Hrozí nedostatek paliva pro rozvoj teplárenství?

Státní energetická koncepce velmi zdařile charakterizuje jednotlivé varianty rozvoje české energetiky. Kromě legislativních a regulačních opatření je nutné věnovat pozornost i souvisejícím problémům, mj. dlouhodobému zajištění paliva (konkrétně hnědého uhlí) pro nové elektrárenské kapacity a pro rekonstrukci stávajících. Investoři musí mít jistotu, že hnědé uhlí bude k dispozici po dobu životnosti zdrojů - cca 40 let. Nikdo se přitom neptá, jaké garance mají stávající teplárenské zdroje, pokud jde o dlouhodobý výhled zajištění paliva. Aniž by byl zdůrazněn význam zásobování teplem v ČR z centrálních zdrojů a analyzovány další souvislosti, je potřeba položit si otázku, co v tomto směru bylo v rámci energetické politiky uděláno? Kromě obecné proklamativní podpory (odvozené od legislativy EU) v porovnání s podporou ostatních zdrojů šetřících primární energii jen málo. Ačkoliv význam pro obyvatelstvo a průmysl je o několik řádů vyšší. PŘESTOŽE JSOU ZPRACOVÁNY PRAVDĚPODOBNOSTNÍ SCÉNÁŘE SEK, JE ZAPOTŘEBÍ PODROBNĚJI: ? Vyhodnotit pravděpodobný podíl spotřeby hnědého uhlí v časových horizontech let 2010, 2020, 2030, 2040 a vypracovat modelově varianty, včetně event. postupného prolomení ekologických limitů se zřetelem na zásobování teplem pro stávající a budoucí kondenzační elektrárny, pro kogenerační zdroje (jak stávající, tak minimální rezervy pro rozvoj) a pro výtopny (včetně možného přechodu na zemní plyn nebo biomasu). Analýza by měla být pochopitelně dotažena až na regionální úroveň, s vyhodnocením vlivu dopravy méněhodnotného uhlí a dostupnosti biomasy. Na biomasu lze pohlížet jako na strategickou rezervu primárních zdrojů (když se to nepovedlo u zásobníků zemního plynu). K tomu je nutno zajistit zákonnou ochranu a regulaci obdobně jako u zákona o lesním hospodářství, kdy soukromý majitel musí dodržovat stanovená pravidla. Prodloužení životnosti uhelných zásob (namísto prostého prolomení těžebních limitů) by po kvantifikaci mohlo alespoň částečně posloužit jako východisko pro řešení ekologických sporů. ? Vyhodnotit vliv kogenerace a přechodu části výtopenských zdrojů na biomasu, na prodloužení životnosti uhelných zásob. Vycházet přitom z premisy, že část uhelných zásob musí být zachována jako strategická rezerva domácích primárních zdrojů do budoucnosti, i s ohledem na jiný způsob těžení zásob, než představuje dosavadní povrchová těžba. ? Vyhodnotit užití hnědého (i černého) uhlí z hlediska využití tepla v palivu v uvedených časových horizontech variantně jak pro kondenzační výrobu elektřiny, tak pro kogenerační výrobu elektřiny a tepla i produkci tepla ve výtopnách – vždy s cílem prodloužit životnost uhelných zásob. ? Vyhodnotit pro jednotlivé varianty snížení emisí C02 a ostatní ekologické parametry. Ověřovat střednědobé a dlouhodobé obchodní smlouvy (tj. smluvní zabezpečenost dodávek paliva) a připravit (s ohledem na obchodní tajemství a jiné překážky) vhodnou metodiku průběžného sledování. ? Vyhodnotit možnost jednotlivých typů zdrojů podílet se na systémových službách pro elektrizační soustavu ČR (regulační výkon atd.) s garancemi podle síťového kodexu ČEPS. Současně vyhodnotit možný přínos akumulace tepla k získání regulačního výkonu z tepláren a většiny odběrových turbosoustrojí. ? Pozastavit udělování licencí na výstavbu nových kondenzačních elektráren (kromě modernizace stávajících zdrojů), s cílem zvýšit energetické účinnosti a náhrady odstavených bloků 100 a 200 MW, před kvantifikací bilance zásob hnědého uhlí pro jednotlivé účely. ? Vyhodnotit vliv