Garantované solární zisky
Koncept garantovaných solárních zisků je způsobem, jak zajistit energetické úspory realizovaných solárních soustav, ekonomiku jejich instalace a deklarované snížení emisí. Garance provozní úspory vytváří automaticky tlak na dodavatele zařízení odvést svou práci co nejkvalitněji a zároveň je pojistkou pro investora v případě opaku.
Úvod
Solární tepelné soustavy v současné době představují investičně náročné opatření pro snížení energetické náročnosti budov s návratností okolo 15 let bez využití dotací. Vysoké náklady a navíc mezi veřejností stále ještě rozšířené vnímání solárních zařízení jako ne zcela zavedené technologie, navíc náchylné k poruše nebo neefektivnímu provozu mohou odradit případné zájemce. Garance dosažení solárních zisků (z angl. Guaranteed Solar Results - GSR) slouží pro překonání nedůvěry a odstranění investorovy nejistoty, že jeho solární soustava nebude pracovat ekonomicky a nedosáhne předpokládaných energetických úspor.
Vznik
Koncept garance solárních zisků (= skutečných přínosů) solárních soustav vznikl již v 80. letech na základě velmi špatné zkušenosti z vyhodnocení realizovaných solárních soustav ve Francii, kdy až 30 % instalací bylo z důvodu špatné funkce nebo poruchy odstaveno. Důvodů bylo několik: příliš komplikované zapojení instalací, špatný návrh (předimenzované), zanedbaná nebo žádná údržba, nedostatečná kontrola montáže. Celá situace tehdy vrhla špatné světlo na celý obor solární tepelné techniky. Mezi odborníky a dodavateli solárních zařízení se zrodila myšlenka zaručit se za životnost solární soustavy a za její trvalý výkon. Poprvé byl koncept garantovaných solárních zisků použit v roce 1988 konzultační firmou TECSOL na solární soustavě pro nemocnici v jihofrancouzském Castres [1]. Od té doby se koncept rozšířil do celé Evropy (Francie, Německo, Rakousko, Španělsko) i za její hranice (Tunisko, Maroko, Brazílie). GSR nebo obdobné nástroje zajišťující kvalitu instalací se stávají v Evropě podmínkou pro přístup k národním dotačním programům. Ve Francii byl koncept GSR nasazen v rámci podpory instalací solárních soustav v programu Plan Soleil v letech 2000-2006 a fungoval jako zásadní nástroj kontroly efektivity státní podpory. Povinnost měřit a vyhodnocovat instalace s plochou nad 50 m2 pro přiznání státní podpory se osvědčila, přispěla k vytříbení trhu a eliminaci nekvalitních firem. K rozvoji konceptu právě ve Francii přispělo také vyšší procento podílu velkoplošných instalací (nad 10 %) oproti dvěma evropským lídrům - Rakousku a Německu [2].
Princip GSR
Výběrové řízení na dodávku solární soustavy probíhá na základě obvyklých kritérií (cena instalace, kvalita prvků, reference firmy), ke kterým však přibývá další rozhodovací kritérium: zaručený roční energetický přínos navržené solární soustavy. To samozřejmě nutí firmy, aby v nabídkách na solární soustavu v rámci výběrového řízení uváděly realistické hodnoty dosažitelných úspor, neboť je potom v provozu musí zaručit. Garantovaný solární zisk je na jedné straně smlouvou, která vyjadřuje zájem dodavatelských a montážních firem odvést svou práci co nejlépe a zaručit se za ní, na druhé straně je ve své podstatě pojistnou smlouvou pro investora zahrnující všechna rizika. To umožňuje investorovi vypracovat investiční plán, ekonomickou analýzu návratnosti vložených prostředků a usnadní jednání s bankou při vyřizování žádosti o půjčku.
V základním modelu si investor s pomocí technického konzultanta - specializované firmy, která vede projekt GSR - vybere dodavatele kolektorů (a ostatního zařízení), projektanta, montážní firmu a provozovatele, kteří dohromady tvoří technický tým. Technický konzultant jako člen technického týmu koordinuje spolupráci profesí a je vázán společným cílovým zájmem. Je sepsána pětiletá smlouva mezi technickým týmem a investorem. V jiném smluvním modelu může smlouvu uzavřít investor pouze s dodavatelskou firmou, která si smluvně zajistí své subdodávky s montážní firmou a projektantem. Vždy je však nutné smluvně jasně vymezit podmínky a zodpovědnost jednotlivých účastníků. Vlastní smlouva o GSR obsahuje především:
- smluvní období (zpravidla 5 let);
- technický popis solární soustavy (snaha o co nejjednodušší soustavu);
- monitorovací systém;
- projekční údaje a klimatické podmínky;
- očekávaná roční produkce energie v solární soustavě = solární přínos;
- podmínky finanční kompenzace.
