Srovnání využití energetických zdrojů v hospodářství ČR Ing. Vladimír Štěpán
ENA s.r.o. Listopad 2012
Spotřeba HU a ZP v ČR
Celková spotřeba hnědého uhlí a zemního plynu v ČR v letech 2002 - 2011 2
Emise TZL – 2008
Denní nejvyšší koncentrace TZL v roce 2008
3
Emise TZL – 15.11.2011
24h průměr koncentrace TZL 15.11.2011
4
Emise TZL – projekce
Předpokládané denní nejvyšší koncentrace TZL při náhradě spalování uhlí zemním plynem.
5
Cíl SEK č. 1 Důsledky nárůstu emisí CO2 jsou zpochybňovány nejen v ČR. Základním cílem SEK ČR je proto snížení emisí jemného prachu. Tohoto cíle lze dosáhnout poměrně rychle podporou jádra, úspor energie, efektivním využíváním plynu, dlouhodoběji i využíváním energie ze slunce a větru. Ve všech těchto případech lze snížit emise jemného prachu téměř o 100%.
6
Cíl SEK č. 2 Velká část zdrojů pro výrobu elektřiny a tepla v ČR je z hlediska perspektivy málo účinných. Místo koncepce založené na domácích zdrojích je proto nutno vytvořit koncepci založenou na: - co nejširším mixu všech druhů energie - stimulaci výstavby nových vysoce účinných zdrojů - zlepšování účinnosti stávajících zdrojů. Hlavním problémem je situace v CZT. CZT je v ČR důležitou součástí energetického mixu. Rekonstrukce stávajících zdrojů, které jsou perspektivní, potřebná je SEK by měl řešit i otázku dopravy na základě vyváženého mixu více druhů energie. Celková spotřeba energie v dopravě v letech 1999 až 2009 narostla o více než 90%, úměrně narůstají i emise škodlivých látek. 7
Investiční náklady a krytí špiček ve spotřebě elektřiny IN a spolehlivost krytí špiček ve spotřebě energie v zimě 7 000 Jádro
5 000 Slunce Biomasa
4 000 3 000 2 000 1 000
Vítr
Plyn
10 % 15 % 20 % 25 % 30 % 35 % 40 % 45 % 50 % 55 % 60 % 65 % 70 % 75 % 80 % 85 % 90 % 95 % 10 0%
0 0% 5%
Investice [USD/kW]
6 000
Dostupnost v zimní systémové špičce
8
Cíl SEK č. 3 - Jaderná energetika ano nebo ne? Jaderná energetika je jedním z významných druhů energie, minimalizuje emise Jádro přispívá ke zvýšení bezpečnosti dodávek (nezávislost na dovozu?) Jádro přispívá ke zvýšení cenové konkurence na trhu energií Lze jádro nahradit jinými energiemi nebo opatřeními za rozumných podmínek (nyní a po roce 2020)? Zřejmě ne, podíl uhlí je v ČR příliš vysoký, PPC jako systémové zdroje z cenového a bezpečnostního hlediska zatím nejsou ideálním řešením a OZE jako systémový zdroj nebudou konkurenceschopné a stabilní dříve než za 20 let JE přispívá ke zvýšení zaměstnanosti v ČR
9
Cíl SEK č. 3 - Jaderná energetika ano nebo ne? Ale: Fukušima vede k výraznému zvýšení investičních nákladů do nových JE Rozumný postoj k rozvoji JE je proto namístě nejen z bezpečnostních, ale i ekonomických důvodů. Závěr: Může být výroba z JE základem energetické koncepce? Bylo by to riskantní, nicméně dostavba Temelína a Dukovan je odůvodnitelná z hlediska ekologického i bezpečnostního JE by měla zůstat významnou součástí energetického mixu ČR
10
Cíl č. 4 - Způsob podpory OZE v ČR a jejich role Způsob podpory OZE byl doposud špatně řízený proces v neprospěch spotřebitelů. Došlo k selhání legislativních procesů. Ke zlepšení stavu ŽP nedošlo i přes vysoké dotace do OZE. Průmysl v ČR na rozdíl od jiných států EU nese velkou část nákladů na OZE. Další přesun nákladů na domácnosti ale již není možný z hlediska sociálního. Některé progresivní zdroje OZE mohou být konkurenceschopné tradičním energiím během několika let, pouze ale na lokální úrovni. Způsob podpory OZE by měl být přehodnocen, řešením je využívání OZE na lokální úrovni a omezení podpory OZE tak, aby se rozvoj OZE nezastavil. 11
Dlouhodobé trendy paliv
Zdroj: BP – Energy Outlook 2030
12
Závislost vybraných států EU na dovozu energií (podíl importu na hrubé domácí spotřebě energií 2010) 90% 82% 80% 70% 63% 58%
60% 49%
50% 40% 40%
57% 53%
52%
42% 37%
32% 30%
26% 22%
20% 13% 10% 0%
Zdroj: eurostat
13
Závislost EU na dovozu energií (podíl importu na hrubé domácí spotřebě energií 2010)
Legenda: < 28% 28% - 44% 44% - 58% 58% - 75% > 75% Data nejsou k dispozici
Zdroj: eurostat
14
Podíl spotřeby primárních energií ČR vs. SRN SRN
ČR 1990
2000
2010
Pevná paliva
63%
52%
40%
Ropa
18%
19%
Zemní plyn
11%
Jaderná energie Obnovitelné zdroje
1990
2000
2010
Pevná paliva
36%
25%
23%
20%
Ropa
36%
39%
34%
18%
17%
Zemní plyn
15%
21%
22%
7%
8%
16%
Jaderná energie
11%
13%
11%
2%
3%
6%
Obnovitelné zdroje
1%
3%
10%
Zdroj: eurostat
15
Vývoj podílu spotřeby primárních energií v ČR Varianta 2030 2010
Cíl 2030 (ENA)
Pevná paliva
41%
21%
Ropa
21%
15%
Zemní plyn
18%
23%
Jaderná energie
16%
26%
Obnovitelné zdroje
6%
15%
Vývoj
16
Porovnání výše emisí u zdrojů tepla (Uhlí x Zemní plyn) Uhlí Zemní plyn Poměrný rozdíl: (mg/m 3 ) (mg/m 3 ) uhlí / ZP TZL (PM 10) SO2 NOx
50 - 100
5
10x - 20x
500 - 2000
35
14x - 57x
400 - 600
100
4x - 6x
Porovnání výše emisí při výrobě tepla z uhlí a z plynu na základě platných emisních limitů pro uhlí a limitů pro plyn, které bude EU uplatňovat po roce 2016. Plynové zdroje plní už v současnosti emisní limity, které budou platné až po roce 2016. Za předpokladu, že uhelné zdroje nepřekračují (nebudou překračovat) limity, jsou emise z plynových zdrojů 4x až 57x nižší než emise ze zdrojů uhelných.
