Janitza.cz

Janitza Electronics se zabývá vývojem a výrobou energeticky úsporných systémů. Je výrobcem digitálních měřidel, systémů SEMS, univerzálních multimetrů, regulátorů jalového výkonu, systémů pro řízení spotřeby, ¼ hodinového maxima a dalších přístrojů nejvyšší kvality.

KBH.cz

Společnost KBH vyrábí, dodává a instaluje komponenty pro kompenzaci jalového výkonu. Zákazníky jsou elektromontážní firmy, výrobci rozvaděčů, projektanti, velkoobchody a velkoodběratelé elektrické energie. Společnost nabízí kvalitní komponenty a služby za velice příznivé ceny.

25. září 2008, Autor: varner
Nezařazené články

Vytápění biomasou

Centrálně nebo individuálními kotli?

Abstract: This study compares a biomass district heating with individual heating systems for a typical size of a Czech village – their impact on environment, their lnancial demand (energy price – CZK.GJ-1), energy consumption and social impacts.
Key words: biomass, district heating, individual heating

Tento příspěvek si klade za cíl posoudit vhodnost využití systému centrálního zásobení teplem (CZT) oproti individuálnímu vytápění za použití biomasy v klasické české vesnici. Analýza byla provedena z hlediska vlivu na životní prostředí (místní kvalitu ovzduší i globální vlivy), energetickou spotřebu, zaměstnanost a cenu energie (Kč.GJ-1).

Ve vzorové obci je 100 rodinných domů, každý rodinný dům má potřebu tepla na vytápění a přípravu teplé vody 100 GJ (87 GJ tepla na vytápění + 13 GJ tepla na přípravu teplé vody). Je zvažována investice do vytápěcího systému obce – vytápění biomasou. V úvahu připadají tyto možnosti řešení:
Centrální zásobení teplem (CZT): Na okraji vzorové obce by byl vybudován kotel na dřevní štěpky zásobující celoročně centrálně budovy teplem na vytápění a přípravu teplé vody. Dřevo je získáváno cíleným pěstováním porostů rychle rostoucích dřevin (RRD) v okolí obce v okruhu do 10 km. Štěpkovač je využíván mobilní, dřevní štěpka je skladována přímo u výtopny. Rozvod tepla po vesnici je dlouhý 5 km, měrné ztráty primárního okruhu jsou 15 %/100 km. Vypočtený instalovaný výkon kotle dle energetických potřeb obce a ztrát v rozvodech je 1,142 MW. Doba využití instalovaného výkonu je 2500 hodin/rok, účinnost kotle 85 %, spotřeba elektrické energie ve výtopně je 0,02 kWh.
Individuální kotle na biomasu: Rodinné domy vzorové vesnice by byly vybaveny kotli na biomasu, zvoleným druhem paliva jsou pelety z důvodu vzájemné srovnatelnosti komfortu ve vytápění. Peletovací linka je přímo v obci na místě, kde by jinak stála výtopna CZT. Dřevo je získáváno stejným způsobem. Kotle mají účinnost 86 %, výkon 18 kW, průměrnou dobu využití instalovaného výkonu 1543 hodin. Pelety jsou k domácnostem dopravovány průměrně ze vzdálenosti 0,5 km od peletovací linky.
V analýze byly jako zdroj biomasy vyhodnoceny rychlerostoucí dřeviny (těmi jsou především topoly či vrby). Pro výrobu pelet je samozřejmě energeticky výhodnější využít dřevěné piliny od dřevozpracujících závodů (dřevo se nemusí šrotovat), ty se ale již stávají nedostupnými. Další možností je výroba pelet z energetických bylin nebo slámy (u energetických bylin je nutné dbát na jejich ekologický dopad, protože jsou často potenciálně invazní nebo expanzivní).
Hodnoty emisí a energetické spotřeby byly vyhodnoceny pomocí lineárního bilančního modelu GEMIS [1]. Tento model umožnil řešit celý problém vytápění obce také z hlediska celkového životního cyklu (LCA – life cycle assessment), tedy se zahrnutím veškeré energetické potřeby (a tedy i emisí) u svázaných procesů – např. emise a energetická spotřeba vyplývající z nutné dopravy, z výroby využívané elektrické energie pro výrobu paliv apod.

Energetické hledisko
Z celkové energetické bilance (z přímé i vázané spotřeby paliv, tedy z hlediska celého životního cyklu) vyplývá menší spotřeba primární energie při řešení systému vytápění pomocí centrální výtopny. To je dáno energetickými ztrátami při výrobě pelet a jejich dopravou do domácností, i když tyto ztráty jsou částečně opět vyrovnány vyšší energetickou účinností individuálních kotlů a ztrátami tepla v rozvodech CZT. Celková bilance pro danou vesnici vypočtená pomocí lineárního bilančního modelu GEMIS [1] je ukázána v tabulce.

