Kombinace CZT a obnovitelných zdrojů: Studie pro Českou republiku

Dálkové vytápění, neboli soustavy zásobování tepelnou energií (SZT), má v České republice dlouhou tradici a je dobře rozvinuté. Na systémy SZT je napojeno přibližně 1,7 milionu domácností, což představuje více než 4 miliony obyvatel, tedy 40 % populace. SZT hrají klíčovou roli při zajištění energetické bezpečnosti České republiky a jsou významnou součástí energetického sektoru hospodářství a infrastruktury měst a obcí. Díky zastupitelnosti paliv zvyšují energetickou bezpečnost.

Současný stav a výzvy

Dominantním palivem pro výrobu tepla v ČR zůstává uhlí (hnědé i černé). Česká republika má rozsáhlé soustavy zásobování teplem, což dokládá délka rozvodů tepla, která činí cca 4 500 km, a množství distribuovaného tepla, které dosahuje cca 90 PJ.

Hrubá výroba tepla pro prodej dosáhla v roce 2020 hodnoty 112 961 TJ. Podíl uhlí a uhelných paliv činil 55,1 %, zemní plyn a degazační plyn 30,2 %, obnovitelné zdroje 10,2 % a ostatní paliva 4,4 %. Dodávka tepla v roce 2020 dosahovala úrovně 93 752 TJ.

Mezi zásadní aktuální problémy SZT patří výrazný nárůst ceny emisní povolenky, který dopadá zejména na teplárny využívající hnědé a černé uhlí. Současně dochází k rychlému snižování množství bezplatně přidělovaných povolenek na výrobu tepla. Legislativa EU i ČR v oblasti ochrany ovzduší má další výrazný dopad na SZT. Splnění těchto požadavků si mezi lety 2013 až 2018 vyžádalo více než 21 miliard korun a další značné investice budou nutné i v následujících letech.

Podpora a legislativa

Pro stabilizaci a rozvoj soustav zásobování tepelnou energií je klíčové čerpání investičních dotací pro změnu palivové základny, modernizaci rozvodů a výstavbu nových soustav. Nejdůležitější je Modernizační fond, který bude financovat modernizaci tepláren, přechod na nízkoemisní paliva a podporu výroby tepla z obnovitelných zdrojů energie. Česká republika zahájila čerpání peněz z Modernizačního fondu jako jedna z prvních v EU.

Čtěte také: Vývoj solární energie

Fond obnovy je dalším programem, který bude poskytovat dotace na projekty zaměřené zejména na modernizaci distribuce tepla v rámci soustav zásobování teplem. Na modernizaci rozvodů tepla je z Fondu obnovy vyčleněno 1,66 mld. V případě operačních programů by výroba tepla z biomasy (nové zdroje na zelené louce) měla být v letech 2021-2027 podpořena z Operačního programu Technologie a aplikace pro konkurenceschopnost.

Energetický regulační úřad připravuje nový model regulace teplárenství, který by měl v některých případech vést k deregulaci trhu. Byly zavedeny nové požadavky na odpojování od SZT, které by měly zabránit odpojování od soustavy s možnými negativními dopady. Pro případ realizace odpojení je rovněž vhodné doplnit úpravu, kdy provozovatel SZT má v souladu se směrnicí právo na úhradu všech relevantních nákladů.

Pro investice v oblasti teplárenství z veřejných prostředků je relevantní Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 2020/852 o zřízení rámce pro usnadnění udržitelných investic (tzv. „Nařízení o Taxonomii“) a související prováděcí akty. S ohledem na investice financované z Nástroje pro oživení a odolnost je relevantní plnění zásady „významně nepoškozovat“.

V případě výstavby nebo modernizace distribuce tepla v systémech dálkového vytápění a chlazení musí dojít oproti výchozímu stavu ke snížení emisí CO2 min. o 15 % a spotřeby primární energie min. o 15 %. Podpora se poskytuje pouze v případě, pokud jsou součástí systémů „účinného dálkového vytápění a chlazení“, tj. soustava, která používá alespoň 50 % energie z obnovitelných zdrojů, 50 % odpadního tepla, 75 % tepla z kombinované výroby tepla a elektřiny nebo 50 % z kombinace této energie a tepla.

