadované hodnoty součinitele prostupu tepla. Opatření musela respektovat historickou hodnotu stavby v kombinaci se zajištěním bezvadné funkce konstrukce. Obrázek 8 : Důl Michal

vni

16


2.6

KOTELNA PRO BYTOVÝ ČERPADLY, SLOVENSKO

DŮM

S TEPELNÝMI

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Realizace nízkoemisních a obnovitelných zdrojů tepla Společenství vlastníků Bytového domu Fialka v Turni nad Bodvou zrealizovala v roce 2014 unikátní komplexní obnovu budovy a výstavbu vlastní kotelny s tepelným čerpadlem. Komplexní obnova spočívala v zateplení obvodového pláště, zateplení a hydroizolaci střechy, výměně všech oken a dveří ve společných prostorách, sanaci a prosklení lodžií a ve výstavbě vlastní kotelny. Vlastníkům bytového domu se podařilo vyjednat s městem dlouhodobý pronájem části pozemku, který náleží k domu. Na tomto pozemku byly vybudované dvě studny, ze kterých je získáváno nízkopotenciálové teplo pro tepelná čerpadla. Obrázek 9 : Zrekonstruovaná kotelna Bytového domu

Tabulka 2 Souhrnné informace k projektu

Počet bytových jednotek

24

Celková podlahová plocha

1980 m

Celková investice

9 452 800 Kč

Úspora ročních nákladů na vytápění a teplou vodu

501 900 Kč

Řešení vytápění

monovalentní čerpadlem

Zdroj energie

systém 2 vrtů

Vytápěcí systém

teplotní spád 55/45 °C

Instalovaný výkon

NIBE F1345-60kW, 2x30 kW

2

systém

vytápění tepelným

Obrázek 10 : Schéma tepelného čerpadla voda - voda

17


Kotelny založené na tepelných čerpadlech nepotřebují žádný speciální servis, je instalovaný online monitoring, který provozovateli kotelny umožňuje přes internetové připojení nejen monitorovat celý systém, ale ho i na dálku opravovat. Vzhledem k rostoucím cenám energie se investice do výkonného tepelného čerpadla jako hlavního zdroje tepla pro bytové domy vyplatí a v závislosti od typu přechozího zdroje tepla se může i rychle vrátit. Návratnost může dosahovat i méně než 5 let. Tento projekt byl podpořen grantem ve výši 15% investičních nákladů z programu MUNSEFF.

2.7

ENERGETICKY SOBĚSTAČNÝ REGION – BIOREGION

Opatření a aktivity SC ITI 3.3 Zvýšit energetickou účinnost: Výstavba nových výroben elektřiny a tepla z OZE V roce 2010 byl zahájen mezinárodní projekt BioRegions, který podporuje vytváření bioenergetických regionů ve venkovských oblastech Evropy. Byl zpracován a v roce 2012 přijat Akční plán pro biomasu s cílem do roku 2020 pokrýt min. jednu třetinu spotřeby energie v regionu z OZE, zejména z biomasy. Projektu se účastní několik regionů v Evropě: Sredna Gora v Bulharsku, Slavičín a Broumov-Bylnice v České republice, Trièves ve Francii, County Westmeath v Irsku, Limbaži v Lotyšsku. Vznik těchto energeticky soběstačných regionů vycházel ze dvou příkladů dobré praxe: Achental v Německu a Jönköping ve Švedsku. Každý z výše uvedených regionů měl mírně odlišný přístup na naplnění cíle energeticky soběstačného regionu. Podrobnější informace s popisem projektů je možné najít v českém jazyce na http://www.bioregions.eu/cs

Obrázek 11 : Bioregions

V České republice se projektu účastnila oblast ve Zlínském kraji, kterou reprezentují města Broumov-Bylnice a Slavičín. Akční plán měst Broumov - Bylnice a Slavičín má tyto hlavní cíle:  Maximální energetické využití biomasových zdrojů  Zavádění bioenergetických technologií  Vytvoření bioenergetického trhu Naplňování těchto cílů je zajištěno komplexním přístupem k managementu zdrojů biomasy v regionu. S tím souvisí i vytvoření biomasového centra, jakéhosi obchodního místa, které řídí místní municipalita. Biomasové centrum umožňuje obchodovat s biomasou, jednotlivý občané zde můžou vozit nadbytečnou biomasu, nebo si ji tady naopak koupit.

18


Bioenergetické cíle na následujících 10 let:  33 % veškeré vyprodukované energie v regionu  42,3 % tepla vyprodukovaného z biomasy  1,0 % elektřiny vyprodukované z biomasy

z biomasy

Obrázek 12 : Bioregion Broumov – Bylnice, Slavičín

Městečko Broumov – Bylnice (5 781 obyv.) zrekonstruovalo v roce 2010 centrální plynovou kotelnu na dřevní štěpku (3MW). Zásobuje teplem 12 bytových domů a 10 dalších objektů. Zástupci města vyvinuli značné úsilí o snížení energetické náročnosti všech budov (komplexní zateplení, výměna oken a dveří, případně instalace kotle na biomasu), takže celková výroba tepla z průměrných 28 tis. GJ/rok klesla na 16 tis. GJ/rok. Tato energeticky efektivní opatření již byla uplatněna ve školce, v Domě dětí a v kulturním domě. Nachází se tu i soukromý zdroj na biomasu (1,5 MW ve mlýně) a 2 fotovoltaické i solárně termické instalace (929 kW, resp.72 m ).