17
Perspektiva využití plynu v ČR • Perspektiva velkých zdrojů (PPC) je omezena emisemi CO2 a dosud ne zcela stabilním prostředím pro tvorbu cen plynu, avšak realizovatelnost projektů PPC je bez zásadních administrativních či technických obtíží, často i v předstihu • Výstavba systémových elektrárenských zdrojů o výkonu stovek MW zůstane doménou moderních uhelných a jaderných zdrojů • Výstavba nových, vysoce účinných zdrojů (kogenerace, mikrokogenerace) jakožto náhrada dožívajících uhelných i plynových kotelen (výroba tepla) • Rekonstrukce stávajících teplárenských zdrojů, zejména pak střední a menší velikosti (kombinovaná výroba), vč. možnosti parciální decentralizace SCZT formou menších plynových KVET – zejména pak jako forma vymístění dopravních ztrát a náhrada nízkoúčinné kondenzační výroby elektřiny v teplárnách • Střední plynové zdroje (řád desítek MW) pro poskytování podpůrných služeb – dle potřeby elektrizační soustavy 18
Příklad rekonstrukce teplárny na vysoce účinný zdroj s využitím plynu v ČR Zemní plyn by neměl být prezentován jako substituent hnědého uhlí spalovaného v účinných a ekologických systémech, může však podstatným způsobem přispět při modernizaci menších a středních systémů CZT, u kterých jsou náklady na ekologizaci zdroje při spalování uhlí neúměrně vysoké. Maximální potenciál zemního plynu uplatnitelný v této oblasti je 800 mil. – 1 mld. m3/rok Optimální řešení náhrady hnědého uhlí motorovou plynovou kogenerací lze hledat především ve zdrojích s teplovodními, resp. horkovodními soustavami CZT. Při vhodně dimenzovaném zdroji se cena tepla bez DPH na patě objektů pohybuje v úrovni 500 CZK/GJ, což je na úrovni obvyklých cen tepla vyrobeného z uhlí.
19
Případová studie rekonstrukce uhelného zdroje CZT • Varianta 1: Výroba v parních plynových kotlích; parní protitlaká turbína k výrobě elektřiny a dodávka do stávajících parních rozvodů. • Varianta 2: Výroba středotlaké páry v plynové spalovací turbíně a její distribuce stávajícími parními rozvody. • Varianta 3: Paroplynový cyklus • Varianta 4: Dodávka teplé vody z kogenerační jednotky s plynovými motory a špičkové plynové kotelny do rekonstruovaných teplovodních rozvodů.
20
Srovnání variant dle výstupní ceny tepla
KVET - jediná technologie s klesajícími měrnými INV náklady. Tedy ve výsledku lze říci: Vyšší míra (skutečné!) ekologie za stejné nebo nižší ceny tepla pro konečného spotřebitele!! 21
Faktory, které ovlivní spotřebu uhlí
22
Faktory, které ovlivní spotřebu ropy
23
Faktory, které ovlivní spotřebu energie z OZE
24
Faktory, které ovlivní spotřebu zemního plynu
25
Závěr k SEK Důsledky nárůstu emisí CO2 jsou zpochybňovány nejen v ČR. Cílem SEK ČR by mělo být snížení emisí jemného prachu, to je hlavní problém ŽP ČR. Dotace by měly být omezeny a přidělovány pouze tehdy když výsledkem je zlepšení životního prostředí, zvýšení konkurence na trhu energií nebo zvýšení bezpečnosti Způsob podpory OZE by měl být přehodnocen, řešením je využívání OZE na lokální úrovni a omezení podpory OZE tak, aby se rozvoj OZE nezastavil. Po údobích kdy dominoval jeden druh energie je současným trendem nejen v ČR ale i globálně co nejširší mix všech druhů energie. 26
Závěr k SEK Principy uvedené v aktualizované SEK jsou již v souladu s hlavními principy EU (pokud bereme v úvahu, že podíl jádra je v pravomoci každého státu) Návrh SEK reaguje na současný stav energetiky ČR a stav životního prostředí. Základním principem SEK je vyvážený mix všech druhů energie včetně jaderné energie a návrh na stimulaci výstavby nových vysoce účinných zdrojů Jiné alternativy mohou představovat např. vyšší tlak na úspory energie (za cenu vyšších dotací), masivní výstavba PPC jako systémových zdrojů, zachování vysokého podílu uhlí nebo zachování podpory OZE. Jsou další alternativy?
27
