Studie: Zadavatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR. Zpracovatel: IREAS, o.p.s

Studie: Posouzení dopadů navrhované směrnice EP a Rady o omezení některých znečišťujících látek do ovzduší ze středních spalovacích zařízení

Zadavatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR

Zpracovatel: IREAS, o.p.s.

Ing. Ondřej Vojáček, Ph.D. Ing. Jan Macháč Mgr. Ladislav Sobotka Ing. Zdeněk Funda Ing. Jiří Louda Bc. Martin Kratochvíl

OBSAH: Úvod...................................................................................................................................................1 1.

Střední spalovací zdroje v ČR......................................................................................................2

2.

Střední spalovací zařízení neplnící navrhované emisní limity .....................................................9 2.1.

Tuhé znečišťující látky (TZL) .................................................................................................9

2.2.

Oxidy síry (SOx)..................................................................................................................11

2.3.

Oxidy dusíku (NOx) ............................................................................................................14

Analýza dopadů Směrnice na: ..........................................................................................................17 3.

Zdroje spalující uhlí tříděné ......................................................................................................17 3.1.

Stávající starší typy kotlů ...................................................................................................17

3.2.

Stávající opatření snižující emise........................................................................................18

3.3.

Možná technologická opatření pro plnění emisních limitů dle Směrnice ............................18

3.4.

Analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů na mikroekonomické úrovni......................21

3.5. Makroekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů Směrnice na zdrojovou základnu ČR ..................................................................................................................................26 4.

Zdroje spalující uhlí prachové...................................................................................................29 4.1.


4.2.


4.3.

Analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů na mikroekonomické úrovni......................33

4.4. Makroekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů Směrnice na zdrojovou základnu ČR ..................................................................................................................................39 5.

Zdroje spalující biomasu...........................................................................................................44 5.1.


5.2.


6.

Zdroje spalující kapalná paliva (lehké a těžké topné oleje, mazut, topná nafta) ......................46

7.

Zdroje spalující bioplyn.............................................................................................................48 7.1.

8.

9.

Ekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů...............................................50

Úspory emisí.............................................................................................................................53 8.1.

Úspory emisí u tříděného uhlí ............................................................................................53

8.2.

Úspory emisí u prachového uhlí.........................................................................................54

8.3.

Úspory emisí u biomasy.....................................................................................................55

8.4.

Úspory emisí u bioplynu ....................................................................................................56

Porovnání efektivity vyvolaných opatření ................................................................................57

10. Závěry a doporučení.................................................................................................................60 11. Zdroje .......................................................................................................................................64

Úvod Předkládaná studie hodnotí ekonomické dopady návrhu Evropské komise regulace středních spalovacích zdrojů, který zveřejnila 18. prosince 2013 pod názvem „Balíček opatření na ozdravení vzduchu v Evropě“, jehož součástí je i návrh nové „Směrnice na snížení znečištění ze středních spalovacích zařízení s instalovaným tepelným příkonem 1-50 MWt“ (dále jako směrnice MCP, nebo Směrnice). Tabulka 1. zobrazuje předpokládané dopady Směrnice pro jednotlivé analyzované scénáře dle podkladové studie AMEC (2014), ze které vychází Evropská komise pro zveřejněnou analýzu dopadů Směrnice (European Commision, 2013). Tabulka 1: Náklady na dosažení navrhovaných emisních limitů dle jednotlivých variant (mil. CZK) SO2 NOx TZL Celkem

IED 50-100MW 113 446 72 630

Most Stringent MS 140 685 94 919

Gothenburg 91 8 61 160

SULES 96 99 63 259

Zdroj: Vlastní úprava dle AMEC, 2014 (str. 165-175)

Z tabulky je zřejmé, že přepokládané roční náklady Směrnice se pro jednotlivé scénáře pohybují od 160 do 630 mil. Kč, s průměrnými ročními náklady na úrovni 492 mil. Kč, přičemž Evropskou komisí preferovaný scénář je ve sloupci Gothenburg s ročními náklady ve výši 160 mil. Kč. Předkládaná studie podrobila možné dopady návrhu Směrnice podrobné mikroekonomické (Vojáček, 2010a; Vojáček 2010b; Pur, 2010; IREAS, 2011; e-Academia, 2011) a makroekonomické analýze a v závěru přináší vlastní odhad nákladů a dalších dopadů Směrnice na zdrojovou základnu v České republice.

1

1. Střední spalovací zdroje v ČR V České republice se nachází přibližně 6 710 středních spalovacích zdrojů1, které představují 4,69 % z celkového počtu 143 000 středních spalovacích zdrojů v EU. (V rámci celé studie se pod pojmem zdroj rozumí jeden kotel či spalovací zařízení. Dále uváděné příkony jsou, pokud není uvedeno jinak, brány jako jednotkové.)

V závislosti na druhu spalovaného paliva lze tyto zdroje členit následovně: Tabulka 1.1: Počty středních spalovacích zařízení dle druhu paliva a příkonového pásma Příkonové pásmo Druh paliva

Celkem

1 až 4.9 MW

5 až 19.9 MW

20 až 50 MW Počet zdrojů

Podíl

Tříděné hnědé a černé uhlí

245

30

6

281

4%

Prachové hnědé a černé uhlí

21

63

10

94

1%

Dřevo a biomasa

224

40

2

266

4%

Topný olej a nafta

469

93

2

564

8%

Zemní plyn

4479

739

96

5314

79%

Bioplyn

182

7

2

191

3%

Celkem

5620

972

118

6710

100%

Zdroj: databáze REZZO

Největší zastoupení mezi středními spalovacími zdroji tak mají zdroje spalující zemní plyn (79 %), a to v podobném poměru ve všech příkonových pásmech. Ostatní druhy paliva jsou zastoupeny v počtu několika stovek zařízení, tj. na úrovni nižších jednotek procent. Rozložení četností dle jednotlivých paliv ilustruje následující graf, jednotlivé histogramy jsou uvedeny níže. Graf 1.1: Počty středních spalovacích zdrojů dle druhu paliva a příkonového pásma

1

Celkem 6 710 středních spalovacích zdrojů k datu 1. 5. 2014, údaje z databáze REZZO

2

Zdroje spalující zemní plyn mají skutečně dominantní podíl, kvůli kterému nejsou počty zdrojů v nejmenších kategoriích na první pohled patrné. Z tohoto důvodu následuje graf 1.2, ve kterém jsou zdroje spalující zemní plyn vynechány. Graf 1.2: Počty středních spalovacích zdrojů dle druhu paliva a příkonového pásma, bez zemního plynu

Detailní rozložení četností středních spalovacích zdrojů dle příkonu ilustrují následující histogramy: Graf 1.3 – 1.8: Histogramy počtu zdrojů dle paliva

3

Odvětvová struktura zdrojů Nejvíce středních spalovacích zdrojů je v příkonovém pásmu 1-50 MW využíváno pro vytápění domácností, podnikatelského sektoru a veřejných institucí, a to celkem 4 468 zdrojů, které představují 66,6 % celkového počtu. Dle odvětvové struktury lze střední spalovací zdroje řadit následovně: Tabulka 1.2: Počty zdrojů dle příkonového pásma a odvětví Počty Počty zdrojů 1- zdrojů 5-50 4,9 MW MW

Odvětví Rafinérie ropy Zpracování uhlí (brikety, koks, zplyňování) Železo a ocel Neželezné kovy Chemické produkty Buničina, papír a tisk Potraviny, nápoje a tabák Ostatní průmyslové procesy (např. obalovny, zařízení pro výrobu uhlíku, výroba dřevěného uhlí) Kompresní stanice Spalovací zařízení pro výrobu elektřiny a tepla pro domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce Spalovací zařízení v zemědělství, lesnictví a rybářství Spalovací zařízení v armádě (kotelny pro otop budov) Spalovny nemocničních odpadů (hlavní činnost) Spalovny průmyslových odpadů (hlavní činnost) Celkem

Celkem

6 5 50 28 38 16 278

23 4 14 8 30 20 107

29 9 64 36 68 36 385

371 32

91 43

462 75

3771 726 285 7 7 5620

697 24 21 0 8 1090

4468 750 306 7 15 6710

Zdroj: vlastní analýza na základě dat z REZZO

Detailnější rozdělení 6 základních druhů paliva pro příkonová pásma 1-4,9 a 5-50 MW je obsaženo v tabulkách 1.3 a 1.4. Tabulka 1.3: Počty zdrojů dle skupin paliv a odvětví pro příkonové pásmo 1-4,9 MW Odvětví Rafinérie ropy Zpracování uhlí (brikety, koks, zplyňování) Železo a ocel Neželezné kovy Chemické produkty Buničina, papír a tisk Potraviny, nápoje a tabák Ostatní průmyslové procesy (např. obalovny, zařízení pro výrobu uhlíku, výroba dřevěného uhlí) Kompresní stanice Spalovací zařízení pro výrobu elektřiny a tepla pro domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce Spalovací zařízení v zemědělství, lesnictví a rybářství Spalovací zařízení v armádě (kotelny pro otop budov) Spalovny nemocničních odpadů (hlavní činnost) Spalovny průmyslových odpadů (hlavní činnost)

Celkem

Tříděné Prachové Kapalná Biomasa uhlí uhlí paliva

Zemní plyn

Celkový počet Bioplyn zdrojů 1-4,9 MW

0 4 2 0 0 1 6

0 0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 4 0 6

6 0 46 28 34 15 266

0 0 0 0 0 0 0

6 5 50 28 38 16 278

12 0

1 0

24 0

35 3

296 29

3 0

371 32

194 13 13 0 0

19 1 0 0 0

171 20 7 0 0

205 207 8 0 0

3139 350 256 7 7

43 135 1 0 0

3771 726 285 7 7

245

4

21

224

469

4479

182

5620

Tabulka 1.4: Počty zdrojů dle skupin paliv a odvětví pro příkonové pásmo 5-50 MW Odvětví


Rafinérie ropy Zpracování uhlí (brikety, koks, zplyňování) Železo a ocel Neželezné kovy Chemické produkty Buničina, papír a tisk Potraviny, nápoje a tabák Ostatní průmyslové procesy (např. obalovny, zařízení pro výrobu uhlíku, výroba dřevěného uhlí) Kompresní stanice Spalovací zařízení pro výrobu elektřiny a tepla pro domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce Spalovací zařízení v zemědělství, lesnictví a rybářství Spalovací zařízení v armádě (kotelny pro otop budov) Spalovny nemocničních odpadů (hlavní činnost) Spalovny průmyslových odpadů (hlavní činnost)

Celkem

Zemní plyn

Celkový počet Bioplyn zdrojů 5-50 MW

0 0 0 0 0 0 5

0 4 0 0 1 1 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 5 1 4

23 0 14 8 24 16 93

0 0 0 0 0 2 5

23 4 14 8 30 20 107

1 0

1 0

3 0

4 0

82 43

0 0

91 43

30 0 0 0 0

64 0 2 0 0

39 0 0 0 0

74 3 3 0 1

488 21 16 0 7

2 0 0 0 0

697 24 21 0 8

36

73

42

95

835

9

1090

Výroba tepla Uvedené zdroje vyrobí ročně přibližně 66 925 000 GJ tepla, přičemž 74 % tepla je vyrobeno ze zemního plynu. Druhým nejčastějším palivem je biomasa, ze které je vyrobeno 7,9 % tepla. Detailní členění uvádí tabulka 1.5: Tabulka 1.5: Roční výroba tepla dle palivových skupin Z toho vyrobeno v sektoru Podíl na výrobě v sektoru Celková roční výroba Podíl na spalovacích zařízení pro výrobu spalovacích zařízení pro Skupina tepla v GJ pro kategorii celkové elektřiny a tepla pro výrobu elektřiny a tepla pro 1-50 MW výrobě tepla domácnosti, podnikatelský domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce sektor a veřejné instituce Tříděné uhlí 2 999 907 4,5% 2 293 475 5,9% Prachové uhlí 3 583 151 5,3% 3 094 519 8,0% Biomasa 5 274 396 7,9% 4 178 992 10,7% Kapalná paliva 2 300 800 3,4% 1 001 035 2,6% Zemní plyn 49 696 455 74,3% 27 734 292 71,3% Bioplyn 3 070 786 4,6% 613 415 1,6% Celkem 66 925 495 100% 38 915 728 100%


Z výše uvedené tabulky dále vyplývá, že v sektoru „spalovacích zařízení pro výrobu elektřiny a tepla pro domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce“ je vyrobeno 76-86 % tepla z jednotlivých kategorií tříděného a prachového uhlí a biomasy. V absolutním měřítku pochází v tomto sektoru nejvíce tepla ze zemního plynu (71 %).

5

Emise středních spalovacích zdrojů v příkonovém pásmu 1 – 50 MW Dle databáze REZZO lze vyčíslit roční emise středních spalovacích zdrojů na 702 tun TZL, 6 379 tun S02 a 6 651 tun NOx. Tato agregátní čísla je však nutné brát s jistou rezervou (spodní hranice ročních emisí), neboť ne ke všem zdrojům jsou v REZZO dostupné údaje. Roční emise lze dle spalovaného paliva členit následovně: Tabulka 1.6: Emise středních spalovacích zdrojů dle paliv (t/rok)


Z tabulky je patrný zejména vysoký podíl zdrojů spalujících hnědé uhlí na emisích všech znečišťujících látek. Zdroje spalující zemní plyn pak mají dominantní podíl na emisích NOx.

6

Zdroje o instalovaném tepelném příkonu od 0,5 MW do 1 MW Vzhledem k úvahám regulátora o regulaci zdrojů s příkonem v rozmezí 0,5 MW až 1 MW je žádoucí zmapovat jejich počty v ČR. Jak ukazuje následující tabulka, 87 % zařízení z celkových 3 183 zdrojů o této velikosti spaluje zemní plyn. Další palivové kategorie jsou zastoupeny v průměru 83 zdroji, z toho nejvíce bioplynem (134 zdrojů) a topným olejem spolu s naftou (130 zdrojů). Tabulka 1.7: Dělení středních spalovacích zdrojů s příkonem 0,5 – 1 MW dle druhu paliva Počet zdrojů Typ paliva s příkonem 0,5 – 1 MW Tříděné hnědé a černé uhlí 64 Prachové hnědé a černé uhlí 1 Dřevo a biomasa 85 Topný olej a nafta 130 Zemní plyn 2769 Bioplyn 134 Celkem 3183 Zdroj: vlastní analýza na základě dat REZZO

Podíl 2% 0% 3% 4% 87% 4% 100%

Rozložení zdrojů do jednotlivých odvětví je zachyceno v následující tabulce: Tabulka 1.8: Počty zdrojů dle skupin paliv a odvětví pro příkonové pásmo 0,5-1 MW Odvětví Rafinérie ropy Zpracování uhlí (brikety, koks, zplyňování) Železo a ocel Neželezné kovy Chemické produkty Buničina, papír a tisk Potraviny, nápoje a tabák Ostatní průmyslové procesy (např. obalovny, zařízení pro výrobu uhlíku, výroba dřevěného uhlí) Kompresní stanice Spalovací zařízení pro výrobu elektřiny a tepla pro domácnosti, podnikatelský sektor a veřejné instituce Spalovací zařízení v zemědělství, lesnictví a rybářství Spalovací zařízení v armádě (kotelny pro otop budov) Spalovny nemocničních odpadů (hlavní činnost) Spalovny průmyslových odpadů (hlavní činnost)

Celkem


Zemní plyn

Celkový počet Bioplyn zdrojů 0,50,9 MW 0 1 0 1 0 32 0 19 0 16 0 2 5 164

0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 3 0 1 0 3

1 0 29 19 15 2 156

0 0

0 0

3 0

13 1

179 17

5 0

200 18

47 10 6 0 0 64

1 0 0 0 0 1

60 9 13 0 0 85

79 27 3 0 0 130

2074 110 164 2 1 2769

35 85 4 0 0 134

2296 241 190 2 1

Zdroj: vlastní analýza na základě dat REZZO

7

3183

Zdroje s instalovaným tepelným příkonem od 0,5 MW do 1 MW vykazují následující charakteristiky: Tabulka 1.9: Emise a emisní koncentrace zdrojů s příkonem 0,5 až 1 MW

Zdroj: Vlastní analýza na základě dat z REZZO *Údaje jsou vztaženy k těm zdrojům, pro které byly hodnoty v REZZO uvedeny, nejsou zde dopočítávány emise pro zdroje, kde tyto údaje chybí

Z tabulky je patrné, že největšími emitenty TZL jsou v příkonovém pásmu 0,5 – 1 MW zdroje spalující tříděné uhlí, dřevo a biomasu, zatímco největšími emitenty SO2 jsou zdroje spalující tříděné uhlí a bioplyn. Většinu NOx emitují zdroje spalující bioplyn a zemní plyn.

8

2. Střední spalovací zařízení neplnící navrhované emisní limity 2.1.

Tuhé znečišťující látky (TZL)

Odhadovaný počet středních spalovacích zdrojů neplnících navrhované emisní limity pro TZL je 670, tj. 9,99 % všech zařízení. Podíl zdrojů neplnících emisní limity (dále uváděno jako „EL“) závisí zejména na typu paliva. Navržené EL neplní 90 % zdrojů spalujících tříděné uhlí. Odhad 670 zdrojů neplnících navržený EL je vytvořen na základě identifikace 387 konkrétních zdrojů v různých palivových kategoriích. Nejčetnějšími palivy neplnícími nově navrhované emisní limity jsou hnědé uhlí tříděné (168 zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 247 zdrojů neplnících EL) a dřevo (111 zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 164 zdrojů neplnících EL). Detailní data shrnuje následující tabulka 2.1. Pro zemní plyn a bioplyn nejsou EL stanoveny. Tabulka 2.1: Odhad celkového počtu zdrojů neplnících navrhované emisní limity, 1-50 MW TZL u zdrojů 1-50 MW Hnědé uhlí tříděné Hnědé uhlí prachové Černé uhlí tříděné Černé uhlí prachové Koks Dřevo Bylinná biomasa Jiný druh biomasy Jiné tuhé palivo Topné oleje vysokosirné Topné oleje nízkosirné Plynové oleje pro topení Topná nafta Jiná kapalná paliva Zemní plyn Bioplyn Celkem

Zdroje s Zdroje s Průměrná Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný dostupným dostupnými koncentrace dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů i údaji / údaji neplnící přesahující údaji nové EL 1-50 MW neplnících EL zdroje nové EL EL (mg/m3) celkem

186 56 5 7 3 131 3 47 10 3 65 40 31 13 600

168 19 4 3 2 111 1 29 5 2 29 5 1 8 387

90% 34% 80% 43% 67% 85% 33% 62% 50% 67% 45% 13% 3% 62% 64,5%

274 87 7 7 8 193 3 51 11 7 229 122 120 86 5314 191 6710

247 30 5 3 4 164 1 31 6 5 101 19 4 50 670

68% 64% 71% 100% 38% 68% 100% 92% 91% 43% 28% 33% 26% 15% 9%

91 79 48 33 23 74 25 68 108 34 50 8 40 39 0 0 77

Zdroj: Vlastní analýza na základě dat z REZZO

Vzhledem k odlišným technologiím, které umožňují plnit navržené EL u různě velkých zdrojů, je vhodné rozdělit navržené zdroje do dvou příkonových pásem 1 až 4,99 MW a 5 až 50 MW.