2.8

NOVÝ EKOLOGICKÝ ZDROJ MARIÁNSKÉ LÁZNĚ

Teplárna a soustava sítí dálkového vytápění města Mariánské Lázně (Karlovarský kraj), která zásobuje teplem 3 300 domácností (40 % dodávky) a řadu lázeňských objektů (60 % dodávky), je vlastněna městem. Společnost Veolia má teplárnu od roku 2008 v pronájmu a je jejím provozovatelem. Kotle teplárny, dodávající páru do soustavy sítí dálkového vytápění, jsou schopny spalovat jak zemní plyn, tak těžký nebo lehký topný olej. Velkou nevýhodou jsou však vysoké vstupní palivové náklady.

19


Obrázek 13 Kolonáda v Mariánských Lázních

V roce 2013 byl uveden do provozu nový zdroj pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla z obnovitelných zdrojů energie. V rámci tohoto biozdroje byl instalován kotel spalující biomasu (9,3 MWt) a protitlaká turbína (1 MWe). V teplárně se spaluje zbytkové dřevo z těžby mimo jiné z nedalekého Slavkovského lesa. Počítá se s roční spotřebou 32 000 tun biomasy. Ročně se tímto eliminuje produkce až 17 000 tun CO2. Toto řešení je dostatečně šetrné k lázeňskému prostředí a současně již nemusí být dováženo palivo ze vzdálených oblastí. Zvolené technické řešení je doplněno efektivním využitím biomasy při kombinované výrobě elektřiny a tepla. Obrázek 14 Technologické schéma zapojení zdroje

20


TECHNOLOGIE,

3

INOVATIVNÍ PŘÍSTUPY

3.1

REKUPERACE TEPLA VE ŠKOLÁCH

POSTUPY

A

Při rekonstrukcích a zateplování objektů škol a školek často dojde k uzavření obálky domu a v závislosti na tom dům přestane dýchat a hromadí se vlhkost a s ní plísně. Zároveň stoupá koncentrace CO2 a s ní spojené problémy s bolestmi hlavy. Řízené větrání je tedy ideálním partnerem pro revitalizaci objektu. Rekuperace obecně znamená zpětný zisk tepla z odváděného odpadního vzduchu a jeho následné předání přiváděnému čerstvému vzduchu, který je tak rozváděn do obytných prostor již předehřátý. Díky rekuperaci se šetří i nemalé množství energie, což kromě komfortu pro žáky přináší každoroční provozní úsporu pro zřizovatele školy. Řízené nucené větrání a ještě lépe řízené nucené větrání s rekuperací tepla by mělo být v současné době součástí každé novostavby nebo zásadní rekonstrukce a to zejména ve školských objektech, kde se evidentně nedodržují požadavky legislativy z hlediska kvality prostředí, ale také z důvodu, že nové systémy vzduchotechniky s rekuperací tepla šetří tepelnou energii, jejíž ceny jistě v budoucnu klesat nebudou. Legislativní požadavky, které se vyplývají ze stavebních zákonů a zákona o zdraví:  musí být zajištěn přívod vzduchu v množství 20–30 m3/hod na žáka během výuky a tím zajištění horní hranice koncentrace CO2 v prostoru třídy nad 1500 ppm (Vyhl. č. 268/2009 Sb., o technických požadavcích na stavby ve znění vyhl. č. 20/2012 Sb.).  dodržení max. rozdílu teplot mezi kotníky a hlavou do 3 °C (Nařízení vlády č. 361/2007 Sb.).  dodržení hlukových parametrů v prostoru třídy na max. úrovni 45 dB (dáno Nařízením vlády č. 272/2011). Přípustná koncentrace oxidu uhličitého je 1 000 ppm v interiéru, tzn., pokud je koncentrace oxidu uhličitého do 1 000 ppm, je kvalita vnitřního vzduchu vyhovující. Při zvýšené koncentraci oxidu uhličitého v interiéru nad 1 000 ppm dochází obvykle k příznakům únavy či nesoustředěnosti osob se zde vyskytujících. Vzduch s koncentrací oxidu uhličitého nad 1 500 ppm v interiéru je považován za vzduch vydýchaný a tudíž znehodnocený. Bezpečná hranice koncentrace oxidu uhličitého, která nezpůsobuje člověku vážná zdravotní rizika je 5 000 ppm [1]

Dle Studie „Mikroklima ve veřejných budovách jako důvod instalace rekuperace“ bylo prováděno měření koncentrace CO2 v 17 školách a toto množství v některých případech dokonce překročilo přípustnou koncentraci až 3x. Samotná technologii řízeného větrání a následné rekuperace tepla je v současné době dobře zvládnutá a existuje na trhu množství společností, které jsou schopny ji nabídnout a dodat na klíč. V současné době ale není řízené větrání s rekuperací tepla v ZŠ a MŠ rozšířené. Hlavním důvodem je, že řízené větrání s rekuperací nebylo v minulosti podporováno ze strukturálních fondů a tím pádem

21


na jejich realizaci nemohli zřizovatelé ZŠ a MŠ čerpat dotace. Vzhledem k tomu, že drtivá většina obcí a měst investuje své prostředky do příspěvkových organizací takřka výhradně jen v kombinaci s dotačními prostředky, docházelo v minulosti jen k prostému zlepšování tepelně-technických vlastností obvodových konstrukcí budov a na řízené nucené větrání a případně rekuperaci se nemyslelo. V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPŽP Prioritní osa 5 Specifický cíl 5.1 Snížit energetickou náročnost veřejných budov a zvýšit využití obnovitelných zdrojů energie. Přínosy pro nositele projektu: Přínosem řízeného větrání s rekuperací je zlepšení vnitřního prostředí v budově, snížení teplotní zátěže a podílu CO2 ve vzduchu. Na rozdíl od klasického větrání okny umožní vrátit energii obsaženou v odvětrávaném vzduchu a tím snížit náklady na vytápění objektu.

3.2

MIKROKOGENERACE

Kogenerace je označení pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla, mikrokogenerace je pak označení pro výrobu elektřiny již od 2.5 kW e do 50kW e. Z toho vyplývá, že kombinovaná výroba elektřiny a tepla je dnes dostupná i pro domy, školy, školky a malé budovy. Mikrokogenerační jednotka vyrábí teplo a elektřinu s vysokou účinností, čímž je na rozdíl od oddělené výroby (tepla ve výtopně a elektřiny v elektrárně) šetrnější k životnímu prostředí. Využíváním mikrokogenerace se ušetří desítky procent paliva v porovnání s běžnou výrobou elektrické energie. Z ekologického hlediska je významné také snižování produkce oxidu uhličitého. Mikrokogenerace představuje alternativu pro běžné kotelny, dále přináší snížení provozních nákladů při výrobě tepla a vede k vysoce efektivnímu nakládání s energiemi. Jejímu širšímu uplatnění (např. v běžných rodinných domech) zatím brání zejména vysoká pořizovací cena zařízení a v minulých letech také nedostatečná nabídka mikrokogeneračních jednotek o malých výkonech. Současný vývoj ale ukazuje na zájem investorů o systémy malých výkonů, ve kterých se uplatňují i paliva z obnovitelných zdrojů, např. propojení mikrokogenerační jednotky s automatickým kotlem na pelety. Faktorem limitujícím jmenovitý výkon možných kogeneračních jednotek bývá u objektů škol potřeba elektrické energie. Nevýhodou je skutečnost, že potřeba tepla je velká v období otopné sezóny, avšak velmi malá v letním období neboť celoročně trvající potřeba tepla pro ohřev TV je malá. Většina těchto budov také není v provozu během víkendových dnů a svátků, školy pak mají velmi omezený provoz během prázdninového období. To jsou všechno okolnosti, které snižují roční dobu využití mikrokogeneračních jednotek. Při rozhodování o jejich použití lze doporučit pečlivou ekonomickou analýzu. Podmínky uplatnění mikrokogenerace u administrativních budov se mohou výrazně zlepšit, jestliže je během letního období potřebná chladicí kapacita pro klimatizaci. V těchto případech se nabízí využití trigenerace v podobě spalovacích motorů ve spojení s absorpčním chlazením. V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPŽP Prioritní osa 5 Specifický cíl 5.1 Snížit energetickou náročnost veřejných budov a zvýšit využití obnovitelných zdrojů energie.

22


Přínosy pro nositele projektu: Mezi hlavní přínosy instalace mikrokogenerace (menší jednotky) patří:      

3.3

Snížení ceny tepla Snížení plateb za stálé platby za hodnotu jističe (za rezervaci výkonu) Snížení ceny silové elektřiny Snížení platby distribučních (přenosových) poplatků Možnost u vybraných typů ostrovního provozu Podstatné omezení negativních dopadů na životní prostředí (míra a typ znečištění)

ZLEPŠENÍ TEPELNĚ TECHNICKÝCH VLASTNOSTÍ BUDOV KULTURNÍCH PAMÁTEK

Snížení energetické náročnosti je jedním z cílů obnov a rekonstrukce staveb. Snížením energetické náročnosti je i podmínkou řady dotačních titulů. Snížení provozních nákladů na vytápění je jen pozitivem. Jak ale postupovat v případě požadavku na snížení energetické náročnosti u staveb, které přímo či nepřímo podléhají památkové ochraně. Hodnota takových staveb spočívá významně na vzhledu exteriéru stavby či jeho okolí. Existuje řešení. Zateplení z vnitřní strany. Vnitřní zateplení je mnohdy jediným řešením u mnoha staveb, které z objektivních důvodů nelze zateplovat z vnější strany. Při volbě materiálů pro vnitřní zateplení je nejvhodnější se spolehnout na řešení založená na materiálech, které spolupůsobí se stávající konstrukcí, na materiálech, které jsou složením blízké stávající konstrukci a které lze snadno, bez složitých pracovních operací a neustálé kontroly provádění, na stavbě použít. Funkce izolantu je založena na spolupůsobení difuzního transportu vodní páry na základě rozdílů parciálních tlaků a kapilární aktivitě materiálu, který funguje podle gradientu vlhkosti. Zohlednit kapilární transport není tak jednoznačné jako zohlednit transport vodní páry. Pro návrh je třeba použít výpočetní prostředky postavené na metodě konečných prvků. V projektové přípravě se využívá software Delphin. Výstupem simulací je návrh, který stanoví tloušťku izolantu a řešení konstrukčních detailů tak, aby byla zabezpečena trvale správná funkce konstrukce. Při projektové přípravě jsou vybrány kritická místa a provede se vlhkostní dynamická simulace porovnávající chování před a po aplikaci izolace. Přesné projektové řešení usnadní i následující stavební postupy, které jsou zřejmé jak pro rozpočet tak i pro provádění.

23


Obrázek 15 : Realizace vnitřního zateplení památkově chráněných objektů dolu Michal

V posledních několika letech princip vnitřního zateplení prožívá jistou renesanci. Díky vědeckému poznání dnes víme proč a jak se které materiály ve stavbě chovají, umíme posoudit jejich vliv na životnost stavby a jejich dopad na životní prostředí. Právě na základě těchto poznatků, které jsou již dnes promítnuty do technických norem na vlastnosti staveb a požadavků na materiály, ze kterých se stavby provádí, dokážeme navrhnout a realizovat na stavbách trvale hodnotné rekonstrukce pro snížení energetické náročnosti. V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPŽP Prioritní osa 5 - Specifický cíl 5.1 Snížit energetickou náročnost veřejných budov a zvýšit využití obnovitelných zdrojů energie. Přínosy pro nositele projektu: tato technologie umožňuje zlepšení tepelně technických vlastností památkově chráněných budov při zachování jejich vnějšího vzhledu.