Výhled do budoucna

Níže uvedené tabulky shrnují určitý výhled palivového mixu v rámci soustav zásobování teplem do roku 2050 a související výhled emisí skleníkových plynů. Je patrné, že podíl fosilních paliv (zejména uhlí) bude postupně klesat, což by mělo vést i k souvisejícímu poklesu emisí skleníkových plynů. Uvedený výhled je však zatížen řadou nejistot, které jsou aktuálně znásobeny vývojem geopolitická situace.

Čtěte také: Udržitelná Budoucnost

Před zahájením válečného konfliktu byla naplánovaná strategie transformace českého teplárenství, která byla založena na dekarbonizaci a přechodu na jiné nízkoemisní zdroje energie, kde primární úlohu hrál zemní plyn. Avšak ve světle současného válečného konfliktu vyvstala otázka úrovně využívání plynu v další energetické transformaci, což je v podstatě hlavním tématem všech diskusí, kdy je k zajištění dostatečného množství plynu a adekvátní ceny velmi důležitý také společný postup v rámci celé Evropské unie.

Je potřeba se více zaměřit na realizaci dalších projektů energetického spalování komunálního odpadu a klást velký důraz na rozvoj těchto zdrojů, které mají navíc několik synergických efektů a přínosů (zbavení se nevyužitého odpadu, použití nevyčerpatelného a neustále produkovaného tuzemského zdroje a výroba elektřiny a tepla). Analyzování využití vyrobeného tepla u bioplynových stanic a připravit strategii a seznam zdrojů, kterých má ČR v současné době přibližně 500, kdy by bylo realizovatelné vyvedení tepla z těchto stanic a zapojení tohoto tepla do soustavy zásobování tepelnou energií a je také potřeba maximalizovat produkci tuzemského jakéhokoliv biometanu (pokročilého i nepokročilého) a jeho vtlačování do plynárenské soustavy, kdy tento biometan (tedy plyn z OZE) by dokázal také nahradit část zemního plynu.

V oblasti individuálního vytápění je potřeba maximálně podporovat instalace obnovitelných zdrojů jak u novostaveb, tak hlavně při rekonstrukci stávajících budov. Tedy klást důraz na využití tepelných čerpadel, solárních kolektorů na ohřev vody, malých solárních elektráren a využití biomasy.

Je potřeba aktivovat iniciativu teplárenských společností, aby tuto projevenou ochotu vzali jako svoji příležitost a chopili se této situace a aktivně se zajímali o situaci a možnosti v jednotlivých bytových domech, kam dodávají svoje teplo a pomohli těmto subjektům s realizací takových projektů, kdy tyto zdroje by mohly být efektivně začleněny do jejich provozovaných soustav zásobování tepelnou energií. Spolupráce mezi bytovými domy (jako odběrateli tepla) a teplárenskými společnosti na přípravě, administraci a realizaci takovýchto projektů může být jedině vzájemně přínosná a oboustranně užitečná.

Česká republika využívá jen zlomek dostupného potenciálu obnovitelných zdrojů. U větrných elektráren jde o pět procent, u fotovoltaik na budovách o necelých šest procent. Rozvoj větrné energetiky v ČR dlouhodobě zaostává. České větrníky pokrývají jedno procento tuzemské spotřeby. Podle studie Ústavu fyziky a atmosféry Akademie věd ČR mohou větrné elektrárny pokrýt 31 procent současné roční spotřeby elektřiny. Podle komory přitom existují vhodná místa pro větrné elektrárny ve všech českých krajích. Největší potenciál podle analýzy mají kraje Moravskoslezský, Jihomoravský a Vysočina.

