Specifika implementace fotovoltaických systémů do energetické sítě na Slovensku
Celosvětový trend zvyšování podílu fotovoltaických systémů na výrobě elektřiny státu zasáhl i Slovensko. Jako každá země, má i Slovensko určitá specifika, které upravují a definují výhodnost nebo nevýhodnost investování do této technologie. Příspěvek pojednává o technologických, ekonomických a legislativních specifikách Slovenska vzhledem k podpoře využívání tohoto čistého zdroje energie.
Úvod
Využívanie obnoviteľných zdrojov energie predstavuje v súčasnosti celosvetovú prioritu v oblasti výskumu a vývoja nových, efektívnejších a ekologickejších technológií, ako aj v oblasti ich praktického využívania a implementácie do štátnych energetických systémov a programov. Avšak mechanizmy podpory výskumu a vývoja, či priamo inštalácie a prevádzky takýchto technológií sa v rámci jednotlivých štátov Európskej únie ale i sveta veľmi líšia. Rozdiely sú pritom badateľné nielen vo forme a výške jednotlivých druhov podpory, ale aj v časovom horizonte ich zavádzania do praxe.
Žiaľ, Slovensko sa radí medzi krajiny EÚ v porovnaní s okolitými štátmi medzi tie posledné, ktoré sa reálne snažia podporiť výskum na jednej strane a aplikáciu uvedených technológií do praxe na strane druhej.
Příspěvek byl prezentován v rámci jubilejního 30. ročníku konference Nekonvenční zdroje elektrické energie 2009 (NZEE 2009).
TZB-info je od roku 2009 mediálním partnerem této konference.
Letošní 32. ročník konference se koná 5. až 7. září 2010 ve Sport V Hotelu v Hrotovicích u Třebíče.
Aktuálna situácia
Využívanie fotovoltaických systémov predstavuje obrovský energetický potenciál nielen výstavbou fotovoltaických elektrární na voľných plochách s výkonmi rádovo v MWp, ale aj využívaním plôch prvotne určených na iné účely. Jednou z možností je využitie obrovských plôch, ktoré poskytuje komunálna sféra, predovšetkým však bytová výstavba. V roku 2001 sme sa rozhodli určiť, aký potenciál predstavujú plochy konštrukcií balkónových zábradlí existujúcich vežiakov a bytových domov v Košiciach. Výber uvedených plôch bol uskutočnený s ohľadom na minimálne technické nároky inštalácie FV panelov.
Z dôvodu rozsiahlosti výskumu pre detailný výpočet boli do úvahy brané najpočetnejšie typy bytových domov - vežiaky 8 a 12 poschodové a bytové domy zástavbové 4, 8 a 10 poschodové.
Tab. 1: Podiel jednotlivých typov domov na bytovej výstavbe v Košiciach.
Využitím popísaných plôch balkónových zábradlí pre inštaláciu FV systémov by bolo možné pri jednotkovom výkone budov uvedenom v tabuľke 2 v Košiciach ročne vyrobiť až 75 544,29 MWh elektrickej energie!
Tab. 2: Predpokladaný výkon FV systémov pre jednotlivé typy domov
Pre porovnanie FV elektráreň s inštalovaným výkonom 999 kWp v podmienkach Košíc pri statických FV paneloch vyrobí ročne cca 1 030 MWh pri ploche pozemku o veľkosti cca 30 000 m2! Potenciál znázornený v uvedenom príspevku je teda skutočne obrovský, navyše, bez nutnosti záberu voľných plôch.
