Výstavba, nebo obnova?

30. května 2012 • 14:10
Česko by se mělo vydat cestou obnovy uhelných elektráren. Výstavba nových zdrojů s sebou nese řadu rizik

Základem energetiky každého státu je vyvážený energetický mix založený na diverzifikaci primárních zdrojů energie. Cílem návrhu energetické koncepce je zajistit tolik výrobních kapacit elektřiny, aby Česká republika byla ve výrobě elektřiny i nadále soběstačná a udržela si status mírně exportní země. Jaké možnosti k dosažení tohoto cíle máme ale reálně k dispozici? Využití obnovitelných zdrojů je omezeno lokálními přírodními podmínkami v České republice. Plynové zdroje splňují požadavky týkající se životního prostředí, je možné je rychle připravit a využívat. Nevýhodou těchto zdrojů je ale vysoká závislost provozní ekonomiky na kolísajících cenách paliva a fakt, že spotřebu paliva je nutné téměř výhradně krýt dovozem.
Jaderné zdroje také splňují environmentální požadavky, přípravu paliva je možné krýt z domácích zdrojů a mají nízké provozní náklady. V ČR se uvažuje s rozšířením portfolia jaderných elektráren, k tomuto rozšíření však pravděpodobně nedojde dříve než v roce 2025.
Uhelné zdroje mají v tuzemsku bohaté zastoupení, a to jak pro účely kondenzační výroby elektřiny, tak pro účely společné výroby elektřiny a tepla, tzv. kogenerace. Převážná většina z nich byla uvedena do provozu v 60. a 70. letech minulého století, a přestože tyto zdroje prošly revitalizací, pohybují se v dnešní době na hranici životnosti. Z toho vyplývá nutnost úpravy provozních parametrů stávajících zdrojů. Tato opatření spočívají buď v rozšíření technologie o zařízení na čištění spalin, nebo v náhradě významné části technologických systémů zdrojů (tzv. retrofity) – jednak za účelem dosažení limitů a jednak za účelem zvýšení účinnosti zdroje. Další možností řešení této situace je odstavení stávajících zdrojů a výstavba zdrojů nových. Výstavba nového uhelného zdroje má v porovnání s retrofitem v současných podmínkách České republiky určité nevýhody, mezi které patří zejména:
1. Doba trvání přípravy a realizace
a. Refrofit: cca 5–6 let
b. Nový zdroj: cca 6–8 let

2. Doba trvání provozu
a. Refrofit: cca 25 let
b. Nový zdroj: cca 40–50 let

Která cesta je správná?

Z pohledu dostupnosti uhlí v ČR přináší stavba nových uhelných zdrojů oproti retrofitům poměrně značnou míru rizika. Životnost nového zdroje je totiž v porovnání s retrofitem asi dvojnásobná. Na druhé straně výstavba nového zdroje, u kterého existuje v průběhu jeho životnosti nejistota v zajištění dostatku paliva, může být značně rizikovým projektem. Je jasné, že retrofit vyžaduje mnohem nižší investiční náklady než výstavba nového zdroje – i když za cenu pouze dílčího zvýšení provozních parametrů v porovnání s výstavbou nového zdroje s vysokými parametry parního cyklu. Vykompenzují tedy úspory palivových nákladů během doby životnosti nadkritického řešení počáteční vyšší investiční náklady, či nikoli? Možnou odpověď na tuto otázku přinášejí výsledky nedávno vydané studie, která byla připravena renomovanou firmou Parsons Brinckerhoff ve Velké Británii a dočkala se řady publikací v odborných médiích a konferencích. Studie si kladla mimo jiné za cíl analyzovat vhodné varianty, které by umožnily další provoz klasických zdrojů – těch, kterých se týká využití výjimek podle směrnice o omezení emisí vybraných znečišťujících látek do ovzduší z velkých zdrojů emisí (je podmíněná zastavením provozu buď do konce roku 2015, nebo po dvaceti tisících hodinách provozu po 1. lednu 2008). Ve studii je rovněž provedeno rámcové srovnání s ohledem na celkové kapitálové náklady a náklady související se změnami výkonu zdroje. Finanční analýza vycházela ze změny výnosů z vyrobené elektřiny (vyjádřené jako náklad), změny nákladů na palivo a kapitálových nákladů na realizaci úpravy. Pro zajištění porovnatelnosti jsou výnosy a náklady na palivo vyjádřeny jako čistá současná hodnota na základě předpokládané životnosti 25 let a desetiprocentní diskontní sazby. Z uvažovaných možností se jako nákladově nejefektivnější řešení jeví možnost modernizace zařízení (instalace systému pro odsíření spalin a snížení emisí oxidů dusíku). To odpovídá očekávání, protože tato možnost obecně představuje nejnižší částku na úpravy stávajícího zařízení. Neukazuje však pravdivý obrázek, protože vychází z předpokladu, že zařízení bude v provozu dalších 25 let bez dalších oprav nebo renovace a se stálou dostupností. Ve skutečnosti každé zařízení v takovém stavu již pravděpodobně prošlo úpravou a neočekává se, že uplatňuje výjimku podle uvedené směrnice o omezení emisí. Tato možnost je proto považována za benchmark pro další možnosti a byla použita jako základní reference pro finanční srovnání s tím, že veškeré další náklady jsou k dané částce přičítány. Z dalších uvažovaných variant vyplynulo, že nejlepší řešení nabízejí možnosti renovace zařízení, konkrétně nahrazení kotle a/nebo turbíny, přičemž právě modernizace kotle na spalování za vysokých teplot bez přímého využití tlaku (tzv. fluidní kotel) se jeví jako finančně nejatraktivnější ze všech zbylých porovnávaných alternativ. Možnost zahrnující fluidní kotel opět předpokládá, že parní turbína a související zařízení může fungovat bez významné renovace dalších 25 let.

