Systémy kombinované výroby tepla a elektřiny (CHP) jsou jednou z nejnovějších technologií vytápění. Zajímavostí těchto systémů je, že kromě výroby tepla vyrábějí také elektřinu. V rozhovoru odborník na kontrolu nákladů podrobně vysvětluje, co může kombinovaná jednotka tepla a elektřiny stát pro rodinný dům.
Otázka: Jak vlastně fungují blokové tepelné elektrárny?
Expert na kontrolu nákladů: V zásadě záleží na typu kogenerační jednotky:
- Spalovací systémy
- Systémy se Stirlingovým motorem
- Ohřívače palivových článků
„Typickou“ blokovou tepelnou elektrárnou jsou systémy s vnitřním spalováním. Skládají se z motoru a generátoru a topné jednotky.
Lze použít topný olej, zemní plyn nebo zkapalněný plyn - v závislosti na verzi kogenerační jednotky. Paliva pohánějí motor, který vyrábí elektřinu prostřednictvím zapnutého generátoru. Výsledné odpadní teplo je zachyceno předtím, než je ztraceno a poskytnuto topnému okruhu nebo předáno do vyrovnávací nádrže.
Takové systémy vyrábějí elektřinu a teplo v poměru přibližně 1: 3, tj. Na 1 kWh elektřiny připadá přibližně 3 kWh tepelné energie.
Stirlingovy motory pracují na jiném principu: zde teplo z vnějšího zdroje tepla pohybuje pístem nahoru a dolů. Pohyb pístu nahoru a dolů se používá k pohonu generátoru, který zase generuje elektřinu.
Teplo generované externím spalováním lze poté použít v topném okruhu k vytápění místnosti a ohřevu vody.
Místo jednotlivých Stirlingových motorů se dnes obecně používají takzvané lineární motory, které mají zvláště vysoký stupeň účinnosti při výrobě tepla.
Zvláštní výhodou systémů Stirlingova motoru je, že mohou využívat jakýkoli zdroj tepla. Nemusí to nutně být fosilní paliva, jako v případě systémů se spalováním - zde lze jako zdroj energie použít také levnou a CO2 neutrální biomasu (pelety, dřevěné štěpky). Dokonce i tepelná energie slunce (sluneční tepelná energie) může být generována v systémech Stirling pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny. Další výhodou systémů Stirling je velmi hladký chod a vysoká účinnost celého systému z hlediska zpětného získávání tepla. Naproti tomu účinnost při výrobě energie je poměrně nízká, pouze 10% - 20%.
Nejnovějším vývojem v oblasti kogeneračních systémů je vytápění palivovými články. Také vyrábí topení a elektřinu.
Pokud je na vodu přivedeno dostatečně vysoké napětí, rozpadne se na vodík a kyslík (historické zařízení se tomu říká „Hoffmannův rozkladový aparát vody“). Palivový článek tento proces přesně obrací: vodík a kyslík se setkávají - tím se uvolňuje teplo, elektrická energie a voda.
Vodík se získává ze zemního plynu
V tomto případě se potřebný vodík získává ze spojení se zemním plynem. V případě malých systémů se to obvykle děje mimo palivový článek - takové systémy se také nazývají nízkoteplotní palivové články. Důvod je velmi jednoduchý: Pokud se v palivovém článku vyrábí vodík ze zemního plynu , jak je tomu obvykle ve velkých systémech, vznikají extrémně vysoké teploty. To může být v některých případech také nebezpečné.
Systémy vytápění palivovými články mají nejvyšší účinnost ze všech systémů kombinované výroby tepla a elektřiny a jsou poměrně jednoduchými a velmi výhodnými systémy. Pokud je to požadováno, mohou být provozovány také s bioplynem, jsou velmi tiché a extrémně nenáročné na údržbu. Vytápění palivových článků je téměř zcela bez emisí.
Jelikož všechny kogenerační systémy dodávají pouze konstantní výkony, ale mohou jen těžko pokrýt špičkové výkony, jsou obvykle spojeny s kondenzačními kotli, které pak poskytují další topnou energii, když je vysoká potřeba tepla. To také zvyšuje náklady na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny.
Otázka: Co obecně stojí zařízení na kombinovanou výrobu tepla a elektřiny?
Expert na kontrolu nákladů: Na tuto paušální sazbu nelze odpovědět - vždy záleží na typu systému a na poskytované službě.
V zásadě však můžete předpokládat, že systémy v současné době stojí minimálně 15 000 EUR . Většina systémů stojí mezi 20 000 a 30 000 EUR .
Tyto ceny platí pro rodinné domy a rodinné domy; u bytových domů nebo bytových domů jsou náklady výrazně vyšší.
Na druhé straně stále existují vysoké dotace a při správném dimenzování a příznivých podmínkách vysoké možné úspory nákladů na vytápění a nákladů na elektřinu. V mnoha případech se může nákup i přes vysoké náklady dlouhodobě vyplatit.
Malý příklad nákladů z praxe
V našem domě je nainstalován malý systém se Stirlingovým motorem.
| Pošta | cena |
|---|---|
| Micro-CHP rostlina | 17 600 EUR |
| Instalace | 4500 EUR |
| Připojení k elektrické síti (pro výkupní ceny) | 1 500 EUR |
| Celkové náklady | 22 000 EUR |
| pokrok | minus 1 900 EUR |
| náklady na sebe | 20 100 EUR |
Je to samozřejmě jen jeden příklad nákladů pro konkrétní zařízení používané v konkrétním prostředí. Náklady se mohou významně lišit i v ostatních případech.
Dotace, které vzniknou z probíhajících provozů, nejsou brány v úvahu: KfW dotuje každou kWh vygenerovanou pro systém 5,41 centů / kWh po dobu 10 let. Kromě toho existují další dotace, například již neplatná daň z energie.
Otázka: Od čeho obecně závisí náklady na jednotku kombinované výroby tepla a elektřiny?
Expert na kontrolu nákladů: Při pořizovacích nákladech samozřejmě hraje roli mnoho faktorů:
- který systém se používá
- jak velký je systém
- zda je použit vyrovnávací zásobník
- Zda je systém připojen k veřejné síti, aby bylo možné čerpat výkupní tarify
- které systémy špičkového zatížení mohou být stále nainstalovány
- jaké dotace lze získat pro příslušný systém
Všechny tyto faktory je třeba vzít v úvahu při pokusu o odhad počátečních nákladů.
Je zpravidla vhodné mít systém speciálně navržený a dimenzovaný pro váš vlastní dům, protože velikost systému je velmi důležitá z hlediska nákladů na systém.
Zpravidla bude také nutné vytvořit zátěžový profil, který ukazuje, jaké energetické požadavky existují kdy. To je jediný způsob, jak správně odhadnout, která velikost systému se nejlépe používá a který další topný systém musí být nainstalován s jakým výkonem.
Otázka: A co náklady na vytápění s takovými systémy - vyplácí se to?
Kombinovaná teplárna se obvykle vyplatí
Expert na kontrolu nákladů: I zde samozřejmě musíte vždy posoudit jednotlivý případ - obecně existuje přinejmenším možnost, že tyto systémy jsou jasně ziskové a pořizovací náklady lze často amortizovat během několika let.
V každém případě je předpokladem pro užitečné použití rozložení zátěže, které je co nejvíce vyvážené, a vhodné dimenzování systému.
Kromě toho kogenerační jednotka vyrábí elektřinu pouze v případě potřeby tepla. Jelikož však účinnost CHP je vždy nejvyšší, když běží neustále, z důvodů účinnosti by měla být plánována na co nejdelší dobu načítání systému. To se často provádí pomocí vyrovnávacích zásobníků, které absorbují generovanou tepelnou energii, když není potřeba. Tepelnou energii pro vytápění nebo potřebnou teplou vodu lze poté odebírat z vyrovnávacího zásobníku.
V zásadě platí, že čím déle kombinovaná teplárna běží, tím více se to vyplatí. .
Vyrobenou elektřinu byste měli v ideálním případě odebírat sami - vzhledem k nízkému výkupnímu tarifu dnes napájení do veřejné sítě často není finančně výhodné.
Dostatečně velké systémy skladování elektřiny mohou pomoci zajistit využití vlastní elektřiny i ve špičkách, a tím se stát do značné míry nezávislým na dodavateli elektřiny. Někdy však stále vysoké náklady na skladování elektřiny vyžadují velmi pečlivé plánování předem, aby zbytečně neztrácely náklady.
Kromě toho by do výpočtu ziskovosti měly být zahrnuty i probíhající dotace (5,41 centů / kWh po dobu 10 let) a daňové úlevy pro vlastníky KVET.
Otázka: Jaké provozní náklady musíte počítat s CHP?
Expert na kontrolu nákladů: Provozní náklady jsou často podceňovány a často nejsou zohledňovány při výpočtu ziskovosti.
Náklady na údržbu se u většiny systémů s vnitřním spalováním zpravidla pohybují v průměru kolem 3 centů / kWh . S častým cyklováním (automatické zapínání a vypínání systému) mohou být náklady také vyšší; později, když systém stárne, je třeba vzhledem k velkému počtu pohyblivých částí zohlednit vyšší náklady na údržbu a servis.
Je třeba poznamenat, že u mnoha grantů musíte také prokázat smlouvu o úplné údržbě po dobu nejméně 10 let. Náklady na takové smlouvy o údržbě jsou pak vyšší, obvykle kolem 5 centů / kWh .
Tyto náklady by měly být v každém případě brány v úvahu, plus náklady na opravy, náhradní díly a nezbytnou generální opravu systému po určitém počtu provozních hodin.
U jiných typů systémů jsou náklady na údržbu často výrazně nižší - například ohřívač palivových článků se udržuje relativně snadno.
Otázka: Je systém vytápění palivovými články ziskovější než jiné kogenerační jednotky?
Expert na kontrolu nákladů: V Japonsku je topení palivovými články již řadu let jednou z nejpopulárnějších alternativ vytápění - ale nelze z toho odvodit žádnou konkrétní ziskovost.
Vytápění palivovými články se v zásadě vyplatí pouze tehdy, pokud existuje dostatečně vysoká potřeba tepla, která je co nejstálnější a spotřeba elektřiny v domácnosti není příliš nízká.
Čím méně a více sporadického tepla je zapotřebí, tím horší je ziskovost vytápění palivovými články. Pokud je spotřeba elektřiny tak nízká, že velká část vyrobené elektřiny musí být přiváděna do veřejné sítě, je šance na amortizaci extrémně nízká.
Vytápění palivovými články je velmi progresivní a skutečně ekologický systém vytápění - výpočet ziskovosti předem je však naprosto nezbytný a nevyhnutelný. V mnoha domácnostech se ani tento typ kombinované výroby tepla a elektřiny s vysokou účinností nebude schopen odepisovat. To je možné pouze za příslušných podmínek.
V jiných případech však může vytápění palivovými články vést k obrovským úsporám a zaplatit za několik let.