Ako bolo uvedené, potenciál slnečnej energie na výrobu elektriny je aj (napriek skeptickým vyjadreniam nielen laikov v tomto období) v podmienkach Slovenskej republiky veľmi vysoký. Samotný potenciál však nie je predpokladom úspešnej implementácie technológie do výrobného procesu. Najdôležitejším indikátorom vhodnosti technológie pre komerčné využitie bolo ekonomické zhodnotenie projektu vzhľadom k životnosti použitej technológie. Legislatívna situácia v podobe reálnej podpory obnoviteľných zdrojov energie sa v roku 2005 podpísala pod umiestnenie sa reálneho využívania fotovoltaických systémov na posledné miesto spolu s veternou energiou zo všetkých využiteľných technológií v oblasti OZE na Slovensku napriek technicky dostupnému potenciálu predstavujúcemu takmer jeho tretinu, ako znázorňuje nasledujúca tabuľka:
Tab. 3: Potenciál OZE na Slovensku
Napriek tejto skutočnosti predstavovali FV systémy možnosť uplatnenia sa na trhu s technológiami využívajúcimi OZE 14-timi % predovšetkým s ohľadom na možnosti ich pripojenia k verejnej distribučnej sieti (v ďalšom VDS), nakoľko FV systémy predstavujú ekonomický prínos pre národnú energetiku predovšetkým v podobe systémov tzv. Grid-on, teda pripojených a dodávajúcich elektrickú energiu do siete. Veľkým nedostatkom je aj ich nestabilita závislá len od poveternostných podmienok, čo ich spolu s veternou energiou zaradilo v následných oficiálnych dokumentoch venovaných energetike, medzi tzv. nepredikovateľné zdroje elektrickej energie.
Dokument s názvom Dlhodobá koncepcia energickej politiky SR vydaný roku 2008 spolu s postavením OZE v energetickej politike SR po zverejnení Výnosu Úradu pre reguláciu sieťových odvetví č. 2/2008, ktorým sa ustanovujú postup a podmienky regulácie ceny, podklady a spôsob predkladania návrhu ceny v elektroenergetike vyznieva optimisticky hlavne pre využívanie FV systémov, ak vezmeme do úvahy výkupnú cenu elektrickej energie navrhovanú ÚRSO, ktorá trojnásobne prevyšuje najvyššiu cenu z OZE - geotermálnu. Ďalším dôvodom na optimizmus bolo schválenie garancie navrhovanej výkupnej ceny po dobu 12 rokov od uvedenia zariadenia do prevádzky. V uvedenom období sa preto očakával enormný záujem investorov o výstavbu fotovoltaických elektrární a tým podporu napĺňania záväzkov Slovenskej republiky voči EÚ.
Opak bol však pravdou, hlavne z dôvodu dlhotrvajúcich odborných debát na tému zmeny Výnosu Úradu pre reguláciu sieťových odvetví č. 2/2008. V období ekonomickej neistoty je to pochopiteľný jav, ktorý sa však ukončil z hľadiska podpory OZE prelomovým rokom 2009 vydaním
- Zákona o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby č. 309/2009 Z.z.
- Programu vyššieho využitia biomasy a slnečnej energie v domácnostiach,
- Výnosu Úradu pre reguláciu sieťových odvetví z 9. septembra 2009 č. 7/2009.
Uvedené legislatívne kroky mali za následok dlhoočakávaný nárast záujmu investorov o projekty zamerané na využívanie OZE na Slovensku.
Aj preto bolo potrebné zistiť reálny potenciál výroby elektrickej energie z fotovoltaickcých elektrární s inštalovaným výkonom 1 MWp, ktorý je odhadovaný na 70 GWh ročne pri statických FV systémoch a až 90 GWh ročne v prípade inštalácie FV systémov na dvojosových sledovacích systémoch!
Tab. 4: Produkcia FVE vo vybraných lokalitách Slovenska
Uvedený odhad samozrejme nezahŕňa FV elektrárne na rodinných domoch, bytových domoch, administratívnych budovách a pod., ktorý je, ako vyplýva z úvodu, taktiež obrovský. Samotnej inštalácii FV elektrárne však predchádza množstvo úkonov, ktoré častokrát znemožnia alebo odradia záujemcu o výstavbu takéhoto zdroja energie. Najdôležitejšou podmienkou inštalácie FV elektrárne je prítomnosť vedenia vysokého napätia. Vážnosť tejto podmienky je vyjadrená návratnosťou projektu, ktorá je vyjadrená cenou elektrickej energie vyrobenej FV elektrárňou dodávanej do VDS. V prípade pripojenia na VDS je situácia výrazne uľahčená pevne stanovenou výkupnou cenou elektrickej energie na úrovni 425,12 €/MWh pri inštalovanom výkone nad 100 kWp a 430,72 €/MWh pri inštalovanom výkone do 100 kWp.
Samozrejme, vyššie uvedené podmienky výrazne skracujú návratnosť takéhoto FV systému, čo odrádza potencionálnych záujemcov o využívanie tzv. FV systémov Grid-off", teda ostrovných FV systémov vyrábajúcich elektrickú energiu výlučne pre vlastnú spotrebu s využitím akumulácie elektrickej energie. Pri súčasných cenách FV systémov a ich predpokladanom poklese v horizonte najbližších rokov, ako ukazuje nasledujúci obrázok, je už rentabilita aj ostrovných systémov plusová počas doby životnosti najdôležitejších komponentov FV systémov - FV panelov.
Obr. 1 : Predpoveď priemernej trhovej ceny fotovoltaiky na najbližšie roky
Ako vyplýva z našich výskumov, ostrovný FV systém sa pri aktuálnych (rok 2008) cenách ekonomicky vyplatí v prípade vhodne nakonfigurovaných komponentov zo širokej ponuky trhu.
Napríklad pri modelovom FV systéme pre horskú chatu s inštalovaným výkonom FV systému od 880 do 1050 Wp podľa veľkosti vhodnej plochy cca 16 m2 sme porovnávali FV systémy na kľúč od troch výrobcov FV systémov, pričom vstupné parametre boli nasledovné:
Tab. 5: Vstupné parametre vybraných FV systémov
Porovnaním vstupnej investície, výslednej ceny vyrobenej energie a množstva vyrobenej energie sme dospeli k záveru, že najvýhodnejší FV systém pre ostrovné použitie bude od výrobcu Solartec, ktorého návratnosť v podmienkach Slovenska v roku 2008 mala pri uvažovanej výške inflácie na úrovni 3, 5 a 7% nasledovný priebeh:
Obr. 2 : Návratnosť ostrovného FV systému v podmienkach Slovenska
Z analýzy teda vyplýva, že aj na Slovensku sú priaznivé podmienky pre využívanie tejto technológie, systémy ostrovnej prevádzky majú síce dlhšiu dobu návratnosti, ale ako vidíme, už nie sú stratové z hľadiska doby ich životnosti v prípade minimálne 5 %-nom ročnom raste cien. Pri pohľade na nárast cien energií v minulom desaťročí a predpokladanom výraznom náraste v nasledujúcich dvoch desaťročiach možno predpokladať v súčinnosti s vyššie uvedeným poklesom cien FV systémov, že aplikácia FV systému bude rentabilná. Stále je však prepodklad, že ostrovné FV systému nebudú predstavovať pre energetiku Slovenska výraznú podporu, tú je skôr možné očakávať od FV systémov vyšších výkonov (nad 100 kWp) pripojených do verejnej distribučnej siete.
Po schválení legislatívnych dokumentov uvedených vyššie je možné jednoznačne povedať, že FV elektrárne už majú na Slovensku zmysel nielen environmentálny, ale aj ekonomický. Ako je možné vidieť z nasledujúceho obrázku, rentabilita investovaného kapitálu do FV elektrárne v prípade poskytnutia 50%-nej dotácie neklesne ani v severných regiónoch Slovenska pod 50%!
Obr. 3: Rentabilita vloženého kapitálu FV elektrární v prípade získanej 50% dotácie
K rozšíreniu využívania FV systémov v podobe elektrární pripojených na VDS je potrebné okrem vhodných legislatívnych podmienok aj vhodné podnikateľské zázemie, fundovanosť úradníkov v príslušných ustanovizniach a na Slovensku, žiaľ, až na poslednom mieste vhodnosť solárnych, geomorfologikcýh a technických podmienok. Rozsiahly byrokratický proces spojený v prvom rade s podaním žiadosti o dotáciu na FV elektráreň porovnateľný s procesom schvaľovania pripojenia predmetnej FV elektrárne do VDS častokrát odradí potenciálneho záujemcu o investovanie v tejto oblasti napriek pomerne krátkej návratnosti investície.
Špecifikom Slovenskej republiky v oblasti podpory OZE je aj nestabilita legislatívnych podmienok, ako je to možné vidieť z nasledovnej "genézy" štítnej podpory FV systémov:
| rok | legislatívne opatrenie | výsledok |
|---|---|---|
| 2005 | Výnos ÚRSO č. 2/2005 | 448,12 €/MWh |
| 03. 2008 | Návrh Výnosu č. 2/2008 | 531,1 - 597,49 €/MWh |
| 07. 2008 | Výnos ÚRSO č. 2/2008 | 398,33 - 448,18 €/MWh |
| 01. 09. 2009 | Zákon č. 309/2009 Z.z. | výkupná doba 15 rokov |
| 20. 09. 2009 | Výnos ÚRSO č. 7/2009 | 425,12 - 430,72 €/MWh |
| (Inštalácie s výkonom nad 1MW musia žiadať o Osvedčenie súladu investičného zámeru s energetickou politikou štátu od Ministerstva hospodárstva SR) | ||
| 11. 2009 | SEPS limit | 120 MWp inšt. výkonu |
| 12. 2009 | SEPS | povolených 36 projektov do r.2011 |
| 01. 05.2010 | Zákon č. 656/2004 Z.z. | |
| 03. 05. 2010 | Návrh Výnosu č. xx/2010 | 297,58 - 344,58 €/MWh |
| Osvedčenie súladu investičného zámeru musia odteraz žiadať VŠETKY solárne inštalácie, okrem malých strešných aplikácií s výkonom do 100 kW (súčasťou Osvedčenia od MH SR je aj súhlas SEPS) | ||
| 23. 07. 2010 | Výnos ÚRSO č. 2/2010 | 382,61 - 387,65 €/MWh S ÚČINNOSŤOU OD 15. 07. 2010!!! |
| 23. 07. 2010 | Výnos ÚRSO č. 2/2010 | 382,61 - 387,65 €/MWh S ÚČINNOSŤOU OD 01. 01. 2011!!! |
Záver
Slovensko sa radí z pohľadu solárnych podmienok s počtom solárnych hodín od 1300 do 2200 ročne a ročnou sumou globálneho žiarenia od 1100 do 1400 kWh.m-2 v závislosti od lokality medzi krajiny s priemernou hodnotou intenzity dopadajúcej slnečnej energie na jednotku plochy spomedzi okolitých krajín EÚ. Napriek tomu sa slnečná energia využíva na výrobu elektrickej energie v oveľa vyššej miere i v štátoch s podstatne nepriaznivejšími solárnymi podmienkami.
Aj napriek týmto vhodným podmienkam pre výstavbu FV elektrární sa Slovensko stále stavia veľmi opatrne k podpore ich masívneho využívania, čo však nezodpovedá vyhláseniam zodpovedných miest o napĺňaní cieľov Energetickej politiky SR ako aj cieľov EÚ v oblasti podpory obnoviteľných zdrojov energie. Pritom podľa prepočtov autora je reálny potenciál výroby elektrickej energie z fotovoltaickcých elektrární s inštalovaným výkonom 1 MWp odhadovaný na 70 GWh ročne pri statických FV systémoch a až 90 GWh ročne v prípade inštalácie FV systémov na dvojosových sledovacích systémoch!
Technológie FV systémov každoročne zvyšujú účinnosť priamej premeny slnečnej energie na energiu elektrickú, na druhej strane rapídne klesajú ceny týchto technológií, čo by napovedalo zvýšenému záujmu o takúto výrobu elektrickej energie.
V súčasnosti navrhnuté legislatívne podmienky podpory FV systémov sú už postavené tak, že reálna doba návratnosti FV elektrárne s výkonom 1 MWp sa pohybuje podľa typu použitej technológie v rozpätí 12 až 23 rokov bez poskytnutia nenávratnej dotácie a 7 až 16 rokov v prípade využitia tejto podpory vo výške 50%.
Veľkou nevýhodou je absencia takejto dotácie pre rodinné domy napriek verbálnej podpore diverzifikácie energetických zdrojov. Pritom FV elektrárne s výkonom do 10 kW nevyžadujú pripojenie do VN siete, nespôsobujú enormné výkyvy siete a ich potenciál je obrovský. Vyššie uvedené dôvody majú za následok využívanie zlomku potenciálu, ktorý územie Slovenska v oblasti využitia FV systémov poskytuje napriek tomu, že sa jedná o jednu z "najčistejších" technológií z hľadiska produkcie skleníkových plynov, hluku, či znečisťovania životného prostredia stavebnými úpravami.
Schválený celkový inštalovaný výkon 120 MW FV elektrární na Slovensku s avizovaným pozastavením ďalších povolení na inštaláciu je v rozpore s proklamovanou obrovskou podporou obnoviteľných zdrojov. Za týmto skepticizmom je však potrebné vidieť aj druhú stranu mince, ktorou sú dopady neúmernej podpory podnikania v energetike, majúcej za následok nie environmentálne záujmy štátu, ale ekonomické záujmy jednotlivcov prosperujúcich na úkor spotrebiteľov energií. Dôkazom týchto úvah sú aj nastupujúce opatrenia štátov EÚ s dlhoročnými skúsenosťami s využívaním fotovoltaických systémov priamo, či nepriamo dotovaných a negatívnym dopadom týchto podpôr na ekonomiku štátu. Príkladom je Nemecko, ktoré schválilo zníženie výkupných cien elektrickej energie vyrobenej z FV elektrární pri dosiahnutom inštalovanom výkone 3 500 MW o 2,5%. Ďalším príkladom je Česká republika, ktorá schválila novelu zákona o podpore výroby elektriny, ktorá umožní Energetickému regulačnému úradu od roku 2011 znížiť výkupné ceny z fotovoltaiky o viac ako 5%.
Záverom je možné skonštatovať, že využívanie FV systémov má na Slovensku svoj význam a opodstatnenie v potenciáli slnečnom, technickom i legislatívnom. Je však potrebné zvážiť, akú formu a výšku podpory poskytneme týmto technológiám, aby na to nedoplácali koneční spotrebitelia energií.
Poděkování
Táto práca vznikla za podpory projektu "Centrum výskumu účinnosti integrále kombinovaných systémov obnoviteľných zdrojov energií" spolufinancovaného Európskym fondom regionálneho rozvoja a Štátnym rozpočtom Slovenskej republiky
Literatura
[1] Mihaliková: Tvorba modelu rentability celkového kapitálu. In: Trendy v systémech riadenia podnikov, Herľany TU Košice, 2002, str. 198-201. ISBN 80-7099-911-X
[2] DOSTÁL, Z. - BOBEK, M. - ŽUPA, J.: Simulátor globálneho slnečného žiarenia. Zborník odborného seminára ALER2007, 3. ročník, Liptovský Mikuláš, 11. - 12. 10. 2007, str. 68 - 74. ISBN 978-80-8070-779-8
[3] www.pv-tech.org
[4] www.engineering.unsw.edu.au
[5] www.ceskenoviny.cz
[6] www.energetickyinstitut.sk
[7] www.isuppli.com
The global trend of increasing the share of photovoltaic systems for electricity generated by the state affected also Slovakia. Like any other country, Slovakia has some specifics that govern and define the advantage or disadvantage of investing in this technology. The paper discusses technological, economic and legislative specifics of Slovakia due to the promotion of the use of clean energy sources.