Vykurovanie nových bytových domov v obci Kriváň palivami z obnoviteľných zdrojov. Projektová štúdia.
1.
Úvod,
Obec Kriváň, ako investor prijala rozhodnutie výstavby ôsmych bytových domov v katastri obce, lokalizácia v tesnej blízkosti základnej školy a novej bytovky, postavenej v roku 2008. Vzhľadom k tomu, že záujem o nájomné byty v plánovaných bytovkách majú hlavne mladé rodiny, preto je veľmi dôležitý faktor tohto bývania výška nájomného, ktorého časť tvoria aj náklady na kúrenie a prípravu teplej úžitkovej vody (ďalej TÚV). Z uvedeného, ale aj z environmentálneho hľadiska a hľadiska potreby dlhodobejšej stabilizácie ceny nájomného a tepla obec uvažuje o využití obnoviteľných zdrojov regionálneho pôvodu na zabezpečovanie výroby tepla pre plánované bytové domy.
2.
Koncepcia a umiestnenie projektu
Miestom výstavby nových nájomných bytov sú nehnuteľnosti 11903/270 a 11903/271, nachádzajúce sa v tesnej blízkosti bytového domu postaveného v roku 2008 na parcele č.: 427/3 a Základnej školy v Kriváni. Toto umiestnenie budov dáva výbornú možnosť vybudovať pre plánované bytové domy a Základnú školu jedno tepelné hospodárstvo a využiť tak výhody centrálneho zásobovania teplom v podmienkach obce. Navrhovaná koncepcia nového tepelného hospodárstva preto vychádza z prebudovania jestvujúcej kotolne základnej školy, kde sa v súčasnosti nachádza 10 plynových kotlov s celkovým inštalovaným výkonom 500 kW na centrálnu kotolňu pre Základnú školu a tiež aj pre osem plánovaných bytových domov. Výstavbu tepelného zdroja a rozvodov bude v rámci výstavby bytových domov realizovať konzorcium LZ Čech, s.r.o. a ASTA, s.r.o. V prípade záujmu obce sa bude na výstavbe zdroja tepla podieľať spoločnosť Cmc, s.r.o. Detva
3.
Potreba inštalovaného výkonu
Projekt „Bytové domy Kriváň“ , autora Ing. Vladimíra Vlačušku , spoločnosť LEDEX, s.r.o. hovorí o návrhu rozmiestnenia bytových domov a okrem iného hovorí aj o potrebe tepla pre zabezpečenie vykurovania a prípravy TÚV. Situácia umiestnenia bytových domov tvorí prílohu č. 1. Potreba tepla pre vykurovanie a TÚV môžeme počítať cca 7- 9 kW inštalovaného výkonu z centrálneho zdroja tepla pre jeden byt. Z toho vyplýva, že potreba špičkového výkonu celkom pre vykurovanie aj TÚV je cca 110kW na jeden 16 bytový dom. Pri zložení mini sídliska:
Obytný dom 16 bj
4 domy
Obytný dom 9 bj
2 domy
Obytný dom 4 bj
2 domy,
spolu 90 bytov,
je predpoklad potreby inštalovaného výkonu pre zabezpečenie výroby tepla a TÚV pre uvedené bytovky je cca 720 kW. Koncepcia nového spôsobu výroby tepla uvažuje aj so zabezpečením výroby tepla pre základnú školu. Z prevádzkových skúseností zabezpečenia výroby tepla pre základnú školu a priemerného množstva vyrobeného tepla vychádza potrebný inštalovaný výkon pre vykurovanie školy 120-140 kW. Z uvedeného vyplýva, že celková potreba špičkového inštalovaného výkonu pre 8 plánovaných bytových domov, základnú školu je: 860 kW.
4.
Návrh technológie centrálneho tepelného zdroja
Pri návrhu použitia technológie nového tepelného zdroja je potrebné vychádzať z lokality, do ktorej bude zdroj umiestnený. Z porovnania variabilných nákladov na výrobu tepla za jeden priemerný rok vyplýva, že najprijateľnejším palivom pre nový projekt je drevná štiepka. Je nutné ale brať do úvahy ročné množstvo paliva, manipuláciu s palivom a investičné náklady. Nevýhodou drevnej štiepky je jej vysoké ročné množstvo paliva pre nižšiu výhrevnosť oproti iným energetickým nosičom, vyššia náročnosť na skladovanie a manipuláciu a taktiež vyššie investičné náklady. Pri použití drevnej štiepky je nutné budovať masívnejšie dopravné cesty a väčšie skladové hospodárstvo, taktiež masívnejšia je aj technológia kotlov a pre manipuláciu so štiepkou je potrebný manipulátor (nakladyč). Pre toto je drevná štiepka výhodnejšie palivo pre priemyselné objekty a kotolne mimo zastavanej zóny. Výhody a nevýhody palív:
Druh paliva
Zemný plyn:
Výhody
Nevýhody
Nulová náročnosť na skladovanie, vysoká pružnosť nábehu a dobehu horenia, čistota procesu vykurovania,
Zaťažovanie životného prostredia emisiami CO2, Vysoká cena paliva, Nízka možnosť ovplyvňovania ceny paliva,
Nízka cena paliva, stále dobrá dostupnosť paliva, regionálny Drevná štiepka: pôvod paliva
Drevné pelety:
Nižšia pružnosť nábehu a dobehu horenia, Vysoké nároky na skladovanie a manipuláciu štiepky, vysoká vlhkosť paliva, vyššia popolnatosť paliva.