9

Tabulka 2.2: Odhad počtu zdrojů neplnících navrhované EL dle příkonových pásem 1 až 4.99 MW

TZL

Hnědé uhlí tříděné Hnědé uhlí prachové Černé uhlí tříděné Černé uhlí prachové Koks Dřevo Bylinná biomasa Jiný druh biomasy Jiné tuhé palivo Topné oleje vysokosirné Topné oleje nízkosirné Plynové oleje pro topení Topná nafta Jiná kapalná paliva Zemní plyn Bioplyn Celkem

5 až 50 MW

Zdroje s Odhadovan Zdroje s Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný Zdroje s Z toho dostupnými Celkem ý počet dostupnými dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů dostupným neplní nové údaji zdrojů zdrojů údaji neplnící údaji nové EL 1-4.99 MW neplnících EL i údaji EL neplnící 5-50 MW neplnících nové EL nové EL EL

166 12 1 0 3 113 3 32 7 0 45 27 30 7 446

154 6 0 0 2 99 1 18 5 0 19 5 1 4 314

93% 50% 0% 0% 67% 88% 33% 56% 71% 0% 42% 19% 3% 57% 70%

243 21 2 0 6 171 3 36 8 0 179 105 111 74 4479 182 5620

225 11 0 0 4 150 1 20 6 0 76 19 4 42 558

20 44 4 7 0 18 0 15 3 3 20 13 1 6 154

14 13 4 3 0 12 0 11 0 2 10 0 0 4 73

70% 30% 100% 43% 0% 67% 0% 73% 0% 67% 50% 0% 0% 67% 47%

31 66 5 7 2 22 0 15 3 7 50 17 9 12 835 9 1090

22 20 5 3 0 15 0 11 0 5 25 0 0 8 113


Z tabulky 2.2 je patrné, že co do počtu jsou klíčové zdroje v příkonovém pásmu 1 až 4,99 MW. Podíl zdrojů neplnících navrhované emisní limity je v obou příkonových pásmech srovnatelný a odchyluje se výrazněji pouze v případech, kdy je v jedné z kategorií menší počet pozorování. Klasifikace paliv je v této fázi co nejdetailnější, za účelem kvantifikace nákladů na splnění emisních limitů však budou palivové kategorie vykazující podobné charakteristiky a náklady sloučeny. Graficky lze zjištěné hodnoty ilustrovat následovně:

Graf 2.1 a 2.2: Počty zdrojů plnících EL pro TZL v příkonových pásmech 1 až 4,99 a 5 – 50 MW


10

Uvedené grafy ilustrují poměry zdrojů, které plní a neplní EL, ve srovnání se zdroji, u kterých nejsou dostupné údaje. U zdrojů bez dostupných údajů (šedě) tak bylo nutné podíl zdrojů neplnících EL vhodně extrapolovat i na zdroje bez dostupných údajů. Zatímco v příkonovém pásmu 5 – 50 MW jsou u většiny zdrojů údaje dostupné, v příkonovém pásmu do 5 MW existují paliva jako např. skupina topných olejů, u kterých je odhad zatížen vyšší nejistotou. Relativně nejpřísnější jsou navržené emisní limity pro TZL pro kategorii zdrojů spalujících biomasu (dřevo, bylinná biomasa, jiné druhy biomasy), neboť průměrné koncentrace TZL jsou nyní v obou příkonových skupinách vyšší o 69 – 203 mg/m3 než navržený emisní limit. Druhou skupinu představuje hnědé uhlí, u kterého jsou průměrné koncentrace vyšší o 58 - 124 mg/m3 než navržený emisní limit. Graf 2.3: Průměrná koncentrace přesahující navržené emisní limity pro TZL (mg/m3)

2.2.

Oxidy síry (SOx)

Odhadovaný počet středních spalovacích zdrojů neplnících navrhované emisní limity pro SOx je 776, tj. 11,57 % všech zařízení. Podíl zdrojů neplnících EL je velmi závislý na typu paliva. Navržené EL neplní 98 % zdrojů spalujících tříděné uhlí. Odhad 776 zdrojů neplnících navržený EL je vytvořen na základě identifikace 361 konkrétních zdrojů v různých palivových kategoriích. Nejčetnějšími palivy neplnícími nové emisní limity jsou hnědé uhlí tříděné (180 neplnících zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 268 zdrojů neplnících EL) a topné oleje nízkosirné (37 zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 136 zdrojů neplnících EL). Detailní data shrnuje následující tabulka 2.3. U zemního plynu nejsou uvedeny údaje o plnění EL z důvodů jejich neexistence.

11

Tabulka 2.3: Odhad celkového počtu zdrojů neplnících navrhované emisní limity, 1-50 MW SOx u zdrojů 1-50 MW Hnědé uhlí tříděné Hnědé uhlí prachové Černé uhlí tříděné Černé uhlí prachové Koks Dřevo Bylinná biomasa Jiný druh biomasy Jiné tuhé palivo Topné oleje vysokosirné Topné oleje nízkosirné Plynové oleje pro topení Topná nafta Jiná kapalná paliva Zemní plyn Bioplyn Celkem

Zdroje s Zdroje s Průměrná Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný dostupnými dostupnými koncentrace dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů údaji / údaji neplnící přesahující údaji nové EL 1-50 MW neplnících EL zdroje nové EL EL (mg/m3) celkem

184 57 5 7 3 125 3 45 10 3 60 25 11 11 60 609

180 56 5 6 3 3 1 2 10 3 37 3 3 5 44 361

98% 98% 100% 86% 100% 2% 33% 4% 100% 100% 62% 12% 27% 45% 73% 59,3%

274 87 7 7 8 193 3 51 11 7 229 122 120 86 5314 191 6710

268 85 7 6 6 4 1 2 11 7 136 21 33 48 140 776

67% 66% 71% 100% 38% 65% 100% 88% 91% 43% 26% 20% 9% 13% 31% 9,1%

1343 1539 1040 203 539 411 105 620 1114 1062 1004 614 1132 293 144 1116




SOx


5 až 50 MW

Zdroje s Odhadovan Zdroje s Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný Zdroje s Z toho dostupnými Celkem ý počet dostupnými dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů dostupnými neplní nové údaji zdrojů zdrojů údaji neplnící údaji nové EL 1-4.99MW neplnících EL údaji EL neplnící 5-50 MW neplnících nové EL nové EL EL

164 13 1 0 3 108 3 30 7 0 40 15 10 5 52 451

160 12 1 0 3 1 1 0 7 0 22 3 3 3 38 254

98% 92% 100% 0% 100% 1% 33% 0% 100% 0% 55% 20% 30% 60% 73% 56%

243 21 2 0 6 171 3 36 8 0 179 105 111 74 4479 182 5620

237 19 2 0 6 2 1 0 8 0 98 21 33 44 133 605

20 44 4 7 0 17 0 15 3 3 20 10 1 6 8 158

20 44 4 6 0 2 0 2 3 3 15 0 0 2 6 107

100% 100% 100% 86% 0% 12% 0% 13% 100% 100% 75% 0% 0% 33% 75% 68%

31 66 5 7 2 22 0 15 3 7 50 17 9 12 835 9 1090

31 66 5 6 0 3 0 2 3 7 38 0 0 4 7 171


Z tabulky 2.4 je patrné, že co do počtu jsou klíčové zdroje v příkonovém pásmu 1 až 4,99 MW, neboť sem spadá 78 procent všech neplnících zdrojů (605 zdrojů v prvním 12

pásmu a 171 zdrojů ve druhém). Podíl zdrojů neplnících navrhované emisní limity u jednotlivých paliv je v obou příkonových pásmech srovnatelný. Klasifikace paliv je v této fázi co nejdetailnější, za účelem kvantifikace nákladů na splnění emisních limitů však budou palivové kategorie vykazující podobné charakteristiky a náklady sloučeny. Graficky lze zjištěné hodnoty ilustrovat následovně: Graf 2.4 a 2.5: Počty zdrojů plnících EL pro SOx v příkonových pásmech 1 až 4,99 a 5 – 50 MW


Uvedené grafy ilustrují poměry zdrojů, které plní a neplní EL, ve srovnání se zdroji, u kterých nejsou dostupné údaje. U zdrojů bez dostupných údajů (šedě) tak bylo nutné podíl zdrojů neplnících EL extrapolovat i na zdroje bez dostupných údajů na základě provedeného výběrového šetření. Největšího snížení emisních limitů pro SOx oproti současným koncentracím by došlo zejména v kategoriích zařízení spalujících uhlí a topné oleje, neboť průměrné koncentrace SOx jsou nyní v obou příkonových skupinách vyšší o 970 – 1 598 mg/m3 než navržený emisní limit. Graf 2.6: Průměrná koncentrace přesahující navržené emisní limity pro SOx (mg/m3)


13

2.3.

Oxidy dusíku (NOx)

Odhadovaný počet středních spalovacích zdrojů neplnících navrhované emisní limity pro NOx je 598, tj. 8,91 % všech zařízení. Podíl zdrojů neplnících EL je velmi závislý na typu paliva. Navržené EL neplní 80 % zdrojů spalujících bioplyn, zatímco navržené EL plní všechny zdroje spalující uhlí. Odhad 598 zdrojů neplnících navržený EL je vytvořen na základě identifikace 346 konkrétních zdrojů v různých palivových kategoriích. Nejčetnějšími palivy neplnícími nové emisní limity jsou zemní plyn (145 neplnících zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 204 zdrojů neplnících EL) a topné oleje nízkosirné (61 zdrojů bylo identifikováno a lze odhadovat 122 zdrojů neplnících EL). Detailní data shrnuje následující tabulka 2.5.

Tabulka 2.5: Odhad celkového počtu zdrojů neplnících navrhované emisní limity, 1-50 MW NOx u zdrojů 1-50 MW Hnědé uhlí tříděné Hnědé uhlí prachové Černé uhlí tříděné Černé uhlí prachové Koks Dřevo Bylinná biomasa Jiný druh biomasy Jiné tuhé palivo Topné oleje vysokosirné Topné oleje nízkosirné Plynové oleje pro topení Topná nafta Jiná kapalná paliva Zemní plyn Bioplyn Celkem

Zdroje s Zdroje s Průměrná Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný dostupnými dostupnými koncentrace dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů údaji / údaji neplnící přesahující údaji nové EL 1-50 MW neplnících EL zdroje nové EL EL (mg/m3) celkem

188 57 4 7 3 131 3 47 10 3 114 85 44 18 3785 125 4624

0 0 0 0 0 2 0 2 0 0 61 3 24 9 145 100 346

0% 0% 0% 0% 0% 2% 0% 4% 0% 0% 54% 4% 55% 50% 4% 80% 7,5%

274 87 7 7 8 193 3 51 11 7 229 122 120 86 5314 191 6710

0 0 0 0 0 2 0 2 0 0 122 4 69 39 204 157 598

69% 66% 57% 100% 38% 68% 100% 92% 91% 43% 50% 70% 37% 21% 71% 65% 69%

0 0 0 0 0 203 0 1170 0 0 205 106 1578 172 266 214 332



14


NOx


5 až 50 MW

Zdroje s Odhadovan Zdroje s Zdroje s Z toho Celkem Odhadovaný Zdroje s Z toho dostupnými Celkem ý počet dostupnými dostupnými neplní zdrojů počet zdrojů dostupnými neplní nové údaji zdrojů zdrojů údaji neplnící údaji nové EL 1-4.99MW neplnících EL údaji EL neplnící 5-50 MW neplnících nové EL nové EL EL

168 13 0 0 3 113 3 32 7 0 88 71 38 12 3218 116 3882

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 39 1 23 5 124 100 293

0% 0% 0% 0% 0% 0% 0% 3% 0% 0% 44% 1% 61% 42% 4% 86% 8%

243 21 2 0 6 171 3 36 8 0 179 105 111 74 4479 182 5620

0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 79 1 67 31 173 157 509

20 44 4 7 0 18 0 15 3 3 26 14 6 6 567 9 742

0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 22 2 1 4 21 0 53

0% 0% 0% 0% 0% 11% 0% 7% 0% 0% 85% 14% 17% 67% 4% 0% 7%

31 66 5 7 2 22 0 15 3 7 50 17 9 12 835 9 1090

0 0 0 0 0 2 0 1 0 0 42 2 2 8 31 0 89


Z tabulky 2.6 je patrné, že co do počtu jsou klíčové zdroje v příkonovém pásmu 1 až 4,99 MW, neboť sem spadá 83 procent všech neplnících zdrojů (509 zdrojů z prvního pásma ve srovnání s 89 zdroji z druhého pásma). Podíl zdrojů neplnících navrhované emisní limity u jednotlivých paliv je v obou příkonových pásmech srovnatelný. Klasifikace paliv je v této fázi co nejdetailnější, za účelem kvantifikace nákladů na splnění emisních limitů však budou palivové kategorie vykazující podobné charakteristiky a náklady sloučeny. Graficky lze zjištěné hodnoty ilustrovat následovně: Graf 2.7 a 2.8: Počty zdrojů plnících EL pro NOx v příkonových pásmech 1 až 4,99 a 5 – 50 MW


Uvedené grafy ilustrují poměry zdrojů, které plní a neplní EL, ve srovnání se zdroji, u kterých nejsou dostupné údaje. U zdrojů bez dostupných údajů (šedě) tak bylo nutné podíl zdrojů 15

neplnících EL vhodně extrapolovat i na zdroje bez dostupných údajů na základě provedeného výběrového šetření. Kategorie zemního plynu je v tomto grafu vynechána, neboť počet zdrojů je zde řádově větší, což znesnadňuje ilustraci ostatních paliv. Největšího snížení emisních limitů pro NOx oproti současným koncentracím by bylo dosaženo zejména v kategoriích zdrojů spalujících topnou naftu, neboť průměrné koncentrace NOx jsou v pásmu 1 - 4,99 MW vyšší o 1 752 mg/m3 než navržený emisní limit. Graf 2.9: Průměrná koncentrace přesahující navržené emisní limity pro NOx (mg/m3)


16

Analýza dopadů Směrnice na: 3. Zdroje spalující uhlí tříděné S ohledem na analýzu neplnění návrhu nových emisních limitů (viz výše), přináší tato kapitola popis možností dosahování emisních limitů pro jednotlivé znečišťující látky a technologie pro kategorii hnědouhelných zdrojů v kategorii 1 - 5 MW s následnou ekonomickou analýzou možností dosahování emisních limitů. Cílové EL pro danou kategorii SOx

400 mg.m-3

NOx

650 mg.m-3 pro staré zdroje (dále uváděno jako NOxS) 300 mg.m-3 pro nové zdroje (dále uváděno jako NOxN)

TZL

3.1.

30 mg.m-3

Stávající starší typy kotlů

V dané kategorii je celkem 385 kotlů, z nichž byla pro zpracování studie známa data o emisích 61 % z nich (tj. 235 kotlů). Téměř všechny kotle v dané kategorii jsou kotle roštové (celkem 382 kotlů), pouze 3 kotle jsou zařazeny do kategorie fluidních kotlů. Z údajů vyplynulo, že 96 % kotlů neplní v současné době návrh emisních limitů. Předpokládáme-li mezi zdroji, pro které neznáme data, stejné procentní zastoupení neplnících zdrojů, pak je v dané kategorii zdrojů celkem 370 neplnících kotlů s celkovým instalovaným tepelným příkonem cca 1 000 MW (viz níže tabulka 3.1). Tabulka 3.1: Počty zdrojů dle stávající technologie Typ technologie

Rošt Fluid

Celkový počet zdrojů

Celkový tepelný příkon zdrojů v dané kategorii (MW)

Počet zdrojů neplnících EL

Příkon zdrojů s údaji o emisích neplnící EL (MW)

Celkový odhadovaný počet neplnících EL (dopočteno i pro neznámá data)

Celkový odhadovaný tepelný příkon neplnících zdrojů (MW)

382 3

1047 5,7

224 3

731,4 5,7

367 3

1007 5,7


Počty zdrojů neplnících emisní limity v závislosti na jejich příkonu ilustruje následující graf: Graf 3.1 a 3.2: Četnosti zdrojů neplnících EL pro jednotlivé polutanty dle příkonu

17

Přestože data o stáří zdrojů nejsou dostupná, z používané technologie a dalších konzultací vyplynulo, že v dané kategorii se jedná převážně o kotle instalované v letech 1970 až 2000. U starších zdrojů v analyzované příkonové kategorii jsou typickou technologií roštové kotle. Pro výkony do 1 MWt jde o kotle s pevným roštem, pro vyšší výkony pak kotle s pásovým, řetězovým nebo přesuvným roštem. Většinou jde o staré kotle s těžkou vyzdívkou a přívodem paliva přes hradítko. U fluidních kotlů jde o moderní fluidní kotle s membránovou stěnou. Většinou jde o výtopenské kotle. U roštových kotlů jde většinou o kotle pouze s primárním vzduchem foukaným pod rošt. Na některých kotlích proběhly ekologizace pro plnění stávajících EL. Ekologizace většinou obsahovala nasazení sekundárních vzduchů pro snížení emisí CO a nasazení recirkulace spalin (méně časté) pro potlačení emisí NOx. Kotle se vyznačují většinou nízkou účinností danou značným přisáváním falešného vzduchu do spalovací komory nebo do tahů kotle. Kvůli přisávání falešného vzduchu je často vyčerpána kapacita spalinového ventilátoru a kotle tak nejsou schopné dosahovat ani nominálního výkonu. Toto množství falešného vzduchu zvětšuje veškerá zařízení na snížení emisí TZL (filtry vycházejí větší a nákladnější, u tkaninových filtrů je nutné počítat s oxidační degradací filtrační tkaniny atd.). Při odsíření je nutné použít větší absorbéry.

3.2.

Stávající opatření snižující emise

Zařízení jsou většinou vybavena pro plnění stávajících emisních limitů cyklonovým nebo multicyklonovým odlučovačem TZL. V těchto výkonových hladinách nebyly ještě používány elektrostatické odlučovače. Kotle většinou prošly určitým stupněm ekologizace zaměřené hlavně na vysoké emise CO. Emisních limitů pro SOx je dosahováno většinou nákupem nízkosirných uhlí. S nákupem nízkosirných uhlí a se seřízením spalovacího procesu pro jednorázové měření emisí plní zdroje stávající emisní limity avšak většinou bez výrazné rezervy. Mezi hlavní nevýhody stávajících kotlů patří: -

3.3.

Požadavek na odbornou obsluhu Nízká účinnost Mnohdy nedosahují jmenovitého výkonu z důvodu omezeného výkonu spalinového ventilátoru a značného přisávání falešného vzduchu Problémy s netěsnostmi Zanášení

Možná technologická opatření pro plnění emisních limitů dle Směrnice

S ohledem na problémy zdrojů s plněním návrhu emisních limitů pro TZL a SOx je dále v kapitole věnována pozornost těmto znečišťujícím látkám. U zdrojů, které mají problémy s plněním emisních limitů pro NOx nebo CO, předpokládáme, že problém vyřeší primárními 18

opatřeními (pásmový přívod vzduchu do spalovací komory). Všechna opatření pro plnění nových EL je možné rozdělit na opatření primární a sekundární. Primární opatření snižují tvorbu škodlivin přímo ve spalovacím procesu. Sekundární opatření odstraňují již vzniklé emise. Nejproblematičtější z hlediska plnění návrhu emisních limitů je oxid siřičitý. V rámci studie byly zvažovány všechny relevantní a komerčně dostupné možnosti odsíření dostupné v současné době na trhu. Vzhledem k tomu, že daná příkonová kategorie zdrojů dosud nečelila takto přísným emisním limitům, jaké jsou nyní v návrhu Směrnice, nejsou dostupné žádné případy komerčně provedených realizací odsíření, které by umožnily dosáhnout požadovaného stupně odsíření, resp. požadovaných emisních limitů na úrovni 400 mg/Nm3. Proto níže prezentované údaje vychází z četných konzultací s ČVUT, společností TENZA a dalších podkladů a expertních odhadů, které se řešitelskému týmu podařilo získat. 1) Účinnost odsíření prosté suché sorpce za použití vápenných hydrátů nedosahuje požadovaného stupně odsíření (má běžně účinnost do 40 %). Teoretickou možností je využití tzv. suché sodné metody, kde je však nutná teplota spalin cca 220 – 270 st. C (proto přichází v úvahu spíše u průmyslových provozů). Přestože v dané příkonové kategorii neexistují v ČR žádné realizace, byly ve studii použity expertní odhady subjektů, které metodu realizují na větších zařízeních. Indikativně je počítáno s náklady 10-15 mil. Kč pro zdroj s příkonem 2 MWt a 15-20 mil. Kč pro zdroj s příkonem 5 MWt. Nevýhodou metody jsou vysoké variabilní náklady (tuna sody od 6 tis. Kč). Problematické je také odstranění produktů odsíření. S ohledem na relativně vysoké investiční náklady na realizaci tohoto typu odsíření nelze očekávat ani v budoucnu při setrvání stávajících ekonomických podmínek její širší využití pro danou příkonovou kategorii zdrojů a paliva (viz níže kalkulace dopadů do ekonomiky zdrojů). 2) Kondiciovaná metoda odsíření dosahuje účinnosti dle procesních podmínek od 75 do 85 %. „Její výhodou je prodloužení doby vzájemného působení sorbentu a spalin za současného dosažení snížení teploty spalin až na bezpečnou mez nad rosný bod kyselých složek spalin.“ (Prezentace Julínek). Její instalace je však vhodná pro zdroje s příkonem nad 5 MWt. Ve studii počítáme s indikativními investičními náklady ve výši 30 mil. Kč pro 7 MWt kotel a 40 mil. Kč pro 15 MWt (konzultace s ČVUT; Julínek, 2014; další expertní odhady). V analýzách je počítáno s cenou tuny CaOH ve výši 2 500,- Kč a s cenou uložení produktů odsíření na skládku ve výši 1 200 Kč/t (500,- Kč/t skládkování; 700 Kč/t skládkování, manipulace a uložení na skládku). 3) Polosuchá metoda odsíření, rozšířená v současné době převážně na velkých spalovacích zařízeních „dosahuje více než 96% účinnosti a je téměř srovnatelná s mokrým odsířením“ (Julínek, 2014). Investiční náklady se pohybují mezi 40 – 130 mil Kč pro zdroje o velikosti 5 - 50 MWt. Investičně je tedy pro malé zdroje tato technologie dokonce o něco nákladnější, proto není dále využita pro ekonomické modelování dopadů plnění emisních limitů SO2. 19

Uvedené metody je možné kombinovat se spoluspalováním biomasy (u některých typů kotlů až do 50 – 60 % v palivovém mixu), kdy koncentrace SOx ve spalinách je nižší a odsíření tak může dosahovat nižší účinnosti. Stejně tak přichází v úvahu kombinace odsíření a aditivovaného (nebo nízkosirnatého) paliva. 4) U fluidních kotlů, které existují v této příkonové kategorii, je ve studii uvažováno dávkování vápence do fluidní vrstvy kotle, resp. se spoluspalováním mletého vápence ve fluidním loži. I zde lze samozřejmě uvažovat o sekundárním odsíření za kotlem, ale tato varianta je investičně náročnější (viz výše) a v podstatě pro tuto výkonovou kategorii nevhodná. Obě metody mají také vliv na provozní náklady. Pro dávkování vápence platí, že pro dosažení emisního limitu 400 mg/Nm3, při 6% O2ref bez odsíření, by musela být měrná sirnatost uhlí cca 0,07 g/MJ. Tento typ uhlí v ČR není (nejbližší je možná německé Rheinische Kohle). Pouze volbou paliva tedy není reálné dosáhnout nových emisních limitů. Proto při aplikaci suché aditivní technologie (míchání vápence přímo do uhlí, nebo nástřik do fluidní vrstvy) uvažujeme pro uvedené typy uhlí běžně používané pro danou výkonovou kategorii kotlů následující: Uhlí 1: SD, a.s., důl Bílina hp1 - střední měrná sirnatost: 0,43 g/MJ - teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 2 400 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn - potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 83,5 % - potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 5,1 - poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 120 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 150 kg/t uhlí, což při střední účinnosti kotle 85 % představuje 8,4 resp. 10,5 kg vápence na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli. Uhlí 2: Severní energetická, a.s. – důl ČSA hp1 - střední měrná sirnatost: 0,39 g/MJ - teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 2 200 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn - potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 82 % - potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 4,9 - poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 100 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 135 kg/t uhlí. Přepočítáno na teplo přivedené v palivu, jedná se o 7 resp. 9,5 kg vápence na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli.

Z hlediska dosahování emisních limitů TZL je uvažována instalace tkaninového filtru, který umožňuje s rezervou plnit návrh nových emisních limitů. Použití elektrostatických odlučovačů je v této výkonové kategorii nezvyklé a navíc investičně náročnější. Investiční náklady na plnění limitu TZL s pomocí tkaninového filtru jsou cca 2,5 mil Kč/MWt instalovaného výkonu. Jedná se o výstavbu tkaninového filtru s regenerací filtrační tkaniny. Cena zahrnuje kompletní příslušenství a je platná od 1 do 3 MW. Od 3 do 5 MW dosahuje investice 2 mil. Kč/MWt. Většinou bude nutné měnit spalinový ventilátor, neboť dojde 20

instalací tkaninového filtru ke zvýšení tlakové ztráty spalinové cesty kotle o cca 1,5 kPa, což nebudou stávající ventilátory schopny pokrýt (nebo je možné snížit výkon kotle o cca 25 % odhad). Dále je nutné respektovat maximální teplotu spalin na úrovni 180°C (vyšší teplotu zvládají pouze velmi drahé tkaniny). Je také nutné najíždění spalin do ohřátého filtru (elektricky) nebo prohřátí filtru jiným způsobem - cizím teplem. Při nájezdu před filtr studenými spalinami dochází ke kondenzaci a degradaci filtrační tkaniny. V legislativě tedy musí být uvažován bypass pro nájezd a dovolená doba provozu při nájezdu mimo filtr. Provozní náklady na výměnu hadic jsou cca 0,2 mil. Kč/MWt/každý druhý rok. Náklady na vícespotřebu elektřiny jsou odhadovány na 0,3 mil. Kč/rok při využití zdroje cca 4 tis hodin.

3.4. Analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů na mikroekonomické úrovni V této kapitole jsou představeny v kompaktní podobě hlavní závěry mikroekonomické analýzy plnění návrhu emisních limitů na jednotlivé zdroje, pro které byla získána podrobná mikroekonomická data. Přestože se jeví jako zcela neekonomické tyto technologicky a morálně zastaralé kotle přizpůsobovat posuzovaným novým emisním limitům, je níže provedena ekonomická analýza toho, co by technicky a ekonomicky znamenalo tyto dožité kotle upravit tak, aby dosahovaly nových emisních limitů. U každého zdroje byla navržena opatření, která by teoreticky umožnila splnit navrhované emisní limity. Většinou jde však o řešení, která by v praxi nebyla z technických a ekonomických důvodů realizována. Pokud však chceme zjistit, co by přijetí navrhovaných emisních limitů znamenalo za situace, kdy by zdroje měly být zachovány, zdá se tento postup jako nejvhodnější. Analýza jednoznačně ukázala, že přijetí emisních limitů zejména pro SOx by znamenalo radikálnější zásah do zdrojové základny než pouhou instalaci dodatečných technologií na zachytávání SOx. Proto řešitelé přistoupili k oslovení reprezentativního vzorku provozovatelů s cílem zjistit, jak budou reagovat na případné zpřísnění EL. Výsledky šetření jsou představeny v následující kapitole. Na základě těchto výsledků je možné zpracovat analýzu toto, jak se promění zdrojová základna pro zkoumané palivo a příkonový interval a tedy i zpracovat makroekonomickou analýzu dopadů Směrnice, která je představena v následující kapitole.

Provozovna 1 Firma vyrábí teplo pro vlastní spotřebu v kotelně o tepelném příkonu do 5MW. Podnik poskytl data o nákladech a výrobě tepla za roky 2011 – 2013 a plán na rok 2014. Firma provozuje v areálu 2 kotle na tuhá paliva a jeden plynový kotel. Během topné sezóny firma provozuje většinou jeden kotel, druhým přitápí jen při větších mrazech pod -20°C. Plynový

21

kotel slouží k přitopení v přechodovém období na konci topné sezóny a hlavně pro výrobu TUV v době, kdy není v provozu zařízení na využití zbytkového tepla. Množství vyrobeného tepla by se v budoucnosti nemělo zásadně měnit, pokud nedojde k investicím do nových výrobních prostor. V areálu, v rámci kterého firma dodává teplo, došlo již v nedávné době k rekonstrukci stávajících objektů (např. zateplení, výměna oken), teplárna je po obnově strojního parku i některých zařízení (výměna pístových kompresorů za šroubové s využitím zbytkového tepla). Nejsou proto očekávány významné úspory ve spotřebě tepla. Jedno z posledních zařízení, které čeká obnova, jsou samotná technologická zařízení na výrobu tepla. Z pohledu zpřísnění emisních limitů v rámci národní legislativy od roku 2018, připravuje firma řešení s výkonnější filtrací tuhých částic s odhadovaným nákladem do 500 tis. Kč (kvůli zpřísnění EL na TZL na 50 mg/m3). Toto opatření bude mít smysl jen v případě, že v uvedené době budou stávající zařízení provozuschopná. Jejich stáří se nyní blíží k 40 letům a zajišťování náhradních dílů je stále obtížnější. Vše tedy inklinuje k obnově zařízení (žádný termín obnovy není stanoven) a rozhodnutí Evropské komise o zpřísnění emisních limitů by tento krok dle vyjádření provozovatele jen urychlilo. Firma na základě dosud realizovaných studií uvažuje o případné decentralizaci vytápění závodu formou lokální plynové kotelny pro každý objekt či skupinu objektů zvlášť. Předběžné odhady investičních nákladů na decentralizaci vytápění závodu činí 30 mil. Kč. V analýze je počítáno s kondiciovanou metodou odsíření s náklady 25 mil. Kč, s variabilními náklady dle popisu výše a dále s dobudováním tkaninového filtru na TZL za 7,5 mil. Kč s odpovídajícími provozními náklady dle údajů výše. Modelově tak firma proinvestuje za účelem dosažení EL 32,5 mil. Kč a zvýší se jí variabilní provozní náklady. S ohledem na vyrovnaný hospodářský výsledek podniku s obratem 4,5 mil. Kč jde o předpokládané navýšení ceny tepla o 244 Kč/GJ z titulu odsíření a dalších 123 Kč/GJ z titulu filtrace TZL. Celkově je tedy možné počítat s minimálním navýšením ceny tepla o 367 Kč/GJ. V této ceně není započítán další možný nárůst provozních nákladů (nárůst ceny paliva apod.). Technologie spalování neumožňuje výraznější snížení emisí SOx spoluspalováním biomasy.

Provozovna 2 Provozovna má jeden kotel s technologií pásového roštu o jmenovitém tepelném příkonu 1,55 MW na hnědé uhlí ořech 2, který slouží především k výrobě technologické páry pro ohřev vany, která je součásti výrobní technologie. Pára je vyráběna pouze pro vlastní potřebu. Emisní limity dle návrhu Směrnice budou překračovány pro TZL a SOx. Na kotli je dosahováno emisních koncentrací 96 mg/Nm3 pro TZL, 1 920 mg/Nm3 pro SOx a 422 mg/Nm3 pro NOx. Provozovatel zatím neví, jak se s případnou legislativní změnou vypořádá. Provozovatel však předpokládá, že přijetí EL pro SOx bude znamenat nutnost ukončit provoz 22

kotle. U zdroje neznáme výrobu tepla, předpokládáme ji na úrovni 7 tis. GJ/rok. Obdobně jako u provozovny 1, by nutnost instalace tkaninového filtru znamenala investiční náklad na úrovni 3,9 mil. Kč a navýšení provozních nákladů o 220 tis. Kč/rok, což namodelováno a rozpuštěno do ceny tepla povede k nárůstu ceny o 104 Kč/GJ. Vzhledem k tomu, že zdroj vyrábí technologickou páru, odsíření by mohlo být teoreticky řešeno s využitím suché sodné metody s investičními náklady kolem 10 mil. Kč, kdy po započítání odstranění produktů odsíření a nákupu sorbetu by šlo o další navýšení ceny tepla o cca 200 Kč/GJ. Celkově je tedy možné počítat s navýšením nákladů na výrobu tepla o přibližně 261 Kč/GJ. Provozovna 3 Jedná se o městskou výtopnu vlastněnou městem. Provozní náklady firmy se pohybují v úrovni cca 85 % výstupní ceny tepla. V současné době má výtopna 4 kotle ARK 1100 s pásovým roštem o jmenovitém tepelném příkonu 1,9-2 MW, spaluje hnědé uhlí granulace ořech 2, teplo prodává s cenou pod 500 Kč/GJ bez DPH, město však plánuje rekonstrukci kotelny do roku 2016 tak, že budou vyměněny všechny kotle a bude dosaženo celkového tepelného příkonu 2,8 MW. Objem prodaného tepla se pohybuje kolem 8 000 GJ/rok. Firma vyčkává s rekonstrukcí z důvodu nejistoty ohledně přesné podoby budoucí legislativy. S ohledem na změnu v emisních limitech předpokládá management, že bude nutná výměna kotlů, zároveň je tato rekonstrukce špatně financovatelná z městského rozpočtu. Na stávajících kotlích je dosahováno emisních koncentrací 31-91 mg/Nm3 pro TZL, cca 2 100 mg/Nm3 pro SOx a 369-607 mg/Nm3 pro NOx. Rekonstrukce kotelny slouží mimo jiné ke splnění emisních limitů pro rok 2018, pokud by byla nová evropská legislativa přijata v brzké době, byly by při rekonstrukci vzaty v úvahu požadavky evropské legislativy. V současné době se náklady na rekonstrukci odhadují do 15 mil. Kč vč. filtru TZL. Zde je nutné připočítat provozní náklady ve výši 62 Kč/GJ. Pro rekonstrukci uvažujeme o přestavbě na fluidní kotle, tedy odsíření formou dávkování vápence do fluidní vrstvy (zvýšení variabilních nákladů o 10 Kč/GJ). Odpisy nového fluidního kotle povedou k dalšímu navýšení ceny tepla o 190 Kč/GJ. Celkově jde tedy o navýšení ceny tepla o 412 Kč/GJ. S ohledem na stávající ceny tepla na úrovni 500 Kč lze očekávat cenu tepla po rekonstrukci na úrovni 800 - 900 Kč/GJ. V této ceně nejsou započteny náklady na případný úvěr. Provozovna 4 Firma má 2 identické kotle na uhlí ARK 1000 výrobce Vihorlat Snina o jmenovitém výkonu 1,16 MW a příkonu 1,65 MW. Firma teplo neprodává, využívá je pro vlastní skladový areál. Ročně spotřebuje cca 220 tun hnědého uhlí ořech 2 Severočeské doly a.s. Chomutov Doly Bílina-úpravna uhlí. Stávající emisní koncentrace jsou 41,8 – 47,9 mg/Nm3 pro TZL, 1 920 - 2 179 mg/Nm3 pro SOx a 414– 440 mg/Nm3 pro NOx. Další údaje firma neposkytla, neboť sleduje pouze náklady kotelny, tj. cenu uhlí, mzdy topiče, cenu skládky popela atd. 23

Náklady na provoz kotelny ročně vychází na 740 tis. Kč včetně paliva a odpisů. Firma má v úmyslu kotle nadále provozovat, pokud by však vešla v platnost nová směrnice EU, tak by to nejspíše vedlo ke snížení skladové plochy, která je vytápěna a přechodem na kotle o menším příkonu. Nákladová cena tepla je cca 300 Kč. Pro splnění emisních limitů na stávajících kotlích je nutná instalace tkaninového filtru za 8,1 mil. Kč a dalším zvýšením variabilních nákladů o 390 tis. Kč ročně. Z titulu opatření na snížení emisí TZL tedy dojde při současné výrobě tepla ke zvýšení nákladů na výrobu tepla o 538 Kč/GJ. U zdrojů předpokládáme odsíření ve formě kondiciované metody odsíření s náklady ve výši 15 mil. Kč. Po započítání provozních nákladů odsíření by došlo k dalšímu navýšení ceny tepla o cca 690 Kč/GJ. Cena 1 GJ by tedy byla více než 1 500 Kč. Je zřejmé, že jde o nemyslitelné navýšení ceny tepla. Tato opatření by nebyla v praxi realizována a firma by musela situaci řešit jiným způsobem, např. přechodem na kotle s výkonem nižším než 0,5 MWt. Provozovna 5 Firma má 2 kotle o jmenovitém tepelném příkonu 0,75 MW a výkonu 0,6 MW. Kotle byly instalovány v roce 2006, jde o kotle s rotačním roštem. Instalovaná kapacita pokrývá současnou poptávku po teple (5 200 GJ/rok). Firma spaluje uhlí Ledvice-ořech 2. S ohledem na značné investice v nedávné době, nechce firma investovat do dalších úprav. Celkově panuje obava z nárůstu cen komodit. U kotlů je instalován odlučovač na TZL (S-vírový jednočlánkový; cyklon). Stávající cyklonový filtr je nedostačující vzhledem k návrhu emisních limitů na TZL. Stávající emisní koncentrace dosahují koncentrací 242 mg/Nm3 pro TZL, 1 800 mg/Nm3 pro SOx a 400 mg/Nm3 pro NOx. Modelově proto počítáme dobudování tkaninového filtru s cenou 3,7 mil. Kč, jehož instalace po započítání provozních nákladů a při zachování stávající produkce tepla povede k nákladům na 1GJ ve výši 128 Kč. Odsíření je podobně jako v případě předchozí případové studie zcela neekonomické, neboť dosahuje obdobných nákladů (přestože příkon zdrojů je poloviční). Odsíření kondiciovanou metodou odsíření by vedlo k dalšímu navýšení cen tepla o cca 207 Kč/GJ. Při stávajících cenách tepla na úrovni 400 Kč/GJ by nově cena tepla byla na úrovni 735 Kč/GJ. Následující tabulka shrnuje přehledně výsledky mikroekonomické analýzy. Tabulka 3.2: Navýšení ceny z titulu plnění emisních limitů pro zdroje do 5MWt Celkový tepelný příkon (MW) Investice odprášení (mil. Kč) Investice odsíření (mil. Kč) Celkové investice na dosažení EL (mil. Kč) Nárůst ceny tepla z titulu odprášení, včetně variabilních nákladů (Kč/GJ) Nárůst ceny tepla z titulu odsíření, včetně variabilních nákladů (Kč/GJ) Celkové navýšení ceny tepla (Kč/GJ)

Provoz. 1 5 11,5 25 37

Provoz. 2 1,55 3,9 10 14

Provoz. 3 2,8 7 12* 19

Provoz. 4 3,3 8,1 15 23

Provoz. 5 1,5 3,7 10 14

123

104

62

538

128

191

244

157

306**

687

207

320

367

261

418

1225

335

521

*počítáno jako náklady na fluidní kotel; ** počítáno jako náklady na fluidní kotel vč. variabilních nákladů

Zdroj: vlastní analýza 24

Průměr 2,83 7 14 21

Mikroekonomické modelování potvrzuje, že investice do koncových technologií, které by vedly ke splnění emisních limitů, nejsou ve většině případů ekonomicky realistické a velmi pravděpodobně by nebyly realizovány. Fakt, že se v dané skupině zdrojů jedná o velmi stará zařízení s velmi nízkou účinností, podtrhuje tato zjištění, a tedy to, že by v realitě nedošlo k modelovaným investicím. Dalším podpůrným argumentem pro toto tvrzení je, že zdroje často nemají potřebnou automatiku, ani další potřebné technické parametry, které by umožnily jednoduše instalaci uvažovaných technologií. V textu také nejsou řešeny emise CO. Úroveň nastavení těchto emisí může také podpořit/urychlit náhradu starých kotlů. Výsledky analýzy dle našeho názoru podtrhují další fakta a trendy, které je možné vysledovat v oblastech surovinové a energetické politiky ČR a regulace v EU:  Rostoucí síla regulací v oblasti životního prostředí a efektivnosti využívání energií: v současné době je opět na úrovni EU věnována pozornost konceptu/politice ekodesignu, který stanovuje minimální parametry pro určité technologie nebo produkty. V této souvislosti lze očekávat, že bude ekodesign nebo jiná obdobná regulace stanovovat např. parametry minimální účinnosti apod.  Směrnice by nabyla účinnosti až v roce 2025, tedy za 12 let a zkoumané zdroje tak budou v době nabytí účinnosti Směrnice o dalších 12 let starší. Investice do koncových technologií na snížení emisní SOx v té době se zdá ještě méně racionální a reálná.  S ohledem na nižší zásoby uhlí a Státní energetickou koncepci lze očekávat do budoucna setrvalý trend nárůstu ceny uhlí, který povede mj. k tlaku na efektivní spalování paliva, minimalizaci ztrát v tepelných rozvodech apod.

Uvedené body podtrhují nereálnost přestavby kotlů tak, jak byla navržena pro jednotlivá zařízení výše. I proto lze usuzovat, že při zpřísnění emisních limitů na navrhovanou úroveň budou muset provozovatelé kotlů v diskutované kategorii (a zejména pak pro účely pouze vytápění) přistoupit k zásadnější obměně zařízení. Z představené analýzy je proto patrné, že přijetí emisních limitů zejména pro SOx by znamenalo radikálnější zásah do zdrojové základny než pouhou instalaci dodatečných technologií na zachytávání emisí SOx. Nabízí se přitom několik možností:  Kotle budou nahrazeny kotli na biomasu U spalování biomasy jsou emise síry z podstaty složení paliva pod navrhovaným EL. Emise CO a NOx lze řešit pouze primárními opatřeními. Primární opatření na snížení plynných emisí nejsou u spalování biomasy spojena se zvýšenými provozními náklady ani významně zvýšenými investičními náklady. Emise TZL budou řešeny tkaninovým filtrem s regenerací filtrační tkaniny, kde je možné bez problému dosáhnout navrhovaných emisních limitů.

