Energetické služby a poradenstvo pre 4. ročník stredných odborných škôl

Transcript

1 Energetické služby a poradenstvo pre 4. ročník stredných odborných škôl Učebné texty pre študijný odbor Technik energetických zariadení budov 1

2 O projekte refuge Energetické služby a poradenstvo Projekt REFUGE Renewable Energy for Future Generations Obnoviteľná energia pre budúce generácie bol podporený v rámci Programu celoživotného vzdelávania, podprogramuleonardo da Vinci mnohostranné projekty Prenos inovácií v roku 2011 pod číslom Projekt realizoval EkoFond, neinvestičný fond zriadený SPP. Partnermi projektu boli školiaca a konzultačná firma IDEC S.A. z Grécka, Integrovaná střední škola z Českej republiky, SOŠ elektrotechnická Trnava, Spojená škola Kremnička Banská Bystrica, SOŠ technická Prešov a Štátny inštitút odborného vzdelávania. Hlavnými cieľmi projektu bolo identifikovať a analyzovať nové povolania v oblasti obnoviteľnej energie, pripraviť školenie pre výchovných a kariérnych poradcov o nových povolaniach a pripraviť učebné texty zamerané na oblasť obnoviteľných zdrojov pre študijný odbor technik energetických zariadení budov vyvíjaný EkoFondom spolu so zapojenými strednými školami a Štátnym inštitútom odborného vzdelávania (ŠIOV). Viac informácií o projekte na Tento projekt je financovaný Európskou komisiou z Programu celoživotného vzdelávania. Za obsah tohto učebného textu zodpovedajú autori. Učebný text nereprezentuje názor Európskej komisie a Európska komisia nezodpovedá za použitie informácií, ktoré sú jeho obsahom. 2

3 O projekte Technik energetických zariadení budov EkoFond, neinvestičný fond, zriadený Slovenským plynárenským priemyslom, a. s., od roku 2009 riadi prierezový stredoškolský odbor s výučným listom a maturitou Technik energetických zariadení budov. Podnet na jeho vytvorenie prišiel priamo z praxe od odborníkov pôsobiacich v energetickom sektore, ktorí dlhodobo avizovali nedostatok technických odborníkov so zameraním na energetiku budov. Energetický sektor ako jeden z kľúčových pilierov každej ekonomiky ponúka žiakom mimoriadne perspektívne a vysokokvalifikované remeslo. EkoFond v rámci tohto projektu zrealizoval vybudovanie moderných odborných pracovísk, kde sa žiaci môžu prakticky učiť inštalovať energeticky efektívne technológie na báze obnoviteľných zdrojov energie (OZE) a plynu, ďalej podporil odborné vzdelávanie pedagogických pracovníkov a majstrov odborného výcviku, ako aj prípravu a vydanie učebných textov. Projekt bol podporený sumou viac ako eur. Absolventi študijného odboru TEZB budú mať široké uplatnenie nielen v oblasti plynárenstva, ale aj v oblasti energetického poradenstva a služieb pri kúpe, inštalácii, servise a údržbe energetických zariadení do domácností a malých prevádzok. Vedomosti a zručnosti získané počas štúdia umožnia budúcim zákazníkom týchto absolventov priamo usporiť energiu spotrebovávanú v ich domácnosti alebo pri prevádzke malých budov. 3

4 Kolektív autorov Energetické služby a poradenstvo pre 4. ročník stredných odborných škôl Učebné texty pre študijný odbor Technik energetických zariadení budov Bratislava

5 OBSAH Zoznam použitých skratiek... 8 Predhovor Základné pojmy Zdroje energie Neobnoviteľné zdroje energie Primárne zdroje energie - prírodné Uhlie Ropa Zemný plyn Environmentálne riziká Využitie zemného plynu Jadrová energia - urán Sekundárne zdroje energia - umelé Nekonvenčné zdroje energie Obnoviteľné zdroje energie Energia vody Energia slnka Energia vetra Geotermálna energia Energia z biomasy Alternatívne zdroje energie Spotreba energie vo svete a na Slovensku Energetická legislatíva Energetická legislatíva EÚ Legislatíva Slovenskej Republiky v oblasti energetiky Inštitúcie SR v oblasti energetiky Energetická efektívnosť

6 9 Energetické služby Spracovanie energetických analýz a energetických auditov Návrhy projektov zameraných na efektívnosť pri používaní energie a ich realizácia (EPC projekty) Prevádzka a údržba energetických zariadení, Monitorovanie a hodnotenie spotreby energie Zabezpečenie palív a energie na účel poskytovania výkonov Dodávka energetických zariadení Energetické poradenstvo Racionalizácia spotreby energie Energeticky úsporné zariadenia Kombinovaná výroba (kogenerácia) Systémy kombinované paroplynové cykly Systémy s parnou turbínou Systémy so spaľovacou turbínou Systémy so spaľovacím motorom Trigenerácia Mikroturbíny Stirlingov motor Palivové články Parný stroj Rankinov organický cyklus Tepelné čerpadlá Kompresorové tepelné čerpadlá Absorpčné tepelné čerpadlá Zeolitové tepelné čerpadlo Využitie solárnej energie spolu so zemným plynom v domácnosti

7 13 Vplyv zateplenia domu na úspory energie Ekonomické dôvody zatepľovania Technické dôvody pre zatepľovanie Odvetraná fasáda Drevené sendvičové konštrukcie

