Zdeněk Krejčí: Solární technologické teplo v Evropě a ve světě

Počátkem března 2011 se konala jako každoročně v hornorakouském Welsu již po devatenácté konference Světové dny úspor energií. V jejím rámci proběhly v několika paralelních sekcích tyto akce: Evropská konference o peletách, konference „Solární technologické teplo“ a konference „Přehled energetické účinnosti - Modernizace budov a prezentace úspěšných projektů z oblasti OZE“.

V průběhu konference „Solární technologické teplo“ její účastníci hovořili o situaci ve využívání solární techniky ve výrobních procesech.

Co je to SO-PRO

Evropský projekt Solární technologické teplo (Solar Process Heat, tzv. So-Pro) byl spuštěn v červnu 2009 v rámci programu Inteligentní energie Evropa a potrvá až do září 2011. Zapojili se do něj partneři z šesti evropských regionů: ESCAN (Španělsko/regiony Castila a Madrid), Energy Centre České Budějovice (Česká republika/Jihočeský kraj), GERTEC (Německo/Severní Porýní Westfálsko), Saská energetická agentura (Německo/Sasko), Energetická agentura Podravje (Slovinsko, region Maribor) a Frauenhoferova společnost na podporu aplikovaného výzkumu (Německo). Projekt koordinuje O.Ö. Energiesparverband, energetická agentura Horního Rakouska.

Aktivity partnerů tvoří energetické analýzy průmyslových podniků v uvedených regionech, které používají technologické teplo charakterizované teplotou do 100 °C. Myslí se tím teplo, které je nutné pro určitý technologický proces, kdy se solární termické zařízení stává součástí technologického zařízení. Z projektu jsou tedy vyloučena zařízení sloužící k přípravě teplé vody určené pouze pro umývárny zaměstnanců. Naopak součástí projektu mohou být zařízení sloužící i k vytápění prostorů průmyslových hal.

Kromě jiného byla vypracována i příručka pro navrhování solárních termických zařízení pro ohřev vody na mytí, ohřev náplní průmyslových van, předehřev napájecí vody a konvekční sušení. Další projektové aktivity zahrnují např. cílený rozvoj trhu, proškolování odborníků, pilotní projekty a rozvoj nových služeb týkajících se solárního contractingu (financování z energetických úspor).

Pro první přiblížení a rozhodování o tom, zda v daném podniku má smysl vůbec uvažovat o využití solárního tepla, byl vypracován dotazník. V první části obsahuje vyřazovací kritéria. Česká verze klade celkem tři otázky týkající se výskytu technologického procesu s teplotou pod 80 °C, dostatku místa pro instalaci solárních kolektorů, vhodné orientace na světové strany a zastínění. Pakliže existuje na tyto otázky vesměs kladná odpověď, má smysl pokračovat ve vyplňování dotazníku, kde se nakonec ukáže, do jaké míry může být instalace solárního termického zařízení úspěšná.

Některé všeobecné údaje

Třídění nízkoteplotního tepla a procentní podíl průmyslové potřeby pro různé teplotní úrovně:

V evropském měřítku tvoří průmyslové technologické teplo více než 20 % z celkové potřeby energie, z toho významný podíl v částce 33 % je požadován v teplotách do 150 °C. Pro členské státy EU 25 to představuje cca 70 TWh/rok, vyjádřeno v ploše kolektorů je to 155 mil. m2 . (V roce 2008 bylo instalováno v rámci EU 25 cca 41 mil. m2).

Z uvedeného byly postupně doporučeny nejvhodnější aplikace:

• příprava teplé vody pro umývání a čištění
• předehřev napájecí vody pro parní sítě
• ohřev lázní a nádob
• konvektivní sušení horkým vzduchem
• příprava teplé vody jako „suroviny“ pro další využití

Některé zkušenosti z dosavadního průběhu projektu:

Ekonomická životaschopnost projektů je více pravděpodobná když:

• nízkoteplotní technologické teplo je požadováno po celý rok nemůže být využito odpadní teplo z ostatních procesů
• hlavním palivem je elektřina, topný olej, propan
• jsou k dispozici cílené dotace pro financování

Existuje široký rozsah vhodných průmyslových odvětví:

