Regionální využívání lesní biomasy pro výrobu tepla se zaměřením na lesní hospodářství

Úvod

Základním ekonomickým principem lesního hospodářství je samofinancování, které nelze dlouhodobě zabezpečovat pouze tržbami z prodeje dříví. Úvahy o tom, že tržby z dříví dokáží pokrýt veškeré budoucí potřeby lesního hospodářství, jsou iluzí. Moderní lesní hospodářství musí zvažovat využívání veškerých možných způsobů doplňkové činnosti tj. přidruženou lesní těžbu a výrobu. Mimo tradičních způsobů přidružené lesní těžby a přidružené lesní výroby lze uvažovat i o nových možnostech navýšení výnosů z lesa. Jednou z takových možností (impulzů) je využívání energetické biomasy. Jedná se o projekty generující dlouhodobé regionální příjmy, podporu venkova jako hlavního dodavatele energie z biomasy, zvýšení přímé i sekundární zaměstnanosti na venkově, zvýšení nabídky energetické biomasy na domácím trhu. Využíváním místních zdrojů k výrobě tepelné energie nedochází k odlivu finančních prostředků mimo region. Provozování obecních výtopen na bázi biomasy je jednou z možností pro vlastníky lesa. Nejde tedy jen o prodej těžebních zbytků, případně o výrobu energetické štěpky, ale o prodej tepla koncovým odběratelům. Síla regionálních projektů vlastníků lesa spočívá i mimo výše uvedené, ve snížení dopravních vzdáleností paliva a ve vlastnictví suroviny na výrobu paliva (těžební odpad), čímž lze zabezpečit dlouhodobost a vyrovnanost fungování projektu a pořízení speciálních technologií na soustřeďování, zpracování a dopravu paliva.

Limitující faktory regionálních projektů

Hlavní limitující faktory regionálních projektů kotelen na dřevní štěpku - 4 pilíře životaschopnosti projektu - schematické znázornění na obr. č. 1:

1. pilíř: ZDROJE DENDROMASY

Základní otázkou je dostupnost materiálu. Palivová základna je podmínkou fungujícího zdroje tepla. Je nutné provést bilanční průzkumy dostupnosti biomasy ve vztahu k energetickému zdroji (topeništi) tj. zejména předpokládaný výkon zdroje, doba provozu a spotřeba při různých provozních režimech (léto, zima). Jako významný stabilizační prvek lze považovat zajištění dostatečného přísunu materiálu - paliva. V tomto případě jde o značnou výhodu lesního podniku, neboť vlastní primární zdroj suroviny. Je možné část paliva dlouhodobě nasmlouvat i s dalšími subjekty - okolní lesní majetky, pilařské provozy, ... .

Důležitý parametr je kvalita biomasy. Hlavní kriterium je vlhkost a čistota. Ve smlouvách tepláren se nejčastěji objevují stran jakosti štěpky požadavky na výhřevnost 7,5 - 19 MJ/kg, max. obsah popele - 0,6 %, max. obsah vody 53 %, max. obsah síry 0,4 %, zrnitost - max. rozměr 0 - 40 mm (max. velikost v jednom rozměru 50 mm). Dostupnost zdrojů - některé oblasti se již dnes potýkají s nedostatkem zdrojů z důvodů přílišné poptávky a jinde vlastníci lesů nenacházejí dostatečné informace, jak efektivně „mobilizovat“. Častým jevem vzniklým nekonvenčním řízením v ČR je problematická dostupnost energetického zdroje v regionu z důvodu „skupování“ materiálu silnějšími subjekty, vzdálenými desítky km, jejichž provozy jsou nastaveny na spotřebu značného množství materiálu, často ne zcela efektivně využívaného. Dá se tedy s trochou nadsázky hovořit o „kanibalizmu“. Tato skutečnost v mnoha lokalitách brání výstavbě menších, regionálních zdrojů s vysokou efektivností využívání energetické suroviny a s efektem snížení dopravní vzdálenosti. Dochází také k absurdním situacím, kdy se budují energetické zdroje, které nemají zajištěnou dostatečnou zdrojovou bázi. Řešením této situace může být aktivní zapojení regionů do energetiky, vytvoření modelu optimálního a konsenzuálního přístupu k energetické výrobě. Obnovitelné zdroje a podmínky pro jejich efektivní výstavbu potřebují být posuzovány komplexně, na základě všech dostupných údajů o zdrojích a vlivech na ŽP. Tak bude zabezpečena energetická efektivita, bezpečnost a samostatnost regionů. Zdroje lesní biomasy (dendromasy):

• větve a nezužitkované vršky stromů ze soustředěných těžeb (zejména mýtních)
• přístupná dřevní hmota z vhodných probírek nevyužitelná pro výrobu sortimentů surového dříví
• přístupná dřevní hmota z rozčleňování porostů
• lesní zbytky z pařezů a kořenů

Výhody dendromasy před fosilními palivy:

• vyrovnanost bilance CO₂
• minimální emise
• snadná biologická odbouratelnost
• stálá dostupnost
• snadná skladovatelnost
• energetická stabilita v porovnání s jinými OZE

2. pilíř: ENERGETICKÝ ZDROJ - TOPENIŠTĚ

Volba energetického zdroje mimo jiné závisí na požadovaném tepelném výkonu. Je zapotřebí sestavit roční průběh zatížení zařízení. Je zřejmé, že požadavky na výkon zdroje budou během roku značně rozdílné. U zdrojů využívajících k hoření dendromasu je omezená možnost regulace výkonu - jde o optimální provozní parametry, kdy dochází k optimálnímu spalování materiálu (na rozdíl od zdroje př. s palivem plyn, kdy je možná plynulá regulace od minimálního po maximální výkon). Řešení v případě dendromasy je ve stavebnicovém uspořádání topenišť, tj. výstavba energetických zdrojů s více topeništi rozdílných výkonů, což umožňuje regulovatelnost výkonu během sezóny a případný nouzový provoz v případě poruchy. Další hledisko volby zdroje je účinnost, stupeň automatizace provozu, životnost, emise, ... .

3. pilíř: TEPELNÉ SÍTĚ

Velikost teplovodní sítě je dána rozptylem odběratelů a jejich celkovou spotřebou tepla. V současnosti se využívají předizolovaná PE-potrubí, jejichž výhodou je ohebnost. Pro systémy vyšších výkonů se využívají systémy předizolovaného ocelového potrubí. Náklady na vybudování sítě představují obrovské investiční náklady. Řešení v obcích s příliš rozptýlenou zástavbou je problematické a neobejde se bez dotací. Vzdálená místa s malou spotřebou je lépe ze zásobování vypustit. Určitou alternativou jsou lokální kotelny, určené k vytápění objektů v blízkém okolí, k výrobě tepla pro sušení vlhkých materiálů nebo jiným technologickým účelům v místě nebo poblíž místa výroby tepla. Z těchto důvodů tato technologie nepotřebuje nebo jen omezeně potřebuje rozvodné sítě, proto jsou investiční náklady oproti CZT menší. Investiční náklady do CZT se pohybují v širokých mezích. Jejich výše je dána jednak velikostí zdroje, tzn. investičními náklady kotle, které rostou s rostoucím výkonem zařízení, ale také velikostí teplovodní sítě, která je dána rozptylem odběratelů, jejich celkovou spotřebou tepla a provedením sítě. Náklady na vybudování sítě představují velmi vysoké náklady z celkových investičních nákladů. Možné úspory lze dosáhnout instalací kotle na biomasu do stávající (existující) kotelny (př. výměna za kotel na fosilní paliva) a využití existující rozvodné sítě.

Tab. č. 1: Vliv účinnosti soustavy na konečné množství využité energie spotřebiteli

Z grafického znázornění teplárenské soustavy je patrné, že při účinnosti kotle 75 %, účinnosti rozvodů tepla 95 % a účinnosti topného zařízení u konečného spotřebitele 90 % dojde z energetické hodnoty paliva 100 GJ na vstupu k využití 64,10 GJ konečným spotřebitelem. V tabulce vedle grafu je popsána podobná situace s účinností modelového zařízení - tedy aby zákazník získal 100 GJ energie, musí být v prvním systému s 97 % účinností spáleno palivo v objemu odpovídajícím energetické hodnotě 103 GJ, v druhém případě modelového zařízení s účinností 64,1 % musí být spáleno palivo v objemu odpovídajícím energetické hodnotě 156 GJ. Tab. č. 3 modelově znázorňuje měnící se cenu tepla v závislosti na účinnosti tepelného systému - palivo a cena paliva se nemění, mění se účinnost systému, v návaznosti na účinnost se mění spotřeba paliva a cena tepla z celého systému. Je zřejmé, jakým způsobem ovlivňuje účinnost systému kalkulace konečné ceny pro spotřebitele.

Tab. č. 2: Vliv účinnosti soustavy na koncovou cenu energie

Palivo	Cena Kč/t	Výhřevnost MJ/kg	Účinnost celého systému %	Spotřeba paliva kg/GJ	Cena tepla z celého systému Kč/GJ	Rozdíl Kč/GJ
Štěpka	1 100	8,8	97	117	129	-
Štěpka	1 100	8,8	73	156	171	42
Štěpka	1 100	8,8	64,1	177	195	66

4. pilíř: ODBĚRNÁ MÍSTA

Na počátku rozhodování o provozování tepelného zdroje musí nutně investor provést audit (zmapování) všech spotřebitelů energie, jejich roční a sezonní spotřeby energie, jejich současné dodavatele energie a ceny, za jaké mají energii k dispozici. Je logické, že námi nabízená cena tepla nemůže být vyšší než současné ceny v daném regionu. Cena tepla musí odpovídat řešené lokalitě a charakteru odběratelů tepla s ohledem na konkurenční varianty zásobování teplem. Musíme odběratele přesvědčit, aby se nám do soustavy připojili. Důležité v této souvislosti je také vysvětlit veřejnosti zažitý mýtus o tom, že co je „zelené“ nebo bio je drahé.

Připojení objektů probíhá pomocí domovních předávacích stanic. Spotřeba na bytovou jednotku se v ČR pohybuje v rozmezí 30 - 50 GJ/rok, u rodinných domů v rozmezí 80 - 120 (150) GJ/rok. Cena tepelné energie je regulována Energetickým regulačním úřadem (ERÚ) a stanovuje se dle ekonomicky oprávněných nákladů (z účetnictví) + přiměřený zisk + DPH.

Tab. č. 3: Cena tepelné energie pro konečné spotřebitele v roce 2010 s uvedením množství dodané tepelné energie, počtu cenových lokalit a počtu dodavatelů - zdroj ERÚ

Cena tepelné energie	Množství tepelné energie		Cenové lokality		Dodavatelé
Kč / GJ	GJ	%	Počet	%	Počet	%
Do 200	146 210	0,2	4	0,3	4	0,3
200 - 250	112 463	0,2	13	0,9	10	0,7
250 - 300	1 433 926	2,3	29	1,9	21	1,4
300 - 350	2 492 381	3,9	41	2,8	30	2,0
350 - 400	5 119 822	8,1	101	6,8	67	4,5
400 - 450	5 890 638	9,3	179	11,8	98	6,6
450 - 500	22 211 170	35,2	278	18,7	155	10,4
500 - 550	8 73 3094	13,8	305	20,5	176	11,8
550 - 600	8 440 062	13,4	255	17,1	172	11,6
600 - 650	6 719 586	10,6	160	10,8	119	8,0
650 - 700	1 297 057	2,1	65	4,4	45	3,0
700 - 750	422 826	0,7	25	1,7	24	1,6
750 - 800	78 584	0,1	15	1,0	11	0,7
Nad 800	50 417	0,1	21	1,4	18	1,2
Průměr
491,73	63148236	100,00	1488	100,00	950	100,00

Hlavní ekonomické parametry

A) Přímé:

• Cena paliva
• Dopravní vzdálenost paliva
• Technologie topeniště
• Cena
• Účinnost
• Rozvody tepla
• Cena
• Ztráty při rozvodu
• Možnosti dotace
• Dlouhodobost projektu

B) Nepřímé:

• Ekologické výhody
• Zaměstnanost
• Energetická nezávislost regionu

PŘÍPRAVA PROJEKTŮ KOTELEN - PALIVO NA BÁZI DŘEVA

Investice do bioenergetických projektů mohou dosahovat značných finančních hodnot, a proto je nutné provést podrobnou ekonomickou analýzu zamýšleného investičního záměru. Životnost investice a její ekonomické efekty jsou u jednotlivých projektů různé, obecně lze uvažovat životnost v řádu desítek let, proto je nutné brát v úvahu předpokládaný vývoj faktorů ovlivňujících ekonomickou rozvahu. Proces investování lze rozdělit do 3 základních fází:

• 1. předinvestiční fáze
• 2. investiční (realizační) fáze - postupná realizace projektu
• 3. provozní (uživatelská) fáze

1. Předinvestiční fáze

Pro předinvestiční fázi je nutno mít mnoho přesných informací a vyžaduje nejen propočet nákladů na investici do zařízení, ale zároveň nákladů spojených s provozem. Tato část je z hlediska úspěchu projektu klíčová, jelikož se v ní činí zásadní rozhodnutí, která mohou rozhodovat o úspěchu či neúspěchu celého projektu.

Předinvestiční fáze se dělí do dílčích etap:

• identifikace investiční příležitosti - studie příležitostí
• předběžný výběr a definování projektu - studie proveditelnosti
• podrobné formulování projektu
• hodnocení projektu a rozhodnutí o jeho přijetí Struktura investiční technicko - ekonomické studie

Studie je zaměřena na definování podmínek budoucí realizace a provozu projektu:

• Analýza trhu a marketingová strategie - tržní příležitosti a rizika
• Technicko-ekonomické parametry projektu - jmenovitý výkon zařízení, technologie a budovy, energetická a materiálová náročnost provozu
• Umístění projektu
• Materiálové vstupy a energie
• Lidské zdroje
• Organizace a řízení provozu
• Finančně-ekonomická analýza a hodnocení
• Analýza rizika
• Plán realizací Ekonomické hodnocení investice

Tato část je pro rozhodnutí o realizaci projektu nejdůležitější.

Využívají se metody:

• Cash flow - stěžejní nástroj pro posuzování investičních záměrů
• Prostá návratnost investice
• Čistá současná hodnota - nejpřesnější metoda hodnocení investic
• Index rentability
• Vnitřní výnosové procento
• Průměrné roční náklady
• Diskontované náklady
• Průměrná výnosovost Investiční náklady (výdaje) projektu - náklady na pozemky, výdaje za technologii, výdaje na stavební část, výdaje na pomocné a obslužné provozy, náklady na nehmotný majetek, služby, rezerva, ...
• Provozní náklady - mzdy, údržba, ...
• Lze stanovit jako procento z investičních nákladů.
• Spotřební náklady - palivové náklady, energie a další suroviny (voda, mazivo, chemikálie,...). Často se uvažují jako součást provozních nákladů.
• Ostatní náklady - režijní náklady (administrativní výdaje, poplatky, nájem, pojištění, daně, ...).

INVESTIČNÍ DOTACE – MOŽNOSTI

Algoritmus výběru vhodného dotačního programu je znázorněn graficky (obr. č. 2) a je zřejmé, že možnost čerpání dotací závisí na právní formě podnikání (provozování) zdroje. Jiné možnosti má podnikatelský subjekt a jiné obec. Dále se možnosti liší pro podnikatelské subjekty v zemědělství a v ostatních oborech a dle velikosti podniku. U obce se liší možnosti dle počtu obyvatel.

Lze tedy čerpat z:

A) Operační program podnikání a inovace (OPPI) - EKO – ENERGIE

• Prioritní osa 3 - Efektivní energie, správce programu Ministerstvo průmyslu a obchodu, zprostředkující subjekt CzechInvest

B) Program rozvoje venkova (PRV) - výroba tepla z OZE, OSA III.

• podopatření 1. 2. - pouze pro mikropodniky podnikající v zemědělské výrobě, výstavba a modernizace kotelen a výtopen na biomasu

C) PRV,OSA III., podopatření 1. 1. Diverzifikace činností nezemědělské povahy, ne mikropodniky, fyz. a právnické osoby podnikající minimálně 2 roky v zem. výrobě

D) PRV, OSA III, podop. 2. 1. 2. Občanské vybavení a služby - pro obce do 500 obyvatel, nová výstavba, rozvody, vytápění

E) Operační program životní prostředí (OPŽP), prioritní OSA III. - Udržitelné využívání zdrojů energie, výstavba nových zařízení a rekonstrukce stávajících zařízení s cílem zvýšení využívání OZE

Podpory výroby energie z OZE

Zákony

• Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (zákon o podpoře využívání obnovitelných zdrojů)
• Zákon 406/2000 Sb., o hospodaření energií a související předpisy
• Zákon 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů
• Zákon 458/2000 Sb., energetický zákon a související předpisy
• Zákon 695/2004 Sb.,o podmínkách obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynů a související předpisy
• Zákon 338/1992 Sb., o dani z nemovitosti
• Zákon 586/1992 Sb., o dani z příjmů
• Vyhláška Energetického regulačního úřadu (dále jen ERÚ) č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů
• Vyhláška Ministerstva životního prostředí (dále jen MŽP) č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy
• Vyhláška ERÚ č. 502/2005 Sb., o stanovení způsobu vykazování množství elektřiny při společném spalování biomasy a neobnovitelného zdroje
• Vyhláška ERÚ č. 541/2005 Sb., o pravidlech trhu s elektřinou, zásadách tvorby cen za činnosti operátora trhu s elektřinou a provedení některých dalších ustanovení energetického zákona
• Nařízení vlády č. 195/2001 Sb., obsah územní energetické koncepce
• Nařízení vlády č. 63/2002 Sb., o pravidlech na poskytování dotací

Praxe v současné době potvrzuje stále převládající jev, že podpora OZE je spíše směrována mimo prvovýrobu. Lesního hospodářství se to týká velmi citelně, protože ceny v prvovýrobě jsou ovlivněny pokřivenými cenami od konečných odběratelů, protože k nim plynou podpory a je pouze na jejich zvážení, jaký podíl pustí do prvovýroby. Výrobci energie profitují na zelených bonusech, a tím se vytváří situace, kdy jsou výrobci biomasy nuceni k nízkým výkupním cenám, které v některých případech sotva pokryjí výrobní náklady. Prvovýroba přitom musí stát na tržních principech, což je velmi problematické.

Perspektivě celého oboru by určitě napomohlo nastavení dlouhodobě platného legislativního rámce včetně daňové a dotační politiky a emisních limitů pro všechny zúčastněné strany- biomasa je jistě jeden z perspektivních zdrojů energie v ČR a z toho pohledu by si zasloužila dlouhodobé nastavení spravedlivých tržních pravidel.

Závěr

Příspěvek je převážně zaměřen na základní orientaci v problematice regionálního využívání dendromasy pro výrobu tepla a jako nový impuls k navýšení výnosů z lesa. Cílem je navést na nový moderní pohled na přidruženou lesní výrobu, ukázat možnost doplňkové činnosti a napomoci tak zajistit bezproblémové samofinancování lesních majetků. Jedná se o velmi náročný obor, jak po stránce mezioborových znalostí, tak po stránce financování projektů. Základem každého projektu je kvalitně zpracovaný podnikatelský záměr v předinvestiční fázi projektu. Kvalitně a profesionálně sestavený Business plán se znalostí mezioborové problematiky je zárukou funkčnosti projektu. Jde o projekty generující dlouhodobé příjmy. Vždyť vlastníky prvotní suroviny pro výrobu štěpky jsou právě vlastníci lesa a je na nich, jak s touto palivovou základnou naloží. Biomasa je jediný obnovitelný zdroj, který průběžně dorůstá. Současným i budoucím cílem lesnických odborníků musí být bezpečné využívání potenciálu lesních zdrojů.

Topné kontejnery společnosti Hargassner - snadné řešení regionálního využívání biomasy

Topné kontejnery jsou ideální kombinace řešení topení a skladovacího prostoru. Podle požadavku zákazníka mohou být topné kontejnery dodány v jednopatrové, dvoupatrové nebo třípatrové variantě. Zákazník ocení především příznivé cenově-stavební možnosti, úsporu místa, zjednodušení přestupu na biomasu a velkou variabilitu výkonů zvolených kotlů (25 - 200 (400)kW), jejich automatizaci a důmyslný (patentovaný) plnící systém. Řešení je ideální pro veřejné budovy, průmyslové závody, hotely nebo gastronomické a obytné budovy. Perfektní řešení pro investory, jako smluvní dodavatele tepla.

Literatura

• Bajer, P., Matyáš, J., 2009. Praktický průvodce dotacemi z fondů evropské unie. Brno, EUROSPOLEČNOSTI, 122 s. ISBN 978 - 80 - 254 - 4017 – 9
• Energetický regulační úřad [online]. www.eru.cz
• Ministerstvo průmyslu a obchodu [online]. www.mpo.cz
• Ministerstvo životního prostředí [online]. www.env.cz
• Ministerstvo zemědělství [online]. www.eagri.cz
• Ochodek, T., Koloničný, J., Branc, M., 2008. Ekonomika při energetickém využívání biomasy. Ostrava, 116 s. ISBN 978 - 80 - 248 -1751 – 4
• Operační program životní prostředí [online]. www.opzp.cz
• Pastorek, Z., Kára, J., Jevič, P., 2004. Biomasa, obnovitelný zdroj energie. Praha, FCC Public, 286 s. ISBN 80-86534-06-5.
• Ústav pro hospodářskou úpravu lesů [online]. www.uhul.cz
• DŘEVO - PRODUKT SV, spol. s r.o. [online]. www.drevoprodukt.cz
• Hargassner GmbH [online]. www.hargassner.at

Článek byl zveřejněn v rámci Konference“Lesní biomasa v České republice a ve světě” - Biomasa 2012/Biomass 2012 Veletrh obnovitelných zdrojů energie v zemědělství a lesnictví (Brno 31. 3. – 4. 4. 2012).

Tweet

Novinky z Prodevalu: zkapalňování CO2, Valopur DFM a nová výrobní linka na jihu Francie

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?