Model regionálního systému vytápění pevnými biopalivy

Úvod

Ve většině ekonomicky vyspělých států existuje obecná poptávka po využití obnovitelných zdrojů pro výrobu energie a snížení závislosti energetiky na fosilních zdrojích, deklarovaná zejména v Kjótském protokolu a na něj navazujících národních legislativních předpisech. Podpora využívání obnovitelných zdrojů energie je vyjádřena vyššími výkupními cenami elektrické energie, vyráběné z obnovitelných nebo čistých zdrojů anebo poskytováním přímých dotací pro ekonomické subjekty a obyvatele.

Státy, které nemají přirozené přírodní podmínky k širokému využití energie větru anebo vody, se upírají zejména k biomase, které je zdrojem energie s obrovským potenciálem.

Pevná biopaliva prezentuje veškerá spalitelná biomasa (zejména dendromasa a fytomasa) která se spalováním přeměňuje na tepelnou (a v kogeneračních jednotkách i na elektrickou) energii.

Situace v České republice

Využívání biomasy pro energetické účely je v ČR podporováno v souladu s Akčním plánem pro biomasu pro ČR. Podpora výroby energií z biomasy, zejména prostřednictvím výkupních cen elektrické energie a tzv. uhlíkových kreditů vede často k jejímu neekonomickému a neekologickému využití. Příkladem budiž velké zdroje, spalující biomasu společně s uhlím s minimální účinností.

Obdobně nevhodná řešení představují velké kogenerační zdroje na spalování čisté biomasy, kterou je nutno dopravovat na velké vzdálenosti, vyrábějící často velké množství odpadního tepla, které je mařeno jen proto, aby byla vyráběna dotovaná elektrická energie.

Česká republika podporuje využití biomasy pro vytápění i investičně, zejména v současné době programem Zelená úsporám, který je na rozdíl například od výkupu elektřiny z OZE smysluplný.

Shrnuto – jak je v českých vodách obvyklé, jde především o peníze, rozumná a ekologická řešení jsou až na dalších místech.

Biomasa pro energetické účely

Abych ozřejmil oblast a prostor, kam směřuji své teze a návrhy, musím definovat, o jaké biomase hovořím. Jde o fytomasu, zejména slámu kulturních plodin a energetické rostliny.

Tento typ biomasy představuje skutečně obnovitelný zdroj energie, který vyroste během vegetativní části roku a po té je v zimních měsících zdrojem tepla. Dostupný potenciál takové fytomasy je obrovský. Různé studie hovoří o milionech tun ročně.

Má ale určitá specifika, které značně limitují její využívání jako paliva. Předně má sláma malou objemovou hmotnost, což je z hlediska dopravy nákladné a zároveň neekologické. Jde tedy jednoznačně o lokální zdroj paliva.

Další vlastností slámy pak je nízká teplota tavení popela a s tím spojené technické problémy při provozu kotlů, zejména menších výkonů. Spalovat ji lze pouze ve speciálně vyvinutých kotlích, jejichž pořizovací ceny jsou vyšší, než u kotlů na spalování dřevní hmoty.

Se spalováním je spojena i nutnost předchozí homogenizace, a to buď lisování do balíků (pro kotle středních a vyšších výkonů) anebo do pelet, pro malé lokální zdroje (domovní kotle). Tyto pelety, označované jako „alternativní pelety“ nebo „agropelety“ představují palivo, které se může za určitých okolností stát významným zdroje obnovitelé energie.

Model regionálního systému vytápění

Region

Představme si region typu tzv. mikroregionu. Jde o území několika sousedících obcí, v nichž je několik stovek individuálních objektů bydlení, několik desítek bytových domů a několik objektů občanské vybavenosti.

V tomto mikroregionu působí zemědělské podniky, hospodařící na 2 000 hektarech, z nichž je 1 000 hektarů oseto obilím a řepkou. Je zde tedy k dispozici nejméně 4 000 tun slámy, což představuje 64 000 GJ tepelné energie.

Roční spotřeba běžného rodinného domu se pohybuje kolem 80 GJ. Z polí v mikroregionu je tedy možné vytopit 800 rodinných domků.

Z této úvahy je zřejmé, že veškerá tepelná energie, potřebná pro vytápění objektů v mikroregionu, vyroste každoročně na zdejších polích.

Palivo a kotle

Jak jsem zmínil, pro využití slámy jako paliva v malých lokálních kotlích je nutné ji nejprve slisovat do pelet. Lisování slámy do pelet, běžně označované jako peletování, je technicky zvládnuté. Slámu není třeba sušit, protože její vlhkost odpovídá požadavkům peletovacích lisů. Vyrobené pelety mají sypnou hmotnost kolem 600 kg na 1 m3, výhřevnost se pohybuje mezi 16 a 17 GJ na 1 tunu. Roční potřeba paliva pro běžný rodinný dům je asi 5 tun, tedy sláma z 1 hektaru.

Pelety jsou tzv. standardizovaným palivem, které určité typy kotlů, resp. hořáků, umějí bez problémů spalovat, a to v plně automatickém režimu. Pelety, uskladněné v zásobníku, dopravuje šnekový podavač přímo do hořáku podle instrukcí řídicího systému.

Pro bezproblémový provoz kotle je potřeba zajistit, aby mělo palivo standardní složení, což zajistí právě používání stále stejného typu slámy z konkrétního regionu.

Řešení systému

Mluvíme o mikroregionu, ve kterém působí často několik autorit, jako jsou starostové obcí. Předpokládám, že jde o lidi, které si jejich spoluobčané zvolili s tím, že je osobně znají a mají k nim důvěru. Tyto autority by se měly postavit do role organizátorů, resp. propagátorů.

Vedle autority, která musí nutně takový systém akcelerovat, je třeba vyřešit technické a logistické otázky. Někdo – ideálně zemědělský podnik, který produkuje slámu, musí pořídit zařízení na výrobu pelet. Dále je potřeba vyřešit otázky distribuce paliva k obyvatelům, což je vzhledem k velikosti mikroregionu poměrně jednoduché. Opět to zvládne zemědělský podnik.

To dává prostor k zavedení společného, jednotného a pro všechny výhodného systému, v tomto případě výroby a distribuce paliva z lokálních zdrojů.

Současně je samozřejmě nutné, aby se obyvatelé vybavili technikou pro vytápění, v tomto případě nízkoemisními kotli s hořáky na spalování rostlinných pelet. Díky dotaci z programu Zelená úsporám to nemusí představovat překážku rozšíření systému.

Alternativní řešení představují obecní kotelny na biomasu. Pokud již v obci neexistují rozvody centrálního zásobování teplem, jde o investici, která je bez podpory státu nerealizovatelná.

Důsledky a efekty

Na prvním místě zmíním ekologické efekty, které málo koho z obyvatel našeho mikroregionu trápí. Sníží se emise skleníkových plynů, pokud došlo k náhradě kotlů na uhlí a taky karcinogenních látek, pokud se zapojí i alchymisté, pálící PET lahve s pilinami a vyjetým olejem. Zároveň si státní administrativa může odškrtnout nějaké to promile z indikativních cílů náhrady fosilních paliv.

Pokud se nahradil jako palivo plyn, snížila se závislost na dovážené energii. Také z pohledu obyvatel nezajímavé. Ono se to vlastně asi ani nestane, neboť tvůrci programu Zelená úsporám majitele plynových kotlů vyškrtli ze seznamu příjemců dotace na výměnu stávajícího kotle za kotel na biomasu. A právě tato dotace bude pro úspěch takovéhoto modelu limitním faktorem.

Místní zemědělský podnik získá odbyt pro slámu, jako obnovitelný zdroj energie, protože byla vytvořena lokální poptávka. Současně díky výrobě pelet přidal původně na poli ležící hmotě přidanou hodnotu. Dá se předpokládat, že vznikne nějaké pracovní místo pro někoho z místních (nebo se alespoň udrží).

Peníze, které obyvatelé mikroregionu vydávají za palivo, zůstanou z velké části v regionu, kde žijí a mohou tak být použity pro další rozvoj.

Závěr

Nabízím model využití obnovitelných zdrojů energie, který může fungovat -pokud bude pochopen a najde-li se vůle ke změně. Lze ho realizovat díky technice, konkrétně kotlům s hořáky, schopnými spalovat problémová paliva (jako je sláma). A určitě díky systému emisních povolenek a úspěšného prodeje přebytku ČEZu do Japonska. Inkasované peníze jsou, jak jistě každý ví, zdrojem programu Zelená úsporám.

Dovolím si konstatovat, že s podporou využívání OZE v Česku je to jako se všemi dotacemi, tedy špatně. Jen těžko si někdo může myslet, že spalování slámy a dalších zemědělských odpadů v elektrárnách, je využíváním obnovitelných zdrojů energie. Co je to za podporu, která umožňuje, aby se vyplatilo vozit slámu z Luhačovic do Jindřichova Hradce?

Sláma obilovin, olejnin a třeba i energetické rostliny jsou lokální zdroj energie. Aby bylo jejich využívání pro výrobu tepla efektivní a hlavně ekologické, musí být lokální zdroj využit lokálně.

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu