Střízlivý pohled na "solární teplárny"

V České republice je podstatná část spotřeby tepla kryta dodávkami z centrálních zdrojů prostřednictvím soustav centralizovaného zásobování teplem (CZT). Zdrojová základna těchto soustav je tradičně orientována především na fosilní paliva (uhlí, zemní plyn). Cena uhlí zřejmě citelně stoupne po vypršení dlouhodobých smluv velkých tepláren v roce 2015 a v souvislosti s ekologickými limity těžby v severních Čechách reálně hrozí i jeho nedostatek na trhu. Menší systémy CZT jsou orientovány převážně na dovážený zemní plyn. Tuzemský potenciál využití dřevní štěpky produkované při lesní těžbě je z většiny vyčerpán, případně bude naplněn projekty budovanými v současnosti. Podobně jako u fosilních paliv lze proto očekávat další růst cen biomasy a nutnost jejího dovozu. Všechny tyto faktory vedou k myšlenkám jak alespoň část spotřeby paliv pro CZT nahradit jinými, dostupnými a přitom ekologickými (bezemisními) zdroji energie. Jednou z nabízených variant je využití solárního tepla.

Na jaře 2011 proběhla tištěnými médii zpráva o připravovaných projektech "solárních tepláren", které mají pomoci vyřešit problém jak s nedostatkem paliva, tak s cenou tepla. Mají být provozovány ze 100 % na solární teplo bez záložních zdrojů energie avšak se sezónními akumulačními zásobníky tepla, které umožní využít teplo zachycené v letním období v zimní sezóně. Jako modelový příklad je uváděn projekt pro město se spotřebou 60 000 GJ/rok s instalací 50 000 m² kolektorové plochy a zásobníku tepla 300 000 m³. Projekty počítají s prodejní cenou tepla 400 až 500 Kč/GJ, která má být garantována po dobu 10 let [1, 2].

V první řadě je nutné se ohradit proti názvu popisovaných projektů. V žádném případě se nejedná o "teplárny", tedy energetická zařízení určená pro kombinovanou výrobu elektrické energie a tepla. Jde o silně zavádějící označení, které sice působí dobře z pohledu marketingu, avšak s realitou nemá nic společného.

Druhým problémem spojeným s popisovanými projekty je snaha o 100% pokrytí potřeby tepla v síti CZT sluneční energií. Přestože dosažení tak vysokého pokrytí není technicky nereálné, naráží takový návrh na extrémní zvýšení plochy solárních kolektorů a především zvětšení objemu solárního zásobníku. Důvodem je nutnost přípravy teplé vody čistě solárními zisky na definovanou teplotu 60 °C i v nejnepříznivějším období na jaře, kdy je teplota v solárním sezónním zásobníku nejnižší. Pro 100% solární pokrytí musí tato nejnižší teplota dosahovat alespoň 70 °C, aby byla zaručena příprava teplé vody. Solární zásobník tak celoročně pracuje pouze v malém rozmezí teplot od 70 do 90 °C a vykazuje tak velmi nízkou akumulační schopnost. To se odráží na potřebě extrémně velkých objemů a kolektorových ploch. Na druhé straně takto navržená solární soustava vykazuje relativně nízké měrné tepelné zisky cca 250 až 300 kWh/(m².rok). To je důvod proč v zemích, kde se solární soustavy pro CZT začínají stavět již jako komerční projekty (bez dotací Dánsko, s investiční podporou Rakousko, Německo), se nenavrhují nad 50% pokrytí potřeby tepla.

Zamýšlený projekt je extrémní z pohledu velikosti instalované plochy kolektorů na jednom místě v jedné realizaci, která je srovnatelná s plochou všech kolektorů ročně instalovaných v ČR. Nabízí se otázka, jaké zkušenosti má firma nabízející produkt "solární teplárny" s návrhem a instalací velkoplošných solárních soustav. Vzhledem k tomu, že v České republice neexistuje solární soustava přesahující kolektorovou plochu 1000 m² a solární akumulační zásobník s objemem nad 2000 m³ lze s jistotou říci, že s tak velkými soustavami, jaké jsou prezentovány tu realizační zkušenost nemá nikdo. Navrhnout, postavit a zprovoznit solární soustavu nad 1000 m² není stejné jako nainstalovat solární soustavu na rodinný domek, natož soustavu s 50x větší plochou. V Rakousku, Dánsku a Německu nabízejí skromnější produkty firmy, které mohou prokázat desítky let zkušeností v oboru. Proto se zdá, že realizace projektu největší solární soustavy na světě je bez předchozí zkušenosti s alespoň s řádově menšími zařízeními poměrně smělým a důvěru postrádajícím krokem.

Hlavním bodem, který vyvolává rozpaky, je vlastní ekonomika zamýšleného projektu. Pro odhad investičních nákladů lze vzhledem k nedostatku tuzemských zkušeností čerpat pouze z obdobných zahraničních projektů (s vysokým solárním pokrytím, nikoli však takto extrémním) realizovaných v posledních 10 letech, přestože např. velikost vodního akumulačního zásobníku 300 000 m³ je ojedinělá i v celoevropském měřítku. Ze zkušeností při realizacích lze odhadnout, že měrná cena trvanlivého sezónního vodního akumulačního zásobníku o objemu větším než 100 000 m³ se může pohybovat okolo 100 EUR/m³ (cca 2500 Kč/m³). Cena zbytku solární soustavy (kolektory, nosné konstrukce, rozvody, výměníky) bude významně ovlivněna cenou solárních kolektorů a lze předpokládat optimistickou hodnotu investičních nákladů okolo 5000 Kč/m² kolektorové plochy. Potom pro uvedený projekt lze reálné investiční náklady předpokládat okolo 1 mld. Kč, nikoli 200 mil. Kč jak se uvádí v propagačních a nabídkových textech. Pokud by byly náklady určeny z celkových měrných nákladů skutečně investovaných do solárních soustav s vodními sezónními zásobníky při pokrytí 40 až 50 %, tj. měrných nákladů v rozpětí 20 až 30 000 Kč/m², potom je investice na podobné úrovni zhruba 1 až 1,5 mld. Kč. Opravdu je možné v ČR snížit běžný investiční náklad na pětinovou cenu reálně dosahovaných nákladů?

Z uvedených údajů lze potom stanovit odpovídající cenu solárního tepla. Pro jednoduchost postačí uvažovat prostou cenu tepla stanovenou z investičních nákladů 1 až 1,5 mld. Kč a očekávaného zisku soustavy 50 000 GJ (při uvedeném dimenzování stejně 100% pokrytí 60 000 GJ nemůže být v podstatě dosaženo, plocha kolektorů i objem zásobníku by musely být zvětšeny o cca 20 %). Cena vyrobeného solárního tepla se pohybuje na úrovni 2 až 3 tisíce Kč/GJ.

Posledním otazníkem, který se vznáší nad celým popraskem okolo solárních tepláren je obchodní model pro realizaci stavby. Investorem a majitelem solární soustavy pro CZT je dodavatel technologie – fakticky firma nabízející produkt "solární teplárny". Město nebo obec, které se rozhodne pro výstavbu takového solárního zdroje, není investorem (nevkládá své finanční prostředky), pouze odběratelem tepla s garantovanou cenou po dobu 10 let. Co vede firmu, která nedávno vstoupila na burzu, k tak prodělečné činnosti? Vyrábět jeden GJ tepla za 2000 Kč a prodávat ho za 500 Kč?

Odkazy
[1] Robert Zelenka, Jan Němec, Ekonom č. 9 ze 3. 3. 2011, Slunce roztopí radiátory, http://ekonom.ihned.cz/c1-50880580-slunce-roztopi-radiatory

[2] David Tramba, Zajistí slunce levnější vytápění? Lidové noviny, 5. 8. 2011