8 Zoznam použitých skratiek CVS Centrum verejnej správy DS distribučná sústava EN Európska norma ESO efektívna, spoľahlivá a otvorená štátna správa EÚ Európska únia FV fotovoltika FVP fotovoltický panel HDP hrubý domáci produkt HEP hydroenergetický potenciál IBV individuálna bytová výstavba IEA Medzinárodná energetická agentúra IIASA Medzinárodný inštitút pre aplikovanú systémovú analýzu IPCC Medzivládny panel pre zmeny klímy JE jadrová elektráreň KGJ kogeneračná jednotka MRK maximálna rezervovaná kapacita výkonu OECD Organizácia pre hospodársku spoluprácu a rozvoj OKV odborový kalkulačný vzorec OP obstavaný priestor OZE obnoviteľné zdroje energie PSN priame spracovacie náklady PSV pridružná stavebná výroba PEZ primárne energetické zdroje RK rezervovaná kapacita výkonu RU rozpočtový ukazovateľ SN spracovacie náklady SNV spracovacie náklady výroby SSE D Stredoslovenská energetika - distribúcia, a.s. STN Slovenská technická norma TEU technicko-ekonomický ukazovateľ THU technicko-hospodársky ukazovateľ TUR trvalo udržateľný rozvoj TV teplá voda (ohriata pitná voda) ÚOŠS ústredný orgán štátnej správy ÚPVS Ústredný portál verejnej správy URC ukazovateľ priemernej rozpočtovej ceny VRN vedľajšie rozpočtové náklady WEC World Energy Council (Svetová energetická rada) ZRN základné rozpočtové náklady 8

9 Predhovor Energetické služby a poradenstvo Svet denne potrebuje obrovské množstvo energie. Ľudia musia niekde kúriť, niekde chladiť, v noci svietiť, cestovať, prepravovať tovar, pestovať a vyrábať potraviny, či obrovské spektrum spotrebného tovaru. Energetické zdroje, ktorými potreby doteraz pokrývali sa však postupne vyčerpávajú, ale nové, ktoré by ich nahradili, sa získavajú či objavujú veľmi ťažko. Slovenská republika je na dovoze primárnych energetických zdrojov absolútne závislá, Nakupovať musí (v percentuálnom vyjadrení) nukleárne palivo - 100%, ropu - 99%, uhlie 80% a zemný plyn - 97%. To sú hlavné dôvody, prečo je nutné s energiou nakladať rozumne a využívať ju maximálne efektívne. Profesia technik energetických zariadení budov je na Slovensku nová. Žiaci preberajú učivo, ktoré mu dáva prehľad o energetike všeobecne, o jednotlivých formách energie, ich vlastnostiach, spôsobe a možnostiach ich raciomálneho využitia, ako aj základný prehľad európskej a slovenskej legislatívy. V praktickej časti prípravy sa žiaci zoznamujú so základnými energetickými zariadeniami v domácnostiach, rôznych inštitúciách či výrobných podnikoch. Majú možnosť teoreticky, ale i prakticky, sa zoznámiť s novými, modernými a úspornými technologickými novinkami, ktorými sú vybavené špeciálne učebne. Absolventi strednej odbornej školy tohto zamerania by sa v praxi mali zaradiť medzi pracovníkov v oblasti energetiky, kde budú v úlohe napr. energetika, energetického poradcu či energetického audítora aktívne hľadať cesty k znižovaniu energetickej náročnosti v širokej palete odberateľov od priemyselného odberateľa po domácnosti. 9

10 1 Základné pojmy Energetické služby a poradenstvo Energia je fyzikálna veličina, ktorá je charakterizovaná ako schopnosť hmoty (látky alebo poľa) konať prácu. Energia je slovo vytvorené fyzikmi v polovici devätnásteho storočia, z gréckeho energeia (vôľa, sila či schopnosť k činom). Energia ako vlastnosť hmoty a kvantitatívna miera pohybu vyjadruje schopnosť hmotných systémov vykonávať prácu na základe vnútorných zmien. Energia neexistuje oddelene od hmoty a prejavuje sa iba spolu s inými vlastnosťami hmotných systémov. Podľa hmotného systému, na ktorý sa energia viaže, rozlišujeme druhy energetických zdrojov. Rovnaká forma energie sa môže viazať na viacero nosičov energie napríklad chemická forma je obsiahnutá v uhlí, rope, zemnom plyne, ale aj v biomase Energia sa nedá vyrobiť a ani zničiť, možno ju iba zmeniť na inú formu. Podľa teórie relativity sú hmota a energia ekvivalentné, pretože hmote prisudzujeme energiu o hodnote E= m.c 2. Z toho vyplýva, že aj v najmenších čiastočkách existuje istý druh pohybu, ktorého mierou je m.c 2. Túto okolnosť si treba uvedomiť pri používaní pojmu energia, z fyzikálneho hľadiska je nesprávne používanie množného čísla čiže energií, aj keď hovoríme o využití viacerých foriem energie v jednom konkrétnom prípade, napríklad elektrine, teple a pod. Množstvo energie, ktoré sa zabezpečenie svojich potrieb výrobu tepla, chladu, svetla, chdou osobnej a nákladnej dopravy, pohonu rozličných technologických zariadení či podporu poľnohospodárstva. Dostatočné energetické zdroje však na to nie sú. 2 Zdroje energie Zdroje energie (správnejšie nosiče energie) možno rozdeliť podľa rôznych kritérií. Podľa pôvodu ich delíme na : - primárne zdroje, ktoré sú k dispozícii v prírode (napr. mechanická energia vody, chemická energia palív, jadrová energia prvkov uránu a tória, ktoré možno štiepiť). Z pohľadu ich chemického zloženia ich môžeme rozdeliť na dve skupiny: organické kaustobiolity (uhlie, ropa, plyn, rašelina, bituminózne (asfaltické) piesky a bridlice), anorganické minerálne (uránová ruda). sekundárne zdroje energie - sa získavajú postupnosťou premien primárnych zdrojov energie. Napr. spálením uhlia v kotle vzniká teplo, ktoré sa ako sekundárny zdroj ďalej využíva pre ohrev. Sekundárne, teda umelé zdroje energie sú napríklad: produkty štiepnej reakcie v reaktoroch ( 235 U alebo 239 Pu vzniknuté z 238 U), 10

11 plyny z technologických procesov (koksárenský, svietiplyn, generátorový plyn syngas, kychtový plyn) a iné. Podľa tradičnosti je časté delenie zdrojov energie na : konvenčné (tradičné), využívané v minulosti i súčasnosti. Konvenčné neobnoviteľné zdroje v podstate predstavujú piliere svetovej energetiky z pohľadu výroby tepla, výroby elektrickej energie a zdroja energie pre dopravu. Približne 90 % vo svete vyprodukovanej energie pochádza z uhlia ropy a plynu. nekonvenčné (alternatívne) - všetky energetické zdroje, ktoré v tej - ktorej oblasti využitia nahrádzajú, resp. snažia sa zastúpiť energetické zdroje bežne využívané (tradičné zdroje energie), ktoré nie sú zatiaľ veľmi rozšírené z rôznych technických i ekonomických dôvodov, ale v budúcnosti sa predpokladá, že sa ich podiel bude zvyšovať (slnko, vietor, voda, biomasa a pod.). Tieto i ďalšie kritéria možno vzájomne kombinovať. Podľa obnoviteľnosti delíme energetické zdroje na : - neobnoviteľné zdroje energie. sú za ne považované také zdroje energie, ktorých vyčerpanie môže nastať v horizonte stoviek rokov, alebo jeho prípadné obnovenie by trvalo omnoho dlhšie. Neobnoviteľné zdroje energie sú teda v čase a priestore z pohľadu dĺžky ľudského života a potrieb spoločnosti vyčerpateľné. - obnoviteľné zdroje energie, ktoré sú z pohľadu dĺžky ľudského života a potrieb spoločnosti nevyčerpateľné. Toto delenie vychádza z kritéria obnoviteľnosti, ktoré zohľadňuje mieru vyčerpateľnosti zdrojov z pohľadu časových dimenzií a potrieb ľudskej spoločnosti. Kritérium obnoviteľnosti nie je absolútne a je predovšetkým funkciou času. Ak by sa uvažovalo s časovým intervalom rádovo stoviek miliónov alebo rádovo miliárd rokov, potom by uhľovodíkové palivá boli obnoviteľným zdrojom energie (pri predpoklade cyklického charakteru striedania geologických epoch), pričom uhlík a vodík sú v svojom prirodzenom cykle ukladania slnečnej energie do väzieb chemických zlúčenín (cestou fotosyntézy) a kaustobiolity by boli istým druhom zušľachtenej - skoncentrovanej a dlhodobejšie konzervovanej biomasy. Opačným prípadom je napríklad intenzívne využívanie dendromasy (drevnej hmoty), spôsobom, ktorý neumožňuje tak prirodzenú, ako ani umelú obnovu porastu a v konečnom dôsledku vedie k degradácii ekosystému, ktorého obnova si následne vyžiada neporovnateľne dlhšie časové obdobie. V tomto prípade má dendromasa charakter neobnoviteľného zdroja energie. Pri spaľovaní dendromasy, v procese jej energetického 11

12 využívania, dochádza k uvoľneniu chemických látok, pôvodne viazaných na kvázikonštantné množstvo hmoty obnovujúceho sa porastu, do obehu obdobným spôsobom, ako k tomu dochádza napríklad pri spaľovaní uhlia, avšak v úmerne menšom merítku, ktorého dopady však môžu mať aj globálny charakter (dopad závisí len od množstva uvoľnených prvkov), ktoré je do značnej miery dané veľkosťou uvažovaného exploatovaného územia. 3 Neobnoviteľné zdroje energie Medzi neobnoviteľné zdroje energie patria predovšetkým primárne zdroje energie. Možno konštatovať, že sú zároveň aj konvenčnými (teda tradičnými) zdrojmi energie. Túto skupinu tvoria hlavne fosílne palivá. Fosílne palivá sú nerastné suroviny, ktoré vznikli premenou odumretých zvyškov rastlín a tiel živočíchov bez prístupu vzduchu. Tieto palivá vytvárala sama príroda počas niekoľkých miliónov rokov. Fosílne palivá sú sústredené zdroje chemickej energie. Keď horia, časť ich chemickej energie sa uvoľňuje vo forme tepla. Považujú sa za vyčerpateľný neobnoviteľný zdroj energie, pretože vhodné podmienky pre ich vznik, ako boli v dávnej minulosti, sa už zrejme nebudú opakovať. Medzi najvýznamnejšie fosílne palivá patria predovšetkým uhlie, ropa, zemný plyn a rašelina. Patrí sem aj jadrová energia, protože prirodzené prírodné zásoby štiepnych materiálov sú tiež vyčerpateľné. 3.1 Primárne zdroje energie - prírodné Primárne zdroje energie sa získavajú priamo v prírode a neprešli žiadnym procesom premeny. Možno ich zaradiť do skupiny konvenčných, teda tradičných zdrojov energie. Medzi najvýznamnejšie primárne (konvenčné) neobnoviteľné zdroje energie patria fosílne palivá.teda : uhlie, ropa, zemný plyn, urán Uhlie Uhlie je čierna alebo hnedočierna horľavá hornina. Získava sa z povrchových alebo hlbinných baní a používa sa predovšetkým ako palivo. Uhlie je zložené predovšetkým z uhlíka, obsahuje však rozmanité zložky, vrátane sírnych zlúčenín. Vzniklo z rastlinných a živočíšnych zvyškov, ktoré sa uložili v anaeróbnom vodnom prostredí, kde nízky obsah kyslíka zabraňoval ich hnitiu (úplnému rozkladu a oxidácii). Hnedé a čierne uhlie sa od seba líšia geologickým vekom a vlastnosťami. Mladšie 12

