Obchodní modely pro implementaci solárních tepelných soustav v SCZT
Článek prezentuje základní popisy vybraných obchodních modelů, které umožňují či podporují implementaci solárních tepelných soustav v SCZT (Solar District Heating – SDH). Jednotlivé případy vychází z konkrétních projektů realizovaných v Evropě.
1. Decentralizované solární soustavy využívající net-metering – Švédsko
Obr. 1 Prefabrikovaná předávací stanice pro SDH
Zdroj obrázku: Jan-Olof Dalenbäck
K realizaci tohoto modelu vedl zvýšený zájem vlastníků budov připojených na SCZT o solární tepelné soustavy. Po projednání s provozovatelem SCZT je solární soustava připojena na rozvody dálkového tepla tak, že umožňuje dodávku přebytků energie získaných solární soustavou do SCZT. Decentralizované solární soustavy jsou obvykle provozovány samostatně, smluvní vztah se týká pouze oboustranných dodávek tepla. Dimenzování solárních soustav nevychází z potřeby tepla v budově, ale jsou navrhovány zejména na základě dostupného prostou pro umístění solárních kolektorů a kapacity SCZT v místě. Součástí soustavy obvykle nebývá zásobník, jelikož jsou využívány akumulační kapacity SCZT. Rozvoj tohoto typu soustav byl zahájen v Malmö v roce 2001 na základě spolupráce městské společnosti (správa budov) a provozovatele SCZT (E.ON dříve Sydkraft). Popsaný koncept byl následně replikován v celé řadě dalších případů včetně prefabrikované předávací stanice, která byla vyvinuta speciálně pro aplikaci net-meteringu.
2. TEAKS (Technická účinnost kogeneračních systémů) – Dánsko
Model byl vyvinut v roce 2008 pro SCZT v Braedstrupu konzultační společností Ramboll. Cílem projektu bylo zajištění optimální provozní účinností distribuční soustavy, všech zdrojů použitých v systému, ale i spotřebitelských zařízení každého individuálního zákazníka. Projekt byl podpořen dánskou asociací pro CZT.
Jedním ze základních kamenů projektu byl výpočet úspor plynoucích ze snížení teploty vratného potrubí systému. Rozbor ukázal, že každý °C, o který se sníží teplota zpátečky, přinese celkovou úsporu (výroba i distribuce) 0,55 €/MWh (4,27 Kč/GJ). Pro danou soustavu CZT byly následně určeny základní parametry vratné otopné vody. Zákazník je pak motivován provozovatelem k dosažení co nejnižší teploty zpátečky dle přiložené tabulky.
| Průměrná roční teplota zpátečky | Bonus/Malus k ceně tepla za každý °C |
|---|---|
| větší než 35 °C | 0,55 €/MWh |
| 30 až 35 °C | 0,00 €/MWh |
| menší než 30 °C | −0,55 €/MWh |
3. Implementace solárních soustav do SCZT s KVET – Dánsko
Obr. 2 Schéma zdrojové základny Braedstrup Fjernvarme
Zdroj obrázku: Braedstrup Fjernvarme
Dánský model pro implementaci solárních soustav do SCZT s kogeneračními zdroji se vyvíjel od roku 2004. Prvním krokem byla změna výkupních cen elektrické energie z kogeneračních zdrojů s výkonem vyšším než 5 MWe. Elektrická energie z těchto zdrojů mohla být obchodována na Nordic elektricity market. Jejich provoz v letním období nebyl (ekonomicky) efektivní a výroba tepla v letních měsících byla realizována kotli na zemní plyn. Druhým krokem byl výpočet ekonomické proveditelnosti solární soustavy pro SCZT v Braedstrupu, která je jednou z nejefektivnějších v Dánsku. Z výstupů bylo patrné, že díky vysokému zdanění zemního plynu, by realizace solární soustavy vedla nejen ke snížení emisí znečišťujících látek, ale i ke snížení produkční ceny tepla. Třetím krokem byla akceptace navrhovaného řešení dánskou vládou, která v roce 2005 potvrdila a umožnila realizaci solárních soustav v SCZT s KVET jako ekonomicky a ekologicky efektivní řešení. V důsledku rozhodnutí vlády byla podpořena výstavba 2 demonstračních projektů (Braedstrup, Strandby) s 8000 m2 solárních kolektorů, která byla následována řadou komerčních projektů bez investiční či provozní podpory.
4. Mikrosíť Stadtwerke Lehen – Rakousko
Toto řešení bylo implementováno v roce 2010 díky spolupráci společnosti Salzburg AG, Města Salzburg a 3 společností poskytujících služby v oblasti bydlení. Celý projekt byl podpořen v rámci několika regionálních dotačních programů. Solární soustava (2000 m2 kolektorů) dodává teplo do nově vybudovaných obytných a komerčních objektů. Minimální roční solární podíl je 30 % z celkové potřeby tepla. Soustava je vybavena nárazníkovým vodním zásobníkem tepla o objemu 200 m3. Zbytek potřeby tepla je v přechodných obdobích pokryt dodávkami z tepelného čerpadla o výkonu 170 kW. Hlavním zdrojem tepla v zimním období je pak SCZT. Každé odběrné místo je vybaveno předávací stanicí pro přípravu teplé vody a vytápění, jejíž součástí je i měření spotřebovaného tepla. Teplo ze SCZT se platí standardně dle ceníku, zatímco solární teplo není účtováno. Jelikož byla investice do solární soustavy zahrnuta do kompletních investičních nákladů spojených s výstavbou komplexu, jsou náklady za solární teplo součástí nájmu.
5. Investiční granty a úvěry – Slovinsko
Legislativní rámec tohoto opatření zabezpečuje nařízení o zajištění úspor energie konečných zákazníků. Povinnost dosažení úspor energie (1 % konečné roční dodávky) náleží dodavatelům elektrické energie, zemního plynu a tepla, kteří mají realizovat programy zaměřené na zvýšení energetické účinnosti a implementaci OZE. Nařízení bylo přijato slovinskou vládou v roce 2009 a je propojeno se systémem dotačních programů a investičních grantů a úvěrů, který byl spuštěn již v roce 2004 Slovinským veřejným fondem pro životní prostředí. Uvedený model je obdobou povinnosti stanovené v evropské směrnici o energetické účinnosti 2012/27/EU, která ukládá zajištění 1,5% úspory energie prodané koncovým zákazníkům ročně.
6. Družstevní vlastnictví v sektoru CZT – Dánsko
Obr. 3 Decentralizace výroby elektrické energie v Dánsku
Zdroj obrázku: US Department of Energy
Firmy vlastněné zákazníky mají v Dánsku dlouhou tradici, které se datuje až do poloviny 18. století. První družstevní společnosti vznikali v zemědělské výrobě, ale postupem času se právní forma přizpůsobila fungování i v sektoru energetiky. V polovině 80. let 19. století byla s politickou podporou realizována transformace výroby elektrické energie z centrální varianty s několika velkými zdroji na decentrální způsob zahrnující střední a malé soustavy (zdroje) CZT. Většina těchto nových menších zdrojů byla vlastněna samotnými zákazníky v zásobované obci (městě, obvodu). Společnost vlastněná zákazníky nemá za cíl vytváření zisku, ale udržitelný provoz. Energetický regulační úřad připravil zákon týkající CZT, který umožňuje prověřovat ceny tepla z pohledu opodstatněnosti uvedených nákladů. Případný zisk z jednoho roku je pak využíván v roce následujícím ke snížení ceny tepla. Všechny ceny tepla v Dánsku jsou podobně jako v ČR uvedeny na specializovaných internetových stránkách. Družstevní vlastnictví bylo jedním s faktorů, který umožnil masivní rozvoj v oblasti SDH. Výhoda společností vlastněných zákazníky spočívá v jiném přístupu k rozhodovacímu procesu v oblasti investic.
7. Umístění SDH na nových budovách za účelem splnění podmínek zákona o obnovitelném teple – Německo
Model byl navržen společností Stadtwerke Crailsheim, která je vlastněná městem Crailsheim, ale zatím nebyl implementován, neboť zbývá dořešit některé právní aspekty. Německý zákon o obnovitelné energii (EEWärmeG) určuje podíly OZE v dodávkách energie do nových budov. Stadtwerke Crailsheim provozuje největší solární soustavu dodávající teplot do SCZT v Německu. Splnění podmínek stanovených v EEWärmeG vyžaduje pro nové budovy a průmysl určitý podíl dodávek tepla na vytápění a přípravu TV ze solárních tepelných soustav. Stadtwerke Crailsheim navrhuje, že by spotřebitelé připojení na SCZT splnění zákona dokladovali prostřednictvím certifikátů, které by alokovaly podíl solárního tepla z SCZT pro každou jednotlivou budovu. Navrhované řešení by umožnilo Stadtwerke prodávat vice tepla a zprostilo by odběratele povinnosti investovat do solárních soustav.
8. Model výkupních cen společnosti Hamburg Energie – Německo
Společnost Hamburg Energie je dodavatelem elektrické energie a bude provozovatelem SCZT, která je v právě ve výstavbě v městské části Wilhelmsburg. Celkový tepelný příkon stávající lokality je 5 MW, přičemž se předpokládá rozšíření SCZT až na 20 MW. Elektrická energie distribuovaná společností Hamburg Energie pochází kompletně z obnovitelných zdrojů a dodávaný zemní plyn je mísen s určitým množstvím bioplynu. Společnost vyhlásila, že bude nakupovat přebytečné teplo od svých zákazníků za 0,045 €/kWh (350 Kč/GJ) v případě, že bude produkováno solární tepelnou soustavou, tepelným čerpadlem, nebo zařízením využívajícím biomasu. Není stanoven žádný minimální výkon pro dodávky tepla do sítě, ale zákazník musí uhradit náklady spojené s realizací výměníku a regulaci pro přenos tepla do SCZT. Minimální teplota dodávané otopné vody je stanovena na 75 °C v letním období. Zákazníkům bude v rámci modelu doveleno dodávat maximálně množství tepla odpovídající 20 % z jejich reálné potřeby. Dále si Hamburg Energie vyhradila právo dodávat 90 % potřeby tepla ze svých zdrojů. Ve druhé fázi, po rozšíření na 20 MW se podíl energie dodávané zákazníky může zvýšit až na 25 %. Tento model je nastavením parametrů určen především pro vlastníky a stavebníky bytových domů.
9. Model výkupních cen pro solární teplo společnosti E.ON v Hamburgu – Německo
Hlavním iniciátorem projektu je společnost E.On Hanse Wärme, která provozuje SCZT ve východním Hamburgu. E.ON umožnila vlastníkům solárních soustav s plochou kolektorů větší než 100 m2 dodávat (ukládat) přebytečné teplo do SCZT. Množství tepla odpovídající dodávkám do SCZT v letním období jsou pak vlastnící solárních soustav oprávněni odebírat v zimním období za cenu 0,021 až 0,025 €/kWh (163 až 194 Kč/GJ).
Reálně jsou možné dvě vlastnické varianty solárních soustav:
- Solární soustava je realizována na budově (většinou v rámci komplexní rekonstrukce) a vlastník má uzavřen smluvní vztah s provozovatelem SCZT
- Solární soustava je umístěna v podstatě kdekoliv v blízkosti SCZT. Vlastník solární soustavy využívá SCZT jako „zásobník tepla“ které prodává majitelům budov.
10. „Bioenergetické vesnice“ s využitím solárních soustav – Německo
První „bioenergetická vesnice“ byla založena v roce 2006, přičemž do současnosti byl níže popsaný model replikován více než 130. Principem je bilančně 100% zásobování elektrickou energií (v případě tepla alespoň 50%) z místních zdrojů. Iniciátorem projektů bývají obvykle občané obce, kteří uvedenou v chod spolupráci místní samosprávy, firem a vlastníků budov. Nejčastější právní formou je pak obdoba společného vlastnictví (viz model 7.) nebo zaštiťující neziskové organizace. Cílem pak není maximalizace zisku, ale dlouhodobě příznivé ceny energie ze zdrojů využívajících OZE. Ačkoliv se jednotlivé systémy mohou značně lišit, je nejčastějším společným jmenovatelem soustava centralizovaného zásobování teplem, jejímž hlavním zdrojem je bioplynová stanice. Alternativou popsanému typu zařízení je pak SCZT s kotlem na dřevní štěpku doplněným o solární tepelnou soustavu. První takový systém v Německu byl realizován v Büsingenu. Pro dodávky elektrické energie je pak použita fotovoltaika a/nebo větrné elektrárny.
Článek vznikl v rámci projektu SDHplus – New Business Opportunities for Solar District Heating and Cooling, který je podpořen z programu Intelligent Energy Europe.
Článek vyšel také v časopisu Energie 21.
The article descrtibes selected Solar District Heating implementation business models. Prezented cases are based on actual projects running across Europe.