3.4

ORC - ORGANIC RANKINE CYCLE

Rankinův cyklus je termodynamický cyklus, který převádí teplo na práci. Jako pracovní látka je obvykle použita voda. Z něj vycházejí také další cykly, které využívají jiné pracovní látky než vodu, jako například organický Rankinův cyklus (dále jen ORC). ORC (Organic Rankine Cycle) je proces zajišťující výrobu elektrické energie a tepla s využitím pracovního media o nízké teplotě a nízkém tlaku. Od obvyklého procesu s parní turbínou se liší tím, že se zde pro pohon turbíny klasická pára, ale páry organických uhlovodíků, které vykazují v Rankinově diagramu daleko lepší vlastnosti. Jako zdroj tepla pro odpaření těchto organických uhlovodíků může být použito prakticky jakékoliv odpadní teplo s teplotou minimálně 80 °C v teplé vodě, nebo alespoň 350 °C ve spalinách. Provedení modulu ORC je velmi kompaktní. Je z velké části již zkompletován a odzkoušen ve výrobním závodě a tím značně zlevňuje a urychluje montáž a zprovoznění celé technologie. Jako zdroj tepla pro výrobu elektrické energie je možno využít odpadní teplo z výrobních procesů a dále geotermální a sluneční energii. Výhody:

24


     

Optimalizace nákladů na tepelnou a elektrickou energii Vysoký podíl výroby elektrické energie na celkové výrobě energie Nízké náklady na provoz a servis Provoz zdroje tepla a ORC v režimu KVET Dlouhá životnost provozu (více než 20 let) Není vyžadována demineralizace vody

Zdroje energie pro ORC jednotku:  Jakékoli tepelné zdroje s teplotou 80°C (v teplé vodě) nebo 350°C (ve spalinách) Obrázek 16 : Technologické schéma ORC jednotky

Zdroj: rumpold.cz

Vzhledem k těmto výhodám se kombinovaná výroby elektřiny a tepla založená na technologii ORC šíří i v ČR, je to však investičně náročné řešení a bude při stále se zvyšujících cenách paliva nadále rentabilní pouze za předpokladu národních či evropských dotací. V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPŽP Prioritní osa 5 Specifický cíl 5.1 Energetické úspory v případě vlastníků veřejných budov, z OPPIK Prioritní osa 3 – Specifický cíl 3.1 Výroba energie z OZE v případě kombinované výroby elektřiny a tepla z biomasy pro podnikatelský sektor. Přínosy pro nositele projektu: Technologie ORC přináší možnost výroby elektrické energie ze zdrojů, ze kterých by to jinými konvenčními způsoby nebylo možné (biomasa, nízkopotenciální teplo).

25


3.5

ABSORPČNÍ CHLAZENÍ

Inovativním a energeticky nenáročným způsobem výroby chladu jsou systému absorpčního chlazení. Předností absorpčních systému je, že využívají tepelné energie k výrobě chladicího efektu. V těchto systémech chladivo absorbuje teplo v nižší teplotě a nižším tlaku během odpařování a uvolňuje teplo ve vyšší teplotě a vyšším tlaku během kondenzace. V zásadě existují dvě dvojice pracovních látek využívaných v absorpčním chlazení:  Čpavek – voda – pro podnulové teploty chladícího média  Voda – LiBr - voda jako chladivo a vodný roztok LiBr jako absorbent – pro nadnulové teploty chladícího média Absorpční chladiče používají jako hlavní zdroj energie libovolné odpadní teplo: teplou vodu, horkou vodu, páru, spaliny výfukových plynů, odpadní plyn, nebo odpadní teplo jako takové. Absorpční chladiče využívají pro svůj chod pouze 5 % elektrické energie ve srovnání s klasickými – kompresorovými chladiči, protože elektřinou jsou poháněná pouze oběhová čerpadla. Obrázek 17 Schéma proudění v absorpčním chladiči

V současnosti se absorpční zařízení používají především pro velké chladicí výkony. Vhodné jsou na výrobu chladu v občanské vybavenosti pro potřeby klimatizace, kde na jejich provoz lze použít teplo z primárního energetického zdroje. Pro průmyslové aplikace jsou absorpční chladicí zařízení s vysokými výkony energeticky i ekonomicky efektivní a mohou se k jejich provozu použít i vysokoteplotní toky odpadového tepla.

26


V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z V I když se jedná o investičně náročnou technologii, je možné dosahovat zajímavé návratnosti investice.