13 hnedé uhlie obsahuje menej uhlíka a má menšiu výhrevnosť. Častejšie tiež obsahuje nepríjemné prímesi, z ktorých najznámejšie sú zlúčeniny síry. Staršie čierne uhlie obsahuje viac uhlíka a má vyššiu výhrevnosť. Najkvalitnejšie uhlie sa nazýva antracit. Fyzikálne a chemické vlastnosti uhlia závisia od intenzity a času pôsobenia biologických a geologických faktorov. Geologicky najstaršie uhlie s vyššou výhrevnosťou (asi nad 24 MJ kg -1 ) nazývame čierne, s nižšou hnedé uhlie. Najmladšie tuhé fosílne palivo sa nazýva lignit. Druhy uhlia: lignit - hnedé uhlie, je najmenej kvalitný druh uhlia, hnedo-čierne - sú kombináciou vlastností čierneho a hnedého uhlia, čierne uhlie - je charakteristické vysokou hustotou, antracit - najkvalitnejšie uhlie. Uhlie sa ťaží podzemným komorovaním alebo stenovaním uhoľnými kombajnami, hnedé uhlie aj povrchovo veľkorýpadlami. Povrchovo sa ťaží hnedé uhlie najmä na severozápade Čiech a vo východnom Nemecku. Ročne sa vo svete ťaží asi 3,5 miliárd ton (3, kg) uh Zásoby uhlia sú mnoho výdatnejšie než zásoby drahších palív ako je ropa a zemný plynlia. Na porovnanie ide o štvornásobok spotreby železnej rudy (0, kg). Nové techniky pravdepodobne umožnia v budúcnosti dobývať uhlie aj tam, kde sa to dnes z ekonomických dôvodov neoplatí. Odborníci sa domnievajú, že súčasné metódy dovoľujú ekonomicky ťažiť iba približne 12 % známych svetových zásob Na Slovensku je iba hnedé uhlie, ktorého máme relatívny dostatok ešte na niekoľko desaťročí. Použitie Uhlie je najčastejšie používaným tuhým palivom na výrobu tepla a elektriny spaľovaním. Svetová spotreba uhlia je okolo miliónov ton ročne, z toho je asi 75 % využívaných na výrobu elektrickej energie. V Číne a Indii sa ročne spotrebuje 1600 miliónov ton uhlia a predpokladá sa, že v roku 2025 narastie jeho spotreba na 2700 miliónov ton ročne. V USA sa každoročne spotrebuje miliarda ton uhlia, z toho až 90 % na výrobu elektrickej energie. 13

14 Obr. Tepelná elektráreň - výroba elektriny z uhlia Environmentálne riziká Pri spaľovaní uhlia vzniká oxid uhličitý spolu s premenlivým množstvom oxidu siričitého v závislosti od kvality spracovávaného uhlia. Oxid siričitý reaguje s vodou za vzniku kyseliny siričitej. Ak sa dostane do atmosféry, reaguje s vodnou parou a vznikajú kyslé dažde. Emisie z uhoľných elektrární predstavujú najväčší umelý zdroj oxidu uhličitého, čím výrazne prispievajú ku globálnemu otepľovaniu. Uhlie obsahuje mnoho toxických prvkov vrátane arzénu a ortuti, ktoré sú veľmi nebezpečné v prípade, že sa dostanú do ovzdušia. Závažnými negatívnymi vplyvmi tepelných elektrární na životné prostredie sú najmä tuhé emisie (popolček) a plynné emisie (oxidy uhlíka, dusíka a síry), ktoré sa významne podieľajú na tvorbe skleníkových plynov a kyslých dažďov. Odpadové teplo spôsobuje zmeny mikroklímy (hmly, mrholenie, námrazy, poľadovicu) Ropa Keď sa človek obzrie okolo seba zistí, že veľa vecí súvisí s ropou od oblečenia, cez zariadenie pre domácnosť, pesticídy, umelé hnojivá, obaly potrebné na ich celosvetovú distribúciu, o ťažkom priemysle a doprave ani nehovoriac. Dokonca aj výroba solárnych panelov a veterných turbín potrebuje ropu. Ľudstvo je v súčasnosti jednoducho na rope závislé. Ropa je najväčší primárny zdroj energie vo svete a predstavuje asi 35% celkovej primárnej spotreby. Problém je, že moderná spoločnosť je na rope závislá vo všetkých oblastiach jej života a že zásoby ropy sa rýchlo míňajú. Navyše, takmer dve tretiny ropy sa 14

15 spotrebúvajú ako palivo v doprave, preto je do budúcna ropu veľmi ťažké nahradiť inými zdrojmi energie. Obr. Podiely spotreby ropy v rokoch 1973 a 2007 Popis a zloženie Ropa je hnedá až nazelenalá horľavá kvapalina tvorená zmesou organických zlúčenín, zväčša uhľovodíkov a predovšetkým alkánov. Vznikla pravdepodobne rozkladom zbytkov pravekých rastlín a živočíchov. Nachádza sa vo vrchných vrstvách zemskej kôry najčastejšie v oblasti kontinentálnych šelfov. Je základnou surovinou petrochemického priemyslu. Náleziská ropy sú pod nepriepustnými vrstvami, v hĺbkach až 8 km pod zemským povrchom. Ropa pri ťažbe buď vyviera pod tlakom, alebo je čerpaná. Vyskytuje sa spoločne so zemným plynom. Medzi základné technologické charakteristicky ropy patrí hustota stanovená pri teplote 20 C a atmosférickom tlaku, s korekciou na teplotu 4 C (kvôli zmenám hustoty vody). V závislosti od obsahu rozpustených látok sa pohybuje v rozmedzí od 0,61 0,85 g/cm³ pre ľahké ropy, 0,85 0,93 g/cm³ pre stredne ťažké až 0,93 1,05 a viac g/cm³ pre veľmi ťažké ropy. Výhrevnosť ropy sa pohybuje v rozmedzí MJ/kg Využitie ropy Ropa je spracovávaná v rafinériách. Základom spracovania ropy je frakčná destilácia. Rôzne frakcie sa uvoľňujú pri rôznych teplotách, od najľahších po najťažšie. Najľahšie sú plynné uhľovodíky (metán, propán, bután), ďalšie sú benzín, petrolej, letecký benzín, motorová nafta, ľahký vykurovací olej, mazacie oleje a zvyšok je mazut Z ropy sa vyrábajú najmä palivá, chemikálie používané na výrobu plastov, liekov a hnojív a vykurovacie oleje. Ropa a výrobky z nej sú základným palivom pre dopravu a surovinou pre výrobu 15

16 plastov. Vyrábajú sa z nej i niektoré lieky, hnojivá a pesticídy. Chudobnejšie krajiny používajú ropné produkty aj na výrobu elektriny. Po spracovaní surovej ropy vzniká široká paleta produktov, či už primárnych alebo sekundárnych, ako napr.: metán, etán, propán, bután, automobilové palivo LPG, benzín, petrolej, plynový olej, nafta, ľahký topný olej i mazacie oleje. Zásoby ropy V prípade, že by bol udržaný súčasný ročný objem ťažby ropy, vystačia oficiálne udávané známe zásoby ropy na ďalších 43 rokov. Hlavnými problémami sú : predpoklad stálej úrovne ťažby vierohodnosť oficiálnych údajov o ropných rezervách. Medzi rokmi 1980 a 2004 sa oficiálne udávané rezervy zvýšili z 667 na gigabarelov bez toho, aby to sprevádzal zodpovedajúci trend v objavoch nových ropných nálezísk. Neexistuje žiadna nezávislá kontrola hodnovernosti čísiel, ktoré o svojich zásobách uvádzajú štáty ako Rusko, Saudská Arábia, Emiráty, Kuvajt, Irán, Venezuela, Nigéria a ďalšie krajiny. Odhaduje sa, že svetové zásoby ropy môžu byť preto nadhodnotené až o jednu tretinu. Hubbertova teória ropného vrcholu, tzv. peak oil, je kontroverzná teória zaoberajúca sa dlhodobými predpoveďami spotreby a vyčerpania ropy. Obr.č.3 teória ropného vrcholu Tvrdí, že zdroje ropy nie sú obnoviteľné, a preto úroveň ťažby ropy musí nevyhnutne dosiahnuť svoj vrchol, a potom začne klesať. Ťažba ropy podľa tejto teórie sleduje tzv. Hubbertovu krivku. Najviac kontroverzný na tejto teórii je dátum, 16

17 kedy má tento vrchol nastať. Americký geológ M. King Hubbert spozoroval, že najviac amerických nálezísk ropy bolo objavených začiatkom 30. rokov 20. storočia a v roku 1956 predpovedal, že ťažba ropy v USA dosiahne vrchol okolo roku Skutočne, v roku 1971 dosiahla ťažba ropy v USA svoj vrchol a od tej doby stále klesá Táto teória neznamená, že sa po ropnom vrchole ropa náhle minie, ale že sa jej ťažba bude postupne znižovať. Vzhľadom na skutočnosť, že sa ropa vo väčšom meradle začala ťažiť asi pred 150 rokmi, sa dá očakávať, že zhruba rovnaký čas by mohla ťažba ropy pokračovať aj po dosiahnutí vrcholu. Problém je práve v postupne sa zmenšujúcich objemoch ťaženej ropy, ktoré znamenajú budúci razantný nárast jej ceny. Ropný vrchol sa preto tiež niekedy nazýva koniec lacnej ropy. Na Slovensku sa roponosné súvrstvia nachádzajú v Záhorskej nížine. Prvým objaveným ložiskom boli Gbely. Ropa bola nájdená aj na viacerých miestach vo flyšovom pásme (potvrdené vrtmi) napr. Miková na východnom Slovensku, známy prirodzený výtok v Korni na Kysuciach. Známe sú aj výskyty viazané na výtoky jodobrómových soľaniek napr. Slaná Voda pri Oravskej Polhore a inde[ Zemný plyn Zemný plyn patrí v súčasnosti medzi najvýznamnejšie fosílne palivá v skupine neobnoviteľných energetických zdrojov, ktoré je vzhľadom na svoje vlastnosti využívané veľmi širokospektrálne. Zloženie zemného plynu Zemný plyn naftový sa ťaží z prírodných plynových alebo ropo-plynových ložísk a po úprave, t.j. po zbavení mechanických a kvapalných prímesí, sa dodáva do plynovodnej sústavy. Po chemickej stránke ide o prírodnú zmes plynných látok, ktorú v podstatnej miere tvoria uhľovodíkové plyny s prevažujúcim obsahom metánu (70-98%). Ďalšími zložkami sú vyššie uhľovodíky od propánu až po hexán, resp. vyššie uhľovodíky, a určitým percentom sú zastúpené aj neuhľovodíkové plyny. Medzi neuhľovodíkové plyny, ktoré sa nachádzajú v zemnom plyne, patria predovšetkým dusík a oxid uhličitý, ale môže byť prítomný (v minimálnom množstve) aj kyslík, vodík a hélium. 17