rozšiřování větrného parku elektráren na rozšíření přenosové a distribuční elektrické soustavy (včetně nákladů), na náklady spojené s dublováním větrného výkonu (tj. vyčlenění nebo vybudování rezervy), na disponibilitu rychle startujících zdrojů v ČR (přečerpávací elektrárny apod.) a na statickou a dynamickou stabilitu přenosové soustavy ČR. Konkrétně: propočítat vliv řízení dvou větrných parků 500 MW na jižní Moravě a 500 MW v Krušných horách na regulovatelnost přenosové sítě ČR. Vyhodnotit zvýšení ceny elektrické energie a počítat s tím, že po prodeji ČEZu a jiných výrobních společností bude muset všechny služby zabezpečovat ČEPS, tj. stát. Tím se náklady podstatně zvýší. Vlastní větrné elektrárny zaplatí zahraniční investoři s podporou EU, avšak problémy zůstanou k řešení státu. HLEDAT NOVÉ PŘÍSTUPY A ZDROJE Je třeba podstatně zvýhodnit výstavbu malých kogeneračních zdrojů spalujících biomasu. Vyhodnotit vliv zahraničních decentrálních zdrojů (zejména eolických) na bezpečnost a spolehlivost elektrizační soustavy ČR (kruhové a paralelní nežádoucí tranzity elektrických výkonů přes českou přenosovou soustavu), včetně nákladů, spojených s opatřeními k zamezení blackoutu (shift-transformátory a jiná opatření), a to alespoň v tříletých intervalech. Vyhodnotit jednotlivé uvedené varianty z pohledu zatížení bilance zahraničního obchodu, bezpečnosti zdrojů elektřiny a tepla v krizových situacích (jmenovitě při výpadku dovozu primárních zdrojů) a růstu ceny elektřiny a tepla. Je nezbytné propočítat cenové relace a provést studie proveditelnosti rozvoje teplárenství po roce 2020. Přitom vyjít z podstatného zvýšení ceny zemního plynu oproti uhlí (v poměru zásob těchto surovin) a doplnit tak stávající prognostické úvahy, které nemají žádnou kvantifikaci. Je nutné vyhodnotit účinnost opatření státních orgánů (báňského úřadu aj.) na maximální zachování kondičních zásob uhlí a praxi odepisování zásob uhlí, na dodržení spodní hranice výhřevnosti uhlí, které lze spalovat ve fluidních kotlích (od 10 MJ/kg výše) a zamezit ztrátám v zásobách uhlí, které jde na odval. V souvislosti s cenovými otázkami přehodnotit event. dotace na dopravu méněhodnotného uhlí s nižší výhřevností. V krajním případě deponovat, uhlí s nižší výhřevností k pozdějšímu využití (v rámci platné, či upravené legislativy). Bude nezbytné vyhodnotit možnost spalování kalů v kombinaci s vhodným stávajícím palivem a stabilizovat trh s biomasou v jednotlivých regionech. Biomasu třeba považovat za základní strategickou surovinu a vhodnými opatřeními (cla apod.) zamezit jejímu vývozu do zahraničí. Souběžně třeba vymezit regiony pro ekonomické využití biomasy. Požadovat urychlené vypracování dílčích regionálních generelů na využití biomasy s cílem využít stávající malé a střední teplárny k jejímu spalování. Považovat za prioritní využití biomasy (dřeviny, odpad, traviny) z Krkonošského národního parku s charakterem národního programu, který řeší více problémů tohoto mikroregionu. Využít k tomuto přednostně teplárny Dvůr Králové nad Labem, kde proběhly úspěšně zkoušky 100 % spalování biomasy na roštových kotlích. Rozptýlení disponibilní biomasy z Krkonoš do výtopenských zdrojů by bylo méně efektivní. Sledovat šance podpory z EU. DOKÁŽEME PLNĚ VYUŽÍT EXISTUJÍCÍ KAPACITY? V souvislosti s tvorbou generelů zásobování teplem v jednotlivých regionech znovu posoudit současné podmínky pro odběr tepla ze stávajících systémových zdrojů 50 MW, 100 MW, 200 MW, které byly již ekologizovány, obdobně jak se to realizovalo v oblastních zdrojích Opatovice (Hradec Králové, Pardubice, Chrudim) a v Praze (ZTMP Praha - Mělník). Tyto systémy jsou prokazatelně nejekologičtější, nejefektivnější (nízké ztráty) a cena tepla je (oproti ostatním systémům) až o 25 % nižší. Oblastní projekty realizované v minulosti nebyly prosazeny v dalších regionech (kupř. Ostrava-Dětmarovice), ačkoliv byly projekčně připraveny. Lze využít jedinečné komparativní výhody ČR ve srovnání s jinými státy, kdy v ČR velké elektrárny a palivové základny leží v centrech spotřeby tepla. Doprava tepla na větší vzdálenosti s využitím moderních teplovodů (až do vzdálenosti 50- 100 km) je ekonomická. Urbanizace ČR dokazuje, že 70 % obyvatelstva bude žít právě v urbanizovaných aglomeracích. Je účelné posoudit možnost úspory primárních zdrojů touto variantou zásobování teplem kogeneračně s elektřinou v řadě již rozpracovaných projektů. Využít kupř. rezervy ZTMP cca 350 MWt (propojení Prahy s elektrárnou EMĚ) s kapacitou 1200 MWt, obdobně jako v pražském Jižním městě také pro jihozápadní část Prahy a uvolnit tak zemní plyn pro jiné lokality. Rezerva vznikla zrušením průmyslu v centrální části Prahy. Eliminovat související lokální výtopny pro jiné využití. Příslušný teplovod propojující JZ Prahu se ZTMP je relativně nenáročný. Pro uživatele by podle stávajících tarifů bylo teplo o 20-25 % levnější. V souvislosti s uspořádáním vzájemných vazeb v severních Čechách mezi těžbou hnědého uhlí a výstavbou nových elektráren zhodnotit oprávněnost těžebních společností ke zvyšování ceny uhlí ve vztahu k prognózovanému prolomení ekologických limitů a s přihlédnutím ke skutečnosti, že již těžebním společnostem vznikly z novely zákonů v ČR značné výhody (možnost vykoupení pozemků za nízké ceny, relativně nízké odvody státu za vytěžení nerostného bohatství apod.). Upravit povolení (licenci) k hornické činnosti (těžbě) v závislosti na splnění podmínek EA (ekologických kritérií) a komplexního řešení z pohledu SEK, a event. posečkat s odprodejem zbývajících státních pozemků pro rozšíření těžby uhlí. Při volbě kritérií pro posouzení problematiky sjednotit dělení nákladů při kogeneraci na cenu tepla a elektřiny se zřetelem k tomu, že se jedná zatím o regulovanou a neregulovanou oblast cen, protože se náklady připisují vesměs v neprospěch tepla. Vedle energetické účinnosti provádět (v EU připravované) exergetické hodnocení variant. Spalování uhlí při teplotě 900–1 400 °C a použití pro pouhé prostorové vytápění s teplotou 25 °C, se ztrátou výroby elektřiny, čisté exergie, je pro uvedený účel „energetické barbarství“ a mrhání palivem. Elektřinu pro vytápění je účelné využívat jen výjimečně. ROZLIŠUJME, CO JE DAR A CO ZBOŽÍ V této souvislosti si připomenout, že v minulosti bylo zpracováno nové pojetí tzv. závěrných elektráren (úbytek elektřiny při kombinované výrobě elektřiny a tepla ztrácí při nedostatku paliva význam). Je třeba nově definovat úlohu akumulace tepla při získání regulačního výkonu a toto zakomponovat do všech úvah o zásobování teplem. Jak známo, primárním zdrojem všech obnovitelných forem energie je jaderná energie Slunce. Pokud jde o ekonomickou povahu obnovitelných zdrojů, jak vítr, tak Slunce mají energetickým prizmatem povahu statku, kdežto biomasa a voda povahu zboží. Větrná a sluneční energie nejsou člověkem ovlivnitelné, voda a biomasa ano, a to do značné míry. Jak z hlediska ovlivnění výskytu, tak využívání. Protože mají charakter zboží, je zde příležitost k podnikání a každý rok otálení ve vztahu k neobnovitelným zdrojům znamená zkracování životnosti neobnovitelných zdrojů (zejména uhlí), promarnění podnikatelské příležitosti a globální ztráty šance na ovlivnění energetické politiky. Při vypracování jednotlivých variant a studií proveditelnosti je nutno počítat nejen s faktorem času, ale i s prognózovaným zvýšením cen paliva (primárních zdrojů). Efektivnost spočítaná na bázi současné cenové úrovně je pro prognózu vývoje energetiky téměř bezcenná. Při respektování uvedených faktorů bude efektivnost (kupř. dobývání uhlí s odepisováním současně nerentabilních zásob) zcela rozdílná. Příkladem pro vývoj cen primárních zdrojů může být rentabilita těžby uranu, kdy na základě zcela chybného odhadu celosvětového vývoje byla část dolů zcela zavřena a těžba uranu zastavena. Ceny uranu však mezitím stouply na osminásobek, takže kupř. důl Rožínka se stal rentabilním a při dostatku kapitálu lze zahájit další průzkum a těžbu nových ložisek. Tím by se ČR posunula na 5. místo výrobců žlutého koláče. I z těchto důvodů si biomasa a biopaliva zaslouží podstatně větší pozornost a podporu, než vítr a Slunce. To má také zásadní vliv na pořadí vkládání investičních prostředků do komplexu obnovitelných zdrojů. Je nezbytné provést hodnocení variant zásobování elektřinou a teplem z hledisek kumulativní spotřeby energie (v celkovém řetězci od těžby paliva až po užití), spotřeby plochy a materiálu a z dublování výkonu větrných elektráren. Výroba elektřiny a tepla z biomasy je mnohonásobně výhodnější než z větrných nebo fotovoltaických zdrojů. To ovšem neznamená, že větrnou energii nelze využít. Přesně naopak. Jakmile bude dořešena problematika výstavby hybridních elektráren (účelová programová součinnost nových variant akumulace elektřiny, kupř. Redox-Flow-baterie, větru, biomasy a vodních zdrojů), bude možné větrnou energii využít efektivně pro elektrizační soustavu. Zcela zásadní význam bude mít větrná elektřina pro budoucí vodíkovou energetiku: masové použití palivových článků, a s tím spojená výroba vodíku ze zemního plynu je neefektivní (dvojitá konverze), nehledě na dostupnost zemního plynu. Na rozdíl od Dánska či SRN, kde je podpora zajištěna dlouhodobě a je proto možné do nových technologií investovat, v ČR je výše dotace každoročně měněna, a to s významnými odchylkami. S ohledem na nedostupnost hnědého uhlí, a také zemního plynu bude nutné znovu prověřit možnost budoucího zásobování teplem z jaderných zdrojů (EDU a ETE je projekčně zpracováno) a u připravovaných nových bloků JE počítat s odběrem tepla. Využít přitom poměrně rozsáhlé modernizované teplárenské sítě. Musíme rovně analyzovat nové návrhy EK EU k vytvoření jednotné evropské energetické politiky a ke zřízení evropského regulátora. Vyhodnotit vliv na stávající SEK. Nové návrhy vyplývají ze zamítnutého návrhu evropské ústavy, jejíž důsledky pro oblast energetické politiky nebyly vůbec zpracovány. Zahraniční expanze energetiky ČR je chvalitebná pro růst firem a jejich hodnoty na trhu (akvizice a fúze). Je to jediná možná strategie pro přežití v 21. století. Avšak vložené prostředky neslouží k získání nových domácích zdrojů. Po prodeji expandujících firem do zahraničí se ztrácí energetická suverenita a zvyšuje se hospodářsko-politická závislost. Jestliže oficiální dokumenty zahrnují pravděpodobnostní scénáře s nárůstem výroby centralizovaného tepla ze 184 na 233 PJ (z toho obnovitelných zdrojů z 33 PJ na 109 PJ), musíme modelově zpracovat podmínky a faktory, které by tento vývoj umožnily. Jakkoliv jsou analýza a protažení současných pravděpodobnostních hodnot až na hranici neurčitosti velmi obtížné, je nezbytné nástroje pro realizaci scénářů SEK blíže specifikovat. Ing. Miroslav Kubín, DrSc.