Sofistikované výpočtové nástroje pro koncepční návrh spaloven a jejich praktické aplikace M. Pavlas, R. Šomplák Sekce energetických systémů a simulačních výpočtů Odpadové fórum 2013, Kouty nad Desnou, 15.- 19.4.2013

Obsah Představení nového výpočtového nástroje (tzv. svozová úloha) Ukázka praktických aplikací, resp. možností výpočtů Závěr

Výhled využití odpadů v ČR po roce 2020 Legenda: Existující spalovny Možné budoucí spalovny Kapacity spoluspalování odpadů Výstupů studie pro MPO z roku 2011: Pavlas a kol.: „Optimální nastavení výše podpory výroby elektřiny z odpadu ve vztahu k ceně elektřiny pro spotřebitele“

Detailnější rozpracování konceptu • Optimalizace kapacitního řešení pro jednotlivé projekty Vyhodnocení dostupnosti odpadu (konkurence, svozové vzdálenosti, náklady na dopravu) Hodnocení udržitelnosti (rizikovosti) jednotlivých projektů • Podmínky, za kterých jsou jednotlivé projekty realizovatelné (např. výše skládkovacího poplatku) Vzájemné interakce mezi projekty, nejistý vývoj pro ekonomiku podstatný parametrů v budoucnu  Intuicí obtížně řešitelné

Řešení: Svozová (transportní) optimalizační úloha Spalovny Skládky Spoluspalování Zpracovatelský poplatek (gate-fee) ? Princip transportní úlohy Geografický podklad

Dopravní úloha – komplexní problém Podkladová mapa – existence dopravní infrastruktury (silniční a železniční síť, dopravní omezení potenciální výstavba překládacích stanic apod.) Přehled o existujících. připravovaných nebo potenciálních projektech EVO Stávající resp. potenciální konkurence k EVO (existující skládky a jejich skládkovací poplatky, proces MBÚ s následným využitím LF, volné zahraniční kapacity EVO) Model produkce odpadů (budoucí výhled, korelace produkce a HDP, výhřevnost, oddělený sběr) Cenové a další parametry (ceny energií, informace o CZT) Efektivní interpretace výsledků

Svozová optimalizační úloha Vazby v komplexním systému Cena uhlí Legislativa Teplárny cena tepla cena LF EVO Svozová úloha MBÚ cena na bráně EVO Skládky cena na bráně MBÚ cena na bráně skládky EVO = energetické využití odpadů (spalovny) MBÚ = mechanicko-biologická úprava LF = lehká frakce (produkt MBÚ)

Klíčové prvky výpočtového systému

Klíčové prvky výpočtového systému Technicko-ekonomický model EVO (vždy přizpůsobený lokalitě) Roční dodávka tepla Kapacita Výhřevnost Model EVO Roční výroba elektřiny Spotřeba tepla v síti CZT Odhad OPEX Odhad CAPEX Tok hotovosti Cena tepla IRR Cena na bráně Bonus elektřina IRR = vnitřní výnosové procento CZT = centrální zásobování teplem

Svozová optimalizační úloha Vazby v komplexním systému Cena uhlí Legislativa Teplárny cena tepla cena LF EVO Svozová úloha MBÚ cena na bráně EVO (min….max) Skládky cena na bráně MBÚ (min….max) cena na bráně skládky (min….max) EVO = energetické využití odpadů (spalovny) MBÚ = mechanicko-biologická úprava LF = lehká frakce

Přístup pravděpodobnostního programování 1. Neurčitý vývoj parametrů 2. VLIV NA cenu na bráně Interval pro generování ceny na bráně ? Cena Negativní vývoj Minulost (Trend) Budoucnost (Výhled) Pozitivní vývoj Výhřevnost, Cena tepla, Cena elektřiny,… Kapacita 3. Porovnání více projektů 3. Zohlednění produkce odpadů, dopravy atd. Počet výsledků Stavět Nestavět Kapacita

Možnosti systému (1) Dva modelové projekty + dva scénáře vývoje legislativy Kvantitativní vyjádření rizika

Analýza cest, jak zajistit udržitelnost projektu Možnosti systému (2) Dva modelové projekty, dopad legislativních změn (skládkovací poplatek) Výhled po roce 2020 Analýza cest, jak zajistit udržitelnost projektu

Možnosti systému (3) Vizualizace výsledků (svozové oblasti, zatížení dopravní infrastruktury) Kapacita zařízení [kt/r] Transport odpadu [kt/r] Produkce odpadu [kt/r] Výhled po roce 2020 Situace vychází z výsledků studie pro MPO z roku 2011

Možnosti systému (4) Generování cenových map (dopad na občana) Mapa nákladů na zpracování SKO, vybraný scénář Situace vychází z výsledků studie pro MPO z roku 2011

Svozová optimalizační úloha - další práce Zpřesňování vstupů (modely, ceny, výhledy) Modelování dopadu ekonomických nástrojů (nastavení skládkovacího poplatku, úplný zákaz skládkování) na: toky odpadu do koncových zařízení cenovou úroveň nakládání s odpady Návrh infrastruktury - optimalizace řešení překládacích stanic a uzlů pro kombinovanou dopravu odpadů (ekonomika, zatížení, emise z dopravy, apod.) Modelování jednotného Evropského trhu s odpady

Závěr Byl představen nový optimalizační nástroj pro plánování zařízení (zejména spaloven SKO) a související logistické infrastruktury Bylo prezentováno několik ideových příkladů použití tohoto nástroje Potenciál pro podporu klíčových rozhodnutí subjektů z řad investorů, statní správy či představitelů samosprávy Systém neustále rozvíjíme a současně pracujeme na zpřesnění vstupních údajů a ekonomických modelů.

Těšíme se na spolupráci s Vámi! Děkuji za pozornost Těšíme se na spolupráci s Vámi! Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (pavlas@fme.vutbr.cz) Systém pro zkvalitnění výzkumných týmů ve strojírenství a hraničních oborech registrační číslo projektu: CZ.1.07/2.3.00/20.0020 Věda pro praxi