Realizace energetických zdrojů s využitím biomasy v regionu Jižní Moravy jako důsledek snah o zlepšení klimatu v oblasti – část I

Ing. Pavel Novotný,CSc Ústav procesního a ekologického inženýrství FSI VUT Brno ÚVOD Energie je základem ekonomického rozvoje společnosti, to je všeobecně uznávaná skutečnost. Rozdíly jsou však v názoru, jakými způsoby a postupy lze její dostatek zabezpečovat. Vážnost tohoto problému si uvědomují již nejen ekologové, ale i představitelé energetického průmyslu. V květnu 2002 v Paříži byl představen v sídle Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) dokument „Řešení pro udržitelný rozvoj energetiky“, který zpracovalo 26 členských států MAAE pro Světový summit připravovaný na zasedání ve dnech 26.8. až 4.9.2002 v Johannesburgu. Při této příležitosti prohlásil výkonný ředitel MAAE Robert Friddle, že dnešní způsoby výroby a spotřeby energie ohrožují životní prostředí a pokud chce mezinárodní společenství dělat energetickou politiku podporující udržitelný rozvoj, jsou k tomu nezbytné značné změny. V tomto dokumentu, kromě jiných doporučení, je uveden i požadavek na vyšší podporu rozvoje obnovitelných zdrojů energie vhodnými tržními mechanismy. Jako jeden z vážných argumentů je uvedena skutečnost, že cca třetina světové populace je bez elektřiny. 1. Růst spotřeby energie Přes určité zpomalení v 70. letech, spotřeba energie ve světě vzrůstá velmi rychle. Podle odhadu Světové konference o energii, která od 20. let systematicky zpracovává prognózy ve vývoji spotřeby energií, bude meziroční nárůst spotřeby primárních energetických zdrojů cca o 2,4%, počítáno ze spotřeby cca 11.109 t měrného paliva v roce 1990 (palivo o výhřevnosti 29,3 GJ/t – tj. zhruba velmi kvalitní černé uhlí), což představuje roční přírůstek cca 7,8 . 103 GJ. Takový meziroční přírůstek ve spotřebě představuje zhruba zdvojnásobení spotřeby během cca 30 let. Asi 85% světové spotřeby energie je pokryto spalováním fosilních paliv, což má za následek vážné porušování přijatého požadavku na trvale udržitelný rozvoj. Fosilní paliva představují obrovskou „energetickou konzervu“ vzniklou před mnoha miliony let, kterou nyní lidstvo čerpá s velkou intenzitou. Způsobuje tím nejen urychlené vyčerpání zdrojů energie, ale i významné poškození životního prostředí, zejména produkcí emisí tuhých látek, SO2, NOx, CO a CO2. Konference v Riu de Janeiro v roce 1992 z obavy o budoucnost apelovala na světovou veřejnost, aby další vývoj ve světě probíhal v mezích udržitelnosti. Nejen výživa a produkce potravin světového obyvatelstva na kontinentech je nevyvážená, ale i rozmístění zdrojů energie a míra jejich využívání je nerovnoměrné, což velmi zřetelně dokumentují následující tabulky. Nárůst spotřeby primární energie je ve světě je proměnný, ale stále stoupající – např. v období 1973 – 1979 byl 3,2%, 1979 – 1985 poklesl na 1,1%, 1985 – 1991 se zvýšil na 2,1% a v posledním desetiletí 1991 – 2000 byl 1,0%. Podrobněji to lze vyčíst z následující tabulky, která zachovává stejné členění regionu jako předchozí. Spotřeba primární energie podle zdrojů a regionů v letech 1973 / 2000 [mil. tun měrného paliva] Zdroj : WELTENERGIEREPORT 2001 Nárůst spotřeby primární energie v regionech v letech 1973, 1979, 1985 a 2000 Zdroj : WELTENERGIEREPORT 2001 Disproporce mezi kontinenty a regiony prezentované v tabulce jsou výrazné, ještě průkaznější jsou však ukazatele spotřeby elektrického proudu na jednoho obyvatele za rok, což dokumentuje následující přehled : - průměrná světová spotřeba je 2.000 kWh - nejvyšší hodnot dosahuje Norsko, kde je 24.000 kWh, obdobně i USA s 12.000 kWh - průměr v průmyslových zemích se pohybuje v rozmezí 4.000 kWh až 7.000 kWh (např. Německo má 5.800 kWh - bývalé rozvojové země, kde je již vybudován do určité míry průmysl, dosahují cca 1.000 kWh, např. Čína má takřka 800 kWh - nejchudší země mají sotva 100 kWh, např. Bangladéš cca 90 kWh Hlavním zdrojem energie zejména v lidnatých a méně vyspělých zemích jsou fosilní paliva avšak jejich zásoby se neustále zmenšují. Podle literárních údajů dosahují rezervy hodnoty stonásobku současné spotřeby, přičemž v tomto množství převažuje uhlí s podílem 66%, ropa 18% a zemní plyn cca 16%. 2. Situace v zásobování energií v ČR Zásobování energií v naší republice doznalo zejména v posledních deseti letech mnoho proměn. Vlastní způsob řešení však nesvědčí o systémovém a koncepčním přístupu státních orgánů při řešení této problematiky. Dopady prováděných změn pocítilo mnoho občanů, zvláště při zajišťování svých potřeb při vytápění svých domovů a při přípravě teplé užitkové vody. Výrazné propagací elektrického vytápění „podlehlo“ přibližně 230 tisíc domácností, propagaci plošné plynofikace mnohé obce (jen na území jižní Moravy je více jak 90% obcí s více jak 500 obyvateli plynofikováno), často i s „pomocí“ dotací státu. Po deziluzi levného vytápění elektřinou nastává období ztráty iluzí o levném vytápění zemním plynem. Podstatným a srozumitelným závěrem dosavadních zkušeností by měla být změna přístupu k hledání vhodného řešení pro daný případ. Volba způsobů by měla vycházet vždy z porovnání více možností. K tomu, aby obnovitelné zdroje energie jako reálná možnost, byly vzaty v úvahu rovnocenně s ostatními, však spotřebitelé v naprosté většině případů nemají informace. To platí i při řešení komunální energetiky a nejde přitom jen o malé obce! Podstatnou roli ve všech úvahách o budoucím vývoji by měly hrát vztahy mezi uspokojováním potřeb energie a životním prostředím.Z takového principu vycházejí i mezinárodní dokumenty jako Energetická charta, Kjótský protokol (snížení emisí skleníkových plynů), „Bílá zpráva“ (zvýšení podílu obnovitelných zdrojů) a další. Ty by měly umožnit dosažení stanoveného cíle, který není menší než zdvojnásobení současného podílu obnovitelných zdrojů na spotřebě energie do roku 2010. To znamená z nynějšího průměru všech členských zemí, který představuje 6 % až na 12 % pro cílový rok. Samozřejmě, že na Českou republiku budou kladeny v okamžiku vstupu stejné nároky, jako na ostatní členské státy. Základem naší energetiky je dosud převážně uhlí, jehož zásoby jsou konečné. Předpoklad, že jeho těžitelné zásoby při zachování dnes platných limitů dojdou nejpozději kolem roku 2040, je zcela oprávněný. Na postupném nahrazování výkonu vyrobeného z uhlí jinými zdroji je třeba pracovat již nyní, neboť z těchto důvodů budou obnovitelné zdroje energie (dále jen OZE) hrát významnější roli než dnes. 3. Situace na Jižní Moravě - práce koncepčního charakteru Historie využívání OZE, zejména biomasy v regionu Jižní Moravy je poměrně krátká. Právě v uvědomění si současné situace a budoucích trendů byly provedeny některé kroky ke zlepšení současného stavu na úseku využívání OZE, které však zdaleka nebyly koncepčního charakteru, jednalo se spíše o jednorázové akce, které měly ukázat a případně přesvědčit potenciální zájemce o nových možnostech – vhodných a výhodných nejen z hlediska ochrany životního prostředí, ale ve svých důsledcích i z hlediska ekonomie. Činnosti v této oblasti lze z věcného hlediska členit na snahy o zpracování určitých dokumentů koncepčního charakteru a na ojedinělé realizace, obvykle prováděné za cenu vynaložení značného úsilí jednotlivců. V roce 1993 Okresní úřad v Uherském Hradišti, na jehož území leží největší část Chráněné krajinné oblasti Bílé Karpaty, vypracoval studii o ekologickém odstraňování zbytků dřeva z lesnictví a průmyslu. V návaznosti na tuto studii zadalo v roce 1996 MŽP ČR rozšíření této studie na celou oblast Bílých Karpat - výsledkem zpracování bylo vytypování celkem 34 lokalit vhodných pro centrální zásobování obcí nebo veřejných budov spalováním biomasy. Výsledkem dalších navazujících akcí – seminářů, exkurzí – byl výběr obce Hostětín pro realizaci centrálního tepelného zdroje na bázi biomasy financovaného ze sdružených prostředků z ČR a Holandska. Práce obdobného druhu v oblasti využívání OZE v celém jihomoravském regionu byly rovněž zahájeny v roce 1996 z iniciativy Územního odboru MŽP v Brně. V návaznosti na studie zpracované v regionech Jižní Čechy a Střední Morava v letech 1994 – 1996 a hrazené z prostředků fondu pomoci zemím střední a východní Evropy na úseku ochrany životního prostředí rakouskou vládou, byla v roce 1996 navázána spolupráce Územního odboru MŽP pro brněnskou oblast ze zástupci rakouské firmy agiplan Vídeň s cílem získat tyto prostředky i pro zpracování obdobné studie pro území Jižní Moravy. Po specifikaci požadavků a určité korekci z hlediska možnosti směrování podpory, byla na základě smlouvy mezi MŽP a firmou agiplan Vídeň zpracována v letech 1996 a 1997 studie zabývající se problematikou ochrany ovzduší, odpadového hospodářství a sanací starých zátěží pro území 14-ti okresů Jižní Moravy a přilehlé části Českomoravské vysočiny. Hlavním cílem studie byl návrh koncepčního řešení zabývajícího se zlepšení životního prostředí v tomto regionu, Na úseku odpadů řešitelé zjišťovali a hodnotili stávající stav v nakládání s odpady a na základě vyhodnocení celkové situace v regionu i v návaznosti na stav v okolních regionech, navrhli vhodné postupy dalšího využívání a zpracování produkovaných odpadů, mezi jiným i způsob jejich energetického nebo materiálového využití. V závěrech této studie byla již uvedena, jako jedna z možností, využívání odpadní biomasy vznikající v zemědělství, lesnictví a v dřevozpracujícím průmyslu, k energetickým účelům. Na tuto studii navazovaly další studie, řešené již v rámci programu Projektů péče o životní prostředí vyhlašované MŽP (dále jen PPŽP), zaměřené již speciálně na energetické využití biomasy. Poslední z nich, „Podpora realizace Koncepce zlepšení životního prostředí pro oblasti Českomoravské vysočiny a Jižní Moravy“, byla ukončena v roce 1998. V rámci této studie, bylo zpracováno i řešení centrálního zásobování teplem pro vybrané konkrétní lokality, ať již pro obce nebo městské části větších měst (např. obce Vratěnín, Mrákotín, Suchohrdly nebo část města Ledeč nad Sázavou apod.). Určitým vodítkem při řešení byly již realizované akce, zejména v jihočeském regionu, např. obce Staré Město pod Landštějnem a Dešná (okres Jindřichův Hradec), příp. i v sousedním Rakousku (lokality Kautzen, Dobersberg, Schwandorf aj.). V rámci řešení PPŽP byly zorganizovány i 2 semináře – v roce 1998 v Jihlavě a v roce 1999 ve Znojmě, na kterých přizvaní odborníci zastupující státní správu, konsultační firmy i výrobce, resp. dodavatele technologického zařízení poskytli potřebné informace. Z lokalit zpracovaných ve studii nebyla realizovaná žádná, avšak na základě informací ze semináře ve Znojmě se k realizaci centrálního tepelného zdroje využívají OZE rozhodla obec Velký Karlov. Koncem devadesátých let byly již snahy o větší prezentaci získávání energie z obnovitelných zdrojů, zejména z biomasy. Kromě několika seminářů a prezentací byla vydána i první publikace „Atlas energetických zařízení využívajících obnovitelné zdroje – Region Jižní Čechy“, zpracovaná sdružením Calla a Energy Centre České Budějovice v roce 1999, ve které byly souhrnně uvedeny lokality s instalací některých druhů OZE. V publikací jsou souhrnně uvedeny základní technické parametry a technický popis s fotografií zařízení - celkem 190 lokalit malých vodních elektráren, 74 lokalit vytápění biomasou, 10 lokalit s instalací bioplynových stanic, 7 větrných elektráren a 22 lokalit s instalací solárních kolektorů. Materiál obdobného charakteru zpracoval v květnu 2000 Ing.Z.Tauš, ČSOP Veverka, Brno, pro kraje brněnský a zlínský nazvaný „Atlas instalací obnovitelných zdrojů energií – oblast Jižní Morava“, kde je dokumentováno celkem 46 lokalit malých vodních elektráren, 30 lokalit vytápění biomasou, 10 lokalit s instalací bioplynových stanic, 9 větrných elektráren a 48 lokalit s instalací solárních kolektorů. KONTAKT: novotny@upei.fme.vutbr.cz LITERATURA Informace z časopisu Úroda č.6 z roku 1997 a z materiálů archivovaných na ÚPEI FSI VUT Brno) „Koncepce zlepšení stavu životního prostředí v oblasti Českomoravské vysočiny a přilehlých okresů“, agiplan Praha 1997 a další navazující materiály zpracované pro Územní odbor MŽP pro brněnskou oblast „Atlas energetických zařízení využívajících obnovitelné zdroje – Region Jižní Čechy“, sdružením Calla a Energy Centre, České Budějovice, 1999 „Atlas instalací obnovitelných zdrojů energií – oblast Jižní Morava“,ČSOPVeverka, Ing.Tauš, Brno, 2000