Čtěte také: VŠCHT a obnovitelné zdroje

Podíl solárních elektráren na spotřebě je podle statistik kolem čtyř procent. V přepočtu na počet obyvatel je podle analýzy nejvíc těchto zařízení v kraji Vysočina s 8,6 procenty a v Jihočeském kraji s osmi procenty. „I v těchto krajích však stále existují obrovské rezervy. V rámci celého Česka jsme zatím nevyčerpali ani šest procent ploch na budovách, která lze pro fotovoltaiky využít,“ uvedl Chalupa.

Transformaci rámuje situace na evropské i mezinárodní úrovni. Požadavky a cíle balíčku opatření „Fit for 55“ zásadním způsobem ovlivní transformaci celého sektoru energetiky, včetně teplárenství. To se však ukazuje jako ne plně slučitelné s dlouhodobými cíli klimatické neutrality a zároveň neudržitelné z pohledu energetické bezpečnosti a geopolitických cílů.

Zároveň patří podíl dálkového vytápění v ČR (v sektoru bydlení) k nejvyšším v EU. Stávající soustavy tak mohou umožnit efektivní zapojení decentralizovaných zdrojů (např. tepelných čerpadel, solárních panelů), poskytnout flexibilitu při výrobě tepla (a elektřiny) a poskytovat celkové energetické služby stávajícím i novým zákazníkům.

Transformace sektoru teplárenství a nasazování nových technologií musí být výsledkem důkladného plánování na úrovni měst, které je založeno na správně vedené analýze všech nákladů a přínosů (včetně celospolečenských) a široké participaci a konsensu všech zúčastněných stran. Musí být posouzeny nejen možnosti na straně zdrojů, ale v první řadě možnosti snížení spotřeby u zákazníků. Takto připravená závazná strategie pak představuje jak pro dodavatele, tak pro zákazníky jasnou informaci o koncepci rozvoje a jejím načasování, podle kterých mohou naplánovat své investiční aktivity.

Cíle strategie musí být konkrétní (kvantifikované) a dostatečně ambiciózní. Optimální scénář bychom měli určit na základě robustní technicko-ekonomické analýzy variant řešení, která bude zahrnovat všechny dopady včetně environmentálních hledisek a dalších, tzv. mnohostranných efektů dekarbonizace. Energetická účinnost a úspory energie by měly být považovány za zdroj energie, nejen za okrajovou podmínku. Strategie by měla zohlednit podmínky a možnosti zajištění finančních prostředků. Důležitým aspektem při financování projektů budou stále více také požadavky na udržitelnost aktivit.

Tvůrci strategií musí z dlouhodobého hlediska a s ohledem na vnější vlivy počítat s postupným snižováním spotřeby u konečných odběratelů. V oblasti dodávky tepla do budov v rozmezí 35 až 60 % do roku 2050 a v oblasti průmyslového odběru na úrovni 20 až 40 %. Požadavek na úspory energie a s tím související snížení teploty teplonosného média je zásadním předpokladem rozvoje řady technologií. Stabilita a predikovatelnost spotřeby budov v průběhu celého roku umožní také snížit celkový požadovaný výkon soustavy. Dostupné odpadní teplo je vhodné využívat v celé šíři jeho možností a zdrojů.

Každá z technologií a zdrojů energie s sebou nese technické a ekonomické parametry, které je nutné zohlednit v plánovacím procesu. Nutnou podmínkou pro zajištění bezpečnosti dodávek tepla (a chladu) v dalším kroku je diverzifikace palivového mixu (pokud tyto zdroje budou ještě třeba). V úvahu přicházejí zelený vodík jako náhrada zemního plynu, respektive syntetické plyny, které mohou přímo nahradit zemní plyn. V budoucnu bychom měli vzít v potaz zejména způsob zajištění nízkouhlíkových nebo bezuhlíkových paliv a potřebnou logistiku a infrastrukturu.

Příležitostí i podmínkou udržení konkurenceschopnosti teplárenství bude změna obchodních aktivit sektoru. Zpouhého „dodavatele tepla“ by se měly teplárny proměnit v dodavatele energetických služeb. Konečným odběratelům by tak poskytovaly komplexní služby cílené na dlouhodobě udržitelnou výši nákladů na energie. Zajistit konkurenceshopnou cenu energie pomohou i další aktivity. Teplárny mohou poskytovat systémové služby regulátorovi (v závislosti na rozvoji intermitentních zdrojů energie) nebo třeba zvýšit důraz na efektivní výrobu elektřiny a její dodávku konečnému spotřebiteli.