3.6

AKUMULACE ELEKTRICKÉ ENERGIE

Akumulace energie je důležitou součástí problematiky nejen obnovitelných zdrojů energie (OZE). Nevýhodou využívání solární či větrné energie je nesoulad mezi výrobou z obnovitelných zdrojů a lokální spotřebou. Proto v době přebytku energie je třeba ji akumulovat pro pozdější využití v době jejího nedostatku, a tak vyrovnávat rozdíly mezi špičkovým a mimošpičkovým odběrem a vykrývat energetické špičky v distribuční síti. Ještě potřebnější je akumulace energie v oblasti ostrovních systémů (systémů nepřipojených k elektrorozvodné síti), neboť zde je rozhodujícím faktorem efektivita celého systému. Existuje mnoho způsobů akumulace energie. Vždy se jedná o její přeměnu na jinou formu, ve které může být efektivněji uskladněna a v případě potřeby znovu přeměněna na energii elektrickou (či podle potřeby i jinou). Tyto způsoby akumulace se liší především oblastí výkonů, při kterých jednotlivé akumulační systémy pracují, účinností, dobou, po kterou jsou schopny udržet akumulovanou energii s přijatelnými ztrátami, životností apod. Nejnovějším přírůstkem do možných technologií ukládání elektrické energie jsou Vanadiové redoxní baterie, které umožňují uskladnění velkého specifického množství energie s možností rychlého vybíjení. Tabulka 3 Základní vlastnosti Vanad redox baterie

Energetická hustota baterie

10 – 20 Wh/kg

Energetická hustota elektrolytu

15 – 25 Wh/kg

Výkonová hustota (malé jednotky)

100 – 150 W/kg

Výkonová hustota (velké jednotky)

80 W/kg

Účinnost při nabíjení/vybíjení

65 – 75%

Vlastní spotřeba (stand by)

do 0,01% za 24 hod

Živostnost

10 – 20 let

Cyklický živostnost

10 000 cyklů

Měrné investiční náklady

38 000 Kč/kWh

27


Obrázek 18 : Schéma Redox-Flow baterie

Technologie vanad redox baterií je v současné době dobře zvládnutá a např. v USA jsou komerčně dostupné baterie ve standardizovaném provedení v produktových řadách. Na českém trhu existují společnosti, které se začínají zabývat instalacemi těchto technologií. Rozvojem tzv. chytrých sítí (Smart Grids), lze očekávat stále větší zastoupení této technologie na českém trhu. Obrázek 19 : Příklad existující technologie vanad redox baterií

V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPPIK Prioritní osa 3 – Specifický cíl 3.4 Nízkouhlíkové technologie v případě podnikatelského sektoru.

28


Přínosy pro nositele projektu: možnost akumulace elektrické energie ve vanadiových bateriích dává široké možnosti uplatnění. Je zde možné ukládat energii z obnovitelných zdrojů elektrické energie jako je fotovoltaika, nebo umožňuje optimalizaci výroby a spotřeby energie v ostrovních režimech.

3.7

PODZEMNÍ ZÁSOBNÍK TEPLA

Pro budoucí rozvoj energetiky je stěžejní rozšíření technologií, které umožní akumulovat momentálně přebytečnou energii a využít ji v době, kdy bude po této energii poptávka. Krátkodobá akumulace energie dovoluje vyrovnávat výrobní a odběrové špičky v řádu dnů, u dlouhodobé akumulace je pak tepelná energie „uskladněna“ v řádu měsíců. Prostřednictvím dlouhodobé akumulace tepla tedy můžeme využívat například teplo získané v létě z termických solárních kolektorů k vytápění objektů v zimní topné sezóně. Jednou z technologií k dlouhodobé akumulaci tepla je ukládání tepelné energie do horninového prostředí prostřednictvím tzv. podzemního zásobníku tepla (BTES z anglického Borehole Thermal Energy Storage). Princip fungování takového zásobníku je velmi jednoduchý, provozně ověřený a spolehlivý. Do země se v pravidelné síti vyvrtá soustava vrtů hlubokých řádově desítky metrů, které jsou svým provedením stejné jako v současnosti již běžně používané vrty pro tepelná čerpadla. Ve vrtech jsou zasunuty polyetylenové U-trubice, v nichž proudí teplonosná kapalina, pod povrchem terénu pak jednotlivé vrty propojuje horizontální potrubí svedené do sběrných jímek. Ohřátou kapalinu cirkulující v U-trubicích přivádějí rozvody ze zdroje tepla, např. solárních panelů, a ta pak předává teplo okolnímu horninovému prostředí. Původní neporušená hornina, tvořící aktivní prostor zásobníku, teplo ze soustavy vrtů pojme a vzhledem ke svým přirozeným vlastnostem umožňuje jeho dlouhodobou akumulaci. V případě odběru tepla z horninového prostředí se proces obrátí. Vyhřátá zemina potom ohřívá chladnější kapalinu během jejího průtoku v U-trubicích a teplo akumulované v hornině se tak prostřednictvím vrtů s rozvody přivádí rovnou k vytápěným budovám. Jsou známé realizace takovýchto typů zásobníků tepla zabudovaných jako zdroj tepla do velkých soustav centrálního zásobování teplem, ale i do menších rozvodných sítí dodávajících teplo např. do 50 rodinných domů. Společnost Green Gas DPB, a.s. vybudovala ve spolupráci s VŠB-TU Ostrava a již 4 roky provozuje ve svém areálu v Paskově podzemní zásobník tepla. Cílem projektu, který byl podpořen Technologickou agenturou ČR, je detailní ověření projektovaných parametrů technologie ve skutečných provozních podmínkách. Dosavadní výsledky prokazují, že použití této technologie je možné a reálné. Zdánlivou nevýhodu technologie, kterou jsou vyšší investiční náklady, lze minimalizovat využitím dotací poskytovaných v rámci OP Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost, kde jsou podporovány projekty zavádění technologií akumulace energie. Provozní náklady jsou pak ve srovnání s běžnými technologiemi minimální a v případech, kdy je v podzemním zásobníku tepla mařeno např. odpadní technologické teplo mohou být provozní náklady záporné. V programovém období 2014-2020 je možné podpořit tyto aktivity z OPPIK Prioritní osa 3 – Specifický cíl 3.4 Nízkouhlíkové technologie v případě podnikatelského sektoru. Přínosy pro nositele projektu: možnost akumulace tepelné energie prostřednictvím podzemního zásobníku tepla dává široké možnosti uplatnění. Je zde možné ukládat energii z obnovitelných zdrojů jako jsou termické solární kolektory, přebytečné teplo z tepelných čerpadel a umožňuje optimalizaci výroby a spotřeby tepelné energie.

