Vytápění domácností topným olejem jako příležitost ke zvýšení ochrany životního prostředí

K cíli, kterým je plná uhlíková neutralita energetického hospodářství v budovách, lze dojít třemi kroky:

• zvýšení účinnosti pomocí moderní technologie
• využívání obnovitelné energie
• využití paliv produkujících nižší emise skleníkových plynů

Spolkový svaz německého topenářského průmyslu (BDH) a Institut pro teplo a mobilitu (IWO) společně zahájily testování nové varianty topného oleje se sníženou produkcí skleníkových plynů. V rámci praktické zkoušky, která bude trvat nejméně dva roky, bude 21 obytných budov vytápěno s využitím kombinovaného paliva R33, jehož jednu třetinu tvoří komponenty se sníženou produkcí skleníkových plynů. Cílem je otestovat toto tekuté palivo na bázi topných olejů pro velkoplošné využití.

Jen v Německu je přibližně 5,5 milionu otopných systémů využívajících topný olej. Vytápění topným olejem je hodně rozšířeno i ve Švýcarsku a například v Rakousku byl topný olej zdrojem cca 21 % tepla spotřebovaného domácnostmi podle statistiky roku 2016. Z technických nebo finančních důvodů nelze mnoho z těchto systémů převést na jiné zdroje tepla. A to ani nebude nutné. Protože budovy vytápěné topným olejem, v českém prostředí se úředně hovoří o topném oleji extralehkém, mohou také dosáhnout klimatických cílů. A to zvyšováním účinnosti olejových kotlů a napojených otopných soustav, modernizací pomocí kondenzačních olejových kotlů ve spojení se zateplením obálky budov, instalací hybridních technologií. Zbývající redukované množství energie by pak bylo možné pokrýt použitím olejových paliv se sníženou produkcí skleníkových plynů.

Přechod na kondenzační olejové kotle je stále vhodným řešením pro naléhavě nutnou výměnu téměř 4,8 milionu zastaralých neúčinných olejových kotlů v Německu. Zejména proto, že olejové kondenzační kotle označené třídou účinnosti A jsou v mnoha případech kombinovány i se solární tepelnou energií, z biomasy v krbových kamnech aj. Pokud bude takový systém provozován s tekutými zdroji energie se sníženou produkcí skleníkových plynů, bude mít vynikající zelenou uhlíkovou stopu. Jakmile budou nová paliva běžně dostupná a budou vytvořeny vhodné rámcové podmínky, pak tyto otopné systémy na bázi topných olejů významně přispějí k dosažení cílů v oblasti klimatu.

Obr. Jedna z cest k dosažení uhlíkové neutrality vede i přes topný olej. Na počátku je zateplení budov a uplatnění již dnes nabízených olejových kondenzačních kotlů. Doprovodným nebo dalším krokem je přechod na hybridní systémy, které olejový základ doplňují například tepelnými solárními kolektory. A dlouhodobou zelenou perspektivu vytváří kombinovaný topný olej se sníženou produkcí CO₂. (Grafika: IWO)

Přečtěte si také Topný olej EL ve vytápění, část 1/6 – výroba, distribuce, výhody Přečíst článek

Biopaliva druhé generace

26 % kombinovaného tekutého paliva R33 použitého v novém společném projektu BDH a IWO tvoří hydrogenované zbytky. Jde o takzvaná biopaliva na bázi odpadu druhé generace, jejichž výroba nekonkuruje pěstování potravin. IWO používá parafinická paliva jako přísadu do klasického topného oleje v malém počtu vlastních modelových projektů již od roku 2017. V rámci projektu, který byl nyní zahájen společně s topenářským průmyslem, bude použitá palivová směs rozšířena ještě o 7% podíl esterifikovaných bioolejů, tzv. FAME. Vzhledem k tomu, že obě obnovitelné palivové složky tvoří dohromady 33 %, je pro směs používán název „palivo R33“.

Projekt je naplánován do roku 2022 s možností prodloužení o jeden rok. Společnosti Bosch Thermotechnik včetně Buderus, dále Dehoust, Viessmann, Weishaupt a Wolf podporují projekt vlastními systémy testovanými v terénu. Další společnosti jako Danfoss, GOK, Hoval a Suntec s know-how se zabývají i otázkami týkajícími se komponentů. Praktická zkouška je úzce propojena s nadnárodním projektem evropské zastřešující asociace topenářského průmyslu EHI (Association of the European Heating Industry) a evropské asociace topného oleje Eurofuel.

Obr. Příklad ekologického kondenzačního olejového kotle umístěného na zásobníku pro přípravu teplé vody. Viessmann Vitoladens 300-C, rozsah výkonů 10,3 až 28,9 kW, normovaný stupeň účinnosti 98 % (ke spalnému teplu). (Foto: Viessmann)

ČR a topný olej extralehký (TOEL)

Pro vytápění domácností se využívá speciální varianta topného oleje úředně označovaná jako topný olej extralehký (TOEL), ale jsou i jiné obchodní názvy, např. ELTO, TOLEX. Od těžších variant topných olejů se liší zvýšenými nároky na snížený obsah nežádoucích prvků, snadnou využitelnost bez potřeby snižování viskozity ohřevem v zimních měsících a zvýšenou trvanlivostí. Pro odlišení topného olej od motorové nafty se do oleje míchá speciální červené barvivo a chemický značkovač. Přítomnost značkovače z topného oleje lze v naftě v nádrži automobilu zjistit i po vícenásobném následném natankování motorové nafty, takže celníci při odhalování podvodů mají poměrně lehkou práci. Důvodem je nižší cena topného oleje oproti motorové naftě o vratku spotřební daně podle množství spotřebovaného oleje k vytápění.

Ve vyhlášce č. 480/2012 Sb., o energetickém auditu, ve znění pozdějších předpisů jsou uvedeny emisní faktory množství uhlíku, respektive oxidu uhličitého připadajícího na jednotku energie ve spalovaném palivu. Pro topný olej extralehký je emisní faktor 73,3 kg CO₂ / GJ a například pro hnědé uhlí tříděné 99,1 kg CO₂ / GJ. Po přepočtu na jednotku energie MWh a hmotnost v tunách jde o hodnotu 0,264 t CO₂ / MWh pro TOEL a 0,357 t CO₂ / MWh pro hnědé uhlí. V připravované novele zmíněné vyhlášky, příloha 8, navrhovatel MPO upřesňuje velikost emisních faktorů pro TOEL na 0,267 tuny CO₂ / MWh a pro hnědé uhlí 0,352 t CO₂ / 1 MWh.

Účinnost využití energie obsažené v hnědém uhlí spalovaném v ručně přikládaných kotlích starých konstrukcí je velmi nízká. Výjimkou nejsou hodnoty i k 50 %. Pokud vezmu jako poměrně příznivý stav účinnost 66 %, se kterou například pracují na TZB-info autoři článku Emise CO₂ a jejich dopad na hodnocení zdrojů v budovách [4], tak skutečný emisní faktor vytápění hnědým uhlím bude podle návrhu vyhlášky 0,533 t CO₂ / MWh.

Pokud vezmu střední hodnotu účinnosti olejového kondenzačního kotle 93 %, tak emisní faktor vytápění pomocí TOEL bude 0,287 t CO₂ / 1 MWh. Palivo R33, které obsahuje 33% obnovitelný podíl bez produkce CO₂, má za uvažovaných podmínek reálný provozní emisní faktor 0,192 t CO₂ / 1 MWh. Ten je nižší, než emisní faktor zemního plynu využitého v kondenzačních kotlích při účinnosti 93 %, viz [4], který je za této podmínky 0,215 t CO₂ / 1 MWh.