V oblasti regulatorního prostředí je klíčové změnit přístup k cenové regulaci. Ta se v současné době váže na GJ a znesnadňuje tak společnostem přechod k modelu poskytování energetické služby (tepla) oproti „pouhému“ prodeji GJ. Dále bychom se měli zaměřit na provázání strategického plánování v oblasti zásobování teplem s územním plánováním měst a obcí. V neposlední řadě pak svou roli hraje i přechod na dvousložkové ceny tepla. Podobně jako u elektřiny lze i u tepla oddělit platby za rezervovaný výkon a vlastní spotřebu. To motivuje spotřebitele k úspoře energie dvojím způsobem. Jednak mohou v renovovaných domech šetřit vlastní spotřebu , ale díky předvídatelnějšímu a „ploššímu“ průběhu spotřeby uspořit i na rezervovaném výkonu a tedy potřebě vykrýt „špičky“ ve spotřebě.

Větší rozvoj obnovitelných zdrojů energie (OZE) může přinést snížení ceny silové elektřiny a zvýšení konkurenceschopnosti Česka. Také přinese omezení závislosti na dovozu elektřiny a plynu a snížení škodlivých emisí. Při rozvoji flexibility lze elektřinu dobře uplatnit, plynové zdroje pokryjí potřebu v době nízké produkce.

Aktuální plán rozvoje české energetiky, takzvaný Národní klimaticko-energetický plán (NKEP) vláda schválila v prosinci 2024. Plán počítá například se zvýšením podílu obnovitelných zdrojů energie na spotřebě ze současných 18 procent na 30 procent nebo s odklonem od uhlí nejpozději do roku 2033.

Mapování potenciálu, hledání potenciálních bariér a identifikace nejvhodnějších řešení napomůže správné implementaci nových prvků do energetického trhu. "Výhodou předvídatelného prostředí je předcházení možným skokovým změnám v oblasti maloodběru, které by mohly negativně ovlivnit část spotřebitelů s nedostatečnou ekonomickou silou ke vstupu do energeticky soběstačných projektů," představuje základní motivace řešetelů Martin Sedlák ze Svazu moderní energetiky.Díky programu Nová zelená úsporám mohou vlastníci a stavebníci rodinných a bytových domů žádat o dotaci mj. na solární termické a fotovoltaické systémy bez omezení výkonu. Musí být ale schopni využít alespoň 70 % vyrobené elektřiny či tepla a výše investiční dotace může činit maximálně 40 až 50 % způsobilých výdajů.

Aktivní spotřebitelé mohou svou přebytečnou elektřinu prodávat do sítě za tržní cenu silové elektřiny. Česko je tak na samém počátku širokého balíčku možností, které představuje právě koncept aktivních spotřebitelů energie. Trio výzkumníků projektu, Martin Ander, Petr Novotný a Martin Madej, se proto během letošního roku zaměřili na zkoumání zkušeností na zahraničních trzích vybraných států EU. Zde jsou jejich zjištění.

