Nezávisle na energetických sítích

8. srpna 2012 /
foto: Brandon W. Mosley

Dnešní dům se od toho postaveného před dvěma sty lety liší zejména tím, že je napojen na sítě — vodovod, kanalizaci i telefon a také na elektrickou síť, plynovod či rozvod tepla. Je to sice pohodlné, ale stojí to hodně peněz. Mnozí proto už uvažují, jestli by se náhodou bez těchto přípojek nemohli obejít — a to nejen na úrovni jednotlivých domů, ale i celých obcí a regionů.

Uvažujeme-li o zásobování domu teplem a elektřinou, první otázka zní: můžeme se vůbec stát nezávislými na plynovodu, elektrických drátech, dodávkách tepla z teplárny nebo uhlí z dolů? Odpověď je ano, ale s určitým omezením.

Především — nevlastníme-li pár hektarů lesa nebo pozemků, kde by mohlo průběžně dorůstat dřevo pro náš kotel, musíme omezit spotřebu tepla. Rostoucí počet pasivních domů ukazuje, že teplo nemusí být pro člověka, který se snaží o energetickou soběstačnost, hlavní problém. Stačí dobře zaizolované stěny, stropy a podlahy, kvalitní okna a větrání s rekuperací a vystačíme se dvěma kubíky dřeva na celou zimu. Solární systém pro ohřev vody s dostatečně velkým zásobníkem nám pak zajistí většinu teplé vody.

I když se nám ale podaří postavit vynikající pasivní dům, nezbavíme se potřeby odebírat elektřinu ze sítě. Nechceme-li se s tím smířit, musíme si pořídit vlastní zdroj. Protože při nákupu nafty pro pohon dieselagregátu by o energetické soběstačnosti nemohla být řeč, musíme uvažovat o obnovitelných zdrojích. Převážná většina domů může vlastní elektřinu získat jedině z fotovoltaických panelů na střeše nebo přilehlém pozemku. Musíme jich ale mít dost: na každý kilowatt instalovaného výkonu potřebujeme minimálně osm čtverečních metrů plochy. Pokud nebudeme mít v záloze ještě jiný zdroj, bude třeba zainvestovat do kvalitního akumulátoru, který se během slunečných dnů nabije a dodává elektřinu v noci a během dní se zataženou oblohou. To je nejdražší část systému, která stojí více než samotné panely. Takzvané ostrovní (tedy samostatné, nepřipojené k síti) fotovoltaické systémy už spolehlivě fungují v odlehlých oblastech a obyvatelé s nimi mají vcelku dobré zkušenosti. V domě závislém výhradně na fotovoltaice není žádný problém s elektřinou na svícení nebo pohon čerpadla. Trochu horší je to u elektrospotřebičů, zejména těch výkonných – ty nejde zapínat neomezeně v kteroukoli denní dobu, jak jsme zvyklí.

K domu bychom si mohli přistavět také malou větrnou elektrárnu nebo vodní mikroturbínu, to jde ale pouze v místě s vhodnými přírodními podmínkami, ve městě jen u některých domů. Vodu i vítr lze začlenit do ostrovního systému, v případě možnosti připojení k síti je ovšem většinou výhodnější postavit větší zdroj a elektřinu vyrábět pro více odběratelů.

Revoluce v sítích

Propojení s okolními zdroji prostřednictvím sítě má pro každý dům, který nestojí na vzdálené samotě a je vybaven vlastním zdrojem elektřiny, nespornou výhodu. Větší počet zdrojů dá dohromady vyšší výkon, přičemž velké odběry neprobíhají současně (všichni připojení nezapnou naráz vrtačku nebo rychlovarnou konvici). Součtový výkon zdrojů zapojených do sítě tak může být menší, než kdyby měl každý objekt vlastní zdroj. Město nebo obec si také může vybírat z více využitelných zdrojů.

Protože dnes u nás rozvodné sítě patří výhradně distribučním firmám ČEZ, E.On a PRE, o místní síti provozované lokálním subjektem si můžeme zatím nechat jen zdát. To se ale může změnit, pokud bude domovních zdrojů přibývat. Poletí-li cena fotovoltaických modulů dolů dosavadním tempem, budou v příštích letech pro spotřebitele elektřiny mnohem přitažlivější. Ve chvíli, kdy si zájemci spočítají, že cena fotovoltaického systému rozpočítaná do kilowatthodin vyrobených za dobu životnosti může konkurovat tarifům nabízeným dodavateli síťové elektřiny, začne jich pochopitelně přibývat. Díky nim pak může přijít revoluce ve fungování rozvodných sítí.

