4/2015
1
4
2015 internetový časopis podnikatelů v teplárenství ▪ www.tscr.cz ▪ vychází jako dvouměsíčník ▪ ročník 25
MILÍ ČTENÁŘI, Veolia Energie umí z dálkového tepla udělat chlad Antonín Balnar 2 O novele energetického zákona a zákona o podporovaných zdrojích Martin Tužinský
3
Ostravští vědci zdokonalují možnosti sezonní akumulace tepla v zemi Pavel Kaufmann 4 Nejsevernější uhelná teplárna chce ukládat emise pod zemí Jolana Bugáňová
6
Bioplynové stanice – zmařená šance na efektivní využití zelené energie Pavel Kaufmann 7
Vydavatel: Teplárenské sdružení České republiky Partyzánská 1/7, 170 00 Praha 7
[email protected] www.tscr.cz Veškerá autorská práva k časopisu 3T – Teplo, technika, teplárenství vykonává vydavatel. Jakékoli užití časopisu nebo jeho části, zejména šíření jeho rozmnoženin, přepracování, přetisk, překlad, zařazení do jiného díla, ať již v tištěné nebo elektronické podobě, je bez souhlasu vydavatele zakázáno. Zasláním příspěvku autor uděluje pro případ jeho vydání vydavateli svolení vydat jej v jeho elektronické podobě na internetových stránkách TS ČR, popř. CD – ROM nebo v jiné.
18. května letošního roku schválila vláda usnesení č. 362 o Státní energetické koncepci České republiky. Po více než 11 letech tak máme nový základní energetický dokument, o jehož přijetí se neúspěšně pokoušelo několik předchozích vlád i ministrů průmyslu a obchodu. Velmi stručně a zjednodušeně lze v dokumentu nastíněnou transformaci české energetiky charakterizovat jako přechod od uhlí k jádru. Počítá se ale i s podstatným rozvojem decentralizované energetiky na bázi obnovitelných zdrojů energie. Důraz je kladen také na úspory energie v celém energetickém řetězci od výroby přes distribuci až po konečnou spotřebu. V těchto kulisách se tedy má odehrávat budoucnost teplárenství, kterému Státní energetická koncepce s ohledem na jeho význam pro domácnosti i hospodářství věnuje značnou pozornost. Prioritní zachování ekonomicky i energeticky efektivních systémů zásobování tepelnou energií patří mezi základní axiomy koncepce. „V současnosti představují soustavy zásobování tepelnou energií založené na uhlí významnou konkurenční výhodu pro průmysl i obyvatelstvo. Tuto výhodu je nezbytné udržet a posílit zajištěním podmínek pro transformaci a dlouhodobou stabilitu těchto systémů“, píše se v dokumentu. Domácí uhlí má podle koncepce i nadále tvořit rozhodující palivovou základnu teplárenství spolu se zemním plynem, obnovitelnými a druhotnými zdroji energie, využitím tepla z jaderných elektráren a elektřinou. Kvalitní hnědé uhlí by mělo být přednostně směřováno do kombinované výroby elektřiny a tepla. Cílem je zajistit dlouhodobou dostupnost uhlí pro teplárenské systémy a přednostní dodávky uhlí do soustav zásobování tepelnou energií s vysokou celkovou účinností napříč celým výrobním systémem včetně rozvodů tepla. K tomu mají být využity legislativní i ekonomické nástroje. Stát chce podporovat územní rozvoj soustav zásobování teplem tam, kde je to reálné a efektivní, s cílem využití přebytku tepelného výkonu v důsledku úspor v budovách. Naopak má být podporována restrukturalizace energeticky a ekonomicky neefektivních systémů dodávek tepla všude tam, kde je předpoklad dosažení vyšší energetické účinnosti. S tím vším nelze než souhlasit, otázka je, jak to bude v praxi. Minulá koncepce zůstala víceméně ležet na dně úředních šuplíků a nikdo si s jejím dodržováním při konkrétním rozhodování hlavu moc nelámal. Skeptici nejspíš namítnou, že není žádný důvod, proč by tomu mělo být tentokrát jinak. Ten důvod ale přece jen existuje. Najdeme ho v novele zákona o hospodaření energií, která vyšla v květnu letošního roku ve Sbírce zákonů pod číslem 103/2015 a účinnosti nabyde 1. července. Je jím prostá věta: “Státní energetická koncepce je závazná pro výkon státní správy v oblasti nakládání s energií.“ Napříště by tedy státní správa neměla přinejmenším přijímat rozhodnutí, která budou s energetickou koncepcí v přímém rozporu. V novele zákona o hospodaření energií se myslelo i na větší provázanost s územními energetickými koncepcemi, které povinně zpracovávají kraje a hlavní město Praha. Jejich návrhy budou nově před vydáním posuzovat ministerští úředníci právě s ohledem na zajištění souladu se Státní energetickou koncepcí. Vodítkem pro aktualizaci územních energetických koncepcí bude nové nařízení vlády, které by mělo v dohledné době nově stanovit požadavky na jejich obsah. Historie nás učí, že nekoncepční kroky bývají v energetice draze zaplaceny. Nezbývá tedy než doufat, že do budoucna bude vývoj přece jen méně chaotický a teplárenství se od státu konečně dostane skutečné materiální a nikoli jen deklaratorní morální podpory. Ing. Martin Hájek, Ph.D., ředitel výkonného pracoviště Teplárenského sdružení ČR
4/2015
Veolia Energie umí z dálkového tepla
udělat chlad Léto bývá v našich zeměpisných šířkách obdobím, kdy se o vytápění moc nestaráme. Málokdo však ví, že se dálkové vytápění může uplatnit i v létě, a to při výrobě chladu. Jednou ze společností, která má s jeho výrobou a dodávkou u nás největší zkušenosti, je Veolia Energie ČR. Ta již patnáct let dodává chlad do obchodních, kancelářských, bytových i průmyslových prostor. Samotná mateřská společnost Veolia je pak největším výrobcem a dodavatelem chladu v Evropě.
