Pavel Baroch | 16. 4. 2021

Revoluční plán přináší řešení, jak v zimě vytápět domy a přitom nešpinit planetu

Solární kolektory, tepelná čerpadla, biomasa nebo fotovoltaika. České teplárenství se bez uhlí obejde, do roku 2030 ho mohou nahradit obnovitelné zdroje. Počítá s tím realistická studie odborníků z Fakulty elektrotechnické Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT), která ukazuje cestu postupného přechodu k ekologickým řešením včetně dočasného využití zemního plynu.

Domácnosti ve střední a východní Evropě jsou při svém vytápění závislé na uhlí a plynu. V Česku ještě více než 300 domácností využívá uhlí pro lokální vytápění a přibližně čtyřicet procent domů je napojeno na systém zásobování teplem, přičemž 60 procent tepla je vyrobena právě z uhlí. Podle expertů z ČVUT to ovšem není nepřekonatelná překážka, aby země splnila své klimatické cíle.

„Naše studie ukazuje cestu, jak dekarbonizovat Česko a snížit produkci skleníkových plynů bez nerealistických slibů,“ uvedla jedna z autorek Michaela Valentová z katedry ekonomiky, manažerství a humanitních věd Fakulty elektrotechnické ČVUT. Mezinárodní vědecké týmy přitom problém závislosti teplárenství na uhlí a plynu dosud patřičně neřešily.

Plyn na přechodnou dobu

„Počítáme nutné investice v oblasti teplárenství, přičemž spoléháme na krátko až střednědobé využití zemního plynu, který vak sám o sobě není považovaný za udržitelný zdroj vytápění,“ konstatovala Michaela Valentová z ČVUT. „Ačkoli využití zemního plynu přináší okamžité snížení emisí skleníkových plynů ve srovnání s uhlím o čtyřicet až padesát procent, není to cesta k dosažení uhlíkové neutrality a nesmí být v současném technologickém prostředí představovat trvalé řešení, které by bránilo dosažení dlouhodobých cílů v oblasti dekarbonizace.“

Klíčové je podle Valentové připravit podmínky pro přechod sektoru na jiná, alternativní paliva. Zemní plyn musí být v nadcházejících desetiletích postupně nahrazen jinými, bezuhlíkovými technologiemi. Podle expertů z ČVUT musí plány na transformaci výroby zohlednit očekávaný rozvoj obnovitelných zdrojů včetně solárních kolektorů, fotovoltaických elektráren nebo tepelných čerpadel spolu s akumulací tepla a navrhnout celý vývoj systémů dodávek tepla, aby umožňoval postupnou integraci decentralizovaných zdrojů tepla založených na obnovitelných zdrojích.

V současnosti hojně využívaná biomasa může podle studie ČVUT plně nahradit uhlí pouze v malých či středních zařízeních. Dlouhodobá dodávka biomasy pro velká zařízení by byla značně náročná. Pro rozlehlé aglomerace by bylo zapotřebí velké množství biomasy, jejíž získávání lokálním, udržitelným způsobem je omezené. Transformace teplárenství musí podle ČVUT respektovat realistický, dlouhodobě udržitelný potenciál biomasy pro výrobu a dodávku tepla.

Biomasa pro menší výtopny

S tím nezávisle na aktuální studii ČVUT souhlasí Jan Habart, předseda sdružení CZ Biom – České sdružení pro biomasu a člen představenstva Komory obnovitelných zdrojů energie. „Biomasa pomáhá nahrazovat staré uhelné kotelny nebo lokální kotle za moderní spalující dřevní pelety nebo štěpku, což výrazně snižuje znečištění ovzduší i produkci skleníkových plynů,“ uvedl Habart, podle něhož mnoha teplárnám přináší biomasa kvůli zdražování emisních povolenek výraznou úsporu, která se promítá v levnějším teple pro domácnosti a podniky.

„Bioplynové stanice snižují emise skleníkových plynů využíváním pestré škály zemědělských komodit a bioodpadů a často stojí za ekonomickým rozvojem venkovských regionů. Dokážou také dodávat biometan, který je jako bioCNG ideální k dekarbonizaci dopravy a částečně také teplárenství,“ konstatoval Habart.

Připomněl, že Česká republika plánuje dosažení podílu obnovitelných zdrojů energie na hrubé domácí spotřebě do roku 2030 na úrovni 22 procent a spotřeba energie z biomasy se má podle tohoto plánu zvýšit téměř o třetinu – ze 149 PJ v roce 2020 na 195 PJ o deset let později. „To je pro biomasu dobrá zpráva, ale sdružení CZ Biom společně s ostatními oborovými organizacemi prosazuje, aby byl budoucí energetický mix o něco vyváženější a mírně se zvýšila výroba elektřiny ve větrných a slunečních elektrárnách a vytápění z tepelných čerpadel,“ uvedl Jan Habart.

To by znamenalo snížit spotřebu bioenergie ve velkých zařízeních z plánovaných 37 PJ v roce 2030 na 31 PJ. „Důvodem je obava o dostupnost lesní biomasy pro existující teplárny a výtopny po poklesu těžeb, až odezní aktuální kůrovcová kalamita. Na druhou stranu má Česko poměrně velký potenciál v dřevních peletách, kterých produkujeme zhruba dvojnásobně více, než je domácí spotřeba. Jednou z významných forem dalšího využití energie biomasy bude produkce biometanu v současných nebo nových bioplynových stanicích,“ řekl Habart.

Odpady i geotermální energie

Ve hře je ale podle studie ČVUT rovněž energetické využití odpadu, byť v menším rozsahu. To může zajistit udržitelné a spolehlivé zásobování energií a současně uspokojit potřeby udržitelného nakládání s odpady. Lidé z ČVUT ovšem upozornili, že na tomto postupu se nejprve musí dohodnout okolní obce, pro něž se to stane součástí strategie nakládání s odpady.

Podle Komory obnovitelných zdrojů energie je rovněž reálné, aby do roku 2030 vzniklo nejméně prvních pět tepláren a deset výtopen využívajících geotermální energie. Tento rozvoj by ovšem vyžadoval poměrně robustní podpůrné nástroje, přičemž zástupci sektoru zelených zdrojů mají obavu, že na peníze z připravovaných fondů na transformaci teplárenství dosáhnou ve větší míře jen „vyvolení“ provozovatelé velkých elektráren a tepláren, a to na již zavedené druhy obnovitelných zdrojů a potenciál geotermální energetiky zůstane nadále nevyužit.

„Náklady na počáteční investice do vrtů jsou vysoké, soukromý investor je sám nezvládne. Ve světě se nejlépe osvědčují granty pokrývající počáteční rizika, například realizaci prvního hlubinného vrtu a nezbytný geologický průzkum, poté se připojuje investor, který projekt dotáhne do funkčního energetického zdroje,” citoval časopis Energie Antonína Tyma, manažer výzkumného centra RINGEN v Litoměřicích, kde jsou v přípravě geotermálního zdroje v Česku nejdál.

Transformace za 100 miliard

Experti ČVUT vypočítali, jak vysoké investice jsou na přechod na zelené vytápění zapotřebí. „Dobrá zpráva je, že víme, jak na to a kolik to bude stát,“ poznamenala jedna z autorek studie Michaela Valentová. Podle scénáře počítajícího s nejnižšími náklady by to do roku 2030 bylo přibližně 98 miliard korun a v konzervativním scénáři asi 107 miliard. Pro srovnání: v letech 2014 až 2019 bylo do opatření na snižování emisí skleníkových plynů v teplárenství investováno více než 33 miliard korun, tedy pouhá třetina částky, která bude podle ČVUT potřeba v následujících deseti letech.

„Z pohledu současných pravidel pro regulaci emisí jsou dvě třetiny dosavadních investic v teplárenství neudržitelné a dnes by nezískaly investiční podporu z veřejných zdrojů. Klíčové tedy bude při transformaci teplárenství investovat inovativně,” zdůraznila Valentová. Studie také upozornila, že dekarbonizace na straně výroby tepla musí provázet zvyšování energetické účinnosti v domácnostech.

Většinu investic budou podle studie ČVUT vyžadovat zařízení do 50 MWt, přičemž největší objem investic bude nutné směřovat do výstavby nových kogeneračních jednotek a rekonstrukci těch současných. V letech 2025 až 2030 by se měla uskutečnit hlavní část rekonstrukce pokrývající asi 70 až 80 procent výrobní základny. Do roku 2035 by měl být zmodernizován zbytek a současně vyřazena poslední zařízení spalující uhlí.

ČVUT předpokládá, že klíčovou roli při podpoře investic bude hrát Modernizační fond, v němž je na podporu teplárenství vyčleněno přibližně 40 miliard korun. Vyloučena ovšem není například ani provozní podpora. Výše finanční pomoci je důležitá k tomu, aby se transformace teplárenství co nejméně promítla do ceny tepla pro konečné zákazníky.

S uhlím skončíme dříve

Například teplárna C-Energy Planá ale počítá s tím, že s uhlím skončí podstatně dříve. „Ještě minulý rok bylo naší vizí postupně vyřadit uhlí v letech 2025 a 2030 a dosáhnout uhlíkové neutrality. Dnes však víme, že s uhlím skončíme do roku 2023,“ sdělil ředitel teplárny Libor Doležal.

Vysvětlil, že klíček k optimalizaci provozu tohoto zařízení a snížení nákladů je diverzifikace palivové základny a vysoké flexibilita provozu. „V Plané jsme vyměnili tři uhelné kotle za dva fluidní vybavené systémem odsiřování spalin a zrekonstruovali jsme turbogenerátor. V kotlích je dnes z pětačtyřiceti procent spoluspalována dřevní štěpka. Dále jsme instalovali již celkem šest vysokoúčinných kogeneračních jednotek o celkovém výkonu šedesát megawattů se spalinovými kotli. Máme také největší bateriové úložiště v České republice,“ dodal ředitel Doležal.



Autor: Pavel Baroch

FOTO: se souhlasem C-Energy Planá (Energetický zdroj v Plané)