• procesy jako čištění, mytí, příprava předehřáté vody jako „suroviny“, ohřev nízkoteplotních lázní, atd. se nalézají v širokém spektru průmyslových oblastí

Hlavní mezery v informovanosti:

• nutné je podstatné zvýšení povědomí o problematice prostřednictvím informování a vzdělávání, školení pro společnosti zabývající se solárními zařízeními, projektanty, průmyslové podniky

Jak postupovat při návrhu

V prvním kroku je nutno provést předběžnou analýzu okrajových podmínek, tj. vlastní výroba, stav budov, systém výroby tepla a distribuční síť. Prakticky to znamená provést vyplnění dotazníku SO – PRO. V případě, že podnik nesplní některé z vyřazovacích kritérií, využití solárního tepla nebude vhodným řešením.

Jinak je třeba zhotovit náčrt budovy s jejími základními charakteristikami jako jsou rozměry disponibilních nezastíněných střešních ploch, jejich orientace a sklon, možnosti přistavení jeřábu (často nutné), údaje o statice budovy apod.

Provede se hrubý výpočet velikosti střešní plochy vhodné pro umístění kolektorů, dále velikosti prostoru vhodného pro akumulační nádrž (a jiných zařízení). Zjistí se vzdálenost od kolektorů k akumulační nádrži a k prostoru, kde probíhá výrobní proces, v němž zamýšlíme využívat solární teplo.

Ve druhém kroku je třeba si roztřídit výrobní procesy v podniku, které spotřebovávají tepelnou energii, na uzavřené a otevřené procesy a na nepřetržité a přerušované. Zvláštní pozornost je třeba věnovat nepřetržitým otevřeným procesům bez rekuperace materiálu či tepla, jelikož poskytují pro využití solární termiky největší potenciál.

Nejdůležitější hodnoty jsou teploty procesů, které spotřebovávají tepelnou energii a hodnoty teplot v přívodní a zpětné větvi v již existující tepelné síti. Dále je třeba vědět, o jaký systém dodávající teplo jde, jaký je zdroj tepelné energie (plyn, topný olej, elektřina), jaké jsou ceny energie, hrubý odhad účinnosti topného systému a též objemy dodávek tepla do výrobních procesů sestavené na základě dlouhodobějších záznamů.

Je třeba porovnat a projít si všechny tepelné procesy a zjistit, zda je reálné, aby byl solární systém zapojen do těchto procesů. Přitom jsou užitečná existující schémata procesů zejména pro správné chápání toků materiálů a energie. Je třeba znát průměrné vstupní a výstupní teploty výrobních procesů a celková dodávka tepla by měla být rozdělena dle jednotlivých výrobních procesů. Snažíme se v případě potřeby tepla pro jeden proces odhadnout, jak jsou hmotnostní toky vysoké a proměnlivé. Pokud jsou stálé, je to pro využití solárního systému vhodnější. Je třeba se zaměřit zejména na procesy s nízkou teplotou.

Je třeba určit, zda jsou reálná opatření pro úspory energie či rekuperaci tepla, která by pak mohla mít v podniku přednost.

V dalších krocích pak následuje vlastní návrh systému a jeho jednotlivých prvků.

Postup při podrobném návrhu je uveden ve výše uvedené příručce a zahrnuje:

• určení charakteru průběhu potřeby tepla a jeho množství
• výpočet plochy kolektorů a výběr typu kolektorů
• návrh velikosti akumulační nádrže

Přitom lze s výhodou využít nomogramů v příručce uvedených, které jsou zpracovány pro konkrétní povětrnostní podmínky, konkrétní případy použití a konkrétní průběhy potřeb tepla. Uvádějí vzájemnou závislost mezi solárními zisky, solárním pokrytím, objemem akumulační nádrže, potřebou tepla a velikostí kolektorové plochy pro určitý typ kolektorů. Při tom se pracuje s měrnými hodnotami (vztaženými na 1 m2 plochy apertury), takže návrh není omezen velikostí zařízení.

Příručka byla zpracována Fraunhoferovou společností ISE, Institut pro solární energetické systémy ve Freiburgu a její českou verzi lze najít na www.eccb.cz.

Situace v jednotlivých zemích

Horní Rakousko

Ve využívání obnovitelných zdrojů vůbec patří spolková země Horní Rakousko mezi vedoucí země světa, která si klade za cíl, že do roku 2030 bude veškerá potřeba tepla a elektřiny (100 %) pro provoz budov pokryta z obnovitelných zdrojů. V současné době je to 34 %, podle zdrojů 15 % pochází z hydroelektráren, 15 % z biomasy a 4 % tvoří solární kolektory a ostatní.

Významnou úlohu v energetické osvětě hraje energetická agentura Hornorakouský svaz pro úspory energií (O. Ö. Energiesparverband), která je zřízena při hornorakouské vládě od roku 1991 a jejímž posláním je zejména nezávislé energetické poradenství pro občany, úřady a podniky týkající se na zvyšování energetické účinnosti, ekologii a inovativní technologie.

V Horním Rakousku, které má 1,38 milionu obyvatel, připadalo v roce 2009 na jednoho obyvatele 0,765 m2 kolektorové plochy, zatímco v celém Rakousku to je 0,43 m2 kolektorové plochy, v Německu to je 0,155 m2 a v EU jen 0,062 m2.

V cílovém roce 2030 by měla tato hodnota v Horním Rakousku dosáhnout 2,2 m2.

V oblasti solární termiky uplatňují hornorakouské úřady metodu „cukru a biče“, tedy formou finančních dotací v kombinaci se zákonnými nařízeními a doplněnou o osvětu.

Podporovány jsou i věda a výzkum a to na spolkové i zemské úrovni.

V Horním Rakousku je v provozu několik solárních průmyslových zařízení:

• Eisvogel, Möln, zpracování a prodej ryb, systém pro čištění a vytápění, 44 m2 termických kolektorů
• Hoval, Marchtrenk, vytápěcí a větrací systém, povrchové úpravy, 200 m2 termických kolektorů
• Kölblinger, Nußdorf, zpracování kůží, 77 m2 termických kolektorů
• Leitl Betonwerk, Hörsching, urychlení tvrdnutí betonové směsi, vytápění prostorů, 287 m2 termických kolektorů

Španělsko

Země se vyznačuje vysokým a vzrůstajícím stupněm závislosti na zahraničních dodavatelích energie, jejichž podíl tvoří více než 80 %.

U celkové potřeby energie se předpokládá až do roku 2012 pokles, hlavně vlivem ekonomické krize, pak má spotřeba opět narůstat, avšak i po roce 2020 má být nižší než v roce 2008 díky zvyšování energetické účinnosti a úsporným opatřením. Podíl obnovitelných zdrojů na spotřebě primární energie má vzrůst z 10,5 % v roce 2008 na 22,7 % v roce 2020.

Podle Národního akčního plánu pro obnovitelné energie má množství energie vyrobené v solárních zařízení v roce 2020 hodnotu 7,47 TWh, což je 4 x více než v roce 2010. Vyjádřeno instalovanou plochou kolektorů to představuje nárůst ze současných 2,5 mil. m2 na 10 mil. m2 v roce 2020.

V posledních šesti letech došlo ke každoročnímu nárůstu z 800 000 m2v roce 2005 na necelých 2 500 000 m2 v roce 2010, avšak v letech 2008 až 2010 došlo ke zpomalení tempa růstu v důsledku krize ve stavebnictví ve Španělsku.

Hlavní pilíře rozvoje solární energie ve Španělsku v příštích deseti letech jsou:

• solární termální energie pro budovy podle současných předpisů:

1. povinnost instalace solárního termického zařízení přípravy teplé vody v novostavbách a solární fotovoltaiky za určitých okolností

2. solární vytápění a chlazení

• solární termální energie pro průmysl
• solární termoelektrická energie

Příklady instalací solární termiky v průmyslových provozech:

• Villamuriel de Cerato (Palencia), instalace pro čistění automobilových cisteren, 72 kolektorů po 1,94 m2, celkem 140 m2, a dvě akumulační nádrže 5 000 l. Náklady 85 374 EUR, z toho dotace 34 150 EUR, roční úspora 7 161 EUR, návratnost 7 let
• Valladolid, automobilka, 120 kolektorů po 2,03 m2, celkem 244 m2, a tři akumulační nádrže 5 000 l. Náklady 147 577 EUR, z toho dotace 45 076 EUR, roční úspora 9 200 EUR, návratnost 11 let
• Alcaudete (Jaén), výroba a zpracování čokolády, 132 kolektorů po 2,01 m2, celkem 265 m2, a jedna akumulační nádrž 15 000 l. Náklady 180 000 EUR, z toho dotace 70 000 EUR, roční úspora 14 000 EUR, návratnost 8 let
• Montesano (Tenerife), jatka, mytí a čištění, 290 m2
• Avila, automobilka, ohřev průmyslových van, 252 kolektorů, 529,2 m2, akumulace 2 x 20 000 l

Řecko

Řecko je jednou z nejúspěšnějších zemí světa ve využívání solární termické energie.

V současné době připadá na jednoho obyvatele cca 0,370 m2 instalované plochy kolektorů. Trh se solárními kolektory byl nastartován před 35 lety. V té době téměř všechny řecké domácnosti používaly elektrické ohřívače vody a stoupající ceny elektřiny pomohly rozvinout solární trh.

Typickým výrobkem byl a stále je termosifonový systém.

V roce 1978 byla založena Řecká solární průmyslová společnost.

Trh postupně narůstal podobně jako v jiných zemích, částečně díky ropné krizi. V létech 1984-86 byla podporována vládou velká reklamní kampaň a zavedení daně z přidané hodnoty koncem r. 1986 pozvedlo prodej až na 218 000 m2. Tou dobou existovalo kolem 300 výrobců solárních systémů. Téměř všechny systémy byly vyráběny v tuzemsku,kromě několika, které byly importovány hlavně z Izraele.

V té době byly také k dispozici levné půjčky a úvěry.

Postupně se zlepšovala účinnost a spolehlivost a klesl počet výrobců. Koncem osmdesátých let byly zavedeny normy na národní úrovni. Od té doby úzce spolupracují laboratoř solárních systémů Národního centra pro vědecký výzkum „DEMOKRITOS“ a Centrum pro obnovitelné zdroje energie s výrobci a přispěly tak rozhodujícím způsobem k tomuto nasměrování.

Hlavní příčiny úspěchu ve využívání solární termiky v Řecku jsou:

• nejčastějším zdrojem pro přípravu teplé vody je elektřina, kdy jsou vyšší náklady než při ohřevu topným olejem nebo plynem, což vede ke krátké době návratnosti solárního systému
• většina domů má plochou střechu, umožňujících montáž levných termosifonových ohřívačů
• příznivé klimatické podmínky
• státní podpora během počáteční fáze solární termiky
• zapojení zainteresovaných subjektů v raných stádiích solární techniky

V poslední dekádě se reálné ceny elektřiny snížily o 28 %. Daň z přidané hodnoty u elektřiny a plynu činí 13%, zatímco u solární termiky je 23 %. V současné době se ani neposkytují žádné dotace.

Příklady instalací solární termiky v průmyslových provozech:

• Allegro S.A., Athény, oděvní průmysl, voda pro praní, 55 m2 plochých kolektorů, beztlaková zásobní nádrž 1 500 l na střeše.
• Alpino S.A., Thesaloniki, mlékárna, voda pro čištění strojního zařízení, 324 m2 + 324 m2 plochých kolektorů s trubkami, zásobní nádrž 15 000 + 10 000 l . Projekt byl financován z úspor, které přinese solární zařízení.
• Kastrinogianis S.A., ostrov Heraklion, Kréta, textilní průmysl, barvírna, předehřev technologické vody , 180 m2 plochých kolektorů s trubkami, zásobní nádrž 5 000 + 5 000 l . Továrna není napojena na vodovodní siť. Voda se přiváží v tankerech.
• Sarantis S.A., město Inofita, kosmetický průmysl, klimatizace prostoru skladu, adsorpční chlazení, 2 664 m2 plochých kolektorů s trubkami, zásobní nádrž 2 000 l . Zařízení z roku 1999 bylo z 50 % financováno Národního operačního programu pro energii

Itálie

V roce 2010 bylo i Itálii instalováno 400 000 solárních kolektorů, přičemž poslední tři roky má jejich množství sestupnou tendenci. V rámci celého evropského trhu solárních termických zařízení nově instalovaných činí italský podíl 9%. To je samo o sobě slušné číslo, avšak v přepočtu na 1 osobu je Itálie pod průměrem EU a třetí od konce.

Díky váznoucí statistice a monitorování není oficiálně známo, kolik na území Itálie pracuje solárních termických zařízení v průmyslovém provozu.

Před obnovitelnými zdroji bez dotací jsou obecně upřednostňována opatření na zvyšování energetické účinnosti, které mají kratší dobu návratnosti a problematice solární termiky není věnována pozornost, jakou by si zasloužila, avšak:

• existuje nejistota v cenách plynu a ostatních paliv
• postupně narůstá kladný vztah a povědomí o solární energii
• je dostatek dosažitelných solárních zisků
• roli hraje důležitost „zeleného obrazu“ podniků
• existuje ohromný potenciál (více než 30 PJ, 14 mil. m2)

Největší potenciál se očekává v potravinářském průmyslu (44%) a v textilním průmyslu (25%).

Několik příkladů již lze najít, např. blíže nespecifikovaná výrobna uzenin s 242 m2 kolektorů na fasádě, mrazírna potravin se 114 m2.

Německo

Podle údajů Evropské federace průmyslu solární techniky dojde v Německu k postupnému snižování potřeby energie pro vytápění a chlazení budov, kdy do bilancí je zahrnuto i nízkoteplotní průmyslové teplo. V roce 2050 má tato spotřeba klesnout o 31 % vůči stavu v roce 2006. Podíl nízkoteplotního průmyslového tepla ve výši 34 % má být pokryt solárním teplem.

Německo má největší potenciál ve využití solární termiky a sice ve výši téměř 16 TWh za rok, co je zhruba 10 % celkové potřeby tepla v průmyslu. Mezi obory s největší potřebou nízkoteplotního tepla do 100 °C jsou chemický průmysl, potravinářský průmysl a výroba motorových vozidel.

Průměrný roční nárůst instalované plochy kolektorů je 18 %, sledovaný od roku 1991 do r. 2009. Jen v roce 2009 přibylo 1 600 m2, je to však méně, než v roce předešlém, kdy to bylo 2 100 m2.

Několik podniků využívá solární teplo pro technologické procesy, byly ovšem projektovány individuálně.

V zásadě jsou k dispozici vhodné systémy technologie a kolektorů.

Realizace solárního tepla v průmyslových procesech může být kombinována s opatřeními pro úsporu energií.

Strategie pro budoucnost obsahuje dvě linie, realizaci a vědu a výzkum.

K realizaci:

• rostoucí povědomí v průmyslu
• „zelené“ výrobky, výroba
• stabilnější okrajové podmínky, finanční jistota
• vzdělávání projektantů, montérů, provozovatelů
• jsou doporučena opatření ve formě finanční podpory – dotace, pobídky, kontraktingové modely

K vědě a výzkumu:

• vývoj prvků pro vyšší teploty než 100 °C (kolektory, zásobníky, technologické systémy)
• koncepty pro integraci solárních termálních systémů do existujících systémů zásobování teplem a jeho spotřeby (např. parní systémy, vysokotlaké vodní systémy)
• pokrokové způsoby regulace a řízení (např. jak předcházet nebo jak se chovat při stagnaci)
• zvyšování účinnosti a snižování nákladů

Příklady instalací solární termiky v průmyslových provozech:

• Steinbach a Vollmann, výroba zámků, tvarovek a závěsů, ohřev zpětné větve z ohřívače pro pokovování, trubicové kolektory 400 m2, 5 zásobníků po 1 500 l
• Barvy Schulte, lakování dílů automobilových karosérií, vytápění stříkací kabiny, vytápění sušky, 137 m2 trubicových vakuových kolektorů, 30 % úspora, návratnost 7 – 9 let
• továrna Alanod, výroba syté páry pro parní rozvod 4 bar, 143 °C, 180 m2 lineárních parabolických kolektorů
• pivovar Hofmuhl, předehřev technologické vody, vody pro čištění a vytápění, vakuové trubicové kolektory 735 m2, dva zásobníky 55 000 l.

USA

Množství energie spotřebované u koncových spotřebitelů, ve kterém by solární technologické teplo mohlo hrát svou roli může být zhruba kolem 3600 TWh. To je téměř rovnoměrně rozloženo mezi průmyslový a komerční sektor. Je důležité poznamenat, že to není potenciální trh, poněvadž solární technologické teplo nemůže ekonomicky uspokojit celou tuto spotřebu, ale je povzbudivé, že ukazuje významný teoretický potenciál pro solární technologické teplo ve Spojených státech.

V současnosti zásobuje obnovitelná energie 8 % této spotřeby. V průmyslovém sektoru mají obnovitelné zdroje podobu hydroelektráren, využívá se geotermální energie, solární termika a fotovoltaika, vítr a biomasa. V komerčním sektoru je to především biomasa a několik symbolických solárních příprav teplé vody a fotovoltaiky.

Pokud bychom chtěli definovat solární technologické teplo v jeho v nejčistší, či nejryzejší formě, pak nejjednodušší prohlášení o situaci v USA by znělo: „Není žádné“.

Za zmínku však stojí některé způsoby využívání solární termiky v USA:

• koncentrující solární energie, jedná se o výrobu páry v solárně termických kolektorech a potažmo elektrické energie. Nejde tedy přímo o solární průmyslové teplo, ale alespoň na straně vlastních solárních kolektorů existuje možnost jejich použití pro takový účel. Kromě toho se údajně počítá s dvacetinásobným zvětšením kapacit během příštích deseti let, což povede k dalšímu zvýšení přijatelnosti těchto technologií pro veřejnost. V březnu byl instalovaný výkon těchto zařízení 400 MW.
• Solární vytápění a chlazení, příprava teplé vody, včetně vytápění bazénů, podle potřeby se používají všechny typy od nezasklených po vakuované, trubicové či koncentrické, certifikováno je také několik vzduchových kolektorů.

Navzdory recesi a úvěrové krizi v roce 2009 všechny sektory solárního průmyslu vzrostly jak v množství instalací, tak v zaměstnanosti. Příprava teplé vody zaznamenala nárůst o 14 %.

Jihozápad Spojených států má jedny z nejlepších podmínek pro využívání solární energie na světě. Množství ročního dopadajícího záření je dvojnásobné než např. v Německu.

Některé zákony týkající se solární termální energie:

• Zákon o energetické politice z r. 2005, stanovuje základní požadavky pro federální úřady týkající se primárních obnovitelných energií. Ukládá podíl elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů v jednotlivých létech.
• Zákon o energetické nezávislosti a bezpečnosti z r. 2007, požaduje např. , aby v nových a rekonstruovaných veřejných budovách byla potřeba tepla kryta z 30% solárním teplem.

Tunisko

Střednědobý a dlouhodobý výhled počítá se zvětšujícím se podílem obnovitelných zdrojů až na hodnotu 20% v roce 2030. Z toho největší podíl (85 %) bude tvořit energie větru a 11% solární termika. Instalovaná plocha solárních kolektorů (123 000 m2 v roce 2004) má vzrůst ze současných cca 400 000 m2 na 750 000 m2 v roce 2014.

Dotace na výstavbu zařízení pro přípravu teplé vody jsou odstupňovány podle velikosti zařízení (1 až 3 m2 a 3 až 7m2 ) a jsou spravovány Národním fondem pro energetickou správu. V roce 2010 bylo v zemi 50 způsobilých dodavatelů, mezi nimi 7 výrobců, 250 typů ohřívačů vody, 1100 způsobilých montážních firem a bylo vytvořeno více než 7000 pracovních příležitostí.

Národní program podpory solární termální energie v průmyslu PROSOL II a cíle ve využívání solární termiky:

• dosažení instalované plochy 30 000 v průmyslovém sektoru
• pilotní fáze pro vytvoření a financování mechanismu odpovídajícímu průmyslové oblasti, odhalení překážek rozvoje a začlenění prvních solárních instalací do průmyslového procesu v Tunisku
• stanovení potenciálu pro využití solárních systémů pro přípravu teplé vody v 80 institucích náležejících do oborů potravinářství, textilního, chemického a papírenského průmyslu
• vypracování 40 předběžných studií proveditelnosti pro podporu průmyslových organizací nejvíce zainteresovaných na investování do solárních termických technologií detailní dokončení 10 studií proveditelnosti a šíření výsledků
• vypracování mechanismu financování pro pilotní program
• šíření výsledků pomocí speciálního komunikačního plánu
• školení s cílem kvalifikovat poradenské firmy, projekční kanceláře, montážní firmy, odpovědné provozovatele

Předpokládaná doba návratnosti jednotlivých projektů 2-3 roky.

Podobně je v programu PROSOL II zpracován oddíl pro hotely.

Čína

Roční prodeje kolektorů nepřetržitě rostou od roku 1998, obzvlášť vysoký nárůst byl v létech 2006 – 2009 s tempem růstu cca 35 %. V roce 2009 byl zaznamenán prodej ve výši 42 mil m2. Celková instalovaná plocha v témže roce byla 145 mil m2, co je však v přepočtu na jednoho obyvatele stále nízká hodnota.

Existuje úplný průmyslový řetězec:

• materiál, kolektor, systém
• výroba ,prodej, servis

Objem průmyslové výroby obnáší 6 biliónů EUR.

K dispozici je přes 3000 výrobců zařízení pro solární přípravu teplé vody a jejich počet velice rychle narůstá. Střední a velcí výrobci zaujímají více než polovinu trhu. Více pozornosti je třeba věnovat ochraně značek a kontrole kvality.

Hlavním produktem jsou systémy s přirozenou cirkulaci, protože jsou levnější. Tvoří více než 80% instalací.

Ve věci typu kolektorů existuje zásadní rozdíl ve srovnání s mezinárodním trhem, neboť 96 % tvoří vakuové trubicové kolektory a zbytek ploché kolektory. Důvodem je právě využití přirozeného oběhu, kdy trubicové kolektory pracují až do -10°C. Existuje obrovská výrobní kapacita na trubicové kolektory a jen malá kapacita na výrobu plochých kolektorů.

Z instalací tvoří 65 % příprava teplé vody pro domácnosti a zbytek jsou inženýrské projekty. Využití pro vytápění budov tvoří jen malý podíl.

Neexistuje žádná pobídková politika od vlády, žádné zvýhodnění nebo dotace.

Většina společností je soukromých a jdou trhem vlastní cestou.

Od roku 2007 stále více provinčních vlád uplatňuje povinnosti:

• např. nové budovy nižší než 12 podlaží by měly instalovat solární zařízení na přípravu teplé vody včetně obytných a veřejných
• ve dvou úrovních: povinně nebo jen příprava potrubí a prostoru pro zařízení
• nejsou požadavky na minimální solární pokrytí

Program Elektrické spotřebiče pro venkov poskytuje dotace ve výši 13 % z ceny a mezi výrobky jsou zahrnuta i solární zařízení pro přípravu teplé vody.

Předpokládá se velký nárůst čínského trhu v oblasti solární termiky. Plánuje se, že v roce 2020 bude instalováno 500 mil m2 pro budovy, to odpovídá 0,203 m2 na jednoho obyvatele. V průmyslu se předpokládá instalovaná plocha 500 mil m2, nebo dokonce 800 mil m2.

Potenciální spolupráce bude možná v oblastech:

• výroba plochých kolektorů
• návrh a vývoj systémů – čerpací systémy, hybridní systémy s biomasou, elektřinou, plynem, středně a vysokoteplotní teplovodní systémy, systémy pro vytápění budov, chladící systémy
• normy – označování energetické účinnosti
• certifikace

Turecko

Turecko se svou mladou populací a rostoucí energetickou potřebou na osobu, s jeho rostoucí urbanizací a jeho ekonomickým rozvojem, bude v příštích dvaceti letech jedním z nejrychleji rostoucích energetických trhů. Turecko je těžce závislé na drahých dovážených energetických zdrojích, to přináší velkou ekonomickou zátěž a znečišťování ovzduší se stává velkým ekologickým problémem v zemi.

Turecko má příznivé klimatické podmínky pro využívání solární termiky.

Většina v současnosti provozovaných solárních zařízení připravuje teplou vodu pro domácnosti a pro hotely. Termosifonové ploché kolektory se používají v Turecku od roku 1950 a v současnosti tvoří ještě 75 % všech instalovaných systémů.

Potenciál trhu v současné nejdůležitější oblasti aplikací solárního průmyslového tepla je obrovský v různých odvětvích průmyslu.

Hlavní průzkum ve studiích potenciálu provedených v Turecku může být shrnut v klíčových závěrech:

• strukturální rozdělení průmyslové výroby v Turecku (strojírenství 22,5 %, textil 11,9 %, potravinářství včetně vinařství a pivovarnictví 10,6 %, atd.)
• nejvhodnější průmyslové obory a procesy pro využití solární termiky (potravinářství a pivovarnictví, textilní průmysl, chemický průmysl)
• potřeba průmyslového tepla podle výše teploty (do 100 °C 30%, 100 – 400 °C 27 %, nad 400 °C 43 %)
• technický potenciál aplikací pro solární technologie pro turecký průmysl včetně všech případů, kde se předpokládá, že instalace solárního termického systému je technicky proveditelná (dostupná plocha na střeše nebo fasádě, pracovní teplota, technická možnost zapojení solárního termického zařízení do technologického procesu, typ procesu, dostupnost konkurenčních technologií
• ekonomická uskutečnitelnost (ceny energií, investiční a provozní náklady, schéma financování

Ačkoli byl zjištěn obrovský potenciál solárního tepla pro průmyslové aplikace v Turecku, je důležité pochopit i překážky bránící rozšíření:

• nedostatek technologie: mnohé procesy požadují vyšší teploty, než typické solární aplikace (příprava teplé vody, vytápění, ohřev plaveckých bazénů). Jsou třeba nové návrhy řešení, vývoj nových materiálů, aby se vyhovělo vyšším teplotním potřebám
• povědomí: solární termické instalace pro technologické procesy neexistují a mnozí manažeři o nich nikdy neslyšeli a nikdy je neviděli
• důvěra jen dlouhodobě prověřeným technologiím
• cena systému: jako většina technologií pro obnovitelné energie, má i solární průmyslové teplo vyšší investiční náklady. Se současnými technologiemi je často finanční návratnost mimo komerční požadavky nedostatek příruček pro navrhování
• nedostatek vzdělávání

Situace v České republice

Počet instalací solárních termických zařízení určených pro průmyslové provozy v ČR by se dal spočítat na prstech jedné ruky.

Přehledem solárních zařízení se pravidelně zabývá MPO, poslední publikovaný přehled je verze z roku 2008 a uvádí instalovanou plochu solárních kolektorů 165 tisíc m2.

Jaké jsou hlavní překážky rozvoje solárního technologického tepla u nás:

• Malá celková energetická účinnost podniků a s tím spojené veliké množství odpadního tepla, které přímo konkuruje solárnímu teplu.
• Náklady na energie nemusí být rozhodujícím argumentem, protože náklady na mzdy nebo na suroviny mají v ekonomice podniku rozhodující slovo.
• Více se vyplatí investovat do strojního zařízení, které vede např. k materiálovým úsporám nebo ke zkrácení výrobního cyklu a má krátkou dobu návratnosti.
• Požadovaná doba návratnosti 3 až 4 roky je nereálná.
• Podniky jsou často velkoodběratelé elektřiny nebo plynu a dovedou si vyjednat příznivější ceny, které opět prodlužují dobu návratnosti.
• Dotace na solární termická zařízení v průmyslu nejsou kontinuální ani mandatorní, programy EFEKT a Ekoenergie – OPPI MPO.
• Nepříliš příznivé klimatické podmínky.

S ohledem na tyto skutečnosti je možno doporučit:

• Při návrhu solárního termického zařízení určeného pro výrobu technologického tepla je třeba postupovat odlišným způsobem, než při návrhu standardního zařízení pro přípravu teplé vody.
• S ohledem na minimalizaci doby návratnosti investice by zařízení mělo sloužit jen k předehřevu vody (do 50 °C). V této oblasti mají všechny typy kolektorů zhruba stejnou účinnost, postačí tedy ploché kolektory.
• Je třeba volit velký činitel měrného využití, tj. denní potřeba teplé vody vztažená na 1 m2 plochy apertury kolektorů, vše ovšem za cenu nízkého solárního pokrytí. Tím zabráníme ztrátám, které by jinak vznikly při letních přebytcích.
• Základním předpokladem je však trvalá a nepřerušovaná potřeba teplé vody, nejlépe 24 hod denně, 7 dní v týdnu a 12 měsíců roce. V tomto případě klesá i požadavek na velikost akumulační nádrže.
• Další šancí na snížení doby návratnosti je přiřazení solárního zařízení do investice při zřizování nového nebo při nutné rekonstrukci stávajícího zařízení.

---

reklama

---