29


4

INDIKATIVNÍ SEZNAM SPOLEČNOSTÍ NEBO MUNICIPALIT

4.1

AUTOKOLA – TLAKOVÉ ODDĚLENÍ/REGULACE

Název projektu

Tlakové oddělení a nezávislá regulace vytápění haly č. 06

Stručný popis projektu

Hala č. 06 je v současnosti napájena tlakově závislým rozvodem teplé vody z centrálního zdroje tepla v areálu Arcelor Mittal. Tlaková závislost znemožňuje nezávislé řízení spotřeb tepla v hale. Při snaze o regulaci přítoku topné vody do haly je zvýšením tlaku vody z centrálního zdroje regulační ventil protlačen a dodávka tepla zůstává konstantní nezávisle na vůli spotřebitele. Dochází tak k přetápění haly, což je často řešeno větráním. Vsazení výměníku tepla mezi vnitřní topný okruh haly a vnější centrální rozvod tepla umožní efektivní regulaci vytápění v budově na základě požadované teploty v hale nebo okolní teplotě. Dojde tak ke snížení spotřeby tepla na vytápění haly.

Potenciální nositel projektu

MAXION WHEELS CZECH S.R.O.

Kontaktní osoba

Ing. Zdeněk Hrabal; +420 775 851 983; [email protected]


PO 3.3 Zvýšit energetickou účinnost

Možnost financování z evropských fondů

OP PIK SC 3.2

Stav připravenosti

Projekt je ve fázi záměru

Místo realizace

Areál Arcelor Mittal

Předpokládané investiční výdaje

2 000 000 Kč

Základní indikátory projektu

Snížení spotřeby primárních paliv a následné snížení emisí škodlivých látek do ovzduší, snížení konečné spotřeby energie u podpořených subjektů Příprava do 12/2015

Časový harmonogram přípravy/realizace/čerpání

Realizace léto 2016 Čerpání 12/2016

30


4.2

FERRAM – KOMPLEXNÍ VÝROBNÍCH HAL

REKONSTRUKCE

Název projektu

Komplexní rekonstrukce výrobních hal a skladů


Záměrem společnosti je komplexní rekonstrukce hal a skladů. Dojde k zateplení obvodových konstrukcí hal, k výměně výplní svislých konstrukcí, instalaci rekuperace tepla z hal, instalaci FVE na střechu budovy. Část skladů bude zbořena nebo z části rozebrána a přestavěna na nové výrobní prostory. Celkově lze očekávat snížená nákladů na vytápění objektů


Ferram strojírna, s.r.o.

Kontaktní osoba

Ing. Ondřej Tůma; +420 553 608 608; [email protected]




OP PIK SC 3.2

Stav připravenosti


Místo realizace

Opava


30 000 000 Kč





4.3

OSTRAVA – KRÁSNÉ POLE

Název projektu

Ukládání elektrické energie pro pozdější využití


Městský obvod Ostrava – Krásné pole disponuje v současnosti dvěma zdroji elektrické energie – FVE elektrárnou a nově vybudovanou kogenerační jednotkou. Elektrickou energii, kterou nespotřebuje, musí dodávat do vnější sítě. Ukládání elektrické energie do baterií umožní její

31


uskladnění pro pozdější využití. Sníží se tím celková spotřeba elektrické energie školy a využití energetických zdrojů školy pro vlastní potřebu. Potenciální nositel projektu

Ostrava Krásné Pole

Kontaktní osoba

Ing. Tomáš Výtisk; +420 599 426 104; [email protected]




OP PIK 3.4

Stav připravenosti


Místo realizace

Ostrava


10 000 000 Kč





4.4

MĚSTO BOHUMÍN – REKUPERACE VZDUCHU VE ŠKOLÁCH

Název projektu

Nucené větrání a rekuperace vzduchu ve školách


Město řeší v současné době potřebu řízeného větrání s rekuperací tepla na Základní škole Bohumín, projekt je zpracován. V rámci projektu je řešen návrh větrání do celé budovy vyjma suterénu budovy. Celkově projekt počítá s realizaci pro 10 škol


Město Bohumín

Kontaktní osoba

Ing. Lumír Macura; +420 596 092 151; [email protected]




OP ŽP SC 5.1.

Stav připravenosti

Projekt je v realizační fázi

Místo realizace

Bohumín


20 000 000 Kč


Snížení konečné spotřeby energie ve veřejných

32


budovách Příprava do 12/2015 Časový harmonogram přípravy/realizace/čerpání


4.5

OBEC KLIMKOVICE – REKUPERACE VZDUCHU VE ŠKOLÁCH

Název projektu

Nucené větrání a rekuperace vzduchu ve školách


Obec řeší v současné době potřebu řízeného větrání s rekuperací tepla na Základní škole, která byla zateplena v roce 2014. Ve škole se objevují problémy s výměnou vzduchu v učebnách


Obec Klimkovice

Kontaktní osoba

Ing. Jakub Unucka; +420 602 561 816; [email protected]




OP ŽP SC 5.1.

Stav připravenosti


Místo realizace

Klimkovice


200 000 Kč


Snížení spotřeby primárních paliv a následné snížení emisí škodlivých látek do ovzduší. Příprava do 12/2015



4.6

TŘANOVICE – KOGENERAČNÍ JEDNOTKA

Název projektu

Kogenerační jednotka pro ZŠ


Obec řeší náhradu dosluhujících plynových kotlů pro vytápění již zateplené Základní školy Třanovice, která má kapacitu 65 žáků. Projekt zahrnuje instalaci mikrokogenerační jednotky na zemní plyn pro vytápění a přípravu teplé užitkové vody a s případnou instalací solárně termických kolektorů

33



Obec Třanovice

Kontaktní osoba

Ing. Bc. Jan Tomiczek; +420 558 696 161; [email protected]




OP ŽP SC 5.1.

Stav připravenosti


Místo realizace

Klimkovice


1 500 000 Kč

Základní indikátory projektu Příprava do 06/2016 Časový harmonogram přípravy/realizace/čerpání


Jakákoliv investice do kogenerace musí splňovat kritéria pro vysoce účinnou kombinovanou výrobu, jak je definována legislativou EU. Kombinovaná výroba kogeneračních jednotek musí zajišťovat úspory primární energie ve výši alespoň 10 % ve srovnání s referenčními údaji za oddělenou výrobu tepla a elektřiny.

4.7

ŠTRAMBERK PAMÁTKA)

–

ZATEPLENÍ

ZŠ

(KULTURNÍ

Název projektu

Zateplení ZŠ – Kulturní památky


Obec Štramberk se potýká s nevyhovujícími tepelně technickými vlastnostmi základní školy. Záměrem je částečná rekonstrukce objektu (minimálně výměna oken a zateplení střechy). Budova byla postavena v roce 1910 a v současnosti ji navštěvuje 260 žáků. V rámci projektu bude vyměněn i stávající zdroj tepla.


Obec Štramberk

Kontaktní osoba

Ing. Oldřich Škrabal; +420 558 840 603; [email protected]




OP ŽP SC 5.1.

Stav připravenosti


Místo realizace

Obec Štramberk


8 500 000 Kč


Snížení spotřeby primárních paliv a následné snížení emisí škodlivých látek do ovzduší.


Příprava do 06/2016

34



Prioritní osa 5 Energetické úspory se zaměřuje na snižování spotřeby energie zlepšením tepelně technických vlastností obvodových konstrukcí budov, včetně dalších opatření vedoucích ke snížení energetické náročnosti budov. V rámci renovace budov definovaných příslušným zákonem jako kulturní památka nebo renovace budov, které nejsou kulturní památkou, ale nacházejí se v památkové rezervaci, v památkové zóně nebo v ochranném pásmu nemovité kulturní památky, nemovité národní kulturní památky, památkové rezervace nebo památkové zóny budou podporovány rovněž dílčí aktivity vedoucí ke snížení energetické náročnosti budovy bez ohledu na dosažení parametrů pro celkovou energetickou náročnost budovy dle příslušných norem. Obrázek 20 : Základní škola Štramberk

V rámci renovace budovy musí také vyřešit dosluhující plynovou kotelnu v tomto objektu. V podmínkách přijatelnosti projektů v rámci SC 5.1 je stanoveno, že památkově chráněným budovám je umožněno dosažení hodnot ukazatelů energetické náročnosti pouze pro měněné prvky, tzn. že se bude posuzovat pouze zateplení stropu, výměna oken atd. Součástí výměny zdroje tepla bude i povinné vyregulování otopné soustavy a zajištění energetického managementu, spolu se zajištěním dostatečné výměny vzduchu.

35


4.8

HAVÍŘOV – FVE ZDROJ PRO KRUHOVÝ OBJEZD

Název projektu

Fotovoltaický zdroj elektrické energie pro kruhový objezd


Záměrem je investice do FVE elektrárny uprostřed rozlehlého kruhového objezdu, který je řízen světelnými semafory. FVE by zásobovala elektrickou energií semafory. Zásobování v nočních hodinách a při nedostatku výkonu FVE bude stávajícím způsobem.


Město Havířov

Kontaktní osoba

Nikol Fikáčková; +420 596 803 245; [email protected]




FVE není podpořitelná

Stav připravenosti


Místo realizace

Havířov


3 000 000 Kč


Úspora primárních paliv a následné snížení emisí škodlivých látek do ovzduší. Příprava do 12/2016


Realizace jaro 2016 Čerpání 09/2016

4.9

GREENGAS - VÝSTAVBA TEPLOVODU DPB SÍDLIŠTĚ BĚLSKÁ

Název projektu

Výstavba teplovodu DPB - sídliště Bělská


Jedná se o výstavbu teplovodu o délce cca 2km, který propojí stávající kogenerační jednotky provozované Green Gas DPB, a.s. (GGDPB) v areálu společnosti a v areálu těžební stanice Paskov a kotelnu sídliště „Bělská“ sloužící pro vytápění bytových domů.


Green Gas DPB, a.s.

Kontaktní osoba

Ing. Radek Dvořák; +420 558 612 149; [email protected]




OP PIK – SC 3.5 Úspory energie v SZT

36


Stav připravenosti


Místo realizace

Paskov


35 000 000 Kč


Úspora primárních paliv, zvýšení účinnosti kombinované výroby elektřiny a tepla


Ve fázi přípravy a rozhodnutí společnosti Veolia

Obrázek 21 Schéma připojení sídliště Bělská

4.10 GREENGAS - VÝSTAVBA ORC Název projektu

Výstavba ORC


Jedná se o instalaci ORC jednotky pro výrobu elektrické energie z odpadního tepla kogenerační jednotky v lokalitě uzavřeného dolu Dukla v Prostřední Suché.


Green Gas DPB, a.s.