 Uhlí bude nahrazeno investičně levnější technologií spalující zemní plyn  Stávající kotle budou nahrazeny novými moderními fluidními kotli spalujícími uhlí Na fluidních kotlích je možné dosáhnout EL na SO2 bez dodatečných investičních nákladů, je nutný pouze nákup vápence pro odsíření ve vrstvě. 25

 Centrální vytápění bude nahrazeno decentralizovanými drobnějšími výtopenskými zdroji tepla do 0,5 MWt  Zdroje budou ukončeny bez náhrady

3.5. Makroekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů Směrnice na zdrojovou základnu ČR V rámci studie byly v první fázi vytipovány zdroje, které neplní návrh emisních limitů a Ministerstvo průmyslu a obchodu a Teplárenské sdružení ČR zprostředkovala kontakty na některé provozovatele, které řešitelé kontaktovali za účelem provedení řízeného rozhovoru a požádání o potřebná data k provedení mikroekonomické analýzy představené výše. Vzhledem k tomu, že se problém ukázal jako velice strukturovaný a z první fáze sběru dat nebylo zřejmé, jak budou provozovatelé na případné nové emisní limity reagovat, rozhodli se řešitelé provést nad rámec původně dohodnutého rozsahu kontaktování zdrojů druhou fázi sběru dat, ve které byl osloven náhodný vzorek 34 % všech provozovatelů zdrojů spalujících tříděné černé a hnědé uhlí. Výsledky tohoto šetření shrnuje následující tabulka. Tabulka 3.3: Výběrový vzorek mezi zdroji spalujícími tříděné uhlí Odhad počtu zdrojů Celkem zdrojů, neplnících které neplní EL návrh EL

188

266

Počet zdrojů, které vlastní oslovení provozovatelé

Obdrženo relevantních informací od provozovatelů

Počet zdrojů zahrnutý v odpovědích

88

34

64

Zdroj: vlastní analýza

Celkově tedy bylo ze 188 zdrojů, u kterých máme data o tom, že neplní návrh EL, osloveno a úspěšně kontaktováno 64 zdrojů (34 %). Z rozhovorů a dat poskytnutých provozovateli vyplynuly následující závěry (viz tabulka níže). Z celkového počtu získaných odpovědí od provozovatelů zahrnující 64 zdrojů dojde u 6 zdrojů k přechodu na fluidní kotel, u 8 zdrojů si provozovatelé myslí, že budou usilovat o doplnění technologie, u 19 zdrojů plánují přechod na zemní plyn, u 3 zdrojů přechod na biomasu, u 8 zdrojů dosud neví, 16 zdrojů již provoz ukončilo a u 5 zdrojů proběhne decentralizace a nahradí zdroj menším zdrojem o příkonu do 0,5 MWt. Předpokládáme-li stejné zastoupení těchto reakcí v základním souboru, pak se s danou zdrojovou základnou stane následující (viz poslední řádek tabulky 3.4). 25 zdrojů přejde na fluidní kotel, 33 si myslí, že bude usilovat o doplnění technologie, 79 zdrojů plánuje přechod na zemní plyn, 12 zdrojů přechod na biomasu, 33 zdrojů dosud neví, 67 zdrojů již provoz ukončilo a 17 zdrojů bude decentralizovat výrobu tepla a nahradí zdroj menším zdrojem o příkonu do 0,5 MWt. 26

Tabulka 3.4: Výsledky výběrového šetření mezi zdroji

3 6 9%

Snaha o zachování zdroje doplněním technologie 3 8 13%

25

33

Přechod na fluidní kotel Počet provozovatelů Počet zdrojů Procento ve vzorku Počet zdrojů v základním souboru

Přechod na plyn po roce 2018

Přechod na biomasu

9 19 30%

2 3 5%

Zatím nejsou schopni odhadnout, co bude dál (neví) 6 8 13%

79

12

33

Provoz ukončen

Nahrazen zdrojem o příkonu do 0,5 MW

8 16 25%

3 4 6%

67

17

Zdroj: Vlastní analýza

Na základě uvedených zjištění a projekcí je dále proveden propočet celkových nákladů na změnu zdrojové základny v důsledku případného přijetí emisních limitů dle návrhu Směrnice. Zdroje, které dle vyjádření provozovatelů budou usilovat o doplnění technologie, jsou zařazeny do kategorie přestavby na fluidní technologie z důvodů diskutovaných výše v rámci kapitoly modelování dopadů. Neplnění emisních limitů podle znečišťujících látek a příkonových kategorií charakterizuje následující tabulka: Tabulka 3.5: Neplnění emisních limitů ve skupině zdrojů spalujících tříděné uhlí

Příkon (MWt) 1

Počet zdrojů Počet zdrojů neplnících neplnících EL EL u TZL u SO2 26 27

2

70

71

3

30

32

4

28

31

5

3

3

7

1

3

10

1

1

13

2

2

14

6

6

15

2

2

22

2

2

25

0

4

Celkem zdrojů

171

184

Průměrný příkon

3,42

3,67

Zdroj: vlastní analýza

Z tabulky je zřejmé, že průměrný příkon zdroje neplnícího emisní limit SO2 je 3,67 a průměrný příkon zdroje neplnícího emisní limit TZL je 3,42. Ve studii dále počítáme s následujícími náklady na jednotlivé varianty změn/přestavby zdrojů.

27

Tabulka 3.6: Náklady na jednotlivé varianty řešení

Příkon v MW

Investiční náklady fluidní kotel (mil. Kč)

Investiční náklady biomasa (mil. Kč)

do 1 1-5 5 - 10 10 - 15 15+

4 10 - 15 15 - 80 120 - 160 160+

3 8 - 17 17 - 100 130 - 180 180+

Investiční náklady přestavba na plyn (mil. Kč na instalovanou MWt)

Investiční náklady decentralizace

Uhelný kotel do 0,5 MW

4,5

2,1

0,5

3,5

Zdroj: Vlastní analýza, konzultace ČVUT, BFS Energy, Teplárenské sdružení ČR, data od provozovatelů

Na základě uvedených podkladů byl proveden propočet investičních nákladů na přechod na jednotlivé varianty. Byl přitom uvažován zdroj o příkonu 3,67 MWt. Přesnější propočet není možné provést, neboť nevíme, zdroje jakého příkonu budou preferovat jakou variantu. Tato aproximace je však dle názoru řešitelů zcela dostačující, neboť odpovídá příkonu, který je převažující z hlediska neplnění potenciálně nových emisních limitů pro TZL a SO2. Tabulka 3.7: Náklady na plnění návrhu EL v kategorii tříděné uhlí Přechod na biomasu

Zatím nejsou schopni odhadnout, co bude dál (neví)

Provoz ukončen

Nahrazen zdrojem o příkonu do 0,5 MW

Celkem

9

2

6

8

3

34

8

19

3

8

16

4

64

13%

30%

5%

13%

25%

6%

100%

Přechod na fluidní kotel

Snaha o zachování zdroje doplněním technologie

Přechod na plyn po roce 2018

Počet provozovatelů

3

3

Počet zdrojů

6 9%

Procento ve vzorku Počet zdrojů v základním souboru

25

33

79

12

33

67

17

266

Množství vyrobeného tepla (GJ)

272 804

363 739

863 880

136 402

363 739

727 478

181 869

2 909 910

Roční provozní náklady (mil. Kč)

3,5

4,5

172,8

0,6

40,3

0

--

217

Investiční náklady (mil. Kč)

324

432

1304

175

458

--

50

2743


Jak je patrné z tabulky (poslední řádek), celkové investiční náklady činí 2,7 mld. Kč. Průměrné náklady na „vyřešení“ 1MWt jsou tak 3,8 mil. Kč (2,7 mld. Kč pro 199 zdrojů o průměrném příkonu 3,67MW). Náklady na úpravu zdrojů, které zatím nemají žádnou strategii budoucí reakce na novou legislativu, jsou vypočteny jako součin průměrných nákladů na změnu (3,8 mil. Kč) a celkového předpokládaného počtu MW těchto zdrojů (průměrných 33 zdrojů po 3,67 MWt). Provozní náklady byly vypočteny pro jednotlivé varianty jako náklady na nákup a odstranění vápence a spotřebu elektřiny a výměnu hadic u filtrů na TZL, a to pro skupinu zdrojů, které budou usilovat o přechod na fluidní kotel, i zdrojů, které budou usilovat o doplnění 28

technologie (počítáme s tím, že budou muset také přejít na fluidní technologii – zdůvodnění viz výše). V případě zdrojů, které počítají s přechodem na zemní plyn, jsou variabilní náklady vypočteny jako navýšení ceny tepla o 200 Kč/GJ. Pro skupinu zdrojů, které zatím neví, jak budou reagovat na změnu legislativy, počítáme s provozními náklady, které jsou spočteny jako průměr všech uvedených skupin zdrojů. Celkové roční provozní náklady dosahují přibližně 0,2 mld. Kč.

4. Zdroje spalující uhlí prachové S ohledem na analýzu neplnění návrhu nových emisních limitů (viz výše), přináší tato kapitola popis možností dosahování emisních limitů pro jednotlivé znečišťující látky a technologie pro kategorii hnědouhelných zdrojů v kategorii od 5 MW výš spalujících hnědé a černé uhlí prachové s následnou ekonomickou analýzou možností dosahování emisních limitů a analýzou záměrů provozovatelů zdrojů v této příkonové kategorii. Cílové EL

SOx

400 mg.m-3

NOx

650 mg.m-3 pro staré zdroje (dále uváděno jako NOxS) a 300 mg.m-3 pro nové zdroje (dále uváděno jako NOxN).

TZL

30 mg.m-3

Tabulka 4.1: Počty zdrojů dle stávající technologie Typ technologie

Rošt Granulační Fluid Kombinované topeniště roštové – plyn

Celkový počet zdrojů

Celkový tepelný příkon zdrojů v dané kategorii (MW)

Počet zdrojů neplnících EL

Příkon zdrojů s údaji o emisích neplnící EL (MW)

Celkový odhadovaný počet neplnících EL (dopočteno i pro neznámá data)

Celkový odhadovaný tepelný příkon neplnících zdrojů (MW)

76 2 15

855 46,5 60,2

50* 2* 11*

583 46,5 45,8

76 2 15

855 46,5 60,2

3

25,3

0

0

0

0

*EL neplní všechny zdroje, pro které máme údaje, proto je odhadovaný počet zdrojů shodný s celkovým počtem zdrojů


Počty zdrojů neplnících emisní limity v závislosti na jejich příkonu ilustruje následující graf: Graf 4.1 a 4.2: Četnosti zdrojů neplnících EL pro jednotlivé polutanty dle příkonu

29

4.1.


Na těchto typech zdrojů byly často provedeny ekologizace snižující NOx, CO a TZL na úroveň dnešních emisních limitů. Pro zachycení TZL jde většinou o mechanický multicyklon (plní TZL do 250 mg) nebo elektrofiltr (plní TZL do 50 mg). Zdroje po nákupu nízkosirných uhlí a se seřízením spalovacího procesu pro jednorázové měření emisí většinou plní bez významné rezervy stávající emisí limity.

4.2.


S ohledem na technologickou zastaralost stávajících kotlů a omezené nebo velmi nákladné možnosti plnění emisních limitů dle Směrnice je možné vyslovit domněnku, že provozovatelé budou usilovat o náhradu stávajících kotlů novými fluidními kotli. Pro dosahování navrhovaných emisních limitů pro jednotlivé regulované znečišťující látky jsou v současné době komerčně využívány následující technologie a technologické postupy. Emisních limitů pro NOx lze dosáhnout pouze pomocí primárních opatření. Emisní koncentrace, které je možné dosáhnout pomocí elektrostatických odlučovačů, jsou na hranici navrhovaných emisních limitů. Proto předpokládáme pro dosahování emisních koncentrací TZL instalace tkaninových odlučovačů. Pro snižování emisí SOx je v ČR nejpoužívanější mokrá vápencová vypírka, která je vhodnější pro podstatně vyšší výkony, než pro ty, které jsou předmětem této studie. Pro uvažované výkony je aplikovatelná suchá aditivní metoda odsíření, nicméně je s ohledem na předpokládané méně kvalitní uhlí (s vyšším obsahem síry) v těchto příkonových pásmech neekonomickým řešením díky neúměrně vysoké spotřebě aditiva (vápence) (viz níže). Pro tento příkonový rozsah je tak vhodnějším řešením polosuchá vápnová metoda nebo suchá sodná metoda, které jsou dále rozebrány níže. 1. Suchá aditivní technologie Pomocí suché aditivní technologie lze odsíření u fluidních kotlů provádět přímo ve vrstvě. Pro suchou aditivní technologii odsíření ve fluidní vrstvě platí stejné podmínky, jako v předchozím případě tříděného uhlí do 5 MWt. Výhoda větších kotlů je ve větším objemu fluidní vrstvy a tím možné vyšší době zdržení reagující směsi ve vrstvě. Účinnost suché aditivní technologie tak může být o něco vyšší, než v případě malých kotlů, odhadem o jednotky procentních bodů. Efektivní možností intenzifikace suché aditivní metody u větších kotlů je reinjektáž ložového materiálu. Největší jednotky nad cca 30 MWt je již vhodné stavět jako kotle s cirkulující fluidní vrstvou, ve kterých je rovněž využití aditivovaného vápence vyšší, než v případě stacionární fluidní vrstvy, která je vhodnější spíše pro nižší výkony. Pro tuto příkonovou kategorii lze uvažovat jak stejné druhy uhlí, jako výše uvedené pro kategorii do 5 MWt, a to se shodnými nároky na spotřebu vápence pro odsíření, tak jiné druhy uhlí, např. kategorii průmyslové směsi (ps), která je obvykle levnější vzhledem k širšímu rozptylu granulometrie a horší kvalitě. Směs je třeba upravovat např. pomocí 30

drtícího zařízení, což je ekonomicky smysluplné pouze u větších kotlů. Průmyslové směsi jsou také obvykle horší kvality. Mají např. nižší výhřevnost a vyšší popelnatost. Posouzení kvality uhlí a směsí je vhodné, protože lze prakticky u všech hnědouhelných lomů do budoucna uvažovat s poklesem kvality uhlí. V rámci hodnocení je uvažován i jeden druh černého uhlí z produkce OKD: Uvažovaný druh uhlí 3: SD, a.s., důl Bílina ps2 -

střední měrná sirnatost: 0,45 g/MJ teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 2 500 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 84 % potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 5,2 poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 85 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 110 kg/t uhlí. Menší měrná spotřeba na hmotnost paliva je dána nízkou výhřevností a vysokou popelnatostí. Vztaženo na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli, jsou tyto hodnoty 9 resp. 11,5 kg vápence.

Uvažovaný druh uhlí 4: CzechCoal, a.s. MUS hp2 -

střední měrná sirnatost: 0,76 g/MJ teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 3 500 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 88,5 % potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 6,2 poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 200 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 270 kg/t uhlí. Po přepočtu se jedná o hodnoty 17,5 resp. 24 kg vápence na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli

Uvažovaný druh uhlí 5: SD, a.s. – důl Tušimice-Libouš, ps2 -

střední měrná sirnatost: 1,98 g/MJ teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 10 000 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 96,5 % potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 9,5 poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 600 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 780 kg/t uhlí. Po přepočtu se jedná o hodnoty 70 resp. 90 kg vápence na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli

V tomto případě již je suchá aditivní technologie extrémně náročná na spotřebu vápence a způsobuje i technologické problémy v provozu – váznutí v dopravnících, problémy s udržením spalování. Uvažovaný druh uhlí 6: NWR OKD – důl Lazy, hp -

střední měrná sirnatost: 0,23 g/MJ teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 1 050 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 62 % potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 2,7 31

-

poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence; 2 příklady: vápenec Čertovy schody cca 40 kg/t uhlí, vápenec Čížkovice cca 55 kg/t uhlí. Po přepočtu se jedná o hodnoty 2 resp. 2,7 kg vápence na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli.

2. Polosuchá vápnová metoda Principem této metody je nástřik vody do spalin v reaktoru, tzv. rozprašovací sušárně, pro snížení teploty spalin o 10 – 20°C nad teplotu adiabatického sycení a následný nástřik hydroxidu vápenatého (hašeného vápna) v suspenzi nebo v prášku. Účinnost odsíření silně závisí na rozdílu skutečné teploty a teploty adiabatického nasycení; čím vyšší rozdíl je, tím nižší účinnost. Pro dosažení účinnosti odsíření 90 % je potřeba stechiometrický poměr aditiva Ca/S na hodnotě cca 1,5 – 2,5; tj. přibližně 3-4x méně, než v případě suché aditivní technologie na stejnou účinnost odsíření. Na druhou stranu je aditivum dražší, protože se používá hašené vápno (hydroxid vápenatý). Velkou výhodou je dobrá schopnost odstranění HF a HCl ze spalin. Technologii dodává řada výrobců (např. Niro nebo Lurgi). Zvláštním druhem této metody je technologie NID dodávaná firmou Alstom, ve které je aktivně použit filtr (EO nebo TO) zařazený za reaktor, kde cíleně probíhá dokončení reakce. Z filtrů je potom produkt odsíření odváděn zpět přes zvlhčovač do odsiřovacího reaktoru, kde je znovu využito nezreagovaného aditiva. Velikost kombinované soustavy zvlhčovače a reaktoru systému NID nedosahuje ani 20 % velikosti klasických polosuchých nebo mokrých metod čištění spalin. To umožňuje, aby se celý proces odsíření spalin vešel na plochu obsazenou tkaninovým filtrem. Systém odsíření NID představuje vhodnou technologii pro účely dodatečné instalace ke stávajícím zdrojům menších až středních výkonů. Další modifikací polosuché metody je technologie firmy Lentjes Bischoff, ve které odsíření spalin probíhá v cirkulující fluidní nízkoteplotní vrstvě tuhého vápenného aditiva s regulací teploty v odsiřovacím reaktoru pomocí přídavné vstřikovací vody. Technologie pracuje s nízkými přebytky aditiva (Ca/S = 1 – 2), nevýhodou je investičně i provozně náročnější zařízení, metoda je vhodná pro střední až větší zdroje. Investiční náročnost polosuché vápnové metody: v těchto výkonových relacích lze odhadovat investiční náklady na cca 3,5 – 4 mil. Kč/MWt. Odhadovaná spotřeba elektřiny při provozu zařízení je cca 5 kWh/tuna vyrobené páry. Odhadovaná spotřeba aditiva (hašeného vápna – hydroxidu vápenatého) vychází ze závislosti účinnosti odsíření na poměru Ca/S. Pro jednotlivé měrné sirnatosti je na dosažení EL = 400 mg/Nm3 při 6% kyslíku potřeba vápna: Smr = 0,45 g/MJ (SD, a.s., důl Bílina ps2):

40 kg Ca(OH)2/t uhlí

Smr = 0,76 g/MJ (CC MUS hp2):

50 kg Ca(OH)2/t uhlí

Smr = 0,23 g/MJ (NWR OKD – důl Lazy, hp): 24 kg Ca(OH)2/t uhlí Smr = 1,98 g/MJ (SD, a.s. – důl Tušimice, ps2):

100 kg Ca(OH)2/t uhlí 32

3. Suchá sodná metoda Jedná se o dávkování jemně mletého hydrogenuhličitanu sodného – sody do spalin v reaktoru zařazeném za kotlem. První průmyslová realizace v ČR je v Elektrárně Třebovice v Ostravě, kterou realizovala společnost EVECO Brno s.r.o. Velice problematické jsou produkty odsíření, které jsou zachycené v odlučovačích popílku. Nelze je využít pro stavební sektor a je třeba ukládání na zajištěné skládky. Výhodou jsou nízké investiční náklady, vysoká účinnost záchytu při prakticky stechiometrickém poměru aditiva a SO2. Metodu lze doporučit pouze pro zařízení se špičkovým provozem, kde je nízké roční využití.

4.3. Analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů na mikroekonomické úrovni V této kapitole jsou stručně představeny hlavní závěry mikroekonomické analýzy plnění návrhu emisních limitů u vybraných zdrojů, pro které byla získána podrobná mikroekonomická data. Podobně jako u analýzy zdrojů spalujících tříděné uhlí, byly i v této skupině zdrojů modelovány koncové technologie pro splnění návrhu emisních limitů SOx a TZL. Přestože se jeví jako zcela neekonomické tyto technologicky a morálně zastaralé kotle přizpůsobovat posuzovaným novým emisním limitům, ukazuje provedená ekonomická analýza, jaké ekonomické dopady by vyvolaly investice spojené s dosahováním návrhu nových emisních limitů a jak tyto investice vycházejí ve srovnání s ostatními variantami zachování zdroje.

Provozovna 1 Kotelna sestává ze 7 kotlů, tří původních a 4 nových TFU 800, na celém zařízení je v současné době dokončována rekonstrukce. Roční prodej tepla cca 30 tis. GJ, původní kotle jsou s pásovým roštem o účinnosti 70 % a jednotkovém tepelném příkonu 3,37 MW, nové s pohyblivým roštem o účinnosti 86 % a jednotkovém tepleném příkonu 0,93 MW. Stávající emisní dosahované koncentrace na jednotlivých kotlích jsou 45 – 231 mg/Nm3 pro TZL, 1 850 – 2 400 mg/Nm3 pro SOx a 380 – 570 mg/Nm3 pro NOx. Nákladová cena tepla v teplárně je cca 400 Kč/GJ bez DPH. Je spalováno hnědé uhlí, ořech 2 Bílina. S ohledem na současné investice do rekonstrukce ve výši 11 mil. Kč lze dle managementu podniku očekávat, že po zavedení nových emisních limitů bude podnik usilovat o doplnění technologií pro plnění nových emisních limitů. U zdrojů počítáme s instalací tkaninového filtru pro dosažení emisních limitů pro TZL s investičními náklady 20,5 mil. Kč a provozními náklady ve výši 1,9 mil. Kč ročně. Tyto náklady rozpuštěné do ceny tepla by vedly k navýšení ceny o 132 Kč/GJ. Náklady na odsíření (kondiciovaná metoda odsíření) počítáme ve výši 30 mil. Kč, což včetně provozních nákladů 33

povede ke zvýšení ceny tepla o dalších cca 120 Kč. Celkově jde tedy o investice ve výši 53,5 mil. Kč a nárůst ceny tepla při plném přenesení vícenákladů do ceny tepla ve výši 247 Kč/GJ.

Provozovna 2 Uhelný fluidní kotel spalující hnědouhelný hruboprach o výhřevnosti 13,6 GJ/t byl uveden do provozu v roce 2008. Náklady na výstavbu 54 mil. Kč. Příkon 8,535 MWt. Je provozován v kogeneračním režimu. Jde o fluidní kotel se jmenovitým tepelným příkonem 8,5 MW. Účinnost kotle se pohybuje na úrovni cca 82 %. Roční prodej tepla přesahuje 150 tis. GJ a prodej elektřiny 430 MWh. Provozovatel poskytl data za roky 2011-2013. Závod je provozován s kladným hospodářským výsledkem. Cena tepla se pohybuje na úrovni 400 Kč/GJ. Na kotli je dosahováno emisních koncentrací 1,9 mg/Nm3 pro TZL, 1 976 mg/Nm3 pro SOx a 648 mg/Nm3 pro NOx. S ohledem na plnění navrhovaných emisních limitů pro TZL i NOx jsou dále analyzována pouze opatření ke snížení emisí SOx, a to:  Suchá aditivní technologie: parametry byly spočítány dle parametrů pro odsíření fluidních kotlů. Vápenec Čertovy schody s cenou 620 Kč/tuna; vícenáklady do ceny tepla byly započítány ze 100 %; náklady na dopravu vápence a odstranění produktů odsíření byly odhadnuty ve výši 40 % nákladů na nákup vápence. Za daných parametrů se jedná o roční náklady ve výši 1,6 mil. Kč, což odpovídá navýšení cen tepla o 7 Kč/GJ.  Polosuchá vápnová metoda, počítáno za následujících parametrů technologie: Investiční náklady 29,7 mil. Kč, desetileté odpisy, provozní náklady na elektrickou energii 435 tis. Kč (spotřeba elektřiny 5 kWh/tuna vyrobené páry), spotřeba hydroxidu vápenatého 40 kg/t uhlí při ceně 2 500 Kč/t a cena za odstranění produktů odsíření ve výši 1 200 Kč/t. Za těchto parametrů celkové roční náklady dosahují 5,6 mil. Kč, což při přenesení vícenákladů ze 75 % do ceny tepla činí navýšení nákladů na výrobu tepla o 27 Kč/GJ.

Provozovna 3 Dva roštové uhelné kotle Dukla z roku 1965 o instalovaném tepelném příkonu 12 t páry/hodinu (8,4 MWt) a účinností 75 % a jeden víceméně záložní plynový kotel (podíl výroby tepla do 2 %). Stávající kotle nemají žádnou automatiku. Jedná se o roštové uhelné kotle s přehřátím na 280 °C. Je spalováno sokolovské hnědé uhlí. Dosahované emisní koncentrace jsou 19 mg/Nm3 pro TZL, 2054 mg/Nm3 pro SOx a 372 mg/Nm3 pro NOx. Městská výtopna, související s lázeňskými provozy. Výtopna vyrábí cca 200 tis. GJ/rok.

34

Management společnosti uvádí, že případné přijetí emisních limitů dle návrhů Evropské komise by znamenalo provést celkovou rekonstrukci kotlů, a to s cenou okolo 200 mil. Kč. Rekonstrukce by zahrnovala u uhelných kotlů z roku 1965 kompletní výměnu topeniště, nové odsíření a úpravy v návazných provozech, denitrifikace apod. Alternativně zvažuje management firmy odstavení uhelných kotlů a nahrazení výroby tepla ze stávajícího plynového kotle s úpravou hořáků za cca. 2 mil Kč. Tato varianta by ovšem dle managementu společnosti znamenala citelné zvýšení ceny tepla ze současných 424 Kč/GJ až na cca 845Kč/GJ. Modelově počítáme s instalací tkaninových filtrů, investičně 47,5 mil Kč a navýšení variabilních nákladů o 8,24 mil. Kč. Při 100% přenesení vícenákladů do ceny tepla se tyto náklady promítnou navýšením o 65 Kč/Gj. Náklady na odsíření (kondiciovaná metoda odsíření) 50 mil. Kč vyvolají (po započtení variabilních nákladů) navýšení ceny tepla o cca 40 Kč/GJ. Ve srovnání s ostatními zdroji jde o obdobné investiční náklady, ale nižší dopady do ceny tepla s ohledem na vyšší výrobu tepla, do které je možné náklady rozpustit. Provozní náklady tkaninových filtrů vyvolávají celkový vyšší dopad do ceny tepla ve srovnání s dopadem odsíření, a to i přes obdobné investiční náklady obou technologických celků.

Provozovna 4 Provozovna má 3 kotle, spalování probíhá na roštových kotlích, u dvou kotlů jde o přesuvné vratné rošty (s tepelnými příkony 2 x 8MWt), které jsou v provozu cca 4 tis a 5,5 tis. hodin/rok a kotel K4 má pásový rošt a pohazovač (tepelný příkon 13MWt), je v provozu 2,2 tis. hodin/rok. Je spalováno energetické hnědé uhlí – hruboprach z produkce SD a.s. Chomutov s výhřevností 12,67 GJ/t. Zdroje jsou zařazeny do EU ETS. Emisní koncentrace dosahují hodnot 29 mg/Nm3 pro TZL, 1 921 mg/Nm3 pro SOx a 294 mg/Nm3 pro NOx. Provozovatel uvádí velkou nejistotu ohledně budoucího vývoje, neboť není zjevné, zda vlastník výtopny bude chtít investovat a případně kolik bude chtít investovat. Provozovatel uvedl vlastní odhad investičních nákladů na výstavbu nového (pravděpodobně fluidního kotle) ve výši cca 35 mil. Kč. S těmito náklady by byly zdroje pravděpodobně schopen plnit emisní limity do roku 2025. Pak by dle představy provozovatele bylo nutné vybudovat dodatečné odsíření za cca 20 mil. Kč, anebo změnit palivo (biomasa). Modelově počítáme s instalací tkaninových filtrů, investičně 40 mil Kč a navýšením provozních nákladů v důsledku provozu tkaninových filtrů o 7,7 mil. Kč ročně, přeneseno do ceny tepla dojde ke zvýšení ceny tepla o 59 Kč/GJ. Náklady na odsíření (kondiciovaná metoda odsíření) 50 mil. Kč včetně provozních nákladů vyvolají další navýšení ceny tepla o 45 Kč/GJ. Celkově jde o navýšení ceny tepla přibližně o 100 Kč/GJ ze stávající úrovně 425 Kč/GJ (bez DPH).

35

U této provozovny můžeme tento scénář srovnat se scénářem přebudování kotlů na moderní fluidní kotel, který by plnil emisní limity CO a NOx bez nutnosti instalace dodatečných technologií, emise TZL by byly řešeny tkaninovým filtrem. Odsíření by bylo provedeno dávkováním vápence do fluidní vrstvy. Vzhledem k vyšší účinnosti spalování (88 % oproti stávající cca 75 %) by toto řešení technicky znamenalo kotel o tepelném příkonu 25 MW. Při uvažování střední měrné sirnatosti 0,45 g/MJ je teoretická koncentrace SO2 ve spalinách bez odsíření (uvažováno 8 % kyslíku ve spalinách): 2 500 mg/Nm3, 6% O2ref, suchý plyn. Potřebná účinnost odsíření pro EL = 400 mg/Nm3, 6% O2ref: 84 %; potřebný stechiometrický poměr Ca/S pro fluidní kotel: cca 5,2. Poměr CaCO3/uhlí je daný čistotou vápence. Vztaženo na 1 GJ vyrobeného tepla v kotli, jsou tyto hodnoty 9 resp. 11,5 kg vápence. Zdroj se tedy obejde bez sekundárního odsíření. Uvažovaná investice by zahrnovala násypku uhlí (bez kryté skládky a zauhlovacích pásů), dopravníky uhlí do kotle, kotel, ohniště, tlakový celek včetně bubnu, systém výměníků (ekonomizér, výpadník, přehřívák páry, ohřívák vzduchu), systém spalin – vzduch až na vstupní přírubu komína, systém škvárového hospodářství (vodní uzávěr kotle, drtič škváry, dopravníky do kontejneru, izolace a oplechování, plošiny a obslužné lávky), systém dávkování vápence, tkaninový filtr TZL, nutné stavební přípomoci (otevření střechy na montáž, úpravy základových prvků, elektro a měření a regulace, uvádění do provozu. Počítáme investici ve výši 250 mil. Kč. Z výše uvedeného je zřejmé, že se jedná o více než dvojnásobně drahou investici, avšak provozovatel bude mít k dispozici moderní zařízení s vyšší účinností, nižšími emisemi a nižšími provozními náklady odsíření. Dojde tak k úspoře paliva a s ohledem na výraznou redukci snížení emisí i eliminaci nutnosti platit poplatky za emise do ovzduší. Vyšší účinnost zdroje a nižší spotřeba paliva – tedy i emisí CO2 se promítne i do úspory povolenek na emise CO2, neboť zdroj je v systému EU ETS. Přesný výpočet zde není prezentován, neboť jde o úspory v řádu jednotek stovek tisíc Kč ročně, což nemá výrazný vliv na celkovou ekonomiku provozovny a tedy i na cenu tepla na výstupu ze zdroje.

Provozovna 5 Teplárna dodávající teplo téměř výhradně do domácností ve výši 50 tis. GJ/rok. Uhelné kotle (2,7 MWt z roku 1974; ČKD Dukla s pohazovačem; NOx kontrol z roku 2009; 2,8MWt a jeden záložní uhelný kotel 5,4 MWt, dále má firma 3 záložní plynové kotle (6,98; 1,8 a 1,45 MWt). Emisní koncentrace dosahují hodnot 48 mg/Nm3 pro TZL, 2342 mg/Nm3 pro SOx a 453 mg/Nm3 pro NOx. Stávající cena tepla okolo 450 Kč/GJ. Modelově je ve studii počítáno s úpravou technologie na 2 běžně užívaných kotlích s investičními náklady na tkaninový filtr ve výši 12 mil. Kč, provozními náklady 1,8 mil. Kč, což by vedlo ke zvýšeným nákladům ve výši 61 Kč/GJ. Náklady na odsíření ve výši 23 mil. Kč, což znamená (po započítání provozních nákladů) další navýšení ceny o 60 Kč/GJ. Celkově jde tedy o navýšení ceny o 120 Kč/GJ.

36

Následující tabulka shrnuje výsledky mikroekonomické analýzy. Tabulka 4.2: Navýšení ceny z titulu plnění emisních limitů Provoz 1 Provoz 2 Provoz 3 Provoz 4 Provoz 5

Průměr

11 30 20,5

8,5** plní plní

16,8 50 47,5

29 50 40

5,5 23 12

15,2 38 30

50,5

--

98

90

35

68

115

. 7 -27

40

45

60

53

132

--

65

59

61

65

247

7-27

105

104

121

117

Odhadované náklady na výstavbu fluidního kotle (mil. Kč)

90

--

250

230

20

--

Odhadované náklady na přestavbu na plynový zdroj (mil. Kč)

44

--

107

89

24

--

Celkový tepelný příkon (MW)*

Investice odsíření Investice TZL Celkové investice na dosažení EL (mil. Kč) Nárůst ceny tepla z titulu odsíření (včetně variabilní nákladů) Nárůst ceny tepla z titulu TZL (včetně variabilní nákladů) Celkové navýšení ceny tepla (včetně variabilních nákladů, Kč/GJ)

*Pro účely mikromodelu jsou k výpočtu použity pouze jen kotle, které jsou v běžném provozu. Záložní zdroje a plynové zdroje jsou vyjmuty, ačkoliv jsou v popisu uvedeny. **Fluidní kotel plnící již v současné době návrh EL pro TZL a NOx Zdroj: vlastní analýza na základě dat z podniků, průzkumu mezi podniky a konzultací s ČVUT

Jak je patrné z tabulky, investiční náklady na instalaci koncových technologií pro daná zařízení se pohybují od 35 do 98 mil. Kč a pro zdroje nad 5 MWt je investice do koncových technologií investičně méně náročnou než kompletní přestavba zdroje na fluidní technologii. Totéž nelze říct o přestavbě zdrojů na plynový zdroj. Realizované investice a navýšení provozních nákladů, které jsou rozpuštěny do ceny tepla, znamenají navýšení ceny tepla za 1 GJ od 104 do 247 Kč (bez započtení fluidního kotle, u něhož by nové emisní limity neznamenaly nutnost investovat), průměrné navýšení ceny tepla pro zkoumané zdroje je 117 Kč/GJ (se započítáním fluidního kotle), bez něj jde o průměrné navýšení ceny tepla o 144 Kč/GJ. Pro fluidní kotel ve vzorku je toto navýšení od 7 do 27 Kč na 1 GJ a je způsobeno pouze nutností dávkovat sorbent do spalování kvůli snížení emisí SOx. Uvedené závěry nemění ani fakt, že rekonstrukce zdrojů by znamenala navýšení jejich účinnosti, které vede k úspoře paliva a v některých případech i emisních povolenek. Tato úspora se modelově pohybuje na úrovni 10 – 15 Kč/GJ při změně účinnosti ze 76 % na 88 %. Analýza je však provedena pouze na omezeném vzorku zdrojů. Údaje o nákladech na koncová zařízení snižování emisních koncentrací ve spalinách, stejně jako data o nákladech výstavby nových fluidních kotlů je nutno považovat pouze za indikativní. I přesto jsou uvedená zjištění velmi závažná. Navýšení ceny tepla v uvedených řádech znamená, že teplo vyráběné ve starších uhelných zdrojích by se dostalo v některých případech na hranici konkurenceschopnosti s ostatními způsoby vytápění, v některých případech by se stalo zcela nekonkurenceschopné. U podnikových energetik může zvýšení ceny tepla způsobit zhoršení jejich konkurenceschopnosti. Při interpretaci výsledků musíme navíc brát 37

v potaz, že provozovatelé mohou mít problémy se získáním úvěrů na financování výše předpokládaných investic s ohledem na stáří zdrojů a nejistotu ohledně dostupnosti a ceny paliva. Investování z vlastních zdrojů je přitom nepravděpodobné a navíc daňově nevýhodné. S ohledem na uvedené je možné konstatovat, že případné přijetí Směrnice v analyzované podobě by mohlo vést k zániku stávajících soustav zásobování teplem u mnoha roštových a granulačních technologií. Oblasti, které nyní nelze uspokojivě zodpovědět jsou: (i) jak zareagují výrobci zařízení na zachytávání emisí, resp. jaký je prostor ke snižování ceny technologií. (ii) jaký je prostor pro snížení nárůstu ceny redukcí zisku; u zkoumaných zdrojů jsme pro transparentnost počítali s tím, že veškeré vícenáklady budou rozpuštěny do ceny tepla. Pokud bylo počítáno jinak, je to uvedeno v textu u popisu zdroje a předpokladů analýzy. Z dat o hospodaření podniků, která jsme získali, vyplývá, že podniky nemohou investice výraznější měrou pokrýt ze zisku. Průmyslové podniky dodávají v rámci firmy za nákladovou cenu a městské výtopny jsou často vlastněny městem a jsou provozovány bez výrazného zisku, spíše jako služba občanům. Prostor pro snížení nárůstu ceny ve srovnání s uvedenými daty je tak spíše v řádu jednotek Kč. (iii) zda se neobjeví nové technologie nebo možnosti dosažení redukce emisních koncentrací. Jako jedna z možností se jeví kombinace spoluspalování biomasy pro naředění spalin a přiblížení se povoleným emisním koncentracím SOx a vysoce aditivovaných uhlí (která nyní na trhu v ČR nejsou dosud běžně dostupná) a nějaké levnější méně účinné dodatečné odsíření nebo rozvolnění požadavků 400 mg/Nm3 pro SOx na jinou úroveň (např. na úrovni cca 1 000 mg/Nm3). Stejně jako u tříděného uhlí jsme provedli šetření mezi zdroji, v rámci kterého jsme zjišťovali, jaké plány mají provozovatelé v reakci na plánované změny. Následující kapitola představuje výsledky šetření mezi podniky. Předpokládali jsme přitom několik možných scénářů toho, co se se zdroji do budoucna stane:      

Kotle budou doplněny o koncové technologie a bude zachován jejich provoz; Stávající kotle budou nahrazeny novými moderními fluidními kotli spalujícími uhlí; Uhelné kotle budou nahrazeny investičně levnou technologií spalující zemní plyn; Kotle budou nahrazeny kotli na biomasu; Centrální vytápění bude nahrazeno decentralizovanými drobnějšími výtopenskými zdroji tepla do 0,5 MWt; Zdroje budou ukončeny bez náhrady.

38

4.4. Makroekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů Směrnice na zdrojovou základnu ČR V rámci studie byly v první fázi vytipovány zdroje, které neplní návrh emisních limitů a Ministerstvo průmyslu a obchodu a Teplárenské sdružení ČR zprostředkovali kontakty na některé provozovatele, které řešitelé kontaktovali za účelem provedení řízeného rozhovoru a požádání o potřebná data k provedení mikroekonomické analýzy představené výše. Vzhledem k tomu, že problém se ukázal jako velice strukturovaný a z první fáze sběru dat nebylo zřejmé, jak budou provozovatelé na případné nové emisní limity reagovat, rozhodli se řešitelé provést druhou fázi sběru dat, ve které byl osloven náhodný vzorek 77 % všech provozovatelů zdrojů spalujících prachové černé a hnědé uhlí. Výsledky tohoto šetření shrnuje následující tabulka. S ohledem na navazující analýzu bylo nutné ze skupiny zdrojů vyčlenit fluidní kotle, neboť ty mají v některých případech jiné možnosti dosahování EL pro SOx a bylo proto nutné zacházet s nimi v analýze jinak než s roštovými a granulačními kotli.

Tabulka 4.3: Výběrový vzorek mezi zdroji spalující prachové uhlí Odhad počtu Počet zdrojů, Obdrženo Celkem zdrojů které vlastní relevantních Počet zdrojů zdrojů, které neplnících oslovení informací od zahrnutý v neplní EL návrh EL provozovatelé provozovatelů odpovědích Zdroje bez fluidních kotlů Zdroje s fluidními kotli Celkem Zdroj: Vlastní analýza

47

64

43

17

35

15 62

15 79

6 49

4 21

6 41

Z tabulky je možné vyčíst, že jsme se dotázali provozovatele 49 zdrojů (včetně fluidních), relevantní údaje jsme dostali od 41 z nich, a to z celkového počtu 62 zdrojů (o kterých jsme měli data o neplnění návrhu EL). Dopočteme-li na základě pravděpodobnosti neplnění EL v základním souboru zdrojů, pro která máme data, pravděpodobný počet zdrojů, které by neplnily návrh nových emisních limitů, dojdeme k číslu 79. Předpokládáme tedy, že v ČR existuje 79 zdrojů, které by za stávající situace neplnily hodnoty emisních limitů navrhovaných ve Směrnici. Následující tabulka zobrazuje výsledky šetření mezi podniky, dopočet základního souboru podle výběrového vzorku, obojí zvlášť pro fluidní kotle, ostatní kotle a celkově.

39

Tabulka 4.4: Výsledky výběrového šetření mezi provozovateli zdrojů


Snaha o Úprava/ zachování doplnění roštového technologie zdroje stávajícího Přechod doplněním fluidního na plyn po technologie kotle roce 2018

Přechod na biomasu

Zatím nejsou schopní odhadnout, co bude dál (neví)

Provoz ukončen Decentralizace

Celkem

Počet provozovatelů Počet zdrojů (bez fluidních kotlů)

3

4

2

1

2

2

7

1

22

9

12

0

1

1

2

8

2

35

Počet zdrojů (pouze fluidy)

0

0

3

0

1

1

1

0

6

Počet zdrojů (celkem)

9

12

3

1

2

3

9

2

41

Procento ve vzorku (bez fluidů)

26%

34%

0%

3%

3%

6%

23%

6%

1

Procento ve vzorku (fluidů)

0%

0%

50%

0%

17%

17%

17%

0%

1

Počet zdrojů v základním souboru (bez fluidů)

16

22

0

2

2

4

15

4

64

Počet zdrojů v základním souboru (fluidy)

0

0

9

0

3

0

3

0

15

Počet zdrojů v základním souboru (celkem)

16

22

9

2

5

4

18

4

79

Zdroj: Vlastní analýza, šetření mezi podniky

Ze šetření mezi podniky (bez fluidních kotlů) vyplynula tato zjištění: Z celkového počtu 35 získaných odpovědí od provozovatelů jich 9 (26 % z dotázaných) plánuje přechod na fluidní kotel, 12 (34 %) plánuje doplnění technologie pro účely plnění EL, 1 (3 %) provozovatel plánuje přechod na zemní plyn, 1 (3 %) zdroje na biomasu, 2 (6 %) provozovatelé dosud neví a 8 (23 %) zdrojů ze vzorku již provoz ukončilo nebo se chystá ukončit. Ukončení provozu CZT s následnou decentralizací plánují 2 (6 %) provozovatelé. Ve skupině zdrojů je dále celkově 15 fluidních kotlů, z toho se podařilo v rámci šetření mezi podniky kontaktovat 6 zdrojů. Z těchto 6 zdrojů 3 plánují doplnění technologie pro plnění nových EL, 1 přechod na biomasu, 1 provozovatel zatím neví a 1 již provoz ukončil. Pro účely další analýzy a po dalších konzultacích jsme ve studii předpokládali, že 9 zdrojů (z celkového počtu 15) bude usilovat o doplnění technologie pro plnění emisních limitů, 3 zdroje přejdou na biomasu, 3 zdroje provoz ukončí. Na základě dopočtu předpokládaných reakcí provozovatelů do základního souboru všech zdrojů, které pravděpodobně neplní EL2, lze očekávat následující změny u zdrojů spalujících hnědé a černé uhlí prachové:  16 zdrojů přejde na fluidní kotel;  22 zdrojů bude usilovat o doplnění technologie pro účely plnění EL;  9 zdrojů doplní stávající fluidní kotel pro plnění emisních limitů;  2 zdroje přejdou na zemní plyn;  5 zdrojů přejde na biomasu;  u 4 zdrojů jejich provozovatelé dosud neví; 2

Jde jak o zdroje, pro které byla dostupná data, tak o zdroje, pro které data dostupná nebyla. U těchto zdrojů byl proveden předpoklad, že na základě poměrného zastoupení EL nesplní.

