Možnosti zachování a dalšího rozvoje centrálního zásobování teplem v České republice
Článek se snaží upozornit na možné příčiny vysokých cen tepla u koncových zákazníků v teplárenských soustavách. Je zaměřen především na hospodárnost distribučních sítí s ohledem na jejich vliv na cenu dopravovaného tepla, mapuje a navrhuje řešení, jak snížit náklady na výrobu a distribuci tepla.
Aktuální zprávy o odpojování zákazníků teplárenských soustav, které v posledních dvou letech probíhají především celostátními medii (méně však již odbornými periodiky), opravňují k domněnce, že právě probíhá druhá vlna snah o likvidaci teplárenských soustav. Toto souvětí by nemělo být vnímáno jako pejorativní či senzacechtivé označení uvedeného jevu, ale pouze jako snaha tento jev v kontextu české energetiky nějak souhrnně nazvat.
Již od počátku je patrné, že pravda může být na obou stranách. Na straně jedné koncový zákazník platící při zásobování jím užívané nemovitosti cenu kolem 580 - 650 Kč/GJ, která je, vzhledem ke srovnatelným způsobům vytápění z hlediska komfortu, již daleko za konkurenceschopnou hranicí, a na straně druhé teplárenská společnost řešící stálé problémy s kolísajícími cenami plynu pohybujícími se částečně na základě změn na prudce se měnících světových trzích, ale často i na základě politických zájmů zahraničních dodavatelů. Dosavadní výhoda podstatné části teplárenských firem vyrábějících teplo především z domácího hnědého uhlí se v tuto chvíli nejeví již takovou výhodou jako na přelomu století a naopak se může do budoucna stát, a již nyní se také pomalu stává, prostředkem nátlaku na tyto teplárny a především jejich vlastníky a odběratele. Tento nepřímý nátlak směřuje ke spolupráci na snaze o prolomení územních limitů těžby. Za těchto okolností se pak proces rozpadu teplárenských sítí jeví jako standardní vývojový proces, kterému není možno zabránit a přechod k masivní decentralizaci se zdá jako logické vyústění tohoto dlouhodobého procesu.
Pokud se však na celý proces získávání, distribuce a spotřeby vyráběného tepla podíváme podrobněji, tak fatálnost tohoto procesu přestává být tak jednoznačnou, a při racionálním ekonomicko-ekologickém chování hlavních partnerů (výrobce, distributora i spotřebitele), je možné teplárenské soustavy nejen zachovat, ale i rozvíjet. Je však samozřejmě nutné, aby i další subjekty mající vliv na zásobování teplem - v českých podmínkách především stát prostřednictvím svých úřadů, a také municipalita, v posledních letech stále více ovlivňující lokální energetické záležitosti - buď zachovaly minimálně neutralitu, nebo aby, pokud posoudí, tak jako státní úřady ve většině zemí Skandinávie a části západní Evropy, že centrální výroba a distribuce tepla spojená s výrobou elektrické energie je prospěšná většině obyvatel, byly procesu centrálního zásobování spíše nápomocny. Je někdy zajímavé vidět, jaké ceny aplikuje vůči svým odběratelům teplárenská společnost ve většinovém vlastnictví obce, popř. státu, a teplárenská společnost, která je zcela soukromým subjektem. Ale daleko důležitějším faktorem než vlastnická struktura tepláren je pro řešený problém celkový technický stav výrobních a distribučních zařízení v každé z posuzovaných výrob a dodávek tepla. Posouzení tohoto stavu bohužel není zdaleka jednoduchou záležitostí. To jak z pohledu celkové koncepce, kde často i při podrobnějším zkoumání předmětné teplárny lze vidět, a v dokumentaci i dohledat, zcela profesionální technická řešení jednotlivých teplárenských uzlů a přesto nastává stav, kdy teplárna vzhledem k výrobnímu či distribučnímu způsobu produkuje teplo za cenu přesahující onu dnes "kritickou" šestisetkorunovou hranici. Příčin může být mnoho, důležitým faktorem je již výše zmíněná palivová závislost, kdy naprostá většina tepelných zdrojů v ČR využívá jako palivo hnědé uhlí, plyn a v poslední době biomasu a je čím dál jasnější, že i zdroje biomasy mohou být i např. díky již dříve nastartované přeshraniční obchodní spolupráci velmi rychle vyhodnoceny jako omezené.
Jednotlivé rozdíly ve způsobu spalování a především návaznost na výrobu elektrické energie mohou s efektivitou teplárny udělat mnohé, přesto je zřejmé, že na zdrojové straně bude muset čím dříve, tím lépe, dojít k podstatným změnám, které sníží závislost na spalovacích procesech jako takových. To, že zákazníci tepláren budou moci ocenit tento přístup i na čistotě ovzduší, je zřejmé.
Bohužel teplota topného media, které je možno získat z jiných, zatím známých a technicky reálných zdrojů tepla, např. tepla odpadního z technologických procesů nebo z tepelných čerpadel různých konstrukcí, je cca v úrovni 50 - 70°C a tedy tyto zdroje jsou se standardní teplárenskou výrobou velmi obtížně propojitelné. Ve prospěch tepelných čerpadel v tuto chvíli hovoří, při stanovení alespoň krátkodobé strategie, zatím pouze to, že Česká republika se v tuto chvíli potýká, i přes ujišťování státních a polostátních výrobců o budoucím nedostatku, se značným nadbytkem elektrické energie, kterou bude možné v tepelných čerpadlech při předpokládatelné nákupní ceně kolem 1,50 Kč/kWh využívat. Kalkulovaná cena tepla z takové sítě tvořené tepelnými čerpadly může pak dosahovat se započtením všech zákonných položek cenu do 480,- Kč/GJ, což je cena, kterou zákazníci teplárenských společností v současnosti většinou akceptují. Přesto nelze v žádném případě očekávat, že na zdrojové části teplárenských sítí dojde v následujících pěti letech k tak radikálním změnám a v zájmu zachování centralizovaného zásobování teplem je třeba se zaměřit především (nikoliv však pouze) na snížení ztrát již vyrobeného tepla. Prakticky k tomuto cíli vede několik cest, případně jejich kombinací. Jako zcela první je třeba zamezit únikům teplonosné látky z teplárenských systémů, tedy zajistit těsnost horkovodních a teplovodních sítí. I tato na první pohled primitivní podmínka nebývá dodržena a unikající pára nebo horká voda z mnohdy měsíce neřešených havárií znamená ztráty v rozsahu jednotlivých procent z celkového přenášeného tepelného výkonu, tedy snížení efektivity celého provozu po dobu trvání úniku. Druhým zdrojem tepelných a následně i ekologických a finančních ztrát je pro tepelné sítě volba teploty provozního media. Tradiční parní rozvody, určené pouze pro vytápění obytných objektů, jsou při absenci parních technologických odběrů, či speciálních technických řešení v dnešní době již téměř nezdůvodnitelné a jejich náhrada trasami o nižších provozních parametrech je nutností. Rozhodnutí, zda budou nahrazeny horkovody či teplovody, by mělo být již na posouzení projektanta a mělo by být podloženo solidním technicko-ekonomickým zhodnocením navrhované zásobovací trubní trasy. Vzhledem k vyšší přenosové kapacitě horkovodů a menším dimenzím potrubím pro ně použitým, nelze ani s podporou platné vyhlášky 193/2007 předem stanovit, že teplovod je vhodnější, ale je třeba důkladně probrat s projektantem provozní režim budoucí trubní trasy tak, aby měl co nejvíce podkladů pro výpočet vhodného technického řešení. Obecně lze však uvést, že se teplovodní trasy vyznačují při srovnatelných rychlostech toku topného media nižšími tepelnými ztrátami jak na délku trasy, tak většinou i vzhledem k celkové přenesené tepelné energii. Praxe však ukazuje, že provozní režim potrubní trasy - ekvitermní regulace, akumulace do sítě, noční útlumy a použitá kvalita izolace potrubí, mohou mít společně větší vliv na celkovou ekonomiku trasy, než volba teploty media. Správně použitá izolace potrubí je sama o sobě tématem, které vydá na publikaci podstatně většího rozsahu, než je tento článek. Obecně lze uvést, že cca 8 % z koncové ceny tepla u zákazníka, tedy cca 50 Kč/GJ ovlivní zvolená izolace teplárenských potrubních rozvodů a její provedení. Rozhodnutí o izolační třídě (izolačním stupni) je závislé především na skutečné provozní teplotě media, tedy na váženém průměru provozní teploty v čase jak na přívodní větvi, tak na vratné. Tedy nikoliv na projektovaných maximálních parametrech. Zde je třeba vzít v úvahu i dnes poměrně oblíbenou noční akumulaci do sítě, sloužící k vyrovnávání ranních špiček, kdy i ve vratném potrubí protéká po několik hodin denně voda o teplotě odpovídající výstupu z teplárny. Za těchto okolností je jako investice zdůvodnitelná stejná tloušťka a kvalita izolace pro přívod i zpětnou větev. V případě, že k akumulaci do sítě nedochází a teplota na přívodu a zpátečce je rozdílná o desítky stupňů Celsia (K), pak může být znakem hospodárnosti i podstatně rozdílná tloušťka a kvalita izolace na obou větvích.
Důležitým faktorem pro úspěšné centralizované zásobování teplem je i volba správné výměníkové stanice, kde praxe posledních let ukazuje, že i v tomto oboru je právě v jednoduchosti genialita, a schopnost stanice vyrovnat se dlouhodobě s okrajovými stavy při provozu je často důležitější než dokonalá a rychlá regulace v okolí návrhových parametrů. Do značné míry to souvisí i s tím, že v našich zeměpisných oblastech (to území lze z hlediska zásobování teplem diagonálně určit přibližně od Sofie po Hamburk) podstatná část topného období probíhá v době, kdy se venkovní teplota pohybuje v rozmezí od +5 do +13°C. Za těchto okolností pak velmi závisí na kvalitě regulace ve výměníkové stanici, nakolik stanice těmto parametrům přizpůsobí teplotu (a rychlost) topné vody v systému.
Dalším a rovněž nezanedbatelným faktorem ekonomicky přijatelného topení je přímo na spotřebitelské straně nutnost mít tepelný rozvod vyvážen tak, aby průtoky topné vody na jednotlivých větvích o stejném potřebném výkonu byly shodné. Tedy laicky řečeno, aby objekty a topné větve (třeba i topné stoupačky v domě), které jsou blíže ke zdroji tlaku (čerpadlům), nepřetápěly, a objekty vzdálenější nebyly naopak postiženy nedotápěním. Při současné nabídce regulačních armatur a měření toto již není problém vyřešit.
Pokud má mít spotřebitel skutečný vliv na své náklady na vytápění, je třeba začít již od špatně topících, zanesených nebo naopak výkonově předimenzovaných radiátorů, a postupně se po toku tepla dopracovat až k výstupu primárního potrubí z teplárenského podniku. A po celé délce energetického toku kontrolovat jak funkci při návrhových parametrech, tak i to, jak jsou řešeny provozní stavy při nízkých či zcela minimálních odběrech. Je třeba, aby se každá změna vnější teploty třeba jen o 1 stupeň Celsia (Kelvin) odrazila i ve výkonu celé topné soustavy, i když toto je již náročnější než "pouhé" vyvážení soustavy a je nutné počítat i s dynamikou teplárenských soustav a předpověďmi.
Z přiloženého grafu je patrné, nakolik může ovlivnit způsob výroby a distribuce tepla konečnou cenu zákazníka. Graf ukazuje přibližnou strukturu ceny "levného" tepla v ČR, tedy cca 400 Kč/GJ a strukturu ceny tepla "drahého" tedy 700 Kč/GJ (nejedná se kalkulaci ceny např. dle zák. (č. 265/1991 Sb., 458/2000 Sb. a 526/1990 Sb., ale o podchycení faktorů, ve kterých se liší "levné teplo" od "drahého tepla")
Uvedený graf je tvořen pro představu o hlavních faktorech utvářejících konečnou cenu tepla u spotřebitele a je z něj patrné, že např. i teplárna o velmi dobrých technických parametrech, může být při "špatné" volbě základního paliva teplárnou drahou, stejně tak jako teplárny s aktuálně výhodným palivem, ale ve špatném technickém stavu.
Z uvedeného by mělo být zřejmé, že teprve komplexně řešené zásobování teplem může přinést žádaný cíl celého snažení, tedy přijatelnou tepelnou pohodu uživatelů nemovitostí za přijatelnou cenu. Není mnoho platné, když např. samotný objekt zákazníka, z pohledu energetického auditora, je v žádaném standardu nízkoenergetického domu, ale teplárenská síť, která jej zásobuje, je kapacitně předimenzovaná, špatně izolovaná s úniky tepla i topného media a pro požadovanou dodávku do bytového domu v rozsahu do 100 kW tep dodává teplo zařízením určeným pro dodávky třikrát vyšší a v takovém časovém harmonogramu, který je pro odběratele zcela nevhodný. Výsledná cena 1 GJ odebíraného tepla pak sníží efektivnost investice vynaložené do domu v takové míře, že odběratel zvolí jiný způsob zásobování teplem už jen z principu.
Za takové situace je možné pouze požádat zákazníky teplárenských společností: Jednejte se svými dodavateli tepla, dávejte jim na vědomí své úmysly mající vliv na tepelnou spotřebu vašich nemovitostí, upozorňujte je na věci, které považujete za podstatné a vaši odměnou mohou být faktury za teplo nižší o desítky procent oproti stávajícím částkám, při zachování, či dokonce zvýšení tepelného komfortu. Pokud budou uvedená úsporná opatření probíhat koordinovaně s výrobci a distributory tepla, je možné zabránit i tzv."českému vodárenskému efektu", kdy vzhledem k neřešeným vodárenským sítím a souvisejícím zařízením, byl problém snížení tržeb vodáren způsobený úsporami vody u jednotlivých odběratelů, "zázračně vyřešen" v průběhu osmnácti let navýšením ceny 1 m3 vodného (a stočného) o tisíce procent.
Proto je třeba, aby mezi pověřenými zástupci odběratelů, distributorů a výrobců tepla probíhala stálá jednání zaměřená na hledání správných cest pro zachování přijatelné tepelné pohody za přijatelnou a konkurenceschopnou cenu.
Závěrem je však třeba uvést, že autor tohoto článku nemůže předstírat (a ani se o to nesnaží), nestrannost v situaci, kdy celá jeho profesní dráha probíhá v bezprostřední blízkosti potrubních, převážně tepelných, příp. chladicích soustav, v pozicích od statutárního zástupce zákazníka, investora, ještě častěji v pozici projektanta, vedoucího montáže nebo stavbyvedoucího, příp. v roli přednášejícího při výchově studentů, budoucích inženýrů - projektantů a energetiků. Proto je, a musí být, tento pohled vždy omezený. Na základě této skutečnosti jsou názory v článku uvedené relevantní pouze v případě srovnání s pohledy jinými, např. zástupce výrobce a dodavatele tepla, či vlastníka nemovitosti dálkovým teplem zásobované.
Recenze k článku
Recenzent: Ing. Ladislav Tintěra
V úvodním odstavci zaznívá názor „zprávy … opravňují k domněnce, že právě probíhá druhá vlna snah o likvidaci teplárenských soustav“. Další text se věnuje posuzování vlivu některých faktorů na cenu tepla – stavu výrobních a distribučních zařízení, izolací porubních rozvodů, volbu teploty přenášeného média, těsnosti rozvodů, návrhu režimu výměníkových stanic vyvážení rozvodů. Přiložený graf znázorňuje strukturu ceny „drahého“ a „levného“ tepla. Bohužel, bez výkladu k jednotlivým položkám je jeho vypovídací schopnost malá. V závěru autor vyzdvihuje že teprve komplexní řešení zásobování teplem může přinést tepelný komfort.
Nesdílím formulaci „druhá vlna snah o likvidaci teplárenských soustav“. Pokud autor míní změny nastavší v centrálním zásobování teplem po roce 1990, pak jsem názoru, že probíhají permanentně. A – pouze jejich mediální odraz může budit dojem jistých vln. Rozhodně nejde o organizované spiknutí. Naše centrální zásobování teplem (volím raději tento termín, který zahrnuje soustavy od blokové kotelny po teplárnu) se v posledních dvaceti letech dostalo do změněné situace. Východiska, na nichž byly soustavy navrhovány, se změnila. Ekonomické vstupy se mění průběžně. Mění se legislativní a environmentální požadavky. A dokonce základní, dlouhou dobu neměnný, podklad – tepelné bilance zásobovaných území- se snižují v důsledku zateplování budov. Je zřejmé, že na tyto změny musí dodavatel tepla a provozovatel soustavy průběžně reagovat- Jinak mu skutečně může hrozit rozpad soustavy. Pokud jde o koncepční návrh soustavy – zde je potřeba s turbulentním prostředím počítat už v začátcích. Základním požadavkem na životaschopnost soustavy CZT je flexibilita. Centrální zásobování teplem je odvětví se značnou výškou investic a dlouhodobou návratností. Jistota zachování „nezmaření“ investic je pouze v pružném přístupu k zákazníkům a celkové flexibilitě.
This article attempts to highlight possible causes of high prices of heat energy for ends customers in Czech heating networks. It is focuses primarily on the efficiency of distribution networks with regard to their impact on the price of the transported heat. The article describes and proposes to solutions to reduce costs of production and distribution of heat.