Už v roce 2001 začala Veolia Energie zásobovat chladem první objekty s nákupními a zábavními prostory společnosti Intere IKEA Centre v Ostravě. Kombinace systému dálkového vytápění s moderní technologií absorpčního chlazení nahradila klasický záměr použití elektrických kompresorů a přispěla ke zlepšení energetické účinnosti přímým užitím tepla místo elektřiny a snížení hlučnosti. Zákazník ocenil také deklarovanou 30letou životnost zařízení, jednoduchou údržbu, menší rozměry, zrovnoměrnění tepelných potřeb, zlepšení účinnosti kogeneračních jednotek a nízké provozní náklady. Začátkem roku 2010 pak byla zahájena výstavba dalších objektů pro komerční využití v severní a jižní oblasti areálu Avion Shopping Park. I nové budovy byly napojeny na horkovody Veolie Energie pro dodávku tepla, ale i k výrobě chladu absorpční metodou. Veolia Energie zde provozuje systém absorpčního chlazení. Dodávky energií byly zahájeny v únoru 2011. Celkem je chlad dodáván pro více než 200 obchodů o celkové rozloze okolo 100 000 m2. Chlad je zde vyráběn ve třech absorpčních jednotkách z tepelné energie dodávané prostřednictvím soustavy zásobování teplem. Dalším přírůstkem byl od svého otevření v březnu 2012 areál Nové Karoliny o rozloze 32 hektarů v Ostravě, zahrnující obchodní, kancelářské a bytové objekty. Byla zde vytvořena první síť chladu u nás, jež představuje jedinečný systém svého druhu v ČR. Chlad pro zajištění klimatizace je vyráběn v jednom centrálním zdroji a poté distribuován ve formě studené vody o teplotě 6 °C dálkovými rozvody do objektů nového komplexu. Toto řešení umožňuje větší míru využití komerčních prostor díky odbourání jednotlivých klimatizačních jednotek v objektech
a také lepší využití energetické účinnosti v porovnání s individuálními systémy klimatizace. Celková chlazená plocha objektů v první etapě přesahuje 100 000 m2 obchodních a kancelářských prostor s více než 240 obchody (plocha 15 fotbalových hřišť). V současné době jsou v centrálním zdroji chladu instalovány 4 chladicí jednotky o celkovém výkonu 14 MWch, což lze přirovnat k příkonu 45 000 moderních 250litrových ledniček s mrazákem. Tato chladicí kapacita umožní roční dodávku chladu 15 000 MWh v závislosti na typu spotřeby chladu. Pro vytápění jsou jednotlivé objekty komplexu rovněž napojeny na soustavu zásobování teplem od Veolia Energie ČR. Instalované kapacity v areálu Nová Karolina umožní roční dodávku tepla 80 TJ, což odpovídá roční spotřebě tepla pro vytápění a ohřev vody 2700 ostravských domácností. Vedle služeb pro bytové jednotky a nákupní centra tvoří samostatnou kapitolu dodávky chladu pro průmysl. V dolech OKD Veolia Energie zajišťuje výrobu, dodávku a distribuci nejen elektrické energie, tepla, teplé vody, stlačeného vzduchu, dusíku, ale i chladu. Zařízení pro jeho výrobu pro Důl ČSA v Karviné uvedla Veolia Energie do provozu v dubnu 2013. Chlad je dodáván do centrální důlní klimatizace. Ta je nezbytná ke zvýšení bezpečnosti práce a pro zlepšení mikroklimatických podmínek v dole, bez ní by nebylo možné dobývat uhlí z hloubky až 1300 metrů. Přibližně každých 100 m hloubky se zvýší teplota až o 3,3 °C. Pro výrobu chladu bylo v první etapě instalováno zařízení o výkonu 10 MWch, což lze přirovnat k příkonu více než 32 000 moderních ledniček o objemu 250 litrů s mrazákem. Zařízení pro výrobu chladu, které bylo vybudováno v rekordně krátkém čase, je umístěno v budově kompresorové stanice na Dole ČSA v Karviné a jeho základ tvoří tři chladicí jednotky. To představuje průtok 500 m3 chladicí kapaliny za hodinu. V primárním chladicím okruhu má voda dodávaná do dolu jen + 2,4 °C. Celková délka rozvodného potrubí chladu v dole včetně rozvodu ve vtažné jámě Jan dosahuje 32 100 metrů. Chladicí jednotky využívají navíc také možnosti „free coolingu“ v uzavřeném systému. Tedy využití studeného venkovního vzduchu při nízkých venkovních teplotách pro výrobu chladu (chladicí vody) v chladných obdobích bez nutnosti používání kompresorového chlazení.V lednu 2015 byl ve spolupráci s firmou GASCONTROL rozšířen rozsah služeb pro OKD v zajištění dodávek chladu na lokalitě ČSM. Pro Veolii Energie to znamená dodávky v objemu 55 000 MWh ročně. S dodávkou chladu má u nás zkušenosti i Plzeňská teplárenská, která začala v roce 2003 chladit sladovnu plzeňského Prazdroje. Pokračovala pak s dodávkami chladu v Západočeské univerzitě a ve Fakultní nemocnici, v Obchodním domě Dvořák nebo v Park Hotelu Plzeň. V Evropě mají největší zkušenosti s dálkovým chlazením ve Francii s roční dodávkou 3380 TJ chladu (největší soustava zásobování teplem je v Paříži, má délku 52 km a při výkonu 224 MWch dodává ročně kolem 1000 TJ chladu) a ve Švédsku s roční dodávkou rovněž přes 3000 TJ (soustava ve Stockholmu má délku 60 km a při výkonu 280 MWch dodá ročně 1260 TJ chladu). Dalšími průkopníky v chlazení jsou Německo a Finsko. Antonín Balnar
4/2015