Kontaktní osoba





OP PIK – SC 3.2 Úspory energie

Stav připravenosti


Místo realizace

Prostřední Suchá


15 000 000 Kč


Zvýšení účinnosti výroby elektrické energie


2016

37


4.11 GREENGAS VÝSTAVBA TEPLOVODU MUGLINOV – VĚZNICE HEŘMANICE

KJ

Název projektu

Výstavba teplovodu KJ Muglinov – Věznice Heřmanice


Jedná se o výstavbu teplovodu o délce cca 500m, který propojí stávající kogenerační jednotku a kotelnu provozovanou Green Gas DPB, a.s. (GGDPB) v areálu společnosti AWT a hlavní kotelnu věznice Heřmanice.


Green Gas DPB, a.s.

Kontaktní osoba





OP PIK – SC 3.5 Úspory energie v SZT

Stav připravenosti


Místo realizace

Ostrava


7 000 000 Kč


Úspora primárních paliv, zvýšení účinnosti kombinované výroby elektřiny a tepla


2016

38


5

ZÁVĚR

Všechny uvedené technologie, přístupy a nositelé projektů jsou podpořitelné ze stávajících operačních programů OP PIK a OP ŽP. Doporučujeme uvedené oblasti zařadit mezi podporované opatření a aktivity v rámci Integrované územní investice ostravské aglomerace. Problematická je realizace FVE v Havířově, jelikož tento typ instalace není v současné době podporovaný ze strukturálních fondů. Nelze ji proto doporučit, navzdory tomu, že se jedná o zajímavý nápad na využití prostranství, které nikdy v budoucnu nebude využito lépe. V oblasti energetické efektivnosti disponují obce a starostové poměrně širokým spektrem projektů a záměrů. Většinou se jedná o záměry, které nemohly být realizované v minulosti. Hlavním důvodem bylo, že minulé výzvy některé z nich nepodporovali. Oslovené obce se v problematice energetické efektivnosti dobře orientují. Problematika energetické náročnosti je pro ně srozumitelným tématem, které nepřesahuje hranice obce. Realizace záměrů v oblasti energetické efektivnosti je tak jednodušší. Potenciální nositelé projektů mají své projekty pouze ve fázi záměrů. Nejsou zpracované energetické posudky nebo energetické audity. Z tohoto důvodu nebylo možné výši indikátorů potenciálních projektů zodpovědně kvantifikovat. V této studii není v seznamu potenciálních nositelů projektů uveden žádný projekt čerpatelný z IROP SC 2.5 Snížení energetické náročnosti v sektoru bydlení. Výzva pro tento Specifický cíl bude vyhlášena v prosinci 2015 a je určena vlastníkům bytových domů a společenství vlastníků bytových jednotek. Tato studie je však zaměřena na vyhledávání inovativních technologií a jejich zavádění do praxe v oblasti firem nebo municipalit, proto nezmiňuje prosté zateplení bytových domů, výměnu nových zdrojů vytápění či pořízení nízkoemisních kotlů. Jako příklad dobré praxe je však v kapitole 2.6 uvedena instalace tepelných čerpadel pro vytápění bytového domu na Slovensku. V této studii nejsou v seznamu potenciálních nositelů projektů uvedeny projekty čerpatelné z OP PIK SC 3.1 – Zvýšit podíl výroby energie z obnovitelných zdrojů na hrubé konečné spotřebě, kdy bude podporována výstavba a rekonstrukce malých vodních elektráren, výstavba a rekonstrukce zdrojů tepla a kombinované výroby elektřiny a tepla z biomasy a vyvedení tepla. Nositelé takových projektů v kraji existují, avšak v případě čerpání dotací z OP PIK nesmí být tento projekt financován provozní podporou obnovitelných zdrojů energie (zelené bonusy za elektrickou energii a teplo), tudíž žadatelé volí jinou formu financování (např. banka EIB poskytuje tzv.zelené úvěry spolu s investičním grantem) a následně provozní podporu OZE. V této studii nejsou v seznamu potenciálních nositelů projektů uvedeny projekty čerpatelné z OP PIK SC 3.3 Smart Grids I.- Zvýšit aplikaci prvků inteligentních sítí v distribučních soustavách, kdy je podporováno nasazení automatických dálkově ovládaných prvků v distribučních soustavách atd. Žádný potenciální nositel tohoto projektu nebyl v rámci této studie zjištěn. V této studii nejsou v seznamu potenciálních nositelů projektů uvedeny projekty čerpatelné z OP PIK SC 3.6 Smart Grids II., jelikož je tento program učen pro sekci výroba a rozvod elektřiny, plynu, tepla a klimatizovaného vzduchu. Podporována je výstavba, posílení, modernizace a rekonstrukce vedení přenosové soustavy a transformoven a žádný potenciální nositel tohoto projektu nebyl v rámci této studie vyhledán.

39


6 [1]

POUŽITÁ LITERATURA Studie „Mikroklima ve veřejných budovách jako důvod instalace rekuperace“ http://www.ec.cz/download1.php?id=131.

40

ENVIROS, s.r.o. Na Rovnosti 1, 130 00 Praha 3 Česká republika IČ: 61503240, DIČ: CZ61503240 Společnost vedená u Městského soudu v Praze, oddíl C, vložka 31001 Tel.: +420 284 007 498 Fax: +420 284 861 245 E-mail: [email protected]

www.enviros.cz

PROJEKT ENVIROS, s.r.o. ČERVEN 2015 REGIONÁLNÍ RADA REGIONU SOUDRŽNOSTI MORAVSKOSLEZSKO STUDIE V OBLASTI ENERGETICKÉ ÚČINNOSTI

Recommend Documents