Nevýhodný plyn

Z popsané studie vyplývá, že v případě požadavku nahradit i zařízení s parní turbínou, podkritická možnost představuje řešení s nižšími náklady než nadkritická (parametry páry jsou nad tzv. kritickým bodem, tj. tlakem 22,1 MPa a teplotou 374,15 °C) možnost. Právě s nízkonákladovým palivem, jako je hnědé uhlí (použité pro srovnání ve studii), nejsou úspory paliva spojené se zvýšením efektivity dostatečné, aby nahrazovaly dodatečné kapitálové náklady spojené se superkritickým zařízením. Tento závěr nemusí platit v případě použití dražšího paliva, například černého uhlí, a proto je nutné zvažovat optimální řešení případ od případu. Možnosti s nejvyššími náklady pro provozovatele zařízení tvoří dvě možnosti výstavby zcela nového zdroje, které zahrnují investici do plynových turbín. Ačkoli se efektivita v obou případech významně zvýší, vysoká cena plynu způsobí, že celkové náklady budou mnohem vyšší než u ostatních možností. Přechod na nový zdroj v podobě plynového zařízení je proto třeba považovat za daných předpokladů studie za nejméně výhodnou variantu. Jaké jsou však absolutní odhadované náklady retrofitů v ČR v porovnání s náklady výroby elektřiny v alternativních technologiích?
Pro srovnání jednotkových nákladů na výrobu elektřiny s nově budovanými zdroji v EU včetně rozkladu na klíčové nákladové komponenty využijeme přehled investičních a provozních nákladů v závislosti na typu technologie podle nedávné studie Deloitte s názvem Současné trendy ve výstavbě zdrojů elektrické energie v ČR v kontextu EU.
Studie již zahrnuje moderní elektrárny s funkční technologií na zachycování a ukládání oxidu uhličitého (CCS), která v současnosti ještě nebyla nasazena v komerčním provozu. Lze předpokládat, že náklady v současnosti stavěných zdrojů bez CCS jsou nižší právě o tuto nákladovou položku, ale i tak v porovnání s relevantní benchmarkovou hodnotou (uhlí s PC CCS) 4 200 Kč/MWh jsou náklady v případě uvedených příkladů retrofitů v ČR velmi příznivé. S ohledem na závěry studie Parsons Brinckerhoff se lze domnívat, že náklady uhelné elektrárny s nadkritickými parametry páry se budou pohybovat nad náklady podkritického řešení s ohledem na již uvedené argumenty (v grafu studie Deloitte to není explicitně uvedeno).
Má se tedy Česko vydat cestou obnovy uhelných elektráren? Podle mého názoru ano. Právě probíhající retrofit elektrárny Tušimice II nebo plánovaný retrofit elektrárny Prunéřov lze považovat za správný a ekonomicky opodstatněný koncept v podmínkách České republiky. Relativně nízká kvalita paliva ve formě hnědého uhlí a kratší doba životnosti nahrává variantě s nižšími investičními náklady v podobě podkritického řešení.

Zdroj*Typ*Výkon (MWe)*Termín dokončení (rok)*Celková cena (mld. Kč)*Jednotková cena (Kč/MWe)

Prunéřov II*Retrofit*3×250*2014*25 1)*3 300
Tušimice II*Retrofit*4×200*2012*25 2)*3 100
Zdroj:
1) Technický týdeník, 11/2010
2) Magazín Pro-Energy, 4/2007

Autor: Tomáš Krčka
 
Newsletter
Využijte služby
zasílání zpráv do vaší
e-mailové schránky!