Stručně o novele energetického zákona a zákona o podporovaných zdrojích Pod číslem 131/2015 Sb. vyšla ve Sbírce zákonů již více než dvacátá novela energetického zákona, která mění i další zákony včetně zákona o podporovaných zdrojích. Jedná se o dosti rozsáhlou změnu, které se chceme věnovat se zaměřením na zásahy do teplárenství. Připravit se na změny je čas do konce roku, protože novela nabude účinnosti samotným počátkem roku příštího. V energetickém zákoně došlo k poměrně velkému počtu zásahů do „teplárenských paragrafů“, byť nemůžeme mluvit o revoluci měnící podstatu právní úpravy oboru. Jednou z významných změn je úprava definic pojmů. Novela přináší přesnější, logičtější a přehlednější podobu dosavadních 14 definic a doplňuje definici tepelné přípojky dosud skryté v textu zákona. Za zmínku stojí nahrazení pojmu konečný spotřebitel pojmem zákazník a jeho přizpůsobení požadavkům evropských předpisů, ale rovněž skutečnosti. Důležitá je úprava definic rozvodného a odběrného tepelného zařízení; jasně se stanoví, že předávací stanice nebo tepelná přípojka jsou částí rozvodného tepelného zařízení v případě, že k nim má distributor tepelné energie vlastnické nebo užívací právo, pokud takový vztah není, jedná se o část odběrného tepelného zařízení. Novela stanoví, že pokud někdo vyrábí tepelnou energii pouze pro jeden objekt jednoho zákazníka, nemusí na tuto činnost mít licenci na výrobu tepelné energie. Nově se stanoví, že povinnost oznamovat změny podmínek pro udělení licence a změny v údajích a dokladech se nevztahuje na změny již zapsané v základních registrech a na nová zařízení vybudovaná v území pokrytém licencí; změny se oznámí souhrnně do 30. dubna následujícího roku v rámci regulačních výkazů. Novela ukládá držitelům licencí povinnost poskytnout údaje z evidence technické infrastruktury vedené podle stavebního zákona na žádost osobě, která prokáže právní zájem. Nejedná se však o novou povinnost, neboť ta již existuje podle stavebního zákona. Toto ustanovení nahrazuje aktuální novelou zrušené přechodné ustanovení, podle kterého měli provozovatelé včetně držitelů licencí na rozvod tepelné energie do konce roku 2017 promítnout do katastru nemovitostí stará „zákonná věcná břemena“. V současné době probíhají diskuse zástupců energetiky a Českého úřadu zeměměřického a katastrálního, které mají vyústit v zajištění promítnutí existence energetických sítí do katastrálního operátu co nejjednodušším způsobem. Rovněž zákon nově stanoví, že nový vlastník nemovitosti zatížené „zákonným věcným břemenem“ je tímto zákonným věcným břemenem vázán stejně jako dosavadní vlastník. Zákazník v postavení spotřebitele (tedy fyzické osoby nakupující pro svou potřebu), který uzavře smlouvu o dodávce tepelné energie (platí i pro elektřinu a plyn) distančním způ-
sobem nebo mimo obchodní prostory držitele licence, může během následujících čtrnácti dnů od smlouvy odstoupit. Novela přináší některé změny v postavení Energetického regulačního úřadu včetně působnosti v cenové regulaci. Pro teplárenství je významné doplnění povinnosti konzultovat návrhy prováděcích právních předpisů, dále prodloužení lhůt v konzultačním procesu a naopak zkrácení lhůt pro vyřízení námitek proti kontrolnímu protokolu. Cenová rozhodnutí týkající se věcně usměrňovaných cen tepelné energie a podporované energie podle zákona č. 165/2012 Sb. má ERÚ nově vydávat do 30. září předcházejícího roku. ERÚ má dále vydat vyhlášku, která stanoví limitní cenu tepelné energie, jež bude dolní hranicí pro věcné usměrňování cen. Novela upravuje institut náhrady škody vzniklé při výkonu práv držitele licence na rozvod tepelné energie, nově se hovoří o omezení v obvyklém užívání nemovitosti nebo újmě na majetku; právo na náhradu je potřeba uplatnit u držitele licence do 2 let od vzniku újmy, přičemž tato lhůta je prekluzivní, tedy v případě jejího marného uplynutí právo zaniká. Přesněji se definuje povinnost dodavatele tepelné energie ověřit správnost měření a vyměnit závadné měřicí zařízení včetně upřesnění povinnosti hradit náklady s tím spojené. Dále se doplňuje povinnost odběratele tepelné energie v případě společné dodávky tepla do více odběrných míst poskytnout dodavateli údaje potřebné pro rozdělování nákladů na vytápění a dodávku teplé vody. Doplňuje se ustanovení o zániku ochranných pásem, které nastává trvalým odstraněním stavby v souladu se stavebním zákonem. Novela přehledně upravuje pravidla pro tepelné přípojky a rozšiřuje je i na předávací stanici. Přesně se stanoví, kdo tato zařízení zřizuje, kdo je jejich vlastníkem a kdo má povinnost jejich údržby. Nová je rovněž úprava neoprávněného odběru, k níž přibyla i úprava neoprávněné dodávky, o které hovoří zákon o podporovaných zdrojích. Novela přidává i pravidla pro náhradu škody vzniklé při neoprávněném odběru. Velmi stručně, vzhledem k dopadům na teplárenství, se budeme věnovat ještě novele zákona o podporovaných zdrojích (zákon č. 165/2012 Sb.), která je součástí zákona č. 131/2015 Sb. Novela doplňuje definici pojmu účinná soustava zásobování tepelnou energií. Tato definice se uplatní ve výjimce z povinnosti připojit zdroj tepelné energie využívající obnovitelné zdroje. Pokud je rozvodné tepelné zařízení součástí účinné soustavy zásobování tepelnou energií, nemá jeho provozovatel povinnost umožnit připojení zdroje za účelem výkupu tepla z obnovitelných zdrojů. Povinnost výkupu se rovněž omezuje pouze na množství tepla, které neohrozí spolehlivý a bezpečný provoz dotčené soustavy zásobování tepelnou energií nebo její části nebo neomezí využití obnovitelných zdrojů v jiném zdroji tepelné energie připojeném k rozvodnému tepelnému zařízení. Martin Tužinský
4/2015
Ostravští vědci zdokonalují možnosti
sezonní akumulace tepla v zemi Vědci z Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava (VŠB-TUO) úspěšně testují možnosti skladování tepla v podzemí v rámci čtyřletého projektu: „Využití tepelné energie zemské kůry pro zřizování obnovitelných zdrojů energie včetně ověření možnosti akumulace tepla". Soustřeďují se na sezonní horninové zásobníky, které umožňují nevyužitelné teplo z léta uchovat až do zimy.