18 Zemný plyn je teda zmes horľavých (uhľovodíky) a nehorľavých (inerty) zložiek, ktoré pri spaľovaní so vzduchom alebo kyslíkom uvoľňujú teplo. Preto sa používa predovšetkým na výrobu tepla. Je ľahší ako vzduch, bezfarebný, bez chuti a bez zápachu, preto sa pri úprave pridáva odorant - zápachová látka, aby bol v ovzduší identifikovateľný Chemické zloženie plynu sa pravidelne kontroluje metódou kvantitatívnej plynovej chromatografie na procesných alebo laboratórnych plynových chromatografoch. Fyzikálno-chemické vlastnosti, t.j. hustota, relatívna hustota, energetická hodnota a Wobbeho index, sa pre účely kontroly akosti nemerajú priamo, ale sa stanovujú výpočtom zo zisteného chemického zloženia v zmysle platnej technickej normy ISO 6976 Natural gas-calculation of calorific values, density, relative density and Wobbe index from composition (Zemný plyn- Výpočet tepelných hodnôt, hustoty, relatívnej hustoty a Wobbeho indexu zo zloženia). Voda, ktorá je bežnou súčasťou každého vykurovacieho plynu, môže byť v závislosti od fyzikálnych podmienok a jej množstva prítomná v plynnej, kvapalnej, ale i tuhej fáze. Tuhá fáza, t.j. hydráty môžu vznikať hlavne pri vysokých tlakoch v diaľkových plynovodoch, pri veľkej tlakovej redukcii a pod. Ich tvorba spôsobuje prevádzkové problémy, napr. zamŕzanie redukčných ventilov, vytváranie ľadových zátok a pod. Kvalita zemného plynu Z pohľadu využívania zemného plynu je kvalita zemného plynu jednou zo základných a veľmi dôležitých kritérií. Medzi hlavné ukazovatele kvality zemného plynu sa zaraďuje predovšetkým: jeho energetická hodnota tú reprezentuje spaľovacie teplo alebo výhrevnosť; Wobbeho index chemické zloženie obsah sírnych zložiek vlhkosť plynu Kvalita zemného plynu dodávaného do plynárenskej rozvodnej siete a tiež pre dodávky priamym odberateľom zo siete je presne špecifikovaná v slovenskej technickej norme STN Zemný plyn. Kvalita zemného plynu musí byť pravidelne kontrolovaná na vstupoch do plynárenskej sústavy, a to hlavne z hľadiska dodržiavania kontrahovaných akostných 18

19 parametrov, bezpečnosti prevádzky a ochrany konečného spotrebiteľa pred nekvalitnou dodávkou. Kontroly sa vykonávajú v zmysle STN Akosť a skúšanie zemného plynu - Základné ustanovenia, ktorá stanovuje všeobecné podmienky na vzorkovanie, skúšanie, kontrolu a hodnotenie akosti plynu. Spaľovacie vlastnosti zemného plynu Spaľovacie vlastnosti sú veličiny, ktoré úzko súvisia so spaľovacím procesom a získavaním technicky využiteľného tepla. Medzi najdôležitejšie spaľovacie vlastnosti patria napr. spaľovacie teplo, výhrevnosť, spotreba vzduchu na spaľovanie atď. Veličiny ako spaľovacie teplo H s ( s superior - horný) a výhrevnosť H i (i inferior - dolný) v praxi vyjadrujú energetický obsah zemného plynu a sú definované nasledovne: spaľovacie teplo zemného plynu H s je množstvo tepla, uvoľnené úplným spálením 1 m 3 zemného plynu pri tlaku Pa v adiabatických podmienkach, za predpokladu, že sa spaliny ochladia na teplotu východzích látok a vodná para obsiahnutá v spalinách je v kvapalnom stave. V tab. č.1 sú uvedené hodnoty spaľovacích tepiel Hs zemného plynu z rôznych ložísk pri 0 C a 15 C, Pa. Zemný plyn H o s H 15 s [kj.m -3 ] [kwh.m -3 ] [kj.m -3 ] [kwh.m -3 ] Tranzitný , ,478 Nórský , ,539 Alžírsky , ,894 Holandský , ,241 výhrevnosť zemného plynu H i je množstvo tepla, uvoľnené úplným spálením 1 m 3 zemného plynu pri tlaku Pa v adiabatických podmienkach, za predpokladu, že sa spaliny ochladia na teplotu východzích látok a vodná para obsiahnutá v spalinách, zostane v plynnom stave. V tab. č. 2 sú uvedené hodnoty výhrevnosti Hi zemného plynu z rôznych ložísk pri 0 C a 15 C, Pa. H o i H 15 i Zemný plyn [kj.m -3 ] [kwh.m -3 ] [kj.m -3 ] [kwh.m -3 ] Tranzitný , ,445 Nórský , ,441 Alžírsky , ,754 Holandský , ,339 19

20 Rozdiel medzi spaľovacím teplom a výhrevnosťou spočíva teda v kondenzačnom teple vodnej pary. V literatúre sa uvádza pre zemný plyn pomer spaľovacieho tepla a výhrevnosti, t.j. Qs/Qi =1,11. Hodnoty spaľovacieho tepla a výhrevnosti sa vyjadrujú zvyčajne v MJ.m -3, kde objemová jednotka je vyjadrená pri normálnych stavových podmienkach merania množstva, t.j. teplota 0 C; tlak 101,325 kpa a relatívna vlhkosť φ=0. Okrem toho môžu byť vyjadrené aj v kcal.m -3, resp. kwh.m -3, ako aj pri iných dohodnutých stavových podmienkach merania množstva. Spaľovacie teplo a výhrevnosť ZP možno tiež priamo zmerať v zariadeniach tzv. kalorimetroch, ktoré pracujú na princípe prenosu tepla uvoľneného pri spaľovaní na teplomernú látku (vzduch, voda). Spaľovacie teplo alebo výhrevnosť dodávaného ZP sa stanovuje výpočtom zo známeho zloženia. V praxi sa u nás zvyčajne uplatňuje u odberateľov výhrevnosť zemného plynu, pretože v klasických spaľovacích zariadeniach je snaha zabrániť kondenzácii vodnej pary (z dôvodu vlhnutia komínov, muriva atď.), teda využíva sa iba množstvo energie vo forme Qi. Hodnota spaľovacieho tepla sa uplatňuje iba pri moderných kondenzačných plynových spotrebičoch, kde je tvorba kondenzátu zámerne vyvolávaná a využíva sa i uvoľnené kondenzačné teplo. Súčasným trendom v celej Európskej únii je práve používanie kondenzačných spotrebičov a tým aj lepšie využitie energetickej hodnoty spaľovaného zemného plynu. Spotreba spaľovacieho vzduchu a koeficient n Proces spaľovania zemného plynu môžme definovať ako súhrn súčasne prebiehajúcich chemických reakcií jednotlivých horľavých zložiek v zemnom plyne. Pre spálenie 1m 3 plynu v zmysle týchto chemických rovníc je potrebné určité teoretické (stechiometrické) množstvo kyslíka, resp. vzduchu. Toto teoretické spaľovanie predstavuje vlastne ideálny prípad dokonalého spaľovania, pri ktorom sa všetok uhlík v palive prevedie na CO 2 a vodík (voľný aj viazaný) sa spáli na vodu (H 2 O), t.j. spaliny neobsahujú žiadne horľavé zložky. V praxi je však pre dokonalé spaľovanie potrebný určitý prebytok vzduchu. Pri nedostatku spaľovacieho vzduchu nastane prípad nedokonalého spaľovania, pri ktorom v spalinách zostávajú zvyšky horľavých zložiek. Na posúdenie miery dokonalosti a nedokonalosti spaľovania existuje tzv. koeficient spotreby vzduchu n, ktorý je definovaný ako pomer objemu vzduchu použitého pre skutočné spálenie k teoreticky vypočítanému objemu vzduchu, potom platí, že ak : n>1 ide o dokonalé spaľovanie 20

21 n=1 ide o teoretické spaľovanie n<1 ide o nedokonalé spaľovanie Charakteristická hodnota pre teoretickú spotrebu vzduchu pri spaľovaní zemného plynu je v našich podmienkach 9,555 m 3 /m 3 (pre iné druhy zemného plynu táto hodnota môže byť v rozpätí 8,43 až 10,85 m 3 /m 3 ). V praxi je veľmi dôležité aby priemyselné plynové spotrebiče pracovali s optimálnym prebytkom vzduchu, ktorý je potrebný pre dokonalé spaľovanie, pri čo najnižšej tzv. komínovej strate. Nehorľavé zložky plynu sa spaľovacích reakcií nezúčastňujú a prechádzajú v nezmenenom stave do spalín. Medzi ďalšie dôležité spaľovacie vlastnosti charakterizujúce zemný plyn patria nasledovné veličiny: Zápalná teplota: je to vlastne minimálna teplota, pri ktorej dochádza k vznieteniu zmesi plynu so vzduchom alebo kyslíkom. Ako vznietenie sa označuje začiatok spaľovacích reakcií sprevádzaný objavením sa plameňa. Hodnota zápalnej teploty uvádzanej v literatúre pre zemný plyn je 540 C. Medza zápalnosti: existuje horná a dolná medza zápalnosti, ktoré vymedzujú oblasť zápalnosti, je to vlastne oblasť koncentrácie plynu v zmesi so vzduchom, v ktorej môžu prebiehať spaľovacie reakcie. Dolná medza zápalnosti Ld predstavuje najnižšiu objemovú koncentráciu plynu v zmesi so vzduchom alebo kyslíkom, pri ktorej po zahriatí na zápalnú teplotu dôjde k vznieteniu a následnému spaľovaniu. Horná medza zápalnosti Lh vymedzuje najvyššiu objemovú koncentráciu plynu so vzduchom alebo kyslíkom, pri ktorej môže nastať vznietenie. Pre zemný plyn sú tieto hodnoty v rozpätí 5,00 až 15,00 obj. %. Spaľovacia rýchlosť: je rýchlosť šírenia plameňa, ktorá závisí od zloženia horľavej zmesi so vzduchom alebo kyslíkom. Z praktického hľadiska má význam maximálna hodnota spaľovacej rýchlosti, ktorá je pre zemný plyn u max = 43,0 cm.s -1. Teplota plameňa: existuje teoretická a skutočná. Teoretická teplota plameňa je maximálna hodnota teploty plameňa pri spaľovaní určitého vykurovacieho plynu so vzduchom alebo kyslíkom, ktorú je možné dosiahnuť iba za adiabatických podmienok. Táto teplota je pre zemný plyn pri spaľovaní so vzduchom 1925 C a pri spaľovaní s kyslíkom 2720 C. Skutočná teplota plameňa je však ovplyvnená pracovnými podmienkami a zahŕňa straty tepla do okolia, straty spôsobené prebytkom vzduchu a podobne. V praxi dosahované hodnoty teplôt plameňa pre spaľovanie zemného plynu 21

22 so vzduchom sú pre difúzne horáky 1250 C a pre injektorové horáky 1700 C. Wobbeho index zámennosť palív: Wobbeho index je číslo, ktoré je jedným z kritérií zámennosti jednotlivých druhov plynných palív. Zámennosť palív je vlastnosť, ktorá umožňuje náhradu jedného druhu plynného paliva iným palivom pri bezporuchovej prevádzke spotrebičov. Je teda zrejmé, že zameniť môžme medzi sebou iba také palivá, ktoré majú rovnaké alebo veľmi blízke spaľovacie vlastnosti, t.j. spaľovacie teplo, hustotu a spaľovaciu rýchlosť. Túto podmienku spĺňajú iba plynné palivá, ktoré patria do rovnakej skupiny, napr. skupina zemný plyn. Wobeho index je definovaný ako podiel spaľovacieho tepla (resp. výhrevnosti) a druhej odmocniny z relatívnej hustoty, t.j. : Hs w ; kde : Hs - spaľovacie teplo d d - relatívna hustota Technická norma STN Lokálne spotrebiče na plynné palivá - Základné ustanovenia, delí vykurovacie plyny do troch tried a pre zemný plyn, ktorý zaraďuje do druhej triedy, v článku uvádza rozsah Wobbeho indexu 37,1 až 52,4 MJ.m -3. Uvedené hodnoty sú vypočítané zo spaľovacieho tepla za normálnych stavových podmienok, t.j. m 3 meraný pri teplote 0 C, tlaku 101,325 kpa a relatívnej vlhkosti ĺ=0. Environmentálne riziká Používanie zemného plynu pri vykurovaní domácností v porovnaní s inými palivami predstavuje najmenšiu ekologickú záťaž. Štúdia Technickej univerzity vo Zvolene (2006) porovnávala okrem iného aj produkciu spalín pri využití zemného plynu a dreva. Konštatuje, že rodinné domy, používajúce ako palivo drevo, vyprodukujú počas jednej vykurovacej sezóny dvakrát viac vlhkých spalín a emisií CO 2 ako pri používaní zemného plynu. Vplyvom väčšieho množstva spalín vyprodukovaných z palivového dreva pri vyššej teplote sa počas kúrenia v takto vykurovanom dome odvedie do atmosféry viac odpadového tepla, čo prispieva k prehrievaniu ovzdušia. Emisná záťaž atmosféry teplom spalín z rodinného domu vykurovaného drevom je približne päťkrát vyššia ako pri rodinných domoch, ktoré sú vykurované zemným plynom. V nasledovnej tabuľke je uvedené porovnanie produkcia suchých spalín a emisií pri výrobe 1 GJ tepla spaľovaním zemného plynu a palivového dreva. 22