Koncept garantovaných solárních zisků je aplikován především na střední a velkoplošné instalace solární přípravy teplé vody, např. hotely, nemocnice či bytové domy vzhledem ke snadno ověřitelným okrajovým podmínkám provozu. Cílový smluvní solární přínos (v kWh/rok) je definován na základě místního klimatu (především dostupnost sluneční energie), orientace a sklonu kolektorů a předpokládaných provozních podmínek v dané aplikaci. Garantované solární zisky nejsou rigidní konstantou, ale jsou aktualizovány na základě skutečných měsíčních spotřeb teplé vody v daném místě. Pro každý měsíc platí následující podmínky:
- pokud je reálná spotřeba teplé vody (při definované teplotní úrovni) vyšší než původně odhadovaná spotřeba, cílový solární přínos je stanoven z původně odhadované spotřeby;
- pokud je reálná spotřeba teplé vody v rozmezí 50 až 100 % původně odhadované spotřeby, cílový solární přínos je přepočítán na reálnou spotřebu (snížen);
- pokud je reálná spotřeba teplé vody nižší než 50 % původně odhadované spotřeby, měsíc není pro záruku uvažován.
Pravidla garantovaných solárních zisků tak ve své podstatě odráží dvě základní zásady u solárních soustav pro přípravu teplé vody:
1) se snižující se spotřebou teplé vody při dané ploše kolektorů se snižují solární zisky - soustava se stává předimenzovanou, pracuje za vyšších provozních teplot a vykazuje vyšší podíl nevyužitelných přebytků tepla. Pokud se tedy v provozu sníží z jakéhokoli důvodu spotřeba teplé vody, změní se tím projekční předpoklad (zhorší se podmínky úsporného provozu solární soustavy), za který nemohou být projektant ani montážní firma penalizováni a pro výpočet garance je nutný přepočet zisků podle skutečných podmínek.
2) v projekční fázi je nutné velmi pečlivě a přesně stanovit skutečnou spotřebu teplé vody, resp. tepla na její přípravu a vhodně navrhnout solární soustavu, jinak instalace nedosáhne požadovaných přínosů. Dalším krokem je správně vyhodnotit reálné přínosy solární soustavy. Pokud zpracovatel auditu nesprávně stanoví (nadhodnotí) tepelné zisky soustavy, vystavuje se riziku, že uvedené hodnoty zisků se na reálné soustavě s uvedeným pokrytím ve skutečném provozu nenaměří a celý tým bude nakonec muset doplatit investorovi rozdíl mezi předpokladem auditu a skutečností.
Instalace je nainstalována a vybavena monitoringem, který měsíc po měsíci zaznamenává a vyhodnocuje dodané solární zisky, spotřebu teplé vody a spotřebu dodatkové energie. Monitoring by měl být veřejně dostupný pro všechny zúčastněné strany. Výhodné jsou vzdálené monitorovací systémy s webovým rozhraním, tzv. telemonitoring. S náklady na monitoring je nutné počítat už v přípravné fázi, nicméně u solárních soustav s plochou nad 200 m2 není monitoring významnou nákladovou položkou. Po prvním roce provozu (verifikační fáze) jsou přínosy soustavy vyhodnoceny a instalace musí prokázat schopnost dodat zaručený zisk. Pokud daná soustava dodala alespoň 90 % smluvně zaručené energie, měření a sledování pokračuje po dobu následujících 4 let pro potvrzení stability dodávky zisků s ohledem na klimatické podmínky (prokazovací fáze). Pokud solární soustava nedosahuje požadavku, musí technický tým opravit soustavu nebo zlepšit její provozní podmínky na vlastní náklady, aby splnila závazné cíle. Každopádně musí instalace dodat alespoň 90 % smluvní energie (v některých projektech GSR jen 80 %), jinak technický tým musí investorovi finančně kompenzovat solární zisky, které nebyly dodány. Problém nedosažení cílových zisků zasahuje celý technický tým a je pouze na dohodě mezi specialisty, jak situaci vyřeší. Případné spory, například mezi výrobcem a montážní firmou, nelze použít jako výmluvu pro nerespektování smlouvy s investorem. Smlouva o garanci solárních zisků zbavuje investora také starosti o údržbu solární soustavy a její opravy, neboť je v zájmu technického týmu zajistit co nejefektivnější provoz.