Profesora Petra Bujoka z VŠB
– Technické univerzity Ostrava jsme se úvodem zeptali, kde najdeme větší instalace podzemních zásobníků tepla, které dokážou vytápět celá sídliště nebo čtvrti rodinných domků?
je určený ke sledování vlivu masivních odběrů tepla z horninového prostředí. Malý polygon u Výzkumného energetického centra se 2 provozními a skupinou 8 monitorovacích vrtů umožňuje sledovat odběry i akumulaci tepla u malých objektů. Třetí „mini“ polygon, tvořený jedním provozně monitorovacím vrtem hlubokým 140 metrů jako všechny ostatní vrty, je v areálu Fakulty stavební. Jeho dvojitá „U" trubice naplněná teplonosnou směsí (50 % glykolu) je z materiálu, který umožňuje pracovat s teplotou směsi do 90 °C. Všechny vrty jsou opatřeny teplotními čidly, která umožňují sledovat a ověřovat funkci horninového masivu jako zásobníku tepla.“
„Tradičně uváděnou instalací je kanadské město Okotoks nedaleko Calgary, kde teplo ze slunečních kolektorů uskladněné v horninovém zásobníku zásobuje teplem 52 rodinných domů. Na okraji švédského Stockholmu vytápějí podobně 50 rodinných domů a dům pro seniory. V německém Neckarsulmu nebo Crailsheimu pak využívají teplo z horninového zásobníku dokonce pro celou městskou čtvrť s 350 domy, školou a nákupním centrem. V konečné fázi je počítáno s kapacitou horninových zásobníků se zajištěním tepla pro lokality až s 1300 byty.“ ■ To už je v našich podmínkách teplo pro více než 3000 obyvatel. Jaké jsou první praktické zkušenosti z ukládání tepla do horninového zásobníku u nás? „Jedním z cílů našeho výzkumu je zdokonalení sezonního horninového zásobníku tepla, který umožní teplo uchovat půl roku a využít ho až v zimě. Podle našich měření, která již probíhají několik let na testovací sestavě šestnácti 60 metrů hlubokých vrtů v areálu podniku Green Gas DPB, a.s., Paskov, jsme v podzemním zásobníku po odpočtu všech ztrát schopni uchovat a zpětně využít až polovinu v létě uloženého tepla. Pokud tedy v létě zajistíme dostatek levného odpadního tepla, vypadá to z ekonomického pohledu velice zajímavě. Využití podzemních zásobníků je nesmírně široké, odpadní teplo vzniká jak v rodinných domech, tak v průmyslu i zemědělství. Funkční podzemní zásobníky v zahraničí ukazují, že jejich využití je reálné. V České republice jsou naše zásobníky zatím ojedinělým komplexem pro výzkum akumulace a zpětného získání tepla z různých zdrojů a v různých režimech využití.“ ■ VŠB-TUO se dlouhodobým ukládáním tepla do horninového masivu a jeho zpětným získáváním zabývá již řadu let, kde máte zásobníky umístěné? „Vedle výše uvedené testovací sestavy v areálu společnosti Green Gas DPB, a.s., v Paskově byly již dříve v areálu VŠB-TUO v Ostravě-Porubě vybudovány v rámci řešení VV projektů tři zkušební polygony. Velký výzkumný polygon u auly univerzity s vybranými 10 provozními a 5 monitorovacími vrty
■ V čem se liší vaše polygony v Ostravě od toho v Paskově a jaké jsou výsledky výzkumu z nich? „Velký výzkumný polygon je určen zejména pro sledování vlivu masivních odběrů tepla z horninového prostředí, které slouží pro vytápění Nové auly + CIT VŠB-TU OSTRAVA. Je zde instalováno 10 tepelných čerpadel firmy IVT o celkovém výkonu 700 kW. Jako nízkoteplotní zdroj je zde využíváno 110 provozních vrtů, které jsou všechny vyhloubeny do 140 m. Provozní vrty jsou v rovnoběžných řadách vzdáleny od sebe 10 m a stejná je i rozteč mezi řadami. Monitorováno je 10 energeticky využívaných vrtů napojených na tepelná čerpadla. Malý výzkumný polygon u Výzkumného energetického centra a „mini“ polygon u Fakulty stavební je určen zejména pro výzkum regeneračního a akumulačního chování hornin v okolí energeticky využívaných vrtů pro malé spotřebitele, zejména rodinné domy.“ ■ Hovořil jste o řadě provozních instalací ve světě, které prokázaly, že mohou být prakticky využitelné. Proč tedy ještě provádět výzkum? „Malé systémy zemních zásobníků tepla jsou dnes již běžně instalované, mnohdy ale jen na základě zkušeností a bez analýzy horninového masivu z hlediska jeho tepelné kapacity. U středních systémů s tepelným výkonem v řádu stovek kW,
4/2015
například pro komerční budovy, školy a větší obytné budovy, jsou už ze strany investora kladeny požadavky na maximální efektivitu vynaložené investice a optimalizaci systému a tam jen se zkušenostmi nevystačíme. U projektů se většinou vychází z tabulkových hodnot místo optimalizace na základě vědecké analýzy horninového masivu z hlediska tepelných vlastností. Při návrhu délky vrtů se vychází ze zhodnocení pravděpodobného horninového složení lokality z geologických map. Stanovení délky, rozložení a vystrojení vrtů však vychází z velmi obecných hodnot předpokládané tepelné vodivosti horninových celků, mnohdy se ani tento postup nepoužívá, parametry vrtů se nakonec stanoví přibližně.“
Zemní vrtaný/horninový akumulátor (BTES) kapacita 15 až 30 kWh/m3 ■ To pak musí být takto určená délka vrtů pro jistotu velmi často naddimenzována a je tedy i ekonomicky náročnější než, je skutečně potřeba… „Ovšem. Problém stanovení optimálních parametrů vrtů usnadňuje změření teplotních parametrů horninového masivu pomocí experimentálního měření, které se označuje jako test teplotní odezvy horninového masivu (Thermal Response Test). Výsledkem měření jsou zejména dva parametry nezbytné pro návrh soustavy vrtů v zásobníku - tepelná vodivost horniny � a celkový tepelný odpor ve vrtu Rb. Ukládání tepelné energie klade na horninové prostředí určité požadavky a je třeba zohlednit nejen ekonomické aspekty, ale i geologické a hydrogeologické parametry horninového prostředí. Vzhledem ke geologické stavbě horninového prostředí v České republice se naše pozornost soustředí na vybudování podzemních horninových zásobníků se soustavou vrtů, odborně typ BTES.“ ■ Co je potřeba znát pro vybudování takového horninového zásobníku? „Pro vybudování zásobníku je potřeba především detailní znalost místních geologických podmínek, tedy horninové složení do hloubky cca 100 m, přítoky podzemní vody, jejich hloubka, velikost přítoku, směr proudění a samozřejmě tepelné vlastnosti hornin. Pomocí speciálního software a polních testů realizovaných ve zkušebním vrtu se určí potřebný počet a hloubka vrtů a jejich optimální uspořádání na daném pozemku. Vstupním parametrem pro navržení horninového zásobníku je také analýza požadavků odběratele na vytápění či chlazení budovy. Dalším krokem je pak vyhloubení skupiny vrtů a jejich vystrojení. Vrty jsou vystrojovány plastovými kolektory, což jsou U-trubice z polyetylenu, a jsou pro lepší
5
přestup tepla či chladu a z důvodu izolace zvodněných vrstev po celé délce injektovány. Kolektory jsou tlakově testovány i na těsnost. Vybudování podzemního zásobníku je nejnáročnější částí celého topného systému. Bohužel, případné chyby nemusí být zjevné během výstavby, ale až po náběhu provozu a jsou zpravidla neodstranitelné.“ ■ Rozdělují se nějak horninové zásobníky, nebo je jejich třídění univerzální? „Podle operační teploty se horninové zásobníky rozdělují na dvě základní skupiny, na nízkoteplotní a vysokoteplotní. Do nízkoteplotních se teplo sezonně dobíjí při chlazení objektů, ze solárních panelů nebo ukládáním odpadního nevyužitého tepla. Zásobníky operují s nižšími teplotami mezi 5 až 35 °C a teplo je z ohřátých hornin zpětně získáváno pomocí tepelných čerpadel. Takové polygony máme tady v Ostravě. U vysokoteplotních se teplo ukládá do horninového prostředí podobně jako u nízkoteplotních zásobníků přímo například z kogeneračních jednotek, ale také je z něj přímo odčerpáváno. Nejsou použita tepelná čerpadla a tyto zásobníky operují obvykle při středních teplotách 30 až 50 °C, někdy až do 80 °C. To je příklad zásobníku v Paskově.“ ■ Vedle praktických zkušeností z provozu horninových zásobníků tepla využíváte spolupráce akademického a soukromého sektoru i pro zmapování tepelných vlastností hornin v regionu… „Jedním z cílů našeho projektu je i klasifikace horninového prostředí Moravy a Slezska z pohledu jeho využití pro získávání a akumulaci tepelné energie formou horninových zásobníků. Shromažďujeme údaje o tepelné vodivosti horninového prostředí. Výstupem by měl být i návrh, pro jaké velikosti respektive výkony instalací zásobníků je to ekonomicky efektivní, včetně optimalizace počtu a hloubky vrtů. Postupně by měl vzniknout statisticky významný soubor informací o tepelných charakteristikách horninových masivů nejen Moravy a Slezska, ale analogicky i dalších horninových prostředí Českého masivu. Účastníkem projektu je proto i zmíněná společnost Green Gas DPB, a.s. Ta zpracovala doposud projekty tepelných čerpadel s vrty ve více než 1300 lokalitách po celém území České republiky, takže rádi využíváme i jejích zkušeností.“ Zimní využití „jen“ poloviny v létě uloženého tepla vypadá z laického pohledu jako docela nízká účinnost. Ale pokud jde o recyklaci tepla, které bychom jinak nevyužili, nebo dokonce za jeho „chlazení“ museli ještě platit minimálně nákupem vhodných technologií, pak je skoro poloviční účinnost horninových zásobníků vysoce efektivní. Pro srovnání klasické kondenzační uhelné, plynové či jaderné elektrárny mají účinnost kolem 35 % a elektrárny s odběrem tepla kolem 55 %.
Více k tématu akumulace tepla si můžete přečíst také ve 4. čísle 3T ročník 2012 v článcích „Využití energie ze slunce pro dálkové vytápění v Dánsku“ a „Uložíme si teplo na zimu do země?“ nebo v 5. čísle 3T ročník 2013 „Uskladnit letní teplo na zimu? V Paskově to umí ...“ na www.tscr.cz. V současné době probíhá další nabíjení horninových zásobníků a o aktuálním stavu se můžete přesvědčit na http://tepelnacerpadla.vsb.cz/vizualizace.php, kde najdete on-line vizualizaci zásobníku v Paskově a malého polygonu u Výzkumného energetického centra VŠB-TUO se základními teplotními parametry. (pk)
4/2015
Nejsevernější uhelná teplárna chce ukládat emise pod zemí Špicberky (norsky Svalbard) je souostroví v Severním ledovém oceánu pod správou Norska. Nachází se pouhých 1300 km od severního pólu. Jejich dramatická i melancholická bezlesá krajina učarovala již mnoha cestovatelům. Letos se připomenuly veřejnosti zejména jako místo, odkud bylo možné sledovat úplné zatmění Slunce, a jako globální úložiště semen, založené pro zachování široké rozmanitosti semen rostlin z míst po celém světě v podzemní jeskyni. Málokdo však ví, že Špicberky jsou unikátní také díky geologickým strukturám, které mohou být využity pro podpovrchové ukládání CO2.
Historie Špicberků se datuje od roku 1596 a dělí se v podstatě na epochy podle toho, která surovina se na nich zrovna těžila. Těžba uhlí zde začala v roce 1900 a první moderní důl otevřela na Špicberkách v roce 1906 společnost Arctic Coal Company (ACC), využila nejnovějšího výzkumu a příznivé ceny pro nově industrializovanou Evropu. Uhelná ložiska vyvolávala velký zájem, krátkodobě se tu těžila také síra, zlato, zinek, olovo, měď, sádra a mramor. Těžba uhlí je ale jedinou obchodní činností, která přežila na sousostroví více než sto let. Vytvořila základ pro trvalé osídlení ve městech Longyearbyen, Sveagruva, Barentsburg a Ny-Alesund. Longyearbyen je malé hornické městečko se dvěma tisíci obyvateli, které je považováno za nejsevernější město na světě. Norská státní uhelná společnost zde zaměstnává téměř 60 % norské populace žijící na ostrově. Městečko má vlastní mezinárodní letiště a z Norska se sem lze dostat běžným linkovým letem. Teplota v zimě ovšem běžně klesá k -25 °C a může být i podstatně nižší. Do městské zástavby dodává teplo uhelná teplárna s elektrickým výkonem 10 MW, která byla postavena v roce 1983. Ročně spaluje 25 až 30 000 tun místního černého uhlí a vygeneruje až 50 000 tun emisí oxidu uhličitého. Po více než 30 letech prakticky nepřetržitého provozu je již teplárna na konci své životnosti a vláda zvažuje investovat přibližně
33 milionů EUR do modernizace, která by prodloužila její životnost o dalších 25 let. Současně se v Longyearbyenu připravuje světově unikátní projekt. V prosinci 2006 se Univerzitní centrum na Špicberkách (UNIS) rozhodlo využít přirozené výhody Špicberků a proměnit Longyearbyen v ukázkový příklad kompletního řetězce technologie pro zachycování a ukládání CO2 (CCS) – od těžby uhlí přes výrobu elektřiny a tepla až po úspěšné trvalé uskladnění emisí CO2 ve vhodných geologických formacích pod povrchem země. V prosinci 2011 rada UNIS rozhodla založit výzkumnou společnost UNIS CO2 lab AS, která vede pilotní projekt zaměřený na skladování CO2 na Špicberkách. První fáze projektu byla zaměřena na určení vhodných slaných akviferů v blízkosti Longyearbyenu, kde bude možné uložit CO2. Bylo vyvrtáno sedm hlubokých vrtů (400 až 1000 m) a jeden mělký vrt (61 m), který sloužil ke studiu chování permafrostu v této oblasti. Záměrem bylo zhodnotit proveditelnost bezpečného ukládání oxidu uhličitého (CO2) v arktickém prostředí. V rámci projektu byl proveden rozsáhlý vědecký výzkum, shromažďující cenná data, poskytující zkušenosti s arktickými vrtnými technologiemi. První výzkumy obsahovaly geologické analýzy vrtného jádra, vyhodnocování seismické aktivity, vstřikování vody a tlakové zkoušky rezervoáru. Analýzou vzorků z vrtů bylo zjištěno, že zhruba 700 m pod povrchem leží silná vrstva pískovcové skály, ideální pro absorbování zachyceného CO2. Nad touto pískovcovou "nádrží" je tlustý "strop" z břidlic, který má schopnost bránit úniku CO2 zpátky na povrch. Cílem druhé fáze tohoto pilotního projektu v letech 2011 až 2013 bylo ověřit injektáž a kapacitu rezervoáru a předpovědět jeho celkové uspořádání. Dále pak otestovat těsnicí schopnosti mezilehlé vrstvy jílu. Řada injektážních zkoušek používá jako médium vodu s přídavkem stopových látek. Testy injektáže byly provedeny různými způsoby; Leak-OFF-testy (LOT) s vysokým průtokem a dosažení „stropu“ v průběhu několika minut, dále Step-Ratetesty (SRT) s postupně se zvyšujícím (v krocích) mírným průtokem v řádu dní (2-5 dnů). Testy potvrdily, že nepropustné plochy jílu vytvářejí spolehlivé těsnění, což dokumentuje fakt, že se objevily jak svislé, tak paralelní bariéry toků uvnitř a kolem rezervoáru. V třetí fázi projektu se pozornost obrátila k národní a mezinárodní spolupráci a k integraci projektů, využívající získaná data. Projekt CO2 lab pracuje s podporou městské rady a nabízí skvělé testovací místo pro ukládání uhlíku. Úložiště je dostupné ze silnice a jen 5 km od Longyearbyenu. Právě tyto vlastnosti – uhelné doly, uhelné elektrárny a geologické struktury, které jsou vhodné pro skladování CO2 – dávají Špicberkům jedinečnou příležitost stát se globálním ukázkovým příkladem, demonstrujícím celý řetězec technologie CCS navíc v extrémních arktických podmínkách. Česká geologická služba ve spolupráci s norským partnerem International Research Institute of Stavanger letos zahájila realizaci projektu, jehož cílem je ověřit technologii ukládání CO2 v reálném geologickém prostředí ČR. Jolana Bugáňová
4/2015
Bioplynové stanice – zmařená šance na efektivní využití zelené energie Bioplynové stanice (BPS) se na produkci elektřiny z obnovitelných zdrojů podílejí u nás plnou čtvrtinou a generují už více elektřiny než fotovoltaické elektrárny. Ve výrobě elektřiny bioplyn v roce 2012 překonal zemní plyn a na celkové produkci elektřiny se u nás podílí ze 3 %. Jenže bioplynové stanice, to není jen elektřina, ale i teplo. Přesněji řečeno, mohlo by být, ale není. Stejně jako při štědré podpoře výroby elektřiny z fotovoltaických elektráren vznikla i v případě bioplynu kardinální chyba, podporu dostala jen elektřina, o efektivní využití produkovaného tepla se nikdo nestaral a většina se ho dodnes pouští „do vzduchu“.
počítaly, není zajištěna žádná kontrola, zda tomu tak doopravdy je. Kontrolované BPS měly instalovaný elektrický výkon 99 MW a tepelný přes 100 MW. Problém je ale hlubší. Podle aktuálních statistik České bioplynové asociace je u nás 554 bioplynových stanic. Z nich je 382 zemědělských, 7 komunálních, 11 průmyslových, 56 na skládkách a 98 bioplynových stanic je provozováno v rámci čističek odpadních vod. Jejich elektrický instalovaný výkon se blíží hranici 400 MW a tepelný je o něco vyšší. Podle Národního akčního plánu pro obnovitelné zdroje z roku 2010 by v roce 2020 měly být v ČR v provozu bioplynové stanice s výkonem 417 MW a vyrábět by měly ročně kolem 3000 GWh elektřiny a 8500 TJ disponibilního tepla pro dodávku. Plán výroby elektřiny jsme tedy téměř splnili s pětiletým předstihem, s teplem je to ale podstatně méně slavné. Od roku 2004 do roku 2013 získali provozovatelé BPS podle V aktuálním ceníku tepelné energie sestaveném Energeticvýpočtu týdeníku Dotyk celkem přes 20 miliard korun z veřej- kým regulačním úřadem jsme identifikovali pro letošní rok celkem ných zdrojů (16,5 miliardy tvoří provozní dotace a 3,5 miliardy 74 bioplynových stanic s tepelným výkonem 62 MWt a dodávkou investiční podpory a operační programy EU). V roce 2014 pak 385 000 GJ tepla (průměrně 5300 GJ/BPS). Bioplynové stanice BPS získaly dalších 6,84 miliardy provozní podpory ve zvýhod- tak zásobují teplem kolem 15 000 bytů při váženém průměru něných výkupních cenách elektřiny. Efektivita vynakládání těchto ceny tepla kolem 260 Kč/GJ (u dodávek tepla z uhlí je to 560 prostředků je však přinejmenším sporná. a u plynových zdrojů 630 Kč/GJ). Vyšší cena nad 400 Kč/GJ je Nejvyšší kontrolní úřad při loňské kontrole zjistil, že 43 % jen u několika soustav, kde bioplyn tvoří méně než dvě třetiny ze 172 bioplynových stanic podpořených v minulosti z progra- paliva. Část tepla je dodávána v rámci zemědělských areálů mu rozvoje venkova nemá pro teplo žádné využití. Stát přitom u bioplynových stanic. Odhadem však bez užitku stále zůstává podpořil jejich výstavbu souhrnnou investiční podporou ve výši skoro 6 000 000 GJ tepla, tedy roční průměrná spotřeba tepla 3,2 miliardy korun a další podporu získávají provozovatelé bio- až pro 200 000 domácností. plynových stanic díky podporovaným výkupním cenám elektřiny Bioplynová stanice, která dodává jen elektřinu do sítě, má a agrárním dotacím. Řadě provozů však stačí vydělávat pouze stupeň využití energie bioplynu pouze cca 35 %. Tedy jako na dotované elektřině a většinu tepla vypouští bez užitku do klasická uhelná kondenzační elektrárna, ale bioplynové stanice vzduchu. I tak se některým investice do bioplynové stanice za- za to kupodivu nikdo nepranýřuje, naopak. Při loňské výrobě platí už za 5 let. Navíc u projektů, které původně s využitím tepla 2556 GWh elektřiny počítejme u bioplynek minimálně se stejnou výrobou tepla, což dává po přepočtu 9,2 PJ tepla. Vlastní Podíl v % na výrobě a podpoře elektřiny z obnovitelných zdrojů technologická spotřeba tepla energie v roce 2014 se podle použité technologie 70,0 pohybuje mezi 10 až 30 %. Při průměru 25 % nám pro 60,0 další dodávku zbývá 6,9 PJ tepla. Efektivně využit je však 50,0 zjevně pouhý zlomek tohoto množství. 40,0 Pro dodávku tepelné ener-
výroba
30,0
podpora
20,0 10,0 0,0 bioplyn
biomasa
dùlní plyn
slunce
voda
skládkový plyn
vítr
gie z BPS do soustav zásobování teplem je zásadním faktorem dosažitelnost odběrného místa s dostatečným odběrem tepla a vhodným odběrovým diagramem. Příkladem, že to jde, jsou BPS s dodávkou tepla v Jaroměři (700 bytů), Šumperku (440 bytů) nebo v Kojetíně (400 bytů). Ale ani vzdálenější
4/2015
Podíly na výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (2014)
Na titulní webové stránce Teplárenského sdružení České republiky www.tscr.cz jsme pro vás připravili novou anketu.
27,4 % bioplyn 27,422,7 % bioplyn % biomasa 22,7 % biomasa
Tentokráte nás zajímá vaše praktická odpověď na otázku:
2,1 % dùlní plyn
2,1 % dùlní plyn
26,3 % slunce
26,3 % slunce
13,1 % voda
13,1 % voda
2,4 % skládkový plyn
2,4 % skládkový plyn
% vítr 5,9 5,9 % vítr
odběr není neřešitelný problém, z řady bioplynových stanic jsou vedeny i několikakilometrové bioplynovody do nejbližších blokových kotelen, kde bioplyn kogenerační jednotky přemění na elektřinu a teplo. Takové řešení je náročnější a vyžaduje instalaci minimálně dvou kogeneračních jednotek, jedné pro vlastní provoz BPS a druhé pro dodávku elektřiny do veřejné sítě v místě spotřeby tepla. Příkladem jsou BPS u Třeboně s více než 4 kilometry dlouhým plynovodem do místních lázní Aurora (roční dodávka 14 100 GJ), BPS ve Žďáru nad Sázavou s kogenerační jednotkou ve více než kilometr vzdálené kotelně energetiky Žďasu (13 620 GJ) nebo BPS v Přešticích, která vedle vlastní kogenerační jednotky téměř tříkilometrovým plynovodem zásobuje další čtyři kotelny/zdroje v obci (32 900 GJ). K zajímavým způsobům využití tepla z bioplynových stanic patří bezesporu ten ze Suchohrdel u Miroslavi (11 500 GJ). Vedle BPS byl postaven skleník o ploše tří hektarů (druhý největší v ČR), ve kterém se pro supermarkety celoročně pěstují bylinky v květináči - bazalka, tymián, dobromysl a další. Teplo se využívá i k řadě dalších činností v blízkosti areálů BPS. I přes výše uvedené příklady využití tepla z bioplynových stanic je ale obecně jeho využití u nás tristní. Z disponibilního množství dodávkového tepla se ho zatím využije jen šestina. Ministerstvo průmyslu a obchodu proto přišlo v rámci Operačního programu průmysl a podnikání s novým dotačním programem, který by měl mimo jiné přispívat k využití doposud mařeného tepla z bioplynových stanic. Na současné neefektivitě tak může řada provozovatelů bioplynových stanic nakonec paradoxně vydělat. K investiční dotaci na výstavbu BPS, provozní dotaci ve zvýhodněných výkupních cenách elektřiny či zeleném bonusu a agrární dotaci na pěstování energetické biomasy, přibude čtvrtá dotace, pro změnu na efektivní využití zatím mařeného tepla. Bude to ale pořád výrazně levnější, než dotovat nové větrné elektrárny, jak nedávno navrhla jedna organizace ekologických nadšenců. Bioplyn je nejvšestrannější ze všech obnovitelných zdrojů. Coby čistý, perspektivní a ekonomický produkt biomasy je vhodný k získávání elektřiny, tepla, nebo dokonce pohonných hmot. (pk)
Myslíte si, že aktualizovaná Státní energetická koncepce je správná? Nabízíme vám na výběr opět čtyři odpovědi: ANO – odpovídá potřebám a možnostem energetiky v ČR; NE – je pozadu za vývojem energetiky v EU; NE – tento dokument je zbytečný; NEVÍM – nedokážu posoudit / nezajímá mne. Dnešní, ale i minulá čísla časopisu 3T vám mohou napovědět, potvrdit nebo i vyvrátit váš názor. Pokud chcete být přímo přesměrováni na titulní stránku TS ČR s hlasováním k anketě, klikněte na následující malý graf a pak stačí jen označit vybranou odpověď.
Vyhodnocení minulé ankety na webu Teplárenského sdružení ČR www.tscr.cz V anketě nás zajímalo, jak byste se zachovali, pokud by Váš dům stál v lokalitě dotčené rozšířením těžby uhlí. Byli byste ochotni se dobrovolně přestěhovat? Na výběr bylo tradičně kvar teto odpovědí: ANO – za jakékoliv odstupné vyšší než odhadní cena nemovitosti; ANO – za odstupné ve výši nejméně 2,5 násobku odhadní ceny nemovitosti; ANO – do nového rodinného domku vybudovaného podle mých představ v nově vybudované obci; NE – v žádném případě. V žádném případě by nebyla ochotna se přestěhovat rovná pětina odpovídajících v anketě (20 %). Z ostatních tří kladných odpovědí získal nejvíce příznivců, dvě pětiny (39 %), nový rodinný domek vybudovaný podle představ hlasujících v nově vybudované obci. Za jakékoliv odstupné vyšší než odhadní cena nemovitosti by byla ochotna se přestěhovat šestina (16 %) hlasujících a za odstupné ve výši nejméně 2,5 násobku odhadní ceny nemovitosti rovná čtvrtina (25 %) hlasujících.
ANO - za jakékoliv odstupné vyšší ne�
20% 20%
ANO - za jakékoliv odstupné vyšší ne� odhadní nemovitosti odhadní cenacena nemovitosti
15% 15%
ANO - za- odstupné ve výšive nejménì 2,5 ANO za odstupné výši nejménì 2,5 násobku odhadní ceny nemovitosti
násobku odhadní ceny nemovitosti
25%
25% 40%
40%
ANO – do nového RD vybudovaného podle mých pøedstav v novì vybudované obci ANO – do nového RD vybudovaného podle
mých pøedstav v novì vybudované obci NE - v �ádném pøípadì
NE - v �ádném pøípadì
ANKETA . ANKETA . ANKETA