Environmentální hledisko – emise znečišťujících látek a skleníkových plynů
Jak je patrné z následujících údajů, obě řešení znamenají oproti spalování hnědého uhlí velký přínos pro životní prostředí. Emise znečišťujících látek a skleníkových plynů jsou výrazně omezeny (přímé emise skleníkových plynů ze spalování jsou nulové, k jejich vypouštění dochází pouze u vázaných procesů, jako je doprava paliva apod.). Protože u individuálního vytápění je mírně vyšší spotřeba paliva, také emise ze spalování jsou mírně vyšší než u CZT. Nedochází ale k jejich podstatnému nárůstu. Přesto, pokud by obec byla sevřena v údolí se zhoršenými rozptylovými podmínkami, je výhodné z hlediska kvality místního ovzduší zhodnotit oproti individuálnímu vytápění systém CZT s kotelnou umístěnou na okraji obce ve směru převažujících větrů.


Obr. 1 Míra emisí znečišťujících látek z pohledu LCA, vyhodnocení dle GEMIS [1]

Finanční hledisko
Volba technologie bude mít významné dopady na cenu tepla. Při vyhodnocení ceny tepla byla zohledněna tato východiska: Životnost veškerého technického zařízení byla stanovena na 15 let, cena štěpky na 114 Kč.GJ-1 a cena pelet na 200 Kč.GJ-1 (výše cen se odvíjí od aktuálních cen na trhu, náklady na dopravu nebyly uvažovány, protože se v obou případech jedná o lokální zdroj). Bylo pracováno s diskontní sazbou 4 % při stálých cenách roku 2002.
Pro CZT byl dále definován přiměřený zisk provozovatele na 4 %, investiční náklady rozvodů tepla na 10 000 Kč.m-1 a investiční náklady kotle jako průměrné aktuální ceny českých výrobců pro daný výkon na 5 047 tis. Kč (náklady na kotelnu + náklady na montáž 30 % + náklady na stavbu budovy kotelny 1,5 mil. Kč).

Souhrnné výsledky finanční analýzy jsou zobrazeny níže. Výpočet ceny tepla byl proveden v závislosti na délce tepelného rozvodu. Z výsledků je patrná značná finanční nevýhodnost CZT oproti individuálnímu vytápění v případě jeho využití pro obec s dlouhými rozvody tepla (určujícím nákladem není v tomto případě cena kotle či paliva, ale investiční náklady na výstavbu tepelných rozvodů). Již při délce sítě 1 km je CZT finančně nevýhodné. U obce této charakteristiky je přelom finanční výhodnosti mezi CZT a individuálním vytápěním při celkové délce sítě rozvodů tepla 810 m.


Obr. 3 Struktura nákladů na GJ tepla pro individuální vytápění a CZT s 5 km rozvodem tepla, vlastní výpočty

Protože nejpodstatnější složku investičních nákladů na výstavbu CZT představují náklady na rozvody tepla, byla navíc provedena citlivostní analýza pro konečnou cenu tepla v závislosti na změnách ceny rozvodů tepla. Její výsledky pro různou hodnotu nákladů na rozvody tepla a různou délku těchto rozvodů ukazuje následující tabulka. V tabulce jsou tmavě zvýrazněny délky rozvodů. CZT, které jsou pro zvolenou velikost obce z hlediska finanční náročnosti nevyhovující.

Sociální hledisko
Z hlediska celkových finančních toků regionu je přechod k biopalivům jednoznačně výhodný – z důvodu využívání místních zdrojů k výrobě tepelné energie nedochází k odlivu finančních prostředků mimo region za hnědé uhlí nebo zemní plyn. Obě varianty řešení mají nesporné kladné dopady na nezaměstnanost regionu – jsou využity místní pracovní síly na cílené pěstování energetické biomasy, výrobu štěpek a pelet, popř. provoz kotelny CZT. Dopady na zaměstnanost regionu jsou u obou systémů srovnatelné.

Závěr
Systémy CZT se na první pohled zdají výhodné z hlediska částečné úspory paliv. Pokud ale celý problém hlouběji analyzujeme, docházíme ke zcela jiným hodnotám výhodnosti. U obcí, kde je nutné vést dlouhé tepelné rozvody, není CZT finančně příznivé z důvodu významně vyšších pořizovacích nákladů na zařízení.
Přestože u systému CZT dochází celkově k nižším emisím než u kotlů individuálního vytápění, tento rozdíl není významný. Pouze u obcí s nepříznivými rozptylovými podmínkami (obce uzavřené v kotlině) je nutno zvážit vhodnost CZT i přes jeho případné vyšší pořizovací náklady, a tedy i přes vyšší náklady na teplo, z důvodu zabezpečení kvality ovzduší obce.

Ing. Eliška Kotíková • CityPlan spol. s r.o.
eliska.kotikova@cityplan.cz

Prameny
[1] Databáze lineárního bilančního modelu GEMIS, CityPlan spol. s r.o., 2002. Dostupný z WWW: <
http://www.cityplan.cz>.

Sdílet

Komentáře

Najdete nás na Facebooku
Odběr novinek
Server CESKAENERGETIKA.cz
Česká Energetika s.r.o. a Česká energetická asociace provozují portál www.ceskaenergetika.cz, vydávají dva časopiy z oblasti energetiky a OZE, pořádají na tato témata semináře a konference pro laickou i odbornou veřejnost.
Důležité odkazy
Spolupracujeme
Najdete nás také na
Portál www.ceskaenergetika.cz © 2011 pohání redakční systém MultiCMS. Grafické zpracování Cossi Design.