Evropa míří k soběstačnosti

K posílení energetické soběstačnosti budov nepřímo směřuje i evropská legislativa. Směrnice o energetické náročnosti budov, která platí od července 2010, obsahuje ustanovení, že od roku 2020 mají být všechny nové budovy postavené v Evropské unii „téměř energeticky nulové“. Požadavky směrnice jsou v současné době prostřednictvím zákonů a vyhlášek zapracovány do legislativy členských států včetně České republiky (na konci července byl klíčový zákon schválen oběma komorami Parlamentu a čekal na prezidentův podpis). Vyhláška musí mimo jiné konkrétně stanovit, co je to vlastně onen pojem „téměř energeticky nulový dům“. V českých podmínkách by mělo jít o pasivní dům s předepsaným minimálním podílem obnovitelných zdrojů.

Protože směrnice žádá, aby nové domy spotřebovávaly minimum energie na vytápění, stavitelé nejspíš půjdou cestou čím dál větší energetické soběstačnosti. Požadavek na využití obnovitelných zdrojů zase vzbudí zájem o zabudování solárních systémů na ohřev vody, tepelných čerpadel a fotovoltaiky. A pokud jde o kotle na biomasu, patrně se začnou používat kotle s menšími výkony, nebo budou ty stávající vytápět více objektů současně.

Města s pozitivní bilancí

Města a regiony mají větší možnost využití obnovitelných zdrojů než majitel domu s malou zahradou. Řada z nich má za sebou dobré zkušenosti s biomasovými výtopnami, bioplynovými stanicemi nebo větrnými elektrárnami, a tak vznikla myšlenka vytvořit energeticky soběstačné obce nebo region. Záměrem pochopitelně není odpojit město od elektrizační soustavy nebo zakázat dovoz ropných produktů do čerpacích stanic. Města a regiony by se „osamostatnily“ tím, že by dosáhly pozitivní energetické bilance, tedy by uměly vyrobit více energie, než spotřebují. Že to jde, dokazují tři následující příklady.

Bruck an der Leitha — Horní Rakousko

Osmitisícové město nedaleko Vídně usiluje o energetickou soběstačnost už od poloviny devadesátých let. S nápadem zásobovat město energií vyráběnou v jeho bezprostředním okolí přišla skupina aktivních občanů ze sdružení Energiepark a podařilo se jim touto myšlenkou zaujmout představitele radnice i zemědělských a průmyslových podniků.

V roce 1999 město uvedlo do provozu výtopnu na biomasu se dvěma kotli o výkonu 4,5 MW a 1,5 MW, kterou společně vlastní lokální zemědělské podniky. Jako palivo využívá dřevní štěpku z okolních lesů a odpad z dřevozpracujícího průmyslu a zásobuje teplem 800 domácností, tedy zhruba třetinu obyvatel.

Druhou součástí energetického systému města je od roku 2003 bioplynová stanice s celkovým elektrickým výkonem 1,67 MW. Bioplyn vyrábí z organického odpadu produkovaného zemědělskými podniky, potravinářským průmyslem i domácnostmi. Bioplynová stanice ročně dodává do sítí 12 GWh elektřiny a 54 000 GJ tepla. Vyrobeným teplem se v létě ohřívá voda, což umožňuje odstávku biomasové výtopny.

Většinu elektřiny v regionu však dodávají větrné elektrárny. Místní tři větrné parky s 26 turbínami a celkovým výkonem 47 MW, které patří skupinám soukromníků, vyrobí ročně 100 GWh elektřiny.

Větrné elektrárny a bioplynová stanice v Bruck an der Laitha tak nyní nejen dokážou samy vyrobit všechnu elektřinu potřebnou pro region, ale i velké množství navíc. Naopak teplo z lokální biomasy potřebám obyvatel nestačí. Potvrzuje se tak, že i obce, pokud mají být energeticky soběstačné, potřebují postavit více pasivních domů. 

   Větrná farma v Bruck an der Laitha, foto: Wikimedia Commons.

Güssing — rakouská spolková země Burgenland

O energetickou soběstačnost usiluje i čtyřtisícové městečko Güssing na jihovýchodě Rakouska u hranic s Maďarskem, mimo jiné proto, že obyvatelé i vedení města už nechtějí platit za paliva a energie vzdáleným společnostem. V devadesátých letech tu proběhl nejdříve program omezování tepelných ztrát v budovách. Následně si ve městě postavili dvě výtopny na biomasu s celkovým výkonem 11,5 MW a dvě menší v okolních vesnicích. Výtopny zásobují teplem 600 domácností a všechny ostatní budovy včetně průmyslových objektů.

Po roce 2000 přibyla kogenerační jednotka na zplyňování dřevěné štěpky s elektrickým výkonem 2 MW a bioplynová stanice na zemědělský odpad (elektrický výkon 0,5 MW). V roce 2008 tu pak vzniklo výzkumné centrum pro výrobu kapalných a plynných paliv z biomasy, které má do budoucna zásobovat region pohonnými hmotami. V blízkosti Güssingu též vyrostla fotovoltaická elektrárna s výkonem 28 kW a továrna na výrobu fotovoltaických modulů, která dává práci 140 lidem.

Celkově se v regionu daří vyrábět 210 000 GJ obnovitelného tepla a 19,2 GWh elektřiny ročně. To stačí ke kompletnímu zásobování domácností a obecních budov a zajištění poloviny energetických potřeb průmyslu a ostatních firem.

Kněžice — střední Čechy

O energetické soběstačnosti už uvažují i některé české obce. Nejblíže k ní zatím mají Kněžice v okrese Nymburk. Obec se 400 obyvateli a farmou na chov drůbeže a dobytka totiž provozuje bioplynovou stanici a výtopnu na biomasu, které vyrobí zhruba tolik energie, kolik obyvatelé obce spotřebují.

Bioplynová stanice zpracovává odpady z živočišné i rostlinné výroby, záměrně pěstované jeteloviny, ale i obsah septiků. Díky tomu, že obec postavila bioplynovou stanici, nemusela budovat kanalizaci ani čističku. Bioplynová stanice je vybavena kogenerační jednotkou s elektrickým výkonem 330 kW a tepelným 400 kW.

   Bioplynová stanice v Kněžicích, foto: www.arnika.org

Kněžická kotelna na biomasu pak zásobuje teplem prakticky všechny budovy v obci. V kotli na s výkonem 800 kW se spaluje zejména obilní a lněná sláma, případně energetický šťovík. Menší kotel s polovičním výkonem spaluje dřevní štěpku.

Kotelna ročně vyrobí 5700 GJ tepla, zhruba stejné množství dodává bioplynová stanice, která je v provozu celoročně a v letním období ohřívá vodu. Kogenerační jednotka bioplynové stanice dodává do sítě 2,2 GWh ročně, což je více, než odběratelé v Kněžicích spotřebují. 

Soběstačná budoucnost?

Všechny tři předchozí příklady i další zkušenosti z jiných obcí ukazují, že při současné úrovni spotřeby se mohou energeticky „osamostatnit“ obce a regiony, které na to mají přírodní podmínky — najde se v nich dostatek biomasy nebo mají možnost postavit si větrnou nebo malou vodní elektrárnu. Co naopak soběstačnost obvykle brzdí, je velké množství energie, potřebné k vytápění budov. Pokud by ale v obcích začaly převažovat pasivní domy, stali by se ze současných soběstačných obcí „vývozci“. Venkovské regiony můžou v budoucnosti dodávat do měst energii podobně jako dnes potraviny. Také v tomto případě budou venkovští producenti soutěžit se zahraničními dodavateli.

Obyvatelé činžáků a paneláků na tom ovšem budou mnohem lépe jako výrobci energie než jako pěstitelé zeleniny na balkoně. Solární tepelný či fotovoltaický systém na střeše nebo fasádě je učiní mnohem soběstačnějšími než pár rajčat z květináče. A hlavně, o velikosti spotřeby energie si mohou do značné míry rozhodovat sami při plánování rekonstrukce. Každopádně, současné, už realizované projekty ukazují, že energetická soběstačnost domů i celých regionů přestává být vzdálenou chimérou a stává se když ne současností, tak minimálně blízkou budoucností.

Autor pracuje v programu Energie Hnutí DUHA.

Související články: 

Karel Polanecký: Síť, do které chytíš vítr a slunce

Karel Polanecký, Martin Mikeska: Let The Sunsine In

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Pravidla pro komentáře: Redakce Sedmé generace si vyhrazuje právo smazat příspěvek, který nemá nic společného s tématem, obsahuje vulgarismy, rasistické a xenofobní vyjadřování či jiné urážky ostatních, obsahuje spam a komerční reklamu nebo je jinak nevhodný. Porušení pravidel může mít pro uživatele za následek dočasné nebo trvalé znemožnění vkládání dalších komentářů.

Upozornění: Publikovat články nebo jejich části, jakož i zveřejňovat fotografie a kresby z časopisu Sedmá generace nebo z jeho internetových stránek je možné pouze se souhlasem redakce.