V této kapitole prezentujeme 3 základní možnosti energetického využití bioplynu tak, jak je běžné v projektech bioplynových stanic napříč EU. Je zde také velmi stručně prezentováno ekonomické zhodnocení bioplynu při těchto způsobech jeho využití a ve vztahu k aktuálním podmínkám v ČR.
1. Kombinovaná výroba elektřiny a tepla vs. prostá výroba tepla
Za současných podmínek na trhu s energiemi v ČR lze reálně uvažovat s využitím bioplynu pro výrobu tepla (spalování v kotli) nebo pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (kogenerační jednotka). Níže uvedené jednoduché srovnání názorně ukazuje, že vyšší ekonomické zhodnocení bioplynu lze docílit při jeho využití pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla oproti prosté výrobě tepla:
- Spálení 1 000 m3 bioplynu v kotli resp. kogenerační jednotce (KJ) získáme:
- Spálením 1 000 m3 bioplynu v KJ získáme 2 178 kWh elektrické energie a 11,4, GJ tepla. I při uvažování nákupu potřebného množství zemního plynu pro dovýrobu chybějícího množství tepla (10,2 GJ, ηth ≈ 90% ... 333 m3) a započítání nákladů na servis KJ, dostáváme zajímavý provozní zisk (všechny ceny bez DPH):
- výkupní cena elektřiny 4,12 Kč/kWh (Cenové rozhodnutí ERÚ 4/2009),
- odhad nákladů na servis KJ ≈ 0,35 Kč/kWh,
- odhad ceny zemního plynu ≈ 10,00 Kč/m3.
| Prodej elektřiny | Servis KJ | Dokup ZP | Rozdíl |
|---|---|---|---|
| 8 973 Kč (2 178 kWh x 4,12 Kč/kWh) |
-762 Kč (2 178 kWh x 0,35 Kč/kWhel) |
-3 333 Kč (333 m3 x 10,00 Kč/m3) |
4878 Kč |
Využití bioplynu v dopravě
2. Zahraniční zkušenosti ukazují na rostoucí využití bioplynu v dopravě jako alternativního a obnovitelného paliva. Klasickým příkladem zavedeného využívání bioplynu v dopravě jsou skandinávské země. Je to dáno cenovou situací na jejich energetickém trhu, tradicí a v některých případech dokonce i daňovou politikou.
Vzhledem k nedávnému rychlému vzrůstu cen pohonných hmot jsme se zaměřili i na posouzení ekonomické výhodnosti využití bioplynu v dopravě v ČR. Jak ukazuje jednoduchý srovnávací výpočet, ekonomické zhodnocení bioplynu v dopravě je zhruba 1,25 x vyšší, než při jeho využití pro výrobu elektřiny.
| Palivo | Výhřevnost | Výkon motoru | Efektivní účinnost motoru | Příkon v palivu | Hodinová spotřeba paliva |
|---|---|---|---|---|---|
| Nafta | 42 MJ/l | 200 kW | 42% | 476 kW | 40,8 l |
| Bioplyn | 24 MJ/m3 | 200 kW | 35% | 571 kW | 85,7 m3 |
| Náklady na nákup nafty | Zhodnocení bioplynu = úspora nákladů na nákup nafty |
|---|---|
| 1 183 Kč (40,8 l x 29 Kč/l) |
1 183 Kč |
| Bioplyn | Vyrobená elektřina | Zhodnocení BP = tržba za prodej elektřiny |
|---|---|---|
| 85,7 m3 | 229 kWh (ηel ≈ 40%) |
943 Kč (229 kWh x 4,12 Kč/kWh) |
Rychlejšímu rozvoji aplikací bioplynu v dopravě v ČR bude bránit nejen chybějící síť čerpacích stanic, ale také problematické a cenově náročné obstarávání vhodných automobilů (nákladních, osobních, ale i zemědělských strojů, apod.) a nevyjasněná daňová politika (např. spotřební daň).
Poměrně dobré vyhlídky na rozšíření aplikací bioplynu v dopravě jsou, dle našeho názoru, ve velkých městech s rozvinutou městskou hromadnou dopravou. Zde lze, za poměrně nízkých investic do čerpací stanice, využívat už dnes bioplyn produkovaný na městské ČOV pro pohon autobusů MHD, vozidel technických služeb, apod.
Dodávky bioplynu do plynárenské sítě nebo výrobcům tepla
3. Ve skandinávských zemích je opět možné vidět časté využití bioplynu buď ve formě dodávky do veřejné plynárenské sítě (po vyčištění na téměř 100% obsah CH4) nebo jeho prodej městským nebo průmyslovým teplárnám, apod.. Pokud se podíváme opět na příklad Švédska, tak toto je nejčastější případ energetického využití bioplynu.
Pro představu, jaké jsou podmínky v ČR, jsme provedli jednoduchý srovnávací výpočet ekvivalentní prodejní ceny bioplynu ve vztahu k energetickému obsahu a aktuální prodejní ceně zemního plynu :
| Palivo | m3 | Výhřevnost | Cena | Poznámka |
|---|---|---|---|---|
| zemní plyn | 1 | 34 GJ | 14,00 Kč/m3 | Odhad průměrné ceny zemního plynu |
| bioplyn | 1 | 24 GJ | 7,06 Kč/m3 | Ekvivalentní prodejní cena bioplynu o výhřevnosti 24 MJ/m3 ve srovnání s odhadem průměrné ceny zemního plynu |
Pro srovnání uvádíme ekonomické zhodnocení 1 m3 bioplynu při jeho využití v KJ pro výrobu elektřiny a potřebnou prodejní cenu biopplynu pro dosažení stejného zhodnocení bioplynu:
| Palivo | m3 | Výroba elektřiny | Tržba za prodej elektřiny | Potřebná cena BP pro dosažení stejné tržby jako při výrobě a prodeji elektřiny |
|---|---|---|---|---|
| BP | 1 | 2,67 kWh(ηel≈ 40%) | 11 Kč (2,67 kWh x 4,12 Kč/kWh) | 11 Kč/m3 |
Na základě uvedených zjednodušených výpočtů lze tedy konstatovat, že při prodejní ceně bioplynu >11 Kč/m3 bez DPH, je prodej BP výhodnější než jeho využití pro výrobu elektřiny.
Tento způsob využití bioplynu je otázkou vývoje cen energií na trhu. Proto, při přípravě nových projektů bioplynových stanic, je vhodné vzít v úvahu i tuto alternativu využití bioplynu.