Vše směřuje k tomu, aby se fosilní paliva přestala v energetice používat. V souvislosti s tím ale vyvstávají otázky, co je nahradí a jak si lidstvo zajistí dostatek elektřiny a tepla?

Evropské domácnosti spotřebují v průměru čtvrtinu energie, která se využívá v EU, nejvíc jí věnují na vytápění. K tomu se v rámci Evropy využívá především zemní plyn (32 procent) a elektřina (25 procent). Podle nejnovějších údajů evropského statistického úřadu Eurostat za rok 2018 například obnovitelné zdroje energie pokryly 19,5 procenta celkové spotřeby domácností. V České republice však při vytápění stále vede uhlí, následované zemním plynem.

Počátkem ledna letošního roku vešlo v ČR v platnost snížení DPH u tepla z 15 na 10 procent, výraznější pokles cen tepla pro domácnosti to ovšem nepřineslo. Teplárnám totiž, především z důvodu výrazného růstu cen povolenek CO2 v uplynulých letech, strmě vzrostly provozní náklady a snížení sazby DPH jim jen umožnilo stávající ceny tepla udržet.

Energetický regulační úřad (ERÚ) nyní připravuje cenové rozhodnutí pro teplárenský sektor na příští rok. "Ačkoliv cenová rozhodnutí nejsou sama o sobě dokumentem dlouhodobé strategické povahy, na strategická rozhodnutí navazují, pomáhají je naplňovat. Právě souhra jednotlivých institucí státní správy, provozovatelů tepláren, zástupců plynárenství a dalších je klíčová pro naplnění scénáře přechodu teplárenství z uhlí na ostatní zdroje," řekl Stanislav Trávníček, předseda Rady ERÚ.

19,5 %

celkové spotřeby domácností pokryly v EU v roce 2018 obnovitelné zdroje energie.

ERÚ chce přispět k transformaci teplárenství úpravou regulatorního rámce. Kromě podpory změn v oblasti paliv a většího důrazu na využití plynu, biomasy a odpadů připravuje úřad také další kroky, které mají posílit konkurenceschopnost odvětví. Zvažuje se například částečná deregulace a větší zapojení trhu, od kterého si slibuje potenciální zlevnění tepla pro spotřebitele s odkazem na zkušenosti zahraničních kolegů.

Udržitelnost CZT

Často diskutovanou otázkou je, zda ve městech udržet a rozvíjet centrální zásobování teplem (CZT). Teplárenské sdružení ČR, ale i řada dalších odborníků zastávají názor, že je to rozhodně zapotřebí, i když je například možné tyto velké systémy řízeně decentralizovat na menší celky. CZT totiž bude lépe než izolované domácnosti efektivně kombinovat všechny dostupné zdroje tepla, včetně vysokoúčinné kogenerace s plynovými motory pro společnou výrobu elektřiny a tepla. Rozpad CZT a jeho náhrada tisíci plynových kotlů či tepelných čerpadel tak není v hustě obydleném území ani rozumnou, ani realizovatelnou alternativou. Tiskový mluvčí Teplárenského sdružení ČR Pavel Kaufmann je přesvědčen, že dálkové vytápění obstojí ekologicky i ekonomicky. "Pokud by byly všechny způsoby vytápění zatíženy stejnými daněmi a poplatky, nemá dálkové vytápění problém."

Pro spotřebitele, a tedy i pro Energetický regulační úřad, je zásadní především dlouhodobá udržitelnost soustav zásobování teplem. Opačný přístup by mohl vést k rozpadu teplárenských soustav, což by nevyhnutelně mělo negativní dopady jak na rodinné rozpočty, tak na celé hospodářství i životní prostředí. Systémové řešení ale předpokládá definici jasných pravidel a nastavení vyváženého palivového mixu pro teplárenství je jedním z nich.

Pro energetickou transformaci a dekarbonizaci energetiky a budov je CZT velmi důležité. Právě vysoký stupeň centralizace zásobování teplem vytváří dobré technické předpoklady pro využívání biomasy, biometanu a geotermální energie. Kdyby došlo k odpojování od CZT a klesl odbyt centrálně vyráběného tepla, tak by nebylo ekonomické investovat v CZT do nových technologií s obnovitelnými zdroji.

Co čeká spotřebitele?

K otázce, čím by se mělo rozhodování o způsobu vytápění řídit, připomíná výkonný ředitel sdružení Cogen Milan Šimoník, že v každé lokalitě jsou jiné podmínky, takže univerzální doporučení se najde jen těžko. Zmiňuje trendy, které je třeba vzít v úvahu:

- Pro maximální využití proměnlivé výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů (OZE) bude rozvíjena (a tedy i podporována) elektrifikace sektorů tepla i dopravy.

- Cena elektřiny bude velmi proměnlivá podle toho, zda svítí a fouká, takže někdy bude možné elektřinu ze sítě nakoupit velmi levně, jindy zase velmi draho.

- Pro koncové uživatele však bude cena energií dlouhodobě spíše stoupat − fosilní paliva budou zpoplatněna za emise CO2 fosilní daní.

- OZE budou sice stále levnější, ale bude nutné k nim budovat drahé pomocné infrastruktury (chytré sítě, baterie, akumulaci přebytků elektřiny do výroby vodíku apod.).

Pro spotřebitele, kteří si chtějí zajistit dodávku tepla co nejlevněji, musí být základem investice do snížení spotřeby budov (správná orientace, zateplení, zastínění a další, často jednoduchá a levná řešení pro minimalizaci drahé klimatizace). Výhodou je kombinace více zdrojů, tedy tam, kde je to možné, vyrábět si část energie či tepla sami, například instalací fotovoltaiky, tepelného čerpadla, ale i krbových kamen.

Uhlí v teplárnách skončí. Kolik budeme platit?
Uhlí v teplárnách skončí. Kolik budeme platit?
Foto: Shutterstock

Tepelná čerpadla

Variantu samotného tepelného čerpadla nebo kompletní systém zajišťující vytápění a ohřev teplé vody, nebo chlazení v létě navrhne projektant na základě tepelných ztrát objektu a průkazu energetické náročnosti. Rozhodují i možnosti samotného pozemku, na němž je realizovatelný typ země-voda (pořízení vrtu nebo plocha pro zemní kolektor), voda-voda (vrtané studny, zahradní jezírka) nebo nejběžnější varianta vzduch-voda s malými nároky na prostor.

V počtu instalací vede v porovnání s dalšími variantami tepelných čerpadel typ vzduch-voda, skládající se z venkovní jednotky s výparníkem a kompresorem a z vnitřní jednotky, která zajišťuje hydrauliku systému. Tento typ čerpadla je také nejlevnější, cena se pohybuje kolem 100 tisíc korun. Jako zdroj tepla se používá venkovní vzduch, jehož teplota a vlhkost v průběhu topné sezóny kolísají. Jímání tepla při extrémně nízkých venkovních teplotách je energeticky náročné. Účinnosti tohoto čerpadla pomáhají mírnější zimy. Doporučuje se zejména do zateplených objektů s nižší spotřebou energie.

U tepelných čerpadel země-voda lze počítat se stálou účinností. Mají k dispozici stabilní, na venkovní teplotě nezávislý zdroj tepla, mají delší životnost a nižší nároky na servis. Nevyžadují doplňkový (bivalentní) zdroj tepla a vystačí s menší hodnotou elektrického jističe.

Kolektor tvořený vrtem umožňuje levné chlazení v letních měsících. V případě letního reverzačního chlazení mají zemní čerpadla vyšší účinnost než vzduchová. Lze chladit pasivně, to znamená přímo přivádět chlad ze země do objektu a teplo ukládat zpět, bez práce kompresoru tepelného čerpadla. Následně pak čerpadlo využije uložené teplo pro ohřev teplé vody a vytápění.

Palivo pro teplárny

Ačkoliv uhelná komise zřízená českou vládou ještě nevydala stanovisko, jak bude odklon od uhlí postupovat, je zřejmé, že k němu postupně skutečně dojde. České teplárenství se na to proto musí připravovat. Má k tomu několik cest. Jednou z nich je zdokonalování a ekologizace stávajících uhelných zdrojů, aby mohly sloužit do doby, než bude uhlí úplně ze hry, nebo již nyní nahrazují tyto zdroje jinými, založenými na zemním plynu, obnovitelných zdrojích či dalších palivech, jako jsou odpady a podobně.

Teplárenství v tuto chvíli nemá mnoho jiných možností, jak rychle nahradit uhelný zdroj, než zdroj plynový, kdy ovšem vždy nemusí jít o zemní plyn, ale jistě to bude také biometan. Plynaři samozřejmě využití plynu v teplárenství podporují, a proto patří mezi hlavní propagátory záměny vytápění uhlím za vytápění plynem a za využití příslušných dotací. Při spalování zemního plynu nevznikají pevné nespálené částice, tedy prach a saze, které jsou v současnosti největším zdrojem znečištění ovzduší v České republice. Netvoří se ani vysoce nebezpečné dioxiny a furany, jako je tomu u spalování uhlí a biomasy. Zemní plyn prakticky neobsahuje sloučeniny síry, takže ve spalinách se téměř nevyskytuje ani oxid siřičitý. Spalováním zemního plynu vznikají pouze oxidy dusíku. Emise oxidu uhelnatého ze zemního plynu jsou vzhledem k dobrému promísení se vzduchem nepatrné, v porovnání s uhlím o dva až tři řády nižší.

V praxi se testují projekty plynových kogenerací se stále vyšším podílem obnovitelných zdrojů. Budou součástí hybridních systémů zásobování teplem, ať už centrálních, či decentrálních, kde primárním zdrojem bude OZE, případně odpadní teplo. Zemní plyn efektivně využitý při kogenerační výrobě elektřiny a tepla pak bude pouze záložním zdrojem.

Kogenerační jednotky mohou využívat vedle zemního plynu i bioplyn, biometan, kalový plyn, vodík či syntetický metan, který bude vyráběn ze zelené elektřiny a bude sloužit jako sezonní akumulace energie. Jednotky pak budou zajišťovat účinnou konverzi plynu zpět na elektřinu.

Teplárny jsou a i budou významným stabilizačním a bezpečnostním prvkem celé energetické soustavy ČR, o čemž se zatím příliš nemluví. Přitom v cyklu kombinované výroby elektřiny a tepla se u velkých tepláren a závodních energetik, zásobujících teplem krajská a některá okresní města, vyrábí většina tepla i elektřiny. Podle Roční zprávy o provozu teplárenských soustav ČR 2019, zpracované ERÚ, bylo v roce 2019 celkově vyrobeno z kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET) 99 289,3 TJ (cca 100 PJ) užitečného tepla, což činí 65 procent z čisté výroby tepla.

Článek byl publikován v komerční příloze HN Energie.

Související