Na konci celého smluvního období, pokud je dosaženo předpokládaných zisků a instalace osvědčila správnou funkci, je garant (technický tým nebo dodavatel) uvolněn ze smlouvy a za solární soustavu je nadále zodpovědný pouze investor. Pokud ani po uplynutí celého smluvního období nedokáže soustava dodat garantované solární zisky, musí garant investorovi uhradit "odškodné" - kompenzaci za nedodané zisky. Kompenzací se rozumí poměrná část z investičních nákladů úměrná nedodaným ziskům podle vztahu
V podmínkách finanční kompenzace může být zahrnuto osvobození od kompenzací v případech živelných pohrom, výpadku síťového napájení delšího než určitý časový úsek, nestandardní porucha čidel, regulace, oběhového čerpadla nebo z dlouhodobého hlediska extrémně nízké úrovně slunečního záření.
Některé typy jednoduchých smluv kalkulují s fixní hodnotou garantovaného solárního zisku pro zjednodušení smluvních závazků a jejich administrace. Jako kritérium se používá hodnota minimálního měrného ročního zisku solární soustavy vztaženého k ploše apertury solárních kolektorů. V Rakousku se pro solární přípravu teplé vody v bytových domech používá běžně hodnota 350 kWh/m2.rok jako minimální reálný solární přínos. Německé město Hamburg přiznává k federální podpoře solárních soustav bonus, pokud monitorovaná soustava splní minimální roční měrný zisk ve výši 370 kWh/m2.rok [2].
Výhody systému garance solárních zisků
Kromě zvýšené kvality instalace velkoplošných solárních soustav a důvěry investora v předpokládanou dobu návratnosti má koncept řadu dalších souvisejících výhod:
- Garantovaný energetický přínos a kvalita provedení soustavy vede investora k přijetí sice delší avšak smluvně zaručené doby návratnosti.
- Smlouva o garantovaných solárních ziscích poskytuje transparentní a automatickou záruku skutečného snížení CO2, ne pouze na stránkách energetických auditů.
- Aplikace garance povede k vyšším požadavkům na výrobky a instalace a podpoří jejich rozvoj.
- U monitorované solární soustavy lze velmi rychle identifikovat nesprávnou funkci díky okamžité zpětné vazbě a zajistit nápravu bez výrazných ztrát na dodávce tepla.
- Garantované solární zisky jsou zásadním předpokladem pro získání výhodné bankovní půjčky.
- Vzhledem k nedostatku informací o reálných ziscích solárních tepelných soustav pro přípravu teplé vody v České republice se zavedením monitoringu mohou získat cenné údaje o skutečném přínosu soustav v tuzemských podmínkách.
- Jistota solárních energetických přínosů může nastartovat další zájem o využívání solárních tepelných soustav.
- Projektant je motivován navrhnout a vyhodnotit solární soustavu kvalitně za použití pokročilých metod návrhu.
- V rámci výběrového řízení musí dodavatel technologie optimalizovat nabídku tak, aby na jedné straně udržel nízkou cenu solární soustavy (solárního tepla) a na druhé straně vysoký zisk, za který se může zaručit. Jednoznačná výhoda pro investora, který si z nabídek vybírá, je zřejmá.
- Systém garance energetických přínosů solárních soustav by měl být povinný u veřejných investic, včetně dotačních titulů. Garantované solární zisky poskytují zpětnou vazbu kvality provedení prací a záruku, že veřejné peníze jsou investovány efektivně, bez rizika a přispívají k deklarovanému snížení emisí CO2.
Garance minimálních zisků nebo maximální spotřeby?
Ačkoli se vyhodnocování energetických zisků solárních soustavy měřením zdá být zcela transparentním, může mít svá úskalí. Zcela zásadním pro vyhodnocení skutečného přínosu solární soustavy je umístění měřiče solárních zisků. Pokud se solární zisky v rámci GSR měří na sekundární straně solárního výměníku před zásobníkem tepla, mohou výrazně zkreslovat skutečnost z hlediska úspor. Následné tepelné ztráty (solární zásobník, sekundární rozvody) mohou zisk předávaný ze solárních kolektorů významně znehodnotit. To, že ze solárních kolektorů je do zbytku soustavy předáván vysoký zisk automaticky neznamená, že celá solární soustava pracuje správně. Pokud nejsou jednotlivé prvky solární soustavě sladěné, pokud je solární zásobník špatně zaizolovaný, s četnými tepelnými mosty, špatně provedenými přípojkami potrubí atd., může značná část solárního tepla unikat ve formě tepelných ztrát, ještě než je využita.
Samozřejmě pak platí, že čím vyšší tepelné ztráty zásobníku, tím více tepla dodaného z kolektorů se využije na jejich pokrytí a tedy se naměří i vyšší solární zisky. Teoreticky i v případě, kdy by solární zisky byly správně monitorovány na hranici mezi stávající přípravou teplé vody a solární soustavou, tak je hypoteticky možné špatně fungující solární soustavě "přilepšit" zvýšením spotřeby tepla na straně stávající přípravy teplé vody, např. sejmutím tepelné izolace rozvodů, zvýšením provozní doby cirkulace apod., aby splnila podmínku GSR. Snížení efektivity přípravy teplé vody, aby se zvýšila efektivita solární soustavy, však jde zcela proti smyslu smluv o GSR.
Cestou k jednoznačně účinným solárním soustavám je potom princip GSR aplikovaný na celkový přínos solární soustavy k nahrazení konvenčních paliv - skutečná úspora paliva instalací solární soustavy (což může zahrnovat i rekonstrukci stávající přípravy teplé vody). Jako garantovaná hodnota by pak měla sloužit maximální spotřeba paliva, měřená na konvenčním dodatkovém zdroji tepla [5].
Závěr
Česká republika, podobně jako ostatní země východní Evropy, nemá s konceptem garantovaných solárních zisků (GSR) zatím zkušenosti. I v zemích s rozvinutým solárním trhem se smluvní garance solárních zisků zatím týká pouze omezeného množství velkoplošných instalací. Nicméně v základním dokumentu Evropské technologické platformy pro solární tepelnou techniku [6] se předpokládá, že do roku 2030 bude garantovaný solární zisk standardem nejen pro velkoplošné aplikace, ale i pro malé solární soustavy s plochou pod 20 m2, kde se v současné době soustředí nejvýznamnější část instalovaného výkonu solárních tepelných soustav. Postupným zaváděním záruk za produkci tepla solární soustavou do širší praxe se bude zvyšovat tlak na kvalitu dodaných prvků a montáže, stejně jako na nabídku komplexních služeb, zahrnujících i provozování a údržbu solární soustavy. Zatímco spolehliví dodavatelé koncept GSR vítají, očekává se zároveň, že solární soustavy nízké kvality postupně zmizí z trhu. V každém případě implementace garance solárních zisků v České republice, ať již v oblasti dotační politiky státu nebo v oblasti volného trhu, nebude v dohledné době snadná z několika důvodů:
- malá zkušenost projekčních, dodavatelských a montážních firem s velkoplošnými solárními soustavami - s jejich navrhováním a realizací;
- velmi omezené množství monitorovaných instalací a nezkušenost firem s řádným provozem solárních soustav, měřením a vyhodnocováním solárních přínosů (monitoringem);
- ochota/neochota firem garantovat přínos solární soustavy;
- dlouhodobě špatná kvalita energetických auditů a posudků na hodnocení energetických přínosů solárních soustav;
- problematika dostupnosti a rozšíření použití kvalitních a zároveň levných výpočtových nástrojů pro stanovení reálných přínosů solárních soustav;
- nízká informovanost odborné veřejnosti a zodpovědných pracovníků cílových ministerstev (MŽP, MPO) o základních principech navrhování, provozování a hodnocení solárních soustav.
Poděkování
Příspěvek vznikl v rámci řešení výzkumného záměru MSM 684077011 "Technika prostředí", financovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR.
Odkazy
[1] Webové stránky společnosti TECSOL, dostupné na http://www.tecsol.fr/
[2] Berner, J.: Guaranteed solar yield, Sun and Wind Energy, roč. 2008, č. 1, str. 46-50.
[3] Webové stránky projektu EAST-GSR v rámci programu Intelligent Energy Europe No. EIE/05/208/SI2.420214 - Solar Thermal Applications in EASTern Europe with Guaranteed Solar Results, dostupné na http://ww.solareast-gsr.net/
[4] Starinský, P., Ševce, P.: Garantované solárne výsledky v rámci projektu EAST-GSR, TZB-Haustechnik, roč. 2008, č. 4, str. 32-33.
[5] Závěrečná zpráva k projektu Altener No. 4.1030/Z/97-014 - Garantierte Wärmelieferung aus thermischen Solaranlagen im Wohnbau, AEE-Intec, Gleisdorf, 2000, dostupná z http://www.aee-intec.at/0uploads/dateien22.pdf
[6] Dokument Solar Heating and Cooling for a Sustainable Energy Future in Europe - Strategic research agenda, ESTTP, 2008, dostupný z http://www.esttp.org
Guaranteed solar results concept introduces a way how to assure the energy savings of realizied solar systems, the economics of installations and declared reduction of emissions. Guarantee of savings creates a pressure on system supplier to deliver the best quality automatically and provides a surety bond for investor at the same time.
