Podpora výroby energie v zařízeních na energetické využití odpadů T. Ferdan, M. Pavlas Sekce energetických systémů a simulačních výpočtů

Motivace tohoto příspěvku…

Obsah Současná situace z pohledu podpory výroby energie Požadavky na zařízení EVO z pohledu výroby energie (kritéria, parametry: R1, UPE, minimální účinnost užití) Rozbor dosažitelné podpory pro modelovou technologii 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“

Vícepilířový systém podpory náš návrh 2011 (Pavlas a kol., studie MPO) dnes výhled Investiční podpora ve výši 25 % zvýšení příplatku za vysoceúčinnou kogeneraci na 150 až 200 Kč/MWh jednotná výše zeleného bonusu pro elektřinu vyrobenou z biologicky rozložitelné i nerozložitelné části KO na úrovni 1100 až 1300 Kč/MWh Zvýšení poplatku za odstranění (poplatek za skládkování) na 1000 Kč/t ?

EVO – zdroj obnovitelné (druhotné) energie a s tím související kategorie podpory Elektřina z obnovitelného zdroje (OZE) Elektřina z druhotného zdroje (DZE) Elektřina z vysoceúčinné kogenerace (KVET) Teplo z OZE

Současný stav, platná legislativa Zákon 165/2012 Sb. ze dne 31. 1. 2012 o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů Vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č. 441/2012 Sb. ze dne 05. 12. 2012 o stanovení minimální účinnosti užití energie při výrobě elektřiny a tepelné energie Vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č. 453/2012 Sb. ze dne 13. 12. 2012 o elektřině z vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla a elektřině z druhotných zdrojů Vyhláška Ministerstva průmyslu a obchodu č. 477/2012 Sb. ze dne 20. 12. 2012 o stanovení druhů a parametrů podporovaných obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny, tepla nebo biometanu a o stanovení a uchování dokumentů Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2012 ze dne 26. 11. 2012, kterým se stanovuje podpora pro podporované zdroje energie. Energetický regulační věstník

Podpora výroby elektřiny a tepla z pohledu budoucích provozovatelů spaloven Teplo z OZE Elektřina z OZE Elektřina z DZE Elektřina z KVET Z biologicky rozložitelné části komunálního odpadu. § 2, odst. a), b) zákon 165/2012 Sb. § 4, odst. 5 a), b), e) zákon 165/2012 Sb. Z biologicky nerozložitelné části komunálního odpadu. § 2 zákon 165/2012 Sb. § 5 zákon 165/2012 Sb. Kogenerace není vyžadována Resp. není možná (výkon nad 7,5 MW) § 24, odst. 6 a) zákon 165/2012 Sb. Z celkové energie vnesené komunálním odpadem Elektřina vyrobená v zařízení schopném kogenerace § 4, odst. 5 a), b) zákon 165/2012 Sb. Elektřina související s dodávkou užitečného tepla (kogenerace) § 5, odst. 3, 4 zákon 165/2012 Sb. Elektřina z vysokoúčinné kogenerace: UPE > 10 % UPE > 15 % § 2vyhláška 453/2012 Sb. Odst. A 3 cenové rozhodnutí 4/2012 Výkon na svorkách snížený o vlastní technologickou spotřebu § 4, odst. 1 zákon 165/2012 Sb. § 5, odst. 1 zákon 165/2012 Sb. Minimální účinnost užití energie § 4, odst. 4 zákon 165/2012 Sb. Vyhláška 441/2012 Sb. Minimální účinnost užití energie – při výstavbě nových zařízení.

Přehled kritérií pro hodnocení EVO R1 Energy efficiency (Zákon č. 185/2001 Sb., v p.z., Příloha 12; Směrnice ES/2008/98) Minimální účinnost užití energie (Vyhláška č. 441/2012 Sb.) UPE (úspora primární energie) (Vyhláška č. 453/2012 Sb.; Směrnice ES/2004/8)

Příklad modelové technologie (zjednodušené schéma) Zařízení schopné kogenerace (kondenzační odběrová turbína) LHV = 9 GJ/t, vlastní spotřeba elektřiny 95 kWh/t odp. V1: Horká voda (HV), 4/0,3 Mpa V2: Pára, 4/1,4 MPa

Dosažitelná výroba energie (princip kogenerace) 4/0,3 MPa 4 /1,4 MPa Částečná dodávka tepla Maximální dodávka tepla HV (Pára) cca 490 (550) TJ/rok pro 100 kt/r 730 (820) GJ/rok pro 150 kt/r 970 (1 100) GJ/rok pro 200 kt/r

Minimální účinnost užití energie Minimální účinnost výroby energie v parním turbosoustrojí pro kogeneraci (Příloha č. 18 k vyhlášce č. 441/2012 Sb.) ηet > 45% do 50 MW ηetnet > 45% nad 50 MW 420 TJ/rok 520 TJ/rok Přísné kritérium! V lokalitách s CZT splnitelné!

Úspory primární energie - obecný koncept Přínos zařízení EVO z pohledu úspor primární energie v konvenčních (referenčních zdrojích) Úspora primární energie = PEREF – PEWTE (např. GJ/r)

Kritérium Energy Efficiency (R1) R1> 0,65 pak energetické využití, jinak odstranění Orientace na produkci energie Orientace na minimaliazci dopadů na okolí Ne účinnost ale měrné úspory primární energie! Splnitelné!

Elektřina z KVET a užitečné teplo Kogenerační část Nekogenerační část

Elektřina z KVET a užitečné teplo Celkové množství vyrobené elektřiny když: Celková účinnost u parní protitlaké turbíny > 75% Celková účinnost u kondenzační odběrové turbíny > 80% ηcelk = (Esv + EM + QUŽ)/(QPAL KJ) Množství elektřiny z KVET EKVET = QUŽ * CSKUT Kde: Cskut poměr mezi množstvím elektřiny z kombinované výroby elektřiny a tepla a množstvím užitečného tepla při jeho nejvyšší výrobě v běžném provozu

Úspory primární energie (UPE) dle vyhlášky č. 453/2012 Sb. Postup výpočtu definován 2004/8/ES a dále vyhláškou č. 453/2012 Sb.; 𝑈𝑃𝐸= 1− 1 𝜂 𝑞 𝑇 𝜂 𝑟 𝑉 + 𝜂 𝑒 𝑇 𝜂 𝑟 𝐸 =…= 𝑃𝐸 𝑅𝐸𝐹 − 𝑃𝐸 𝐶𝐻𝑃/𝑊𝑇𝐸 𝑃𝐸 𝑅𝐸𝐹 Kde: 𝜂 𝑞 𝑇 , 𝜂 𝑒 𝑇 , 𝜂 𝑟 𝑉 , 𝜂 𝑟 𝐸 - účinnost výroby tepla a elektřiny z kogenerace a referenčního zdroje Vyhodnocuje se pouze pro kogenerační část zařízení („fiktivní“ část turbíny, která koresponduje s dodávkou užitečného tepla) Hodnota UPE je dána návrhovými parametry, nezávisí na dodávce tepla (u EVO lze dosáhnout UPE> 15%)! Podpora KVET 10%<UPE<15% 45 Kč/MWh UPE> 15% 170 Kč/MWh

Provozní podpora tepla z OZE Rozhodující je instalovaný elektrický výkon: - v případě kogenerace podpora jen do 7,5 MW Výše podpory 50 Kč/GJ Podporu výroby tepla využijí pouze technologie s nižší zpracovatelskou kapacitou! 200 kt/r 7,5 MW 150 kt/r 100 kt/r

Elektřina z OZE Elektřina z obnovitelných zdrojů Celková exportovaná elektrická energie při využití pouze OZE Poměrná část elektřiny pocházející z OZE v případě spoluspalování s DZE nebo neobnovitelného zdroje Podpora Musí splňovat minimální účinnost užití energie z biomasy se podpora elektřiny z OZE vztahuje pouze na elektřinu vyrobenou v zařízení schopném vyrábět elektřinu v KVET energetickým využitím komunálního odpadu se podpora elektřiny z OZE vztahuje pouze na elektřinu vyrobenou z biologicky rozložitelné části komunálního odpadu

Elektřina z DZE Elektřina z druhotných zdrojů Celková exportovaná elektrická energie při využití pouze DZE Poměrná část elektřiny pocházející z DZE v případě spoluspalování s OZE nebo neobnovitelného zdroje Podpora Musí být vyrobena v KVET- ze zákona jasná podmínka! Musí splňovat minimální účinnost užití energie energetickým využitím komunálního odpadu se podpora elektřiny z DZE vztahuje pouze na elektřinu vyrobenou z biologicky nerozložitelné části komunálního odpadu

Principy podpory (podporované množství) Částečná dodávka tepla Maximální dodávka tepla OZE OZE KVET KVET OZE OZE OZE OZE OZE DZE KVET OZE

Výše podpory OZE, DZE Obnovitelný zdroj energie Druhotný zdroj energie Druh podporovaného zdroje Datum uvedení výrobny do provozu Zelené bonusy [Kč/MWh] od (včetně) do (včetně) Výroba elektřiny spalováním komunálního odpadu nebo společným spalováním komunálního odpadu s různými zdroji energie - 31.12.2012 680 1.1.2013 31.12.2013 1830 Druhotný zdroj energie Druh podporovaného zdroje Datum uvedení výrobny do provozu Zelené bonusy [Kč/MWh] od (včetně) do (včetně) Výroba elektřiny spalováním komunálního odpadu - 31.12.2012 45 1.1.2013 31.12.2013 OZE OZE KVET KVET OZE OZE OZE OZE DZE KVET

Dosažitelná podpora a její vliv na ekonomiku příklad 1: včetně nároku na podporu tepla („malá“ kapacita) přepočteno na 1 t zpracovaného odpadu nové zařízení – OZE = 1830 Kč

Dosažitelná podpora a její vliv na ekonomiku příklad 1: včetně nároku na podporu tepla („malá“ kapacita) přepočteno na 1 t zpracovaného odpadu stávající zařízení – OZE = 680 Kč

Dosažitelná podpora a její vliv na ekonomiku příklad 2: bez nároku na podporu tepla („větší“ kapacita) přepočteno na 1 t zpracovaného odpadu

Závěr Existuje legislativa podporující kogenerační výrobu tepla a elektřiny v zařízeních EVO! Legislativa podporuje pouze efektivní využití energie (zejména požadavek minimální účinnosti užití energie) Požadavky na efektivitu z pohledu výrobu energie jsou v podmínkách ČR splnitelné Současné parametrické nastavení má následující dopad na ekonomiku budoucích projektů: cca 300 Kč/t odp. (většina projektů) cca 500 Kč/t odp. (ojediněle - kapacita do 100 kt/rok)

Těšíme se na spolupráci s Vámi! Děkuji za pozornost Těšíme se na spolupráci s Vámi! Ing. Tomáš Ferdan (ferdan@upei.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