Současná situace trhu s lesní energetickou štěpkou a prognóza vývoje v kontextu návrhu nové státní energetické koncepce České republiky

Úvod

Je neoddiskutovatelné, že rozvoj společnosti podmiňuje právě a zejména potřeba energie, a to nejen elektrické ale i tepelné. To má za následek zvyšování nároků na palivoenergetické zdroje a v souladu s přijímanou ekonomickou teorií také zvyšování jejich cen. Preferovanými zdroji v současnosti i pro budoucnost jsou obnovitelné zdroje energie (dále jen OZE). K historicky i v současnosti nejčastěji používaným druhům biomasy patří dřevo a dřevní odpad. V České republice zaujímá biomasa vedle energie z vodních a fotovoltaických elektráren pozici významného obnovitelného zdroje. Problematika získávání energie z obnovitelných zdrojů, zejména z dendromasy je diskutována na mnoha úrovních.

Obsahem příspěvku je posouzení současného stavu trhu energetických štěpek v České republice s využitím veřejně dostupných souhrnných informací státní statistiky (Český statistický úřad), resortní statistiky (Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky a Energetický regulační úřad České republiky), vlastních šetření a zjišťování. S využitím výsledků analýzy potenciálu a výsledné kvantifikace využitelné dendromasy nastínit další potenciální vývoj trhu energetických štěpek v České republice a potenciální podíl dendromasy na celkovém palivovém mixu OZE pro dosažení celkového národního cíle 13 % podílu energie z OZE na hrubé konečné spotřebě energie v roce 2020 uvedeném v příloze č. 1 Směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2009/28/ES.

Východiska

Způsob podpory výroby elektřiny z OZE zdrojů v České republice je dosud upraven zákonem č. 180/2005 Sb., o podpoře využívání obnovitelných zdrojů, který byl schválen na základě implementace Směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2001/77/ES o podpoře elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů energie na vnitřním trhu s elektřinou. Tato směrnice současně stanovila pro jednotlivé členské státy indikativní cíle výroby elektřiny z OZE. Pro Českou republiku byl po přistoupení stanoven tento cíl ve výši 8 % hrubé domácí spotřeby elektřiny do roku 2010. Stávající systém podpory výroby elektřiny z OZE je postaven na možnosti výrobce vybrat si ze dvou variant podpory:

• povinný výkup za výkupní ceny stanovené Energetickým regulačním úřadem ČR
• zelené bonusy.

V současné právní úpravě není řešena podpora výroby tepla z OZE a podpora vysokoúčinné kombinované výroby elektřiny a tepla z OZE. Stanovení jednotlivých druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z OZE řeší vyhláška č. 482/2005 Sb., která byla aktualizována vyhláškou č. 5/2007 Sb.

Energetická dendromasa je zde popsána jako zbytková hmota z těžby dřeva, probírek, prořezávek (vzniklá v lese), hmota z údržby zeleně (tratě, vodoteče) a biopaliva z této zbytkové hmoty vyrobená (štěpka, palivové dřevo apod.), včetně vedlejších a zbytkových produktů z jejich zpracování. Tento druh biomasy je určen pro výrobu elektrické energie procesem vysokoteplotního zplyňování (VZ), spoluspalováním (S2) nebo paralelním spalováním (P2) s fosilními palivy a přímým spalováním čisté biomasy (O₂), přičemž výrobní proces přímého spalování je vždy více finančně podporován, než proces paralelního spalování či proces spoluspalování.

Energetický regulační úřad České republiky (dále jen „ERU“) stanoví pro každý kalendářní rok výši podpory pro jednotlivé způsoby výroby elektřiny z OZE formou cenového rozhodnutí, a to diferencovaně podle kategorií biomasy.

Základním metodologickým postupem je analýza a extrapolace časových řad podpor výroby elektrické energie z biomasy kategorie O₂, S2 a P2 a komparace zjištěných hodnot s hodnotami dodávek dendromasy – lesní štěpky pro výrobu elektrické energie. To celé za období 2004 – 2011 dle dostupných údajů. S využitím postupů konjunkturální analýzy a modelování časových řad pomocí trendových matematických funkcí je následně konstruována nabídková křivka lesní energetické štěpky.

Výsledky

Celkový podíl výroby elektřiny z OZE na hrubé domácí spotřebě v České republice činil k 31. 12. 2010 8,30 %, přičemž biomasa tvořila za období 2005 – 2010 26,04 % podíl z obnovitelných zdrojů celkem. V energetické mixu OZE se biomasa řadí na druhé místo za vodní elektrárny s instalovaným výkonem nad 10 MW.

Od roku 2008 je patrný zřetelný nárůst podílu OZE na hrubé domácí spotřebě, především fotovoltaických a malých vodních elektráren, ve snaze splnit národní indikativní cíl.

Podíl lesní štěpky na hrubé výrobě elektřiny za období 2004 – 2010 však činí v průměrném vyjádření 0,52 %. Za hlavní důvody takto nízkého podílu lze považovat nízký počet instalovaných zařízení na výrobu elektřiny z lesní štěpky, převažující způsob výroby elektřiny spoluspalováním lesní štěpky s neobnovitelnými zdroji (S2) a nízkou diferenciaci trhu s lesní štěpkou v důsledku převažujícího disponování se zdrojem (dendromasou) státním podnikem Lesy České republiky, s. p., který v České republice spravuje 50,65 % porostní půdy (Zelená zpráva, 2009) a rovněž i omezenost tohoto zdroje. Jedním z hlavních konečných odběratelů lesní štěpky v České republice je společnost ČEZ, která procesem spoluspalováním elektřinu z OZE vyrábí.

Tab. č.1 Podíl štěpky na hrubé výrobě elektřiny

období	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
v MWh	272 948,5	222 497,2	272 724,5	427 531,2	603 047,9	650 060,6	641 839,9
v %	0,33	0,27	0,32	0,48	0,72	0,79	0,75

Zdroj: MPO ČR

Podíl hrubé výroby tepelné energie z OZE se na celkové výrobě tepelné energie pohybuje za sledované období okolo 8 %. Biomasa jako celek se na celkové hrubé výrobě tepla podílí 6,7 % a v rámci OZE tvoří dominantní podíl 87,8 %. Orientační odhad podílu štěpky na hrubé výrobě tepla v roce 2010 činil 1,2 %. Podíl štěpky na výrobě tepelné energie v rámci OZE činí za sledované období 16,8 %.

Z tohoto nástinu je patrné, že štěpka v rámci OZE byla a je více využívána pro výrobu tepelné energie než pro výrobu elektrické energie, ač podpora samotné výroby tepla OZE není dosud v platné právní úpravě řešena. Tuto skutečnost dokládá i vývoj počtu registrovaných zařízení na výrobu elektřiny a tepla za období 2004 – 2010 (viz. tab. č. 4). Největší uplatnění pro výrobu tepla nalézá dendromasa v podobě palivového dříví v domácnostech.

Pro dokreslení úrovně cen jednotlivých paliv využívaných v domácnostech je následně uveden cenový vývoj vybraných druhů paliv přepočtený na jednotnou srovnávací bázi Kč/GJ.

Tab. č. 2 Vývoj cen paliv pro domácnosti v České republice v letech 2006 – 2011 v Kč/GJ

rok	paliv. dříví tvrdé	paliv. dříví měkké	dřevěné brikety	dřevěné pelety	lesní štěpka	černé uhlí	hnědé uhlí	hnědouhelné brikety	koks	zemní plyn	elektrická energie
2006	73	70	254	238	46	175	109	144	220	300	440
2007	78	80	254	257	66	184	138	155	221	271	497
2008	86	82	254	238	66	221	173	180	272	298	599
2009	87	83	251	248	75	243	187	201	261	380	720
2010	98	97	262	272	75	235	190	207	269	381	667
2011	112	123	262	282	75	243	177	244	322	358	675

Tab. č. 3 Dodávky lesní štěpky a průměrná nákupní cena

období	2005	2006	2007	2008	2009	2010
m3 b.k.	49 511	92 708	100 020	146 619	450 000	1 100 000
Kč/m3	276	456	649	576	556	648

Tab. č. 4 Počet registrovaných zařízení na výrobu elektrické energie a tepla z energetické štěpky

druh energie/období	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
výroby el.energie	12	14	16	18	21	23	28
výroby tepla	643	669	708	948	699	812	771

Zdroj: MPO ČR

Celková bilance spotřeby štěpky použité k výrobě elektrické energie a tepla se za období 2005 – 2010 pohybuje v rozmezí 1 034 607 – 1 780 766,5 tun sušiny (pozn. při 0 % relativní vlhkosti). Přepočteno na 1 m3 s použitím koeficientu 1,9 m³ = 1 tuna (suš.) to činí 1 965 753 – 3 383 456 m³.

Tab. č. 5 Bilance spotřeby a zahraničního obchodu lesní štěpky v České republice (t)

období	2004	2005	2006	2007	2008	2009	2010
pro výrobu elektrické energie	244 010,4	199 436,6	250 150,2	402 986,7	579 384,1	664 955,1	768 205,3
pro výrobu tepla	864 912,4	851 560,2	881 456,7	934 669,3	1 023 815,9	948 261,4	983 789,8
saldo zahraničního obchodu	-3 000,0	-16 389,0	86 204,0	135 771,0	228 546,0	167 550,0	47 000,0
export	34 000,0	43 327,0	112 652,0	173 852,0	255 255,0	219 221,0	66 000,0
import	37 000,0	59 716,0	26 448,0	38 081,0	26 709,0	51 671,0	19 000,0

Zdroj: MPO ČR

Závěry

Analýzy a výsledné kvantifikace využitelné lesní biomasy s důrazem na těžební zbytky pro energetické účely při zohlednění rizik vyplývajících z dopadu na půdu, koloběh živin a biologickou rozmanitost (Ústav pro hospodářskou úpravu lesů, 2009) uvádějí, že při zohlednění omezujících podmínek vyplývajících z lesnické legislativy je lesní dendromasa z mýtních těžeb pro energetické účely disponibilní v množství 812 456 m³/rok. Při rozšíření o ekosystémový pohled na bázi souborů lesních typů a cílového hospodaření se disponibilní množství sníží na 612 866 m3/rok. Další omezení vyplývající z analýzy rizika a požadavků orgánů ochrany přírody na základě podkladů spolupracujících organizací dále snižuje disponibilní množství na 503 819 m³.

Z těchto závěrů je patrné, že roční disponibilní množství lesních těžebních zbytků z mýtních těžeb neodpovídá celkové roční potřebě množství štěpky spotřebované pro výrobu elektřiny a tepla dle údajů Ministerstva průmyslu a obchodu ČR. I když rozdíl mezi ročním maximálním disponibilním množstvím, a průměrnou roční spotřebou lesní štěpky, představuje nedostatek přibližně 562 tis. m³, přesto se od roku 2006 exportovalo přibližně 155,5 tis. m³ lesní štěpky ročně. Rozdíl mezi maximálním ročním disponibilním množstvím lesní dendromasy z mýtních těžeb a celkovou roční spotřebou lesní štěpky a kladným saldem zahraničního obchodu s lesní štěpkou v rozmezí hodnot 1,15 – 2,57 mil. m³ představuje kombinaci hodnoty štěpek vyrobených z vlákninových sortimentů technologicky zpracovávaného dřív, z odpadového materiálu dřevařských provozů a nepřesného vykazování promítajícího se následně do statistického šetření.

Níže uvedené hodnoty demonstrují vývoj podpor využití jednotlivých kategorií biomasy (energetické štěpky). Jako obchodně atraktivní se z tohoto pohledu může jevit pouze štěpka dodávaná pro přímé spalování v kategorii O₂. Nákupní cena odvozená z hodnoty podpory zeleného bonusu této kategorie výroben instalovaných po 1. 1. 2008 se může pohybovat okolo 990 Kč/m³ a v případě výroben využívajících podporu kategorie výkupních cen až 1400 Kč/m³. Tyto úvahy je však nutné v tomto okamžiku odkázat do úrovně čirých spekulací, jelikož takovéto výrobny se vyskytují ve velmi malém počtu.

Při orientační průměrné výhřevnosti lesní štěpky 9 000 MJ/m³ představuje energetická výkonnost 1 m³ lesní štěpky při relativní vlhkosti 25 – 30 % 2,5 MWh. Pokud porovnáme vývoj zelených bonusů pro nejrozšířenější kategorii biomasy S2 (spoluspalování) s nákupní cenou lesní štěpky v tabulce č. 3 je patrné, že tato forma podpory představuje přibližně polovinu hodnoty nákupní ceny lesní štěpky. Podpora pro výrobu elektrické energie v kategorii S2, rovněž ani v kategorii P2 již nedává prostor pro zvyšování nabídky, jelikož nákupní cena lesní štěpky je postavena na paritě DDU a následná výroba elektrické energie vyžaduje další náklady: manipulace s palivem, spalování, distribuce elektrické energie. Průměrné vlastní náklady výroby energetické lesní štěpky v aktuálních cenách zjištěné vlastním šetřením činí celkem 590 Kč/m³ ve struktuře:

• nákup 30,00 Kč/m³
• vyvážení 50,00 Kč/m³
• štěpkování (drcení) 250,00 Kč/m³
• doprava odběrateli (do 50 km) 260,00 Kč/m³

Pokud bychom výše kalkulované průměrné přímé vlastní náklady výroby energetické štěpky převedli užívaným koeficientem 0,4 m³ = 1 prms (prostorový metr volně sypaného nezhutňovaného dezintegrovaného dřeva) získáme cenu přímých vlastních nákladů výroby 236 Kč/prms (resp. 224 Kč/prms v případě, že subjekt vyrábějící štěpku neoceňuje vstup).

Následující graf demonstruje křivku nabídky odvozenou z dodávaného množství a výkupních cen lesní energetické štěpky převzatých z hodnoty statistického zjišťování ČSÚ doplněné o hodnoty vlastního šetření za období 2001 – 2010.

Diskuse k elasticitě nabídky lesní energetické štěpky

Křivka nabídky byla sestavena pomocí polynomické a exponenciální funkce, přičemž přesnější vypovídací a informační hodnotu má nabídková křivka sestavená pomocí polynomické funkce (koeficient spolehlivosti R=0,834 je vyšší u polynomické funkce). Vzhledem k tvaru a strmosti nabídkové křivky, lze v souladu s obecně uznávanými ekonomickými zákonitostmi usuzovat na převažující transferový výdělek vstupu štěpky nad její ekonomickou rentou. Nabídková křivka štěpky tedy vykazuje nižší cenovou elasticitu. Co tedy bude určovat cenovou elasticitu nabídky energetické štěpky v dalším období? Jedním z klíčových faktorů je délka uvažovaného časového období. V případě zvýšení ceny (tedy i zvýšení podpor využívání OZE) bude mít toto větší vliv na nabízené množství v dlouhém období, jelikož dodavatelé budou mít delší čas na reagování. Jiným faktorem, který ovlivňuje elasticitu nabídky, je možnost zvýšení objemu výroby v odvětví, což představuje účinnější reakci v krátkém období, jež však vyžaduje nutnost rychlého zvýšení objemu vstupu výroby, tedy zdroje pro produkci energetické štěpky.

Závěr

Z výsledků komparace celkové bilance spotřeby a zahraničního obchodu lesní štěpky a maximálního ročního disponibilního množství, a to pouze při zohlednění omezujících podmínek vyplývajících z lesnické legislativy a výsledků ekonomické analýzy nabídkové křivky vyvstávají dvě fundamentální otázky:

1. Je možné další zvyšování podílu lesní štěpky na hrubé výrobě elektřiny v České republice?
2. Je možný další kvantitativní rozvoj trhu lesních štěpek v České republice?

Prostor k odpovědi na tyto otázky lze aktuálně nalézt již pouze v úvahách o změně využití některých dosud technologicky využívaných sortimentů surového dříví. Vzhledem k cenové situaci u slabého listnatého dříví, zejména dřeviny dub, které bylo dosud využíváno v průmyslu celulózy a papíru a po kterém trvale klesá poptávka, je možné toto považovat za další, i když z důvodů cenových, rovněž omezený zdroj obnovitelné energie.

Biomasa je považována současnou platnou Státní energetickou koncepcí (SEK) za rozhodující – dominantní druh OZE. Z výše nastíněných faktů ovšem vyplývá, že dendromasa je v rámci velké skupiny biomasy druhem minoritním, a to v setrvalém stavu. Jeho další rozvoj brzdí různé bariéry, jednou z nejvýznamnějších je absence důsledného zmapování potenciálu a důsledná a přesná statistika. V neposlední řadě je velmi důležitá i otázka ekonomiky výroby, užití jednotlivých zdrojů OZE, nalezení efektivních způsobů podpory OZE zajišťujících jejich rozvoj při efektivním vynakládání prostředků použitých na přímé či nepřímé podpory. Jednou z možných cest je podpora kombinované výroby elektřiny a tepla (KVET) v regionální struktuře jako jednoho z vysoce účinných a současně ekologicky přijatelných způsobů výroby energie, kdy v porovnání s oddělenou výrobou elektřiny a tepla dochází k úspoře energie primárních paliv. S KVET je úzce spjato i snížení emisí CO₂, což má obecně pozitivní dopad na kvalitu životního prostředí. KVET je podporována v mnoha zemích Evropské unie a další rozvoj KVET se mimo jiné předpokládá v akčních plánech v návaznosti na schválený klimaticko-energetický balíček EU. Nalezení efektivních způsobů podpor a využití jednotlivých zdrojů OZE je úkolem nově připravovaného Národního akčního plánu pro biomasu České republiky, jehož tvorba je zakotvena ve Vládním návrhu č. 369/2011 zákona o podporovaných zdrojích energie a o změně některých zákonů.

Závěrem nejaktuálnější informace ze dne 23. března 2012 „Energetický regulační úřad zastaví nejpozději od roku 2014 podporu nově vzniklých obnovitelných zdrojů. Další podpora elektřiny z vody, vzduchu, slunce nebo biomasy by prý příliš zatěžovala českou ekonomiku. Ekologické organizace ovšem tvrdí, že by tak úřad porušil zákony. Obnovitelné zdroje by podle nich měly dostat čas, aby dosáhly soběstačnosti.“(ČRo 1; 9:21)

Literatura

1. BUREŠ, M., a kol., 2009. Analýza a výsledná kvantifikace využitelné lesní biomasy s důrazem na těžební zbytky pro energetické účely, při zohlednění rizik vyplývajících z dopadu na půdu, koloběh živin a biologickou rozmanitost. Brandýs nad Labem, Ústav pro hospodářskou úpravu lesů.
2. HAVLÍČKOVÁ, K., a kol., 2010. Analýza potenciálu biomasy v České republice. 1. vyd. Průhonice, VÚKOZ. ISBN 978-80-85116-72-4.
3. SAMUELSON, P., NORDAHAUS,W. 1995. Ekonomie. 2. vyd. Praha, Svoboda. ISBN 80-205-0494-X
4. ŠAFAŘÍK, D. 2009. Současnost a perspektivy trhu energetických štěpek v České republice a možnosti dalšího odbytu do zemí Evropské unie. Metodika disertační práce a literární rešerše. Brno, MZLU.
5. Ministerstvo průmyslu a obchodu České republiky. 2005 – 2010. Obnovitelné zdroje energie – výsledky statistického zjišťování. Praha.
6. Ministerstvo průmyslu a obchodu České republika. 2005 - 2010. Zpráva o plnění indikativního cíle výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Praha.
7. Zákon č. 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie a o změně některých zákonů.
8. Vyhláška č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů využití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy.

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

Odpadové hospodářství: Pozitivní trendy a výzvy do budoucna

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