Prijateľná cena paliva, dobrá dostupnosť paliva, nízka náročnosť skladovania paliva, regionálny pôvod paliva, veľmi nízka popolnatosť paliva, vysoká pružnosť nábehu a dobehu horenia, Vyššia cena oproti drevnej štiepky,
Tab.: 2, porovnanie výhod a nevýhod jednotlivých druhov palív.
Vychádzajúc z uvedených výhod a nevýhod jednotlivých druhov palív a lokality umiestnenia nových bytoviek, odporúčame nový zdroj tepla orientovať na využitie drevných, prípadne agro-peliet. Použitie drevných peliet je výrazne priaznivejšie z environmentálneho hľadiska – emisie CO2, ako požitie zemného plynu a danú lokalitu nezaťaží rušnou prevádzkou pri dovoze a manipulácii množstva paliva ako pri drevnej štiepky. Pri použití drevných peliet je pri súčasnej úrovni techniky možná automatizácia procesu na úrovni ako pri zemnom plyne. Hlavnými výhodami použitia peliet je domáci produkt a tým stabilita ceny paliva na dlhé obdobie, použitie environmentálne prijateľného paliva a nižšie náklady na zabezpečenie vykurovania oproti zemnému plynu.
Obr. 1: Kotol na spaľovanie drevných peliet, s možnosťou výkonu od 225 do 600 kW.
5.
Návrh tepelných rozvodov pre zabezpečenie rozvodu tepla do jednotlivých objektov.
Pri použití vyššie uvedenej koncepcie t.j. centrálnej kotolne umiestnenej v budove základnej školy je potrebné vybudovať rozvod tepla od kotolne po jednotlivé bytové domy. Pre potreby prenosu plánovaného špičkového tepelného výkonu 860 kW navrhujeme pre hlavný teplovod dimenziu DN 80. Odbočky do jednotlivých bytových domov 16 bj – DN 40, 9 bj- DN 32 a 4 bj- DN 25. Teplovod navrhujeme realizovať zo zváraných oceľových, predizolovaných potrubí, s hrúbkou izolačnej vrstvy Typ 1. Predpokladaná celková dĺžka tepelných rozvodov je cca 580 metrov (napojenie všetkých plánovaných budov). (Výrobcovia predizolovaných potrubí: PIPECO Brezno, Fintherm Praha, ISOPLUS Rosenheim, ...) V prípade schválenia projektu navrhujeme taktiež etapizovať výstavbu teplovodu. Hlavný prípojný teplovod od kotolne ZŠ po prvú bytovku vybudovať z DN 80, s odbočkou pre prvú bytovku a s vysadenou odbočkou pre následné pripájanie ďalších objektov tak, ako budú postupne budované. V jednotlivých bytových domoch budú umiestnené koncové odovzdávacie stanice tepla (KOST) tlakovo závislé, kde bude priama príprava TÚV pre daný objekt. Ku KOST navrhujeme inštalovať
zásobník na TÚV s objemom cca 300 litrov pre 19 bytový objekt, pre zrovnomernenie odberu tepla pre prípravu TÚV.
Obr.: 2a,b – ukážky predizolovaných potrubí pre výstavbu teplovodov.
Obr.: 3 Foto z výstavby teplovodu z predizolovaných potrubí.
6.
Určenie ceny tepla na 1 kWh zo zemného plynu.
Metodika výpočtu ceny tepla je daná regulátorom trhu s energiami, t.j. Úradom pre reguláciu sieťových odvetví (ďalej ÚRSO). Metodika vychádza zo zákona 657/2004 a detailne je určená vyhláškou ÚRSO č. 222/2013. Z aktuálnych cien vstupných energií je referenčná cena tepla vyrobená zo zemného plynu podľa tabuľky č. 1
7.