Zkušenosti ze zahraničí

• Rakousko: Podpora aktivních spotřebitelů formou investičních dotací na pořízení elektrárny do výše 35 % nákladů. Změna energetického zákona před dvěma lety výrazně zjednodušila kolektivní projekty.
• Německo: Provozní podpora produkce z obnovitelných zdrojů energie byla zavedena již v roce 2000. Možnost spotřeby vlastní elektřiny byla zavedena až v roce 2014.
• Francie: Cena elektrické energie ve Francii patří k nejnižším v Evropě, což zvyšuje nároky na podporu obnovitelných zdrojů. Individuální samo-spotřeba je ve Francii povolená od roku 2017.
• Belgie: V Belgii došlo k významnému rozvoji drobných fotovoltaických instalací především díky tzv. net-meteringu, který umožňuje výrobcům obnovitelné energie přebytečnou elektřinu dodanou do sítě kdykoliv odebrat zpět.
• Nizozemí: Země, kde historicky uspěl net-metering: automatický odpočet vyrobené elektřiny dodané do sítě od elektřiny ze sítě odebrané.
• Španělsko: Změny energetických zákonů v posledních dvou letech udělaly z tohoto jihoevropského státu opět největší evropský trh fotovoltaických instalací.
• Slovensko: Slovenská legislativa uděluje obdobně jako ta česká řadu výjimek tzv. malým zdrojům obnovitelné energie (do 10 kW výkonu). Hlavním ekonomickým nástrojem je investiční podpora prostřednictvím programu Zelená domacnostmi II.
• Litva: Základním nástrojem podpory je net-metering zavedený po roce 2018. Litevským aktivním spotřebitelům distributor odečte z účtu za elektřinu vše to, co sami vyrobili. Avšak vyrobili nejen v odběrném místě, nýbrž kdekoliv na území Litvy.

Dekarbonizace teplárenství: Směrem k udržitelnému vytápění

Dekarbonizace teplárenství je nezbytným krokem směrem k udržitelnému vytápění a chlazení v Česku, ale jak ji v českých podmínkách nastavit tak, aby byla nejen ekologická, ale i ekonomicky výhodná a komunitní? Podle Michaely Valentové z FEL ČVUT transformaci teplárenství ovlivňují tři klíčové trendy: snižování teplot v CZT, decentralizace zdrojů a jejich širší portfolio a propojování se sektorem elektřiny, například poskytováním služeb flexibility.

Konkrétním příkladem navázal Filip Tesař ze společnosti sCOP, která nabízí průmyslová tepelná čerpadla a do Česka přináší zkušenosti z Dánska. To starostka Růžena Balláková ukázala o poznání starší projekt, byť jeho realizace stále pokračuje. Obec Svatý Jan nad Malší ukazuje, jak lze postupně připojovat na levnější CZT obyvatele obce a využít u toho lokální zdroje.

Od 1. 1. Snížení daně z přidané hodnoty pro teplo a chlad. V oblasti regulatorního prostředí je klíčové změnit přístup k cenové regulaci. Ta se v současné době váže na GJ a znesnadňuje tak společnostem přechod k modelu poskytování energetické služby (tepla) oproti „pouhému“ prodeji GJ.

Závěr

Česku nejvíc chybí strategická koncepce, na kterou by se podnikatelé i municipality mohli spolehnout. Navzdory úspěšným příkladům z praxe odborníci varují, že české teplárenství čelí obrovským výzvám způsobeným nerozhodností vlády zvolit jasný směr, cíle a strategii jejich dosahování. Shoda panovala na tom, že bez jasné strategie a dlouhodobé politické podpory si zaděláváme na stále větší problémy v budoucnosti.

Množství tepla spotřebovávané domácnostmi za účelem vytápění bude stále klesat. Právě v monopolním postavení tepláren vidí mnozí příčinu zdražování tepla. Teplárny však nejsou a nemohou ani být neomezenými pány při cenotvorbě, na tu ze zákona dohlíží ERÚ, jehož posláním je chránit spotřebitele před zneužíváním monopolního postavení ze strany výrobců. Stát sice v obchodních vztazích při dodávkách tepla nijak nefiguruje, jeho role je však nepřehlédnutelná. Stát se rozhodl přispět skupině soukromých vlastníků nemovitostí (původně pouze rodinných domků, posléze i bytových domů) na investice do jejich majetku, aby je nasměroval ke snižování energetické náročnosti jejich objektů a k pořízení obnovitelných zdrojů energie na vytápění.

tags: #kombinace #CZT #a #obnovitelných #zdrojů #studie

Oblíbené příspěvky:

• Služby Marius Pedersen v Kralovicích
• Procesy recyklace polovodičových součástek
• Tipy pro přežití v přírodě
• Udržitelnost a papír
• Vše o homologačním štítku