40

 18 zdrojů skončí/skončilo provoz bez náhrady;  4 provozovatelé ukončí provoz centrálního zdroje tepla a dojde k decentralizaci. Na základě uvedených zjištění a projekcí je dále proveden propočet celkových nákladů na změnu zdrojové základny v důsledku případného přijetí emisních limitů dle návrhu Směrnice. Průměrná velikost zdroje, který neplní EL pro TZL, je 8,59 MWt a průměrná velikost zdroje, který neplní EL pro SO2 je 10,95 (viz tabulka), tedy průměrný příkon zdroje neplnícího jeden nebo oba emisní limity je 9,77 MWt. Tabulka 4.5.1: Neplnění emisních limitů ve skupině zdrojů spalujících prachové uhlí Příkon (MWt) Počet zdrojů neplnících EL u TZL Počet zdrojů neplnících EL u SO2

Celkem zdrojů

Průměrný příkon

0

22

8,59

1

62

10,95

1

2

3

4

6

7

8

9

10 12 13 14 15 16 17 21 22 27 30

1

2

1

2

0

3

6

0

0

0

1

1

4

0

1

0

0

0

1

6

1

4

1

9

9

1

1

6

2

1

9

2

1

3

2

2

Zdroj: Vlastní analýza na základě dat REZZO

Tabulka 4.5.2: Investiční náklady na přestavby ve skupině zdrojů spalujících prachové uhlí Investiční náklady přestavby na Investiční náklady plyn (mil. decentralizace Kč/MWt) (mil. Kč)

Příkon v MW

Investiční náklady Fluidní kotel (mil. Kč)

Investiční náklady biomasa (mil. Kč)

0,5 1–5

4 10 - 15

3 8 - 17

4,5

5-10 10-15

15 - 80 120 - 160

17 - 100 130 - 180

3,5

15 +

160 +

180 +

2,1

Zdroj: Vlastní analýza, konzultace ČVUT, BFS Energy, Teplárenské sdružení ČR, data od provozovatelů

Vzhledem k tomu, že náklady na výstavbu fluidních kotlů a kotlů na biomasu ve zkoumaném příkonovém pásmu nemají lineární průběh (viz tabulka výše) a řešitelé neznají přesné procentuelní zastoupení zdrojů, které plánují avizované změny (jak byly popsány výše), je nutné spočítat průměrné náklady na 1 MWt pro výstavbu fluidního kotle a kotle na biomasu jako vážený průměr mezi zdroji v základním souboru. Za tímto účelem byly odhadnuty náklady na výstavbu fluidních a biomasových kotlů pro jednotlivé příkony 1-30 MWt a na základě počtu (váhy) zdrojů pro jednotlivé příkony byl spočítán průměrný náklad na 1 MWt. Tento náklad ve výši 20,64 mil. Kč pro fluidní kotel a 21,3 mil. Kč pro biomasu je možné interpretovat jako průměrný náklad na výstavbu 1 MWt zdroje při daném procentním zastoupení kotlů v jednotlivých příkonech. 41

Na základě uvedených propočtů bylo možné odhadnout investiční náklady jednotlivých chystaných změn v základním souboru zdrojů spalujících prachové uhlí. 1. Přechod na fluidní kotel a náklady přechodu na biomasu: Na základě nákladů přechodu na fluidní kotel u průměrného zdroje ve skupině (tedy s příkonem 9,77 MWt) byl proveden výpočet nákladu přechodu na fluidní kotel (náklady ve skupině zdrojů jsou 3,3 mld. Kč) a přechodu na biomasový kotel (náklady ve skupině zdrojů jsou ve výši 1 mld. Kč). 2. Náklady přechodu na zemní plyn jsou vypočteny jako náklad na 1 MWt instalovaného příkonu, průměrné velikosti zdroje ve skupině a nákladů na instalaci 1 MWt (viz tabulka výše). 3. Náklady za doplnění technologie u roštových kotů jsou spočteny jako náklady na technologie odsíření kondiciovanou metodou u průměrného kotle ve skupině (9,77 MWt) ve výši 30 mil. Kč a nákladů na instalaci tkaninového filtru ve výši 18 mil. Kč. 4. Náklady na doplnění fluidní technologie jsou počítány obdobně, náklad je však započítán pouze ze 2/3, neboť předpokládáme technologicky o něco snazší řešení (ve skupině jsou starší i novější fluidní kotle, některé kotle budou dobudovávat pravděpodobně pouze odsíření). 5. Náklad u 4 zdrojů, jejichž provozovatelé zatím neví, jak budou na změnu legislativy reagovat, je vypočten jako průměrný náklad všech výše uvedených variant, který činí 7,46 mil. Kč na 1 MWt. Jde o 4 zdroje po 9,77 MWt, tedy náklad ve výši 292 mil. Kč (viz následující tabulka).

Zvýšení provozních nákladů pro jednotlivé uvažované změny bylo počítáno na základě výroby tepla a instalovaného příkonu (u odprášení) a dle výroby tepla u odsíření. U jednotlivých variant se pak konkrétně jedná o následující náklady: u přechodu na fluidní kotel a úpravy stávajícího fluidního kotle jsou náklady počítány jako spotřeba vápence pro odsíření a uložení na skládku, u odprášení jde o náklady na spotřebu elektrické energie a výměnu hadic u technologie. U zdrojů, které budou usilovat o zachování stávající roštové technologie, počítáme náklady na odprášení identicky. Náklady na odsíření jsou spočteny na základě výroby tepla jako spotřeba hydroxidu vápenatého a jeho odstranění na skládku. Provozní náklady přechodu na plyn jsou spočteny jako násobek výroby tepla zdroji v základním souboru, které přejdou na zemní plyn a vícenákladů navýšení ceny tepla ve výši 200 Kč/GJ. U přechodu na biomasu počítáme pouze s variabilními náklady odprášení. U zdrojů, které neví, jak budou na změnu legislativy reagovat, počítáme s průměrnými provozními náklady všech předchozích variant. Souhrn investičních a provozních nákladů pak přehledně zachycuje následující tabulka. 42

Tabulka 4.6: Výsledky výběrové šetření mezi provozovateli zdrojů Přechod na fluidní kotel Počet zdrojů v základním souboru (bez fluidů) Počet zdrojů v základním souboru (fluidy) Počet zdrojů v základním souboru (celkem) Celkové množství vyrobeného tepla (v GJ) Roční provozní náklady (mil. Kč) Investiční náklady (mil. Kč)

Snaha o Úprava/ zachování doplnění Přechod roštového technologie na plyn zdroje stávajícího po roce doplněním fluidního 2018 technologie kotle

Zatím nejsou Přechod schopní Provoz Decentr na odhadnout ukončen alizace biomasu , co bude dál (neví)

Celkem

16

22

0

2

2

4

15

4

64

0

0

9

0

3

0

3

0

15

16

22

9

2

5

4

18

4

79

790 668

1 054 224

220 735

87 852

161 430

249 282

776 395 175 704 3 516 291

45

65

10,5

17,6

9,2

15,9

0

--

163

3 319

1 053

288

80

1 005

292

--

36

6 073


Z uvedené analýzy vyplynulo, že celkové investiční náklady jsou 6 mld. Kč a celkové roční provozní náklady činí 163 mil. Kč. Průměrné investiční náklady na „vyřešení“ 1 MWt jsou 7,8 mil. Kč, zatímco provozní náklady na 1 MWt jsou 211 tis. Kč.

43

5. Zdroje spalující biomasu Cílové EL: SO2

200 mg.m-3

NOx

650 mg.m-3 pro staré zdroje (dále uváděno jako NOxS) a 300 mg.m-3 pro nové zdroje (dále uváděno jako NOxN).

TZL

25 mg.m-3

Technologicky se jedná převážně o nové roštové kotle, kotle s pásovým, řetězovým nebo přesuvným roštem instalované po roce 1990. Spalování probíhá většinou s primárním vzduchem foukaným pod rošt a sekundárním vzduchem pro dodržení EL na CO. Většinou jde o kotle postavené jako hořáky spalující biomasu s následným dochlazením spalin nebo jako membránové kotle se spalováním na roštu. Většinou se jedná o kotle pracující ve výtopnách jako horkovodní nebo teplovodní kotle.

5.1.


Emisních limitů na NOx a CO je dosahováno sekundárním vzduchem - pásmováním. Pro zachycení TZL jsou použity většinou mechanické multicyklony (plní emisní limit TZL do 200 mg/Nm3). Zdroje většinou plní stávající emisí limity. TZL závisí na nasazené technologii. Středních zdrojů spalujících biomasu se v ČR nachází celkem 247. Dle jednotlivých polutantů plní navržené emisní limity následovně: Tabulka 5.1: Míra plnění EL zařízeními s palivem dřevo a biomasa Dřevo a biomasa

Emise

TZL SO2 NOx

CELKEM (1 - 50 MW) Zdroje s Zdroje s Z toho dostupnými dostupnými neplní nové údaji údaji EL neplnící nové EL 181 173 181

140 5 4

77 % 3% 2%

Zdrojů celkem

Odhadovaný počet zdrojů neplnících EL

Zdroje s dostupnými údaji / zdroje celkem

247 247 247

197 7 5

73 % 70 % 73 %

Emisní limity pro TZL neplní 140 zdrojů ze 181 zařízení, o kterých máme data z REZZO, tj. 77 % našeho vzorku. Vzhledem k celkovému počtu zdrojů ve výši 247 však máme informace pouze o 73 % všech zdrojů. Na jejich základě odhadujeme, že při stejné míře neplnění (77 % u našeho vzorku) neplní nové emisní limity v ČR celkem 197 zdrojů. Emisní limity pro SO2 neplní 5 zdrojů ze 173 zařízení, o kterých máme data z REZZO, tj. 3 % našeho vzorku. Vzhledem k celkovému počtu zdrojů ve výši 247 však máme informace pouze 44

o 70 % všech zdrojů. Na jejich základě odhadujeme, že při stejné míře neplnění (3 % u našeho vzorku) neplní nové emisní limity celkem 7 zdrojů. Emisní limity pro NOx neplní 4 zdrojů ze 181 zařízení, o kterých máme data z REZZO, tj. 2 % našeho vzorku. Vzhledem k celkovému počtu zdrojů ve výši 247 však máme informace pouze o 73 % všech zdrojů. Na jejich základě odhadujeme, že při stejné míře neplnění (2 % u našeho vzorku) neplní nové emisní limity celkem 5 zdrojů.

5.2.


Za účelem plnění návrhu zpřísněných EL by ke kotlům spalujícím biomasu musely být instalovány tkaninové filtry, které dokážou emisní koncentrace snížit s rezervou až na požadovanou hodnotu. Vzhledem k tomu, že jde o stejnou technologii jako u uhelných zdrojů, investiční i provozní náklady jsou počítány stejně jako u uhelných zdrojů výše. Na základě dostupných dat byly modelovány celkové investiční náklady na splnění EL pro TZL ve výši 1,46 mld. Kč a provozní náklady ve výši 191 mil. Kč. Průměrné navýšení ročních investičních nákladů lze odhadovat na 0,249 mil. Kč na instalovaný 1 MW příkonu a průměrné navýšení ročních provozních nákladů lze odhadovat na 0,325 mil. Kč. na instalovaný 1 MW příkonu. Odhad do ceny tepla činí necelých 60 Kč na prodaný GJ. Vzhledem k malému počtu zdrojů jsou tyto vyvolané náklady na plnění EL pro SOx a NOx zanedbány, lze však obecně hovořit o nákladech nepřevyšujících nižší desítky milionů korun.

45

6. Zdroje spalující kapalná paliva (lehké a těžké topné oleje, mazut, topná nafta) Celkem do této kategorie dle databáze REZZO spadá 646 zdrojů, údaje k emisím jsou uvedeny pouze u 88 zdrojů. 67 zdrojů, které provozuje 50 provozovatelů, by pak nově navrhované EL neplnilo. Emise SOx jsou řešitelné pouze na straně paliva. Emise NOx jsou řešitelné nízkoemisními hořáky. Pro nasazení nízkoemisních hořáků bude muset být pravděpodobně snížen výkon kotle – nízkoemisní hořáky mají menší zatížení objemu spalovací komory kotle. Měrná sirnatost kapalného paliva by musela být pod 0,02 g/MJ, aby byl splněn emisní limit 170 mg/Nm3, a pod 0,05 g/MJ, aby byl splněn emisní limit 350 mg/Nm3 při 3% O2ref. Pro představu to znamená maximální obsah síry v TTO 0,08 resp. 0,19 %. Typická hodnota obsahu síry pro TTO je cca 1 %, pro LTO cca 0,15 %. U rostlinných olejů je to prakticky nula. U těchto paliv z cenových důvodů patrně dojde k přechodu provozovatelů k zemnímu plynu nebo biomase. Nevýhodou přechodu na plyn je nutnost rezervovat objem, provozovatel musí pracovat s rezervovanou kapacitou a platit za případné překročení. Provozovatel s nejasným odběrovým diagramem tak preferuje kapalné palivo, které má v nádrži a neplatí žádnou kapacitu - to vše platí stejně pro všechny stabilizační hořáky a záložní hořáky. Při zpracování studie se podařilo zkontaktovat 29 provozovatelů, na 21 se nepodařilo nalézt kontakt nebo s nimi navázat spojení. Analýza rozhovorů přinesla následující výsledky: 





  

4 provozovatelé již přestali kapalná paliva používat, buď přešli na zemní plyn (2) nebo výrobu bez náhrady ukončili (2). Důvodem bylo jak stáří strojů, tak ekonomické důvody, rozhodnutí provozovatelů nebylo ovlivněno národní ani nově navrhovanou evropskou legislativou. 3 zdroje jsou používány jako záložní bez reálného vytížení. Provozovatelé počítají s vyřazením těchto zdrojů do roku 2018, v jednom zdroji probíhá zásadní modernizace. 7 provozovatelů má zdroje na hranici životnosti, které projdou buď plynofikací (5), nebo budou zrušeny bez náhrady s ohledem na změny ve výrobě, na které jsou navázány (2). 1 provozovatel mění druh paliva z ekonomických důvodů přechodem na decentralizovanou výrobu tepla s malými kotli o příkonu do 0,1 MW. 3 zemědělská družstva plánují provoz ukončit a služby, ke kterým byly zdroje užívány, outsourcovat (sušení sena apod.). 3 provozovatelé využívají kombinovaného spoluspalování mazutu a plynu. Nabytí účinnosti národní legislativy povede po roce 2018 k přechodu na spalování zemního plynu a ukončení spalování kapalných paliv. Tento přechod si vyžádá pouze zvýšení nákladů za rezervační poplatek za plyn. 46

 



4 zdroje počítají s plynofikací z důvodu národní legislativy od roku 2018. 1 provozovatel by na plyn rád přešel, ale bohužel v okolí není zaveden. Hledá proto nyní alternativy k změně, s největší pravděpodobností přejde na decentrální výrobu se spalováním uhlí. Zbývající 2 provozovatelé při prvním kontaktu jakékoliv změny odmítli, toto odmítnutí bylo ale dáno neznalostí národní legislativy. Při bližším prostudování podmínek národní legislativy došli k závěru, že změny budou nutné již k roku 2018. Očekávají přechod na plyn.

Z výše uvedeného průzkumu mezi provozovateli vyplývá, že od roku 2018 dojde u většiny zdrojů buď k plynofikaci, přechodu na decentrální výrobu, nebo úplnému uzavření zdrojů. Z tohoto důvodu lze očekávat, že nově navrhované EL pro kapalná paliva nebudou mít žádný významný dopad, protože ke změnám dojde již do roku 2018. S ohledem na uvedené je zřejmé, že činnost zdrojů spalujících kapalná paliva bude zastavena již před rokem 2018 v důsledku nabytí účinnosti národní legislativy. Případné přijetí Směrnice proto nevyvolá náklady u zdrojů spalujících kapalná paliva.

47

7. Zdroje spalující bioplyn Bioplynové spalovací elektrárny jsou zdroje základního zatížení, které vyrábějí elektřinu v kogeneračních jednotkách. Kogenerační jednotky bioplynových stanic využívají prakticky výhradně čtyřtaktních spalovacích motorů, které slouží k pohonu vlastních generátorů elektřiny. Tyto spalovací motory jsou pak významným zdrojem emisí, především pak z důvodu velikosti těchto spalovacích motorů a současně z důvodu trvalého provozu těchto zařízení. Ve spalinách motorů kogeneračních jednotek je možné nalézt řadu emisních složek, z nichž některé jsou regulovány emisními limity. První skupinou emisních látek jsou oxidy dusíku. Směs oxidů dusíku, která se pro svůj nejednoznačný poměr jednotlivých složek vždy označuje jako NOx, je charakteristickou emisní stopou každého spalovacího procesu, který probíhá ve směsi se vzduchem, za vysoké teploty, zpravidla v hořácích, nebo v uzavřených spalovacích komorách. Oxidy dusíku vznikají jako přirozený vedlejší produkt, kdy je hlavní složka vzduchu (dusík), účinkem vysokých spalovacích teplot částečně oxidován za vzniku nespecifické směsi oxidů dusíku v různém oxidačním stupni, souhrnně označovaných jako NOx. Analogicky pozorujeme emisní stopu oxidů dusíku např. v automobilové dopravě. Odstranění oxidů dusíku z emitovaných plynů se provádí katalytickou redukcí těchto látek. Analogickým příkladem mohou opět být katalyzátory výfukových plynů, běžně využívané v automobilech. Stejným způsobem, tedy katalytickou úpravou spalných plynů emitovaných kogenerační jednotkou, může být dosaženo požadovaných emisních limitů. Katalyzátory výfukových plynů kogeneračních jednotek jsou v současné době běžnou volitelnou opcí, kterou nabízejí všichni hlavní výrobci motorů kogeneračních jednotek (např. GE Electric, Caterpillar). Jedná se však o nové instalace a není zřejmé, zda budou schopny dosahovat požadovaných limitů NOx. Zásadním problémem je dodatečná instalace katalyzátorů na starší motory KGJ, která by vyžadovala často zásadní úpravy technologie, a to až na úrovni modernizace. Proto by bylo vhodné nové limity aplikovat na nové instalace, resp. požadovat tyto limity při modernizaci/repasi starších technologií. To by znamenalo dočasnou výjimku pro motory již instalované, přičemž jejich stáří nesmí překročit 10 let, což je běžná lhůta pro zásadnější zásahy do KGJ. Tabulka 7.1: Náklady na katalyzátory Investiční náklady (Kč) Příkon v MW 1 2 800 000 2 5 600 000 3 8 400 000 Zdroj: Česká bioplynová asociace

Druhou skupinou emisních látek je oxid siřičitý. Oxid siřičitý vzniká spalováním paliv, které obsahují sirné sloučeniny. V případě bioplynových elektráren pak vzniká spalováním 48

bioplynu, který obsahuje sulfan a nižší alkylsulfany, které se do bioplynu dostávají jako přirozené rozkladné produkty bílkovin. Oxid siřičitý je v principu možné odstraňovat ze spalin, v praxi výroby a využití bioplynu se však prakticky výhradně volí odstranění sulfanu a případných alkylsulfanů přímo z paliva, tedy z bioplynu. Odstranění těchto sirných sloučenin je možné provádět dvěma technologiemi. 1. Mikrobiální oxidace se využívá v případě, kdy znečištění bioplynu sirnými látkami je vysoké až velmi vysoké. Tato technologie využívá stechiometrické oxidace sirných látek na elementární síru. Vlastní reakce je prováděna mikroorganismy, ve zkrápěné koloně. Velkou výhodou této technologie je vysoká čistící schopnost. Běžně je možné odsiřovat i bioplyn, který obsahuje řádově desítky tisíc ppm sulfanu. Tyto koncentrace sulfanu se mohou vyskytnout v případě zpracování speciálních odpadů, nebo při čištění průmyslových odpadních vod. Tyto koncentrace jsou cca o 2 řády vyšší, než je běžné znečištění bioplynu sulfanem, v případě zemědělských bioplynových stanic. Investiční náklady této technologie jsou relativně vyšší. Výhodou jsou naopak nízké provozní náklady, v řádu jedné až dvou desítek tisíc Kč za 1 rok díky využití mikrobiální oxidace (viz tabulka níže). Tabulka 7.2: Náklady mikrobiální oxidace Příkon v MW Investiční náklady (EURO) Provozní náklady (Kč) 1 2 750 000 10 000 2 4 125 000 20 000 3 4 950 000 30 000 Zdroj: Česká bioplynová asociace

2. Absorpce na aktivním uhlí je alternativou k výše uvedené metodě pro bioplyny, které jsou znečištěné malým množstvím sulfanu a dalších sirných látek. Uhlí je pro tento účel prakticky vždy chemicky modifikováno tak, aby na jeho povrchu docházelo ke katalytické oxidaci, a nikoliv jen k adsorpci. Tím je zásadně zvýšena sorpční schopnost takto modifikovaného materiálu. Ve srovnání s mikrobiální oxidací, tato metoda nevyžaduje investičně náročná zařízení, vlastní sorpční kolona představuje náklad v řádu 500tis. Kč. Provozní náklady pak představuje nákup aktivního uhlí, a jeho likvidace po použití, kdy jde o náklady v řádu jednotek stovek tisíc Kč za rok, pro instalace 1 MW (viz tabulka níže). Tabulka 7.3: Náklady absorpce na aktivním uhlí Příkon v MW Investiční náklady (Kč) 1 500 000 2 1 000 000 3 1 500 000 Zdroj: Česká bioplynová asociace

Provozní náklady (Kč) 200 000 400 000 600 000

Při srovnání obou technologií je zřejmé, že jejich použitelnost zcela závisí na stupni znečištění produkovaného bioplynu a na produkční kapacitě zařízení. Běžně se doporučuje volit ten 49

druh technologie, jehož hodnota NPV je nižší pro požadovaný časový horizont srovnání. Ekonomicky jde o vícenáklady do 0,5 resp. max. 1 % z celkových ročních nákladů bioplynové stanice.

7.1.

Ekonomická analýza dopadů plnění návrhu emisních limitů

V této kapitole jsou stručně představeny hlavní závěry mikroekonomické analýzy plnění návrhu emisních limitů u vybraných zdrojů, pro které byla získána podrobná mikroekonomická data. Před samotným souhrnným propočtem uveďme alespoň dva příklady zdrojů, které byly analyzovány: Závod 1 Závod 1 představuje standardní bioplynovou stanici o výkonu 2 kWel. V roce 2013 dosáhla výroba tepla 13,5 TJ, které umožnily výrobu 3 454 MWh elektrické energie. Zbytkové teplo není prodáváno, ale je využito v rámci výroby na sušení fermentačního zbytku. Stanice emitovala v předchozím roce 5 tun NOx, a to při emisní koncentraci 344 mg/m3. Pro dosažení emisního limitu pro NOx by musela investovat 11,2 mil. Kč na katalyzátory výfukových plynů. Stanice plní emisní limity pro SOx. Průměrná roční výroba 3,5 GWh a fixní výkupní cena elektřiny 4 200 Kč/MWh generují roční tržby na úrovni 14,5 mil. Kč, absence možnosti zdražit svoji produkci však staví bioplynovu stanici do obtížné situace, neboť vzhledem k provoznímu zisku v řádu desítek tisíc korun by bylo velmi obtížné nově vzniklé odpisy pokrýt ze zisku či vnitřních úspor. Závod 2 Závod 2 představuje bioplynovou stanici z roku 2011 o celkovém tepelném příkonu 1,6 MW a tepelném výkonu kogeneračních jednotek 748 kW. Stanice ročně zpracuje okolo 15 500 t vstupních surovin (zejména kukuřičné siláže) a vygeneruje okolo 2,3 milionu m3 bioplynu. V roce 2012 byly naměřeny emisní koncentrace NOx ve výší 443 mg/m3. Za účelem plnění emisních limitů pro NOx by majitel musel investovat do katalyzátorů, jejichž cenu lze na základě modelových cen získat interpolací pro daný příkon, a to ve výši 6 272 tis. Kč. I v tomto případě by roční odpisy takové investice převýšily provozní zisk. Analýza dat zaměřených na SOx v rámci REZZO v rámci skupin bioplynových stanic ukázala, že v kategorii 1-5 MW je 36 zdrojů, které neplní návrh EL (35mg/m3), a to v průměru o 161 mg. Jde o 73 % zdrojů, za které jsou v REZZU data. O dalších 130 zdrojích data nemáme. Bylo-li by stejné procento neplnících zdrojů, pro které data nemáme, pak jde celkem o 131 zdrojů neplnících nový EL (v roce 2012). Zdroje neplnící emisní limity (pro které máme data) mají tyto příkony:

50

Graf 7.1 a 7.2: Četnosti zdrojů neplnících EL pro jednotlivé polutanty dle příkonu

Analýza dat zaměřených na oxidy dusíku ukázala, že 100 zdrojů v kategorii 1-5 MW neplní návrh EL (250; resp. 200mg pro nové zdroje), a to v průměru o 206 mg. Je to 88 % zdrojů, za které jsou v REZZU data. O dalších 69 data nemáme. Bylo-li by stejné procento neplnících zdrojů, pro které data nemáme, pak jde celkem o 161 zdrojů. Následující tabulky představují propočet investičních a provozních nákladů vyvolaných případnou nutností plnit nové emisní limity. V analýze jsou opět zahrnuty zdroje nad 1 MW. Pro plnění emisí SOx je počítáno s metodou absorbce na aktivním uhlí, neboť tato metoda je investičně méně náročná. Vzhledem k tomu, že většina bioplynových stanic je zatížena bankovními úvěry na výstavbu zařízení v nedávné minulosti, a vzhledem k relativně volatilnímu regulatornímu prostředí v oblasti energetiky nelze očekávat schopnost a ochotu provozovatelů financovat investičně výrazně nákladnější metodu odsíření (mikrobiální oxidaci). Náklady jsou podobně jako u předchozích skupin zdrojů dopočteny pro všechny zdroje, které hypoteticky neplní návrh EL dle Směrnice. Jak je patrné z tabulky níže, provozovatelé budou muset investovat na plnění emisních limitů SOx 128 mil. Kč, přičemž vyvolané roční provozní náklady vzrostou o dalších 51 mil. Kč. Tabulka 7.4: Náklady na plnění emisních limitů pro SOx u bioplynových zdrojů (v tis. Kč) Počet neplnících zdrojů 34 19 3

Investiční náklady plnění EL pro SOx (tis. Kč) 17 000 19 000 4 500

Provozní náklady plnění EL pro SOx (tis. Kč) 6 800 7 600 1 800

Příkon v MW 1 2 3 Dopočet zdrojů do základního 74 87 754 35 102 souboru Celkem 130 128 254 51 302 Zdroj: Vlastní výpočet na základě dat REZZO a podkladů České bioplynové asociace

51

Náklady na plnění emisních limitů pro oxidy dusíku pak představuje následující tabulka, ze které vyplývá, že investiční náklady na dosažení emisních limitů pro NOx jsou z toho 855 mil. Kč. Tabulka 7.5: Náklady na plnění emisních limitů pro NOx u bioplynových zdrojů (v tis. Kč) Počet neplnících Investiční náklady plnění EL Příkon v MW zdrojů pro NOx (tis. Kč) 1 50 140 000 2 39 218 400 3 11 92 400 Dopočet zdrojů do základního souboru 61 405 091 Celkem 161 855 891 Zdroj: Vlastní výpočet na základě dat REZZO a podkladů České bioplynové asociace

52

8. Úspory emisí Přijetí navrhované směrnice by v České republice vyvolalo vzhledem ke snížení emisních limitů pokles emisí TZL, SOx a NOx produkovaných podniky se zdroji o jednotkovém příkonu 1-50 MW. S ohledem na výše uvedené změny v jednotlivých skupinách paliv je možné stanovit výše úspory emisí. V případě skupin na zemní plyn a kapalná paliva by k poklesu vlivem přijetí navrhované směrnice nedošlo, zdroje by byly nahrazeny vlivem přísnější národní legislativy, která začne platit od roku 2018. Pokles množství produkovaných emisí ostatními zdroji neplnícími navrhované EL se pohybuje v průměru okolo 65 %. Nejvíce by emise měly poklesnout vůči stávajícímu stavu u tříděného uhlí u TZL, dle modelů zde dochází k poklesu TZL až o 89 %. Úspory jsou uvedeny dle skupin paliv. Chybějící údaje o produkci emisí u některých zdrojů byly dopočteny z průměrných hodnot v dané kategorii. Tímto se liší údaje zde uvedené oproti údajům z předchozích kapitol, kde byly uvedeny pouze údaje uvedené v REZZO.

8.1.

Úspory emisí u tříděného uhlí

Jak již bylo uvedeno v kapitole 3, celkově se v základním souboru vyskytuje 266 zdrojů, které neplní navrhované EL. Konkrétně bude docházet k úsporám u emisí SOx a TZL. Jak uvádí tabulka 8.1, průměrná produkce emisí SOx na jeden zdroj je na úrovni 12,41 t ročně. Celkově tedy zdroje neplnící EL produkují 3 301 t SOx ročně při průměrné koncentraci 1 335 mg/Nm3. U TZL je průměrná roční produkce 0,79 t na jeden zdroj. Ročně je tedy vyprodukováno 210 t s průměrnou koncentrací 120 mg/Nm3. Navrhovaný emisní limit pro NOx není pro tuto skupinu v současné době překračován (dle databáze REZZO), proto se u této látky nepočítá s většími úsporami. Tabulka 8.1: Souhrnné údaje o emisích u zdrojů neplnících navrhované EL

Odhad počtu zdrojů neplnících návrh EL

Průměrná produkce emisí SOx v t/rok na 1 zdroj dle REZZO

266

12,41

Celková odhadovaná Průměrná Navrhovaný produkce koncentrace emisní limit emisí SOx v emisí SOx v SOx v t/rok mg/Nm3 mg/Nm3

3301,06

1335,19

400

Průměrná produkce emisí TZL v t/rok na 1 zdroj dle REZZO

0,79

Celková odhadovaná Průměrná Navrhovaný produkce koncentrace emisní limit emisí TZL v emisí TZL v TZL v t/rok mg/Nm3 mg/Nm3

210,14

119,70

30

Zdroj: Vlastní analýza na základě databáze REZZO

Dle projekcí obsažených v kapitole 3 jsou vyčísleny jednotlivé úspory emisí s ohledem na to, jak daný zdroj zareaguje na navrhovanou směrnici. Úspory jsou tak pro každou změnu vyčísleny, jak uvádí tabulka 8.2, zvlášť. Přijetí směrnice by vedlo k redukci emisí SOx ve výši 2 440 t ročně a k poklesu produkce emisí TZL o 186 t ročně. Kategorie „Provoz ukončen“ počítá s polovinou zdrojů již ukončených bez ohledu na směrnici a s druhou polovinou, která vlivem přijetí směrnice uzavře provoz. U zdrojů, které zatím nejsou schopné odhadnout další 53

postup, je počítáno se splněním EL pro skupinu tříděného uhlí. Při nahrazení zdroje o nižším příkonu než 0,5 MW je počítáno s tím, že tento zdroj bude produkovat emise minimálně v úrovni navrhovaných EL. Ve všech ostatních případech se počítá s nahrazením zdroje zdrojem o stejném příkonu, který bude plnit EL dané kategorie. Tabulka 8.2: Úspory emisí u tříděného uhlí

Počet zdrojů v základním souboru Úspory emisí SOx (t/ročně) Úspory emisí TZL (t/ročně)

Zatím nejsou schopní Přechod na Přechod odhadnout, plyn po na co bude dál roce 2018 biomasu (neví)


Snaha o zachování zdroje doplněním technologie

25

33

79

12

217

289

980

15

20

62

Provoz ukončen

Nahrazen zdrojem o výkonu do 0,5 MW

Celkem

33

67

17

266

108

289

413

145

2440

7

20

53

10

186


Největší redukce SOx a TZL je docíleno především díky přechodu velké části zdrojů na zemní plyn.

8.2.

Úspory emisí u prachového uhlí

Postup stanovení úspory emisí je shodný s postupem u uhlí tříděného. Z kapitoly 4 vyplývá, že celkově se jedná o 64 roštových a 15 fluidních kotlů. Tabulka 8.3 obsahuje detailní údaje o emisích zvlášť pro fluidní a roštové kotle. Celkově zdroje neplnící EL vyprodukují ročně 2 644 t SOx a 80 t TZL. Navrhovaný emisní limit pro NOx není pro tuto skupinu v současné době překračován (dle databáze REZZO), proto se u této látky nepočítá s většími úsporami.

Tabulka 8.3: Souhrnné údaje o emisích u zdrojů neplnících navrhované EL ve skupině prachového uhlí

Roštové kotle Fluidní kotle Celkem

Odhad počtu zdrojů neplnících návrh EL

Průměrná produkce emisí SOx v t/rok na 1 zdroj dle REZZO

Celková odhadovaná produkce emisí SOx v t/rok

Průměrná koncentrace emisí SOx v mg/Nm3

64

35,79

2 290,56

15

23,53

352,95

79

Navrhovaný emisní limit SOx v mg/Nm3

Průměrná produkce emisí TZL v t/rok na 1 zdroj dle REZZO

Celková odhadovaná produkce emisí TZL v t/rok

Průměrná koncentrac e emisí TZL v mg/Nm3

Navrhovaný emisní limit TZL v mg/Nm3

1 842,07

400

1,19

76,16

93,07

30

1 662,45

400

0,22

3,30

201,83

30

2 643,51

79,46


Výpočet samotných úspor je postaven opět na projekcích z kapitoly 4 odděleně pro fluidní a roštové kotle. Tabulka 8.4 obsahuje předpokládané rozdělení úspor v závislosti na úpravě či přechodu na jinou technologii. Přijetí směrnice by vedlo k redukci emisí SOx ve výši 1 972 t 54

ročně a k poklesu produkce emisí TZL o 52 t ročně. Kategorie „Provoz ukončen“ počítá s polovinou zdrojů již ukončených bez ohledu na směrnici a s druhou polovinou, která vlivem přijetí směrnice uzavře provoz. U zdrojů, které zatím nejsou schopné odhadnout další postup je počítáno se splněním EL pro skupinu prachového uhlí. V případě decentralizace je počítáno s tím, že tento zdroj bude produkovat emise minimálně v úrovni navrhovaných EL. Ve všech ostatních případech se počítá s nahrazením zdroje zdrojem o stejném příkonu, který bude plnit EL dané kategorie.

Tabulka 8.4: Úspory emisí u prachového uhlí Snaha o Úprava/ zachování doplnění Zatím nejsou roštového technologie schopní Přechod zdroje stávajícího Přechod na Přechod odhadnout, co na fluidní doplněním fluidního plyn po roce na bude dál kotel technologie kotle 2018 biomasu (neví) Počet zdrojů v základním souboru (bez fluidů) Počet zdrojů v základním souboru (fluidy) Úspory emisí SOx nefluidní kotle (t/ročně) Úspory emisí SOx fluidní kotle (t/ročně) Celkové úspory emisí SOx (t/ročně) Úspory emisí TZL nefluidní kotle (t/ročně) Úspory emisí TZL fluidní kotle (t/ročně) Celkové úspory emisí TZL (t/ročně)

Provoz ukončen

Decentralizace

Celkem

16

22

0

2

2

4

15

4

64

0

0

9

0

3

0

3

0

15

461,1

614,8

-

65,4

51,2

102,5

261,8

102,5

-

-

207,9

-

69,3

-

35,3

-

461,1

614,8

207,9

65,4

120,5

102,5

297,1

102,5

1 971,9

13,3

17,7

-

2,2

1,5

2,9

8,7

2,9

49,2

1,7

-

0,6

-

0,3

-

1,7

2,2

2,0

2,9

9,0

2,9

13,3

17,7

1 659,3 312,6

2,6 51,8


Největší redukce SOx a TZL je docíleno především doplněním technologií. Přechod na jiná paliva zde nemá tak velký vliv, jako v kategorii tříděného uhlí, kde byl podíl přechodu na jiná paliva výrazně vyšší.

8.3.

Úspory emisí u biomasy

V rámci kategorie biomasy se počítá s doplněním technologií pro dosažení EL. Splnění limitů povede k redukci produkovaného množství emisí TZL, SOx a NOx. K největší redukci dojde u TZL, protože v současné době navrhované emisní limity neplní 197 zdrojů. Dva zbývající limity přesahuje pouze 7 zdrojů v případě SOx a 5 zdrojů u NOx. Jak vyplývá z tabulky 8.5, celkově dojde k úspoře emisí TZL o 346 t ročně, SOx o 133 t/rok a NOx o 51 t/rok.

55

Tabulka 8.5: Souhrnné údaje o emisích a jejich úsporách u biomasy

Emise

Odhad počtu zdrojů neplnících návrh EL pro daný polutant

Průměrná produkce emisí polutantu v t/rok na 1 zdroj dle REZZO

Celková odhadovaná produkce emisí v t/rok

Průměrná koncentrace emisí v mg/Nm3

Emisní limit

Úspora emisí v t/ročně

TZL SOx

197 7

2,46 34,96

483,96 250,72

105,10 854,64

30 400

345,82 133,37

NOx

5

31,87

145,63

998,75

650

50,85


8.4.

Úspory emisí u bioplynu

Obdobně jako v případě biomasy je u bioplynu uvažována úprava technologie, díky které budou zdroje plnit navrhované EL. Splnění limitů povede k redukci produkovaného množství emisí SOx a NOx. Obě skupiny jsou do počtu zdrojů neplnících EL obdobně zastoupeny. Jak vyplývá z tabulky 8.6, celkově dojde k úspoře emisí SOx o 249 t/rok a NOx o 468 t/rok. Tabulka 8.6: Souhrnné údaje o emisích a jejích úsporách u bioplynu

Emise

Odhad počtu zdrojů neplnících návrh EL pro daný polutant

Průměrná Celková produkce emisí odhadovaná polutantu v t/rok produkce na 1 zdroj dle emisí v REZZO t/rok

TZL

140

2,2

307,45

SOx

157

6,46

1013,55

NOx


56

Průměrná koncentrace emisí v mg/Nm3

Emisní limit

Úspora emisí v t/ročně

184,66

35

249,18

464,30

250

467,81

9. Porovnání efektivity vyvolaných opatření Vzhledem k deklarovanému hlavnímu cíli regulace středních spalovacích zařízení – zlepšení kvality ovzduší – je nutné hodnotit výsledky analýzy ekonomické efektivity ve srovnání s ekonomikou ostatních dostupných možností zlepšení imisní situace. Návrh Směrnice regulující střední spalovací zařízení by vyvolal investiční opatření v hodnotě 11,260 mld. Kč (spolu s ročními provozními náklady v hodnotě 0,571 mld. Kč) při celkovém snížení 5 897,3 tun polutantů. Průměrně by tak snížení emisí o 1 tunu vyšlo na 287 773 Kč za uspořenou tunu emisí. Vzhledem k tomu, že mnohá opatření snižují emise více než jednoho polutantu, je často velmi obtížné rozpočítat tyto náklady za jednotlivá opatření mezi jednotlivé polutanty. Náklady na zamezení se navíc liší dle technologií, které za účelem zjednodušení agregujeme do skupin dle paliv. Průměrné náklady na zamezení, které shrnuje následující tabulka, tak vychází na 287 773 Kč/t: Tabulka 9.1: Náklady na zamezení 1 tuny polutantu dle paliva (Kč/t)

Druh paliva Tříděné uhlí Prachové uhlí Biomasa Kapalná paliva Bioplyn Celkem

Roční náklady v dané kategorii (investiční a provozní, v mil. Kč) 491,3 770,3 337,0 0 149,4 1697

Množství zamezených emisí (t/rok) 2023,7 2626,6 530,1 0 717 5897

Náklad na zamezení 1 tuny polutantu 242 773 293 269 635 729 208 386 287 773

Zdroj: vlastní analýza Dle studie zpracované Invicta BOHEMICA (2012) jsou náklady na zamezení 76 838 Kč u hnědouhelných zdrojů, 45 408 Kč u černouhelných zdrojů, 90 102 Kč u zdrojů na zemní plyn a 40 301 Kč u zdrojů na zemní plyn a topné oleje. Předchozí studie3 4 autorského kolektivu vyčíslily výši nákladů na zamezení 1 tuny polutantu do ovzduší pro sektory průmyslu, domácností a dopravy na základě modelování sady reprezentativních opatření v jednotlivých sektorech. Jako příklad uveďme náklady na snižování emisí TZL u domácností:

3

Posílení absorpční kapacity PO 2 - analýza národních a krajských koncepcí, Ministerstvo životního prostření, 2011 Studie ekonomických dopadů splnění emisních limitů podle směrnice 2010/75/EU na menší výrobce tepelné energie, Teplárenské sdružení ČR, 2011 4

57

Tabulka 9.2: Náklady za zamezení 1 tuny emisí TZL u domácností Opatření Nový kotel 1 Nový kotel na biomasu 1 Nový kotel na biomasu 2 Nový kotel 2 Nový kotel na biomasu 3 Nový kotel na biomasu 4 Centrální zásobování teplem 1 Centrální zásobování teplem 2 Nový kotel na biomasu 5 Komplexní zateplení 1 Nový kotel na biomasu 6 Komplexní zateplení 2 Centrální zásobování teplem 3 Komplexní zateplení 3

Subjekt byt byt dům dům byt dům průměr průměr byt dům dům dům průměr dům

Výchozí typ vytápění

Emisní faktor

Snížení emisí

Pořizovací cena

Náklady na zamezení

kg/GJ

kg/rok

Kč

Kč/t polutantu

hnědé uhlí hnědé uhlí hnědé uhlí hnědé uhlí dřevo dřevo hnědé uhlí dřevo černé uhlí hnědé uhlí černé uhlí dřevo černé uhlí černé uhlí

0.21 0.106 0.106 0.21 0.106 0.106 0.024 0.024 0.106 0.601 0.106 0.332 0.024 0.179

14,1 17,8 27,2 21,5 8,2 12,5 20,7 17,3 2,6 15,1 4 8,3 5,5 4,5

22 000 37 500 77 000 65 000 37 500 77 000 215 686 215 686 37 500 284 170 77 000 284 170 215 686 284 170

52 098 70 083 94 192 100 752 153 337 206 084 347 082 414 664 472 769 628 169 635 401 1 137 138 1 301 927 2 109 105


Výpočet uvedených nákladů na zamezení 1 tuny emisí tuhých znečišťujících látek může být vysvětlen např. na v pořadí čtvrtém opatření, které spočívá v investici do nového teplovodního kotle v modelovém domě s průměrnou roční spotřebou tepla na vytápění ve výši 55 GJ aktuálně vytápějícím starým kotlem s emisním faktorem ve výši 601 g TZL na vyrobený GJ tepla. S novým emisním faktorem ve výši 201 g/GJ dojde k ročnímu snížení emisí o 21,5 kg TZL. Vzhledem k uvažované životnosti investice v délce 30 let a průměrné pořizovací ceně ve výši 65 000 Kč lze náklad na zamezení 1 tuny TZL kvantifikovat částkou 100 752 Kč. Uvedené výsledky naznačují, že nejlevněji lze znečišťující látky snižovat investicemi do vytápění domácností, kde lze při investici do nového kotle na spalování hnědého uhlí u rodinného domu snížit emise o 1 tunu TZL již za cenu okolo 101 000 Kč. Toto opatření je častější než dvě nejlevnější opatření spočívající ve výměně kotlů u bytových domů, a proto je vhodnější pro další srovnání. Jako nejméně efektivní investice ke snižování emisí domácností se ukázalo komplexní zateplení domů, u kterého je nutné ke snížení emisí TZL o 1 tunu proinvestovat přes 2,1 milionu Kč. Uvedené náklady na zamezení jsou však vypočítány pro TZL, jejichž redukce je v přepočtu na 1 tunu nákladnější než např. u SOx. Pro porovnání s průměrnými náklady na zamezení 1 tuny polutantu opatřeními vyvolanými návrhem Směrnice jsou tak tyto výpočty pouze orientační, neboť zde uvedené náklady na zamezení u domácností jsou pro porovnání nadhodnocené a musely by zahrnovat i snížení dalších polutantů.

58

Graf 9.1: Náklady na zamezení 1 t polutantu ve srovnání s náklady na zamezení 1 t TZL opatřeními u domácností (Kč/t)

Zdroj: IREAS, 2011

Uvedená průměrná efektivita opatření vyvolaných návrhem Směrnice regulující střední spalovací zdroje ve výši 287 773 Kč/t znamená násobně vyšší náklady ve srovnání s nejlevnějším velmi frekventovaným opatřením u domácností ve výši 100 752 Kč/t. Ve srovnání s opatřeními vhodnými u domácností jsou tak opatření vyvolaná Směrnicí mezi středně drahými. V oblasti dopravy byly náklady na zamezení kvantifikovány jako výrazně vyšší, např. snížení emisí o 1 tunu TZL investicí do přechodu na CNG autobusy vyjde na 12,5 milionu Kč, investicí do přechodu na autobusy emisní třídy EURO V vyjde na 11,3 milionu Kč, investicí do přechodu na trolejbusy na 21,8 milionu Kč a investicí do přechodu na autobusy s elektrickým pohonem na 30,6 milionu Kč na 1 t TZL. Ve srovnání s opatřeními v dopravě tak vycházejí opatření vyvolaná Směrnicí jako levnější, tento závěr je však nutné hodnotit v kontextu celé studie (IREAS, 2011), která tato opatření hodnotí jako extrémně neefektivní. Závěrem kapitoly je nutné konstatovat, že metodologicky je výpočet nákladů na zamezení komplikovaný z důvodu integrovaných investic – tedy těch investic, které snižují více znečišťujících látek v rámci jedné investiční akce - a investice tak nelze jednoznačně rozpočítat mezi redukce příslušných polutantů. Otázkou rozpočítání tohoto typu investic pro různé typy analýz se zabývá např. E&CM BREF, ovšem neposkytuje uspokojivě jednoznačný metodický přístup, jak náklady rozdělit mezi redukci jednotlivých znečišťujících látek. V rámci zpracovávání této kapitoly řešitelé také použili několik možných způsobů rozpočítání nákladů, prezentována je zde však pouze jedna z variant, která je nejtransparentnější, ovšem do určité míry zjednodušující. Jiné způsoby výpočtu snižují jednotkové náklady na zamezení emisí SOx a naopak zvyšují jednotkové náklady na zamezení emisí TZL. U jiných variant výpočtu nákladů na zamezení je nutné arbitrárně stanovit podíl nákladů integrované investice, který připadá na snížení uvažovaného polutantu.

59

10. Závěry a doporučení V rámci studie byla provedena podrobná analýza pravděpodobných dopadů implementace návrhu emisních limitů pro střední spalovací zdroje dle návrhu Směrnice Evropského parlamentu a Rady o omezení emisí některých znečišťujících látek do ovzduší ze středních spalovacích zařízení (dále jen „návrh Směrnice MCP“). Metodologicky je analýza postavena na rozsáhlém empirickém šetření mezi zdrojovou základnou v ČR a také detailní mikroekonomické analýze dopadů návrhu Směrnice MCP na jednotlivé zdroje a následných projekcích. V rámci šetření byly získány podklady od 146 zdrojů (40 % z celkového počtu 365) v kategoriích hnědého a černého uhlí a kapalných paliv. Osloveno bylo celkem 177 zdrojů (48 % z celkového počtu 365), které dle REZZO neplní navrhované emisní limity. Ve zbývajících kategoriích bylo osloveno okolo 30 dalších zdrojů. Na základě analýzy dat získaných od provozovatelů a konzultací s odborníky na jednotlivé technologie byly navrženy technické možnosti dosahování navrhovaných emisních limitů, včetně odhadu provozních a investičních nákladů. Tyto náklady byly dále korigovány na základě dat získaných z empirického šetření a následně použity pro modelování nákladů na dosažení emisních limitů pro celou zdrojovou základnu. Z analýzy vyplynuly následující hlavní závěry a doporučení. 1) Investiční náklady na dosažení emisních limitů dle návrhu Směrnice MCP přesahují 11 mld. Kč. Struktura investičních nákladů podle paliv je uvedena v tabulce 10.1. V investičních nákladech nejsou zahrnuty náklady u zdrojů spalujících kapalná paliva, neboť provoz těchto zdrojů bude ukončen v důsledku národní legislativy do roku 2018. Návrh Směrnice MCP tak na tuto skupinu zdrojů nemá žádný vliv. Obdobný závěr lze učinit u zdrojů spalujících plynná paliva, neboť tyto zdroje budou regulovány na úroveň požadovanou návrhem směrnice MCP již na základě národní legislativy. Tabulka 10.1: Celkové investiční náklady na dosažení návrhu emisních limitů dle návrhu Směrnice (CZK mil.) Druh paliva Celkové investiční náklady v dané kategorii (v mil. Kč)

Tříděné uhlí

Prachové uhlí

Biomasa

Kapalná paliva

Bioplyn

Celkem

2 743

6 073

1 460

--

984

11 260

2) Provozní náklady na dosahování emisních limitů podle návrhu směrnice MCP činí 0,571 mld. Kč. Jsou tvořeny navýšením provozních nákladů v důsledku zachytávání TZL a SOx a náklady zvyšujícími cenu tepla v případě přechodu zdrojů z uhlí na zemní plyn. Strukturu provozních nákladů po jednotlivých skupinách paliv zobrazuje tabulka 10.2. 60

Tabulka 10.2: Celkové roční provozní náklady na dosažení návrhu emisních limitů dle Směrnice (CZK mil.) Druh paliva Celkové roční provozní náklady v dané kategorii (v mil. Kč)

Tříděné uhlí

Prachové uhlí

Biomasa

Kapalná paliva

Bioplyn

Celkem

217

163

191

--

51

571

Celkové investiční náklady návrhu Směrnice MCP na zdroje v ČR byly vyčísleny na 11,260 mld. Kč (0,409 mld. EUR), roční provozní náklady na 0,571 mld. Kč (20,8 mil. EUR). Celkové roční náklady tak dosahují 1,697 mld. Kč (61 mil. EUR). Vyčíslené náklady vychází z konzervativních odhadů dle současných podmínek a databáze REZZO, skutečné náklady budou pravděpodobně vyšší. Náklady odhadnuté pro Evropskou komisi v podkladové studii (AMEC, 2014) se pro jednotlivé scénáře pohybují v rozmezí od 160 do 630 mil. Kč, přičemž Evropskou komisí preferovaný scénář předpokládá roční náklady pro Českou republiku na úrovni 160 mil. Kč. Z provedeného rozsáhlého empirického šetření v rámci předkládané studie mezi provozovateli malých i středních spalovacích zdrojů vyplývá, že předpokládané náklady Směrnice MCP by byly přibližně 10 násobně vyšší, než předpokládá Analýza dopadů Evropské komise. Investiční náklady odpovídají 3,8 mil. Kč/MWt u zdrojů spalujících tříděné uhlí a 21,8 mil. Kč/MWt u zdrojů spalujících prachové uhlí. U zdrojů spalujících biomasu tento náklad dosahuje 2,5 mil. Kč/MWt. 3) Celkové množství emisí ze zdrojů 1-50 MWt v ČR je v případě SO2 6 379 t/rok, v případě NOx 6 651 t/rok a v případě TZL 702 t/rok, což představuje podíl na celkových emisích v ČR pro SO2 ve výši 4,13 %, pro NOx ve výši 3,15 % a pro TZL ve výši 1,17 %. Z uvedených čísel vyplývá, že i úplná eliminace emisí ze zdrojů 1-50 MWt by pravděpodobně měla na celkovou imisní zátěž v ČR pouze marginální vliv. Pokud budou realizována opatření na splnění emisních limitů dle návrhu směrnice MCP, největší měrou by byly sníženy emise TZL a SOx. Celkově se v součtu za všechny 4 skupiny zdrojů jedná o pokles v případě emisí TZL o 584 t ročně, v případě SOx o 4 795 t ročně a v případě NOx o 519 t ročně. Detailní rozdělení na jednotlivé kategorie je zachyceno v tabulce 10.3. Tabulka 10.3: Souhrnné údaje o úspoře emisí zdrojů nesplňujících navrhované EL Stávající Nové emise Stávající Nové emise Stávající Nové emise Úspora Úspora Úspora odhadované TZL v t/rok odhadované SOx v t/rok odhadované NOx v t/rok emisí TZL emisí SOx emisí NOx emise TZL v plynoucí z emise SOx v plynoucí z emise NOx v plynoucí z v t/rok v t/rok v t/rok t/rok MCP t/rok MCP t/rok MCP Prachové uhlí Tříděné uhlí Biomasa Bioplyn Celkem

79,5 210,1 484,0 -

27,7 23,9 138,1 -

773,6

51,8 186,3 345,8 -

189,7

583,9

2643,5 3301,1 250,7 307,5 6502,7

61

671,7 860,7 117,3 58,3 1708,0

1971,9 2440,3 133,4 249,2 4794,7

145,6 1013,6 1159,2

94,8 545,7 640,5

50,9 467,8 518,7

Redukce emisí odpovídá podílu na celkových emisích ČR v případě SO2 o 3,11 %, v případě NOx o 0,25 % a v případě TZL o 0,97 %5. Předpokládaný pokles emisí z této skupiny zdrojů bude tedy o řád nižší, než je předpokládáno v Analýze dopadů Evropské komise. 4) Navrhované požadavky na snížení koncentrace SOx ve spalinách pro zdroje v kategorii 1 - 50 MWt jsou natolik ambiciózní, že pro mnoho zdrojů je zcela nerealistické provést investice, které by vedly k dosažení požadovaných emisních limitů. Důvody byly podrobně popsány a analyzovány pomocí mikroekonomické analýzy u zdrojů, které poskytly podrobná mikroekonomická data s využitím modelu SimTool (Vojáček, 2010a; Vojáček 2010b; Pur, 2010; IREAS, 2011; e-Academia, 2011), vyvinutého pro analýzu dopadů regulací na mikroekonomické úrovni. Vzhledem k výrazným dopadům případných investic do ceny tepla znamená přijetí emisních limitů zejména u menších zdrojů de-facto nutnost změny paliva, což povede ke zvýšení palivových nákladů a zvýšení cen tepla pro většinu odběratelů. Emisní limit na úrovni 400mg/Nm3 pro zdroje spalující hnědé uhlí je sice teoreticky technicky dosažitelný, ale jeho splnění by si vyžádalo velmi nákladná technologická řešení. Jak ukázala mikroekonomická analýza, většina stávajících zdrojů by za účelem financování investic musela natolik zdražit teplo, že by ztratila konkurenceschopnost. V současné době dosahují tyto zdroje emisní koncentrace SOx na úrovni cca 1300 – 2400 mg/ Nm3 v závislosti na typu paliva a stávajícím odsíření. V případě malých uhelných zdrojů do 5 MWt bylo modelováno zdražení ceny tepla z titulu odsíření v průměru o 320 Kč/GJ, což představuje při stávajících cenách tepla okolo 500 Kč/GJ (bez DPH) zdražení o 64 %. V případě uhelných zdrojů nad 5 MWt jde o zdražení o 53 Kč/GJ. Na základě provedených analýz lze vyslovit závěr, že emisní limit pro SOx na úrovni 1000 - 1200 mg/Nm3 by poskytl významné části stávajících uhelných zdrojů určitý prostor pro to, aby emisního limitu mohla dosáhnout s náklady, které by umožnily pokračování provozu zdroje. 5) Navrhované emisní požadavky na koncentrace TZL ve spalinách pro zdroje v kategorii 1 - 50 MWt jsou technicky snáze dosažitelné, nicméně z hlediska nákladů představují také značnou zátěž. Z mikroekonomické analýzy vyplynulo, že u malých uhelných zdrojů do 5 MWt vyvolají investiční a provozní náklady na snížení emisí TZL zdražení ceny tepla o 191 Kč/GJ, což představuje při stávajících cenách tepla okolo 500 Kč/GJ (bez DPH) zdražení o 38 %. V případě uhelných zdrojů nad 5 MWt jde o průměrné zdražení o 65 Kč/GJ a v případě zdrojů spalujících biomasu o 60 Kč/GJ. V synergii s dopady odsíření do ceny tepla jde o velmi závažná zjištění, která zejména u uhelných zdrojů znamenají ztrátu konkurenceschopnosti tepla a hrozbu rozpadu soustav zásobování teplem. S ohledem na uvedená zjištění doporučujeme upravit požadované emisní

5

Na základě porovnání dat z vlastní analýzy, dle ČHMÚ a EK: Analýza dopadů – balíček opatření na ozdravení vzduchu v Evropě

62

limity pro stávající zdroje tak, aby zdroje, které již v současné době mají účinné elektrostatické filtry, nemusely dále dobudovávat a provozovat nákladné tkaninové filtry. 6) Náklady na zamezení (náklady na snížení emisí) se pohybují na úrovni 287 773 Kč na tunu polutantu. Porovnání s možnostmi snížení emisí v ostatních sektorech ukazuje na nerovnoměrné požadavky pro různé kategorie velikostí zdrojů. Požadavky na zdroje 1 - 50 MWt jsou z tohoto pohledu náročnější než požadavky na malé zdroje (zejména v domácnostech), přičemž nákladová efektivita některých opatření na malých zdrojích je významně vyšší. Náklady na nejlevnější opatření u malých zdrojů jsou 3x až 5x nižší než průměrný náklad na zamezení sady opatření vyvolaných návrhem Směrnice MCP. 7) Problematické je plnění emisních limitů NOx v případě stávajících bioplynových stanic, jelikož dodatečná instalace katalyzátorů na starší motory kogeneračních jednotek by vyžadovala často zásadní úpravy technologie, a to až na úroveň modernizací. Tyto modernizace by byly přitom velmi pravděpodobně mimo ekonomické možnosti jednotlivých provozovatelů. Proto by bylo vhodné nové emisní limity aplikovat na nové instalace, resp. požadovat tyto limity při modernizaci/repasi starších technologií. 8) Zahrnutí zařízení s instalovaným příkonem 0,5 - 1 MWt do působnosti návrhu Směrnice MCP by znamenalo další snížení emisí ročně o 27 t TZL, 149 t SOx a 387 t NOx. Možnosti dosahování přísnějších emisních limitů se neliší od analyzované skupiny zdrojů do 5 MWt. Lze říci, že čím nižší příkon zdroje, tím horší jsou pro zdroje možnosti pokrytí fixní složky nákladů na koncové technologie. Z toho vyplývá, že čím menší zdroj nebo čím nižší výroba tepla na zdroji, tím vyšší dopad do ceny výstupu vyvolá případná instalace koncových technologií. Jak je popsáno výše na základě mikroekonomické analýzy dopadů instalace koncových technologií na zdroje do 5 MWt, tento dopad je de facto likvidační. Na základě těchto poznatků lze usuzovat, že pro menší uhelné zdroje by požadavky musely být pouze takové, aby je bylo možné dosahovat pouze primárními opatřeními, tedy např. pouze spalováním kvalitnějších (např. aditivovaných) paliv.

63

11. Zdroje AMEC (2014): Analysis of the impacts of various options to control emissions from the combustion of fuels in installations with a total rated thermal input below 50, February 2014 European Commission (2013): Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from medium combustion plants European Commission (2013): IMPACT ASSESSMENT; Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from medium combustion plants Invicta BOHEMICA, s.r.o. (2012): Přínos využití přechodného období pro centrální zdroje tepla do 200 MW (Směrnice 2010/75/EU) IREAS, ARR (2011): Posílení absorpční koncepcí (ekonomická část zakázky)

kapacity

PO

2

– analýza národních

a krajských

IREAS, e-Academia (2011): Studie ekonomických dopadů splnění emisních limitů podle směrnice 2010/75/EU na menší výrobce tepelné energie, Teplárenské sdružení ČR, 2011 Prezentace Ing. Petr Julínek, TENZA, a.s. (2014): “Opatření ke splnění požadavků směrnice 2010/75/EC, zákon 201/2012 důsledky pro provozovatele zdrojů; opatření ke splnění požadavků směrnice pro ssz (mcp), příprava legislativy, důsledky pro provozovatele zdrojů”, Teplárenské sdružení, únor, 2014 PUR, L., VOJÁČEK, O., PÍCHA, K. (2010): Carbon price and biomass co-burning as a determinant for decision making in green investment. In: ŠAUER, Petr, ŠAUEROVÁ, Jana. Environmental Economics and Management. Praha: Nakladatelství a vydavatelství litomyšlského semináře VOJÁČEK, Ondřej. PUR, Luděk (2010a): Impact of the EU emission trading system on micro economic level. In: HAAS, R., JILKOVA, Jiřina. (eds.): Energy for sustainable development, Vol. 2., Alfa publishing VOJÁČEK, Ondřej, PUR, Luděk. SOBOTKA, Ladislav (2010b): K metodám analýz dopadů politik životního prostředí na mikroekonomické subjekty. In: ŽÁK, Milan (ed.). Účetnictví a reporting udržitelného rozvoje na mikroekonomické a makroekonomické úrovni, Praha: Linde, 2010 Údaje z databáze REZZO (ČHMÚ) pro malé a střední spalovací zdroje Údaje a konzultace se 120 provozovateli Konzultace s ČVUT; Česká bioplynová asociace; BFS group; TENZA, a.s., aj.

64

Studie: Zadavatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR. Zpracovatel: IREAS, o.p.s

Recommend Documents