Z výše uvedených hodnot skutečných provozních emisních faktorů je zřejmé, že záměnou vytápění hnědým uhlím za vytápění s TOEL dojde k zásadnímu zlepšení ekologických parametrů, snížení uhlíkové stopy. A s perspektivou dalšího zlepšení po zavedení nových paliv. Není reálné, že by všech více než 300000 dosud nevyměněných hnědouhelných kotlů třídy 1 a 2, jejichž provoz musí být ukončen do 1. září 2022, bylo vyměněno za olejové kondenzační kotle. Přechod na topný olej nebude masovou záležitostí. Přesto je reálné, aby někteří provozovatelé kotlů, zejména těch s povinným ukončením provozu, přechod na TOEL pro sebe vyhodnotili jako nejvhodnější.

Co se týká nově stavěných domů, tak u nich zásadní roli hraje faktor primární energie z neobnovitelných zdrojů energie. Pomocí něj se všechna v domě spotřebovaná energie přepočítává na jednotnou srovnávací základnu. Novelou vyhlášky č. 78/2013 Sb., která vyšla jako vyhláška č. 264/2020 Sb. [7], byl pro topný olej zaveden faktor primární energie z neobnovitelných zdrojů energie ve výši 1,2. Stejný má například vytápění kapalným plynem propanem. S touto velikostí faktoru pro TOEL lze dosáhnout splnění aktuálních požadavků výstavby mnoha nových rodinných domů s téměř nulovou potřebou energií s dnes již prakticky běžným řízeným větráním s rekuperací tepla i bez mimořádných opatření, například extrémně silnou tepelnou izolací obálky domu.

Závěr

Významné zastoupení olejového vytápění v západní Evropě, probíhající testy a zapojení kapitálově a inovativně silných vedoucích výrobců topenářské techniky vytváří dobrou naději na ekologické zítřky olejového vytápění. Lze přepokládat, že se kombinované palivo R33 po úspěšných laboratorních testech osvědčí i v provozu a posléze bude všeobecně dostupné tak, jako jsou nyní dostupné tekuté pohonné hmoty s povinným podílem pocházejícím z OZE. Olejářský průmysl má velmi intenzivní zájem na tom, aby omezil negativní dopad například uhlíkové daně, kterou od roku 2021 zavede Německo a jistě nechce během nejbližších 5 let přijít o 5,5 milionů německých zákazníků a další v sousedních státech. Lze očekávat, že se aktivity vedoucí k ozelenění topného oleje budou stupňovat.

Aktualizační doplněk

Od 1.1.2024 platí v sousedním Německu, které je evropským leaderem v rychlosti, se kterou mají být opuštěny fosilní zdroje energie, novela energetického zákona vztahujícího se na budovy, tzv. GEG 2024. Novela nezrušila možnost povozovat, ale ani instalovat nové soustavy vytápění s olejovými kotli. Nejpřísněji se zákon dívá na instalace olejových kotlů k vytápění v novostavbách v tzv. nových stavebně rozvojových lokalitách, kde je nutný 65 % podíl OZE od 1.1.2024. V ostatních lokalitách je termín podmíněn dalšími opatřeními. Pokud nebudou zavedena, bude se nutný podíl OZE v produkci tepla u nově instalovaných soustav s olejovým kotlem zvyšovat na 15 % (r. 2029), 30 % (r. 2035) a 40 % (r. 2040). Splnit 15 % podíl OZE jen s topným olejem lze prakticky již dnes.

Zdroje

1. BDH – Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.
2. IWO – Institut für Wärme und Mobilität
3. MPO – návrh novely vyhlášky o energetickém auditu
4. Emise CO₂ a jejich dopad na hodnocení zdrojů v budovách, Jiří Novotný, Tomáš Matuška
5. Vyhláška č. 480/2012 Sb. o energetickém auditu a energetickém posudku
6. Novela vyhlášky č. 78/2013 Sb. – Část 3: Nastavení faktorů primární energie z neobnovitelných zdrojů, Michal Čejka
7. Vyhláška č. 264/2020 Sb. o energetické náročnosti budov
8. Vytápění rodinných domů topným olejem I.
9. Vytápění rodinných domů topným olejem II.