Environmentálne aspekty realizácie projektu.
Realizáciou tohto projektu, čiže požitím drevných peliet, ako základného paliva namiesto zemného plynu sa ušetrí ročne cca 1 700 ton emisií CO2. ( Spálením 1 MWh zemného plynu vzniká cca 1,985 tony emisií CO2.
8.
Popis obsluhy tepelných zariadení.
Nový centrálny tepelný zdroj pre mini sídlisko a Základnú školu navrhujeme osadiť plnoautomatickými kotlami značky VERNER, ktoré sú schopné spaľovať drevné, ale aj agro pelety. Kotly sú vybavené automatickým podávaním paliva zo sila, alebo zásobníka paliva v miestnosti. Veľkosť zásobníka je závislá od požadovaného výkonu a optimálnej skladovej rezervy paliva. Pri inštalovanom výkone cca 1 MW, pri extrémnej zime, môže byť spotreba peliet až 3,8 tony za deň. Pri silných zimách by to znamenalo mať zásobu min 30 ton, čomu odpovedá skladovací priestor 43 m3. Z uvedeného odporúčame vybudovať skladovací priestor s kapacitou minimálne 50 m3, optimálne 90 m3. Takto nadimenzovaný skladovací priestor by umožnil dostatočnú zásobu paliva na 1,5 až 3 týždne, a zásobovanie palivom maximálne 2-3x za mesiac, čo je minimálna záťaž okolia vplyvom pohybu dopravnej techniky. Navrhovaný druh kotlov je vybavený automatickou reguláciou výkonu a celého procesu spaľovania. Taktiež sú vybavené automatickým zapaľovaním a odpopolňovaním. Takáto úroveň automatizácie umožňuje minimálnu nutnosť obsluhy. Automatika kotlov umožňuje zasielanie poruchových hlásení formou SMS na určený telefón. Tepelný zdroj s takýmito kotlami vyžaduje v zmysle vyhlášky občasný dozor. Centrálny tepelný zdroj však musí mať Osobu zodpovednú na podnikanie v tepelnej energetike v zmysle §3, zákona č.657/2004 Z.z.
Pre zabezpečenie plynulosti regulácie výkonu tepelného zdroja navrhujeme kotolňu osadiť kaskádou 4 kotlov značky VERNER, (2x 350 kW, 1x225 kW a 1x50kW) so zásobníkmi TÚV v jednotlivých bytových domoch. Inštaláciou uvedeného sortimentu kotlov sa dosiahne dostatočná rezerva – 115 kW na prekrytie extrémnych mrazov, prípadne poruchy niektorého zo zariadení. Predpokladá sa, že výstavba bytových domov bude postupná. Z uvedeného navrhujeme aj inštaláciu kotlov prispôsobiť výstavbe bytových domov. Ako prvú etapu navrhujeme vybudovať kompletné skladové hospodárstvo a dopravné cesty pre celkový plánovaný výkon tepelného zdroja 975 kW. Ale v rámci prvej etapy inštalovať len jeden kotol Golem 350 s výkonom 350kW a kotol A501, s výkonom 50kW. Táto minikaskáda musí postačovať na pokrytie potreby tepelného výkonu celej základnej školy a prvej bytovky s dostatočnou výkonovou rezervou. Ostatné kotly 1x350kW a 1x225 budú inštalované v súbehu výstavby ostatných bytoviek a reálnou potrebou zvýšenia tepelného výkonu.
9.
Prevádzkovanie kotolne cena tepla
Navrhovateľ koncepcie tepelného hospodárstva , spoločnosť Cmc, spol. s r.o. Bottova 1522, 962 12 Detva je spoločnosť, ktorá má dlhodobé skúsenosti s výstavbou a prevádzkovaním energetických projektov. Spoločnosť prevádzkuje 2 bioplynové stanice s výkonom 2x 1000kW termických, ktoré sú
následne využívané pre vykurovanie mesta Detva, kotolňu na pelety pre vykurovanie poľnohospodárskeho areálu Detva, kotolňu na pelety pre priemyselný areál Pstruša a vo výstavbe je kotolňa na drevnú štiepku/ drevné pelety pre vykurovanie agroturistického areálu Pstruša, kotolňa na vykurovanie priemyselného objektu v Detve –Kostolnej. Okrem uvedených projektov sú v príprave ďalšie dva projekty. Vzhľadom k svojim skúsenostiam ponúka spoločnosť Cmc, spol. s r.o. službu prevádzkovania kotolne za bezplatný nájom na dobu 15 rokov. V prípade prijatia tohto návrhu bude spoločnosť Cmc spol. s r.o. rozúčtovávať teplo priamo obyvateľom bytových domov. Pre objektívnosť rozúčtovania skutočnej spotreby TÚV musia byť na prívode TÚV do bytov namontované merače spotreby TÚV a pre rozúčtovanie tepla musia byť na radiátory namontované pomerové merače tepla. Zabezpečenie odpisu a rozúčtovania by v prípade odsúhlasenia tohto projektu zabezpečoval prevádzkovateľ tepelného zdroja firma Cmc. Ako bolo zástupcami spoločnosti Cmc, spol. s r.o. na stretnutí so stavebnou komisiou pri obecnom zastupiteľstve Kriváň prisľúbené, v prípade schválenia takto navrhnutého projektu prenajímateľ tepelného zdroja, spoločnosť Cmc, spol s.r.o. sa zmluvne zaviaže na dodržanie ceny tepla o 10% nižšej, ako by bola pre dané obdobie cena tepla vyrobená zo zemného plynu v bytovom zdroji. Vzorový výpočet ceny tepla zo zemného plynu prikladáme v prílohe č.2. Do dohodnutého vzorového výpočtu ceny tepla zo zemného plynu bude braná cena zemného plynu pre kategóriu M4, zverejnenú pre dané vykurovacie (regulačné) obdobie na stránke ÚRSO, skutočné náklady na elektrickú energiu pre chod bytovej kotolničky (spotreba ventilátora kotla na odvod spalín, spotreba obehového čerpadla na obeh teplej vody) a prípadné nevyhnutné náklady na revízie a skúšky kotla, povinné v zmysle platnej legislatívy pre dané obdobie. Takto vypočítaná jednotková cena tepla sa prepočíta na vzorový byt s priemernou spotrebou teplej vody a priemernou spotrebou tepla. Vo vypočítanej cene nebude náklad na studenú vodu! Základné podmienky výstavby a prevádzky tepelného zdroja: -
Výstavba tepelného zdroja a tepelných rozvodov bude spolufinancovaná zo zdrojov dodávateľov stavby (na výstavbu kotolne sa použijú zdroje, ktoré boli plánované pre výstavbu plynových bytových kotlov s plynovými prípojkami a komínmi do výšky plánovaného rozpočtu stavby) a vlastných zdrojov budúceho nájomcu na dofinancovanie diela.
-
Inštalácia domových KOST bude taktiež spolufinancovaná dodávateľom stavby a budúcim nájomcom tepelného zdroja.
-
Tepelný zdroj bude nájomcovi prenajatý za symbolickú cenu 1 € na rok, na dobu 15 rokov,
-
Bytové vodomery na studenú vodu, teplú úžitkovú vodu a pomerové merače tepla na radiátory budú financované z rozpočtu stavby,
-
Úpravy tepelných zariadení a rozvodov v priestoroch ZŠ (mimo priestoru kotolne) si bude z úspor z vykurovania hradiť zriaďovateľ ZŠ, obec Kriváň.
-
Spotreba vody a elektrickej energie v kotolni nevyhnutnej pre prevádzku kotolne bude na základe podružných meračov platiť škole nájomca kotolne.
-
Náklady na rozpočítavanie tepla na pomerové merače (cca 5 €/rok) budú znášať odberatelia tepla v záverečnom ročnom vyúčtovaní.
-
Nájomca kotolne na vlastné náklady bude zabezpečovať obsluhu kotolne, údržbu a všetky opravy zariadení kotolne, zabezpečovanie a dopravu paliva, likvidáciu odpadu (popola) z kotolne, všetky zákonom predpísané revízie, prehliadky a skúšky.
10.
Záver
Z údajov zosumarizovaných v tejto štúdii, výsledných cien tepla z jednotlivých energetických nosičov a taktiež aj environmentálnych aspektov vychádza potvrdenie správnosti zámeru obce Kriváň vybudovať pre vykurovanie a výrobu TÚV centrálny tepelný zdroj na biomasu , t.j. drevné, alebo agro-pelety. Taktiež pozitívne, hlavne z investičného hľadiska sa javí využitie a prestavby kotolne v ZŠ na centrálny tepelný zdroj pre školu a aj mini-sídlisko. Centralizovaním výroby tepla pre uvedené objekty sa zvýši aj využitie obsluhy pre školskú kotolňu, ale čo je hlavné, projekt dokáže znížiť a dlhodobo udržať cenu tepla pre vykurované objekty, s využitím ekologickejšie paliva z domácich zdrojov, čo svojou troškou taktiež ovplyvní ekonomický rozvoj a stabilitu mikroregiónu Podpoľania.
V Detve, marec 2014.