23 Znečisťujúca látka Energetické služby a poradenstvo Produkcia suchých spalín a emisií pri výrobe1 GJ tepla zemný plyn palivové drevo Emisie [gr.gj -1 ] Emisie [gr.gj -1 ] TZL SO CO NOx C Poznámka: C je zmes nezoxidovaných produktov termického rozkladu dreva pozostávajúca z formaldehydu, fenolu, naftalénu a iných uhlíkatých organických zlúčenín. TZL tuhé znečisťujúce látky V porovnaní s ostatnými fosílnymi palivami má zemný plyn pri spaľovaní najmenší podiel CO 2 na jednotku uvoľnenej energie. Je preto považovaný za ekologické palivo aj keď prispieva ku tvorbe skleníkových plynov. Elektrárne na zemný plyn sú príťažlivé pre investorov pre ich ekologické prednosti, nízke investičné náklady a krátku dobu výstavby. Využitie zemného plynu Predovšetkým je významné jeho využitie v priemysle a to : - ako surovina na výrobu dusíkatých hnojív, plastických hmôt, lepidiel a pod. - ako zdroj energie pre výrobu tepla v technologických procesoch - ako palivo pri výrobe elektrickej energie Ďalšie využitie nachádza zemný plyn v komunálnej sfére na výrobu tepla a teplej úžitkovej vody a taktiež v domácnostiach. Vo forme stlačeného zemného plynu (CNG) sa používa ako pohonná hmota pre motorové vozidlá. Jedným zo spôsobov využitia zemného plynu je aj výroba elektrickej energie kombinovaná výroba elektrickej energie a tepla (KVET) prostredníctvom spaľovacích turbín či spaľovacích motorov. Zvláštnym prípadom je paroplynový cyklus. 23

24 Obr. Výroba elektriny v paroplynovom cykle Zemný plyn je vo významnej miere využívaný aj ako zdroj energie pre zabezpečenie priebehu rôznych technologických procesov, ktorými sú vyrábané rôzne druhy materiálov a výrobkov, alebo v špecifických prípadoch je využívaný aj ako vstupná surovina pre výrobu iných druhov výrobkov. Pre tieto účely sa zemný plyn využíva najmä v nasledovných priemyselných odvetviach : hutníctvo železa a neželezných kovov strojárenstvo keramický priemysel a priemysel žiaruvzdorných hmôt sklársky priemysel priemysel stavebných hmôt a stavebných materiálov potravinársky priemysel a poľnohospodárstvo chemický a farmaceutický priemysel Využitie zemného plynu v týchto odvetviach umožňujú rôzne druhy účelovo vyrábaných priemyselných technologických systémov a zariadení. Medzi najpoužívanejšie spotrebiče zemného plynu v priemysle patria rôzne druhy priemyselných pecí napr. sušiace, ohrievacie, vypaľovacie a taviace pece, rôzne druhy kotlov, reaktorov, horákov a pod., v ktorých tieto výrobné technologické procesy prebiehajú. Tieto zariadenia sú konštrukčne riešené tak, aby umožňovali bezpečný a optimálny priebeh a zohľadňovali špecifické a rozmanité požiadavky a podmienky každého technologického procesu. 24

25 Okrem samotného vlastného zariadenia, v ktorom technologický proces prebieha je mimoriadne dôležitým prvkom riadiaci systém pre riadenie a kontrolu priebehu technologického procesu napr. sa jedná o riadenie priebehu výšky a rozloženia teploty, riadenie dĺžky časového priebehu, v niektorých prípadoch riadenie atmosféry, alebo iných špecifických stavových podmienok. Bez tohto systému v dnešnej dobe prakticky nie je možné zabezpečiť optimálny priebeh technologického procesu, a teda vlastne garantovať vyrobenie kvalitných výrobkov, ako aj optimálnu spotrebu zemného plynu v technologickom procese. Výhody a nevýhody zemného plynu Výhody vysoká výhrevnosť zemného plynu, rýchly nábeh na reálne vykurovanie priestorov, jediné primárne palivo, ktoré sa dá priviesť k spotrebiteľom bez nákladných úprav, pri spaľovaní zemného plynu vzniká najmenší podiel oxidu uhličitého zo všetkých fosílnych palív, moderné zariadenia na báze zemného plynu dokážu súčasne premeniť zemný plyn na elektrinu aj teplo, čím sa výrazne znižuje spotreba energie a šetria náklady. Nevýhody Slovensko je závislé na dovoze zemného plynu zo zahraničia, pri spaľovaní dochádza k produkcii emisií CO2, je potrebné mať vybudovanú veľkú infraštruktúru (plynové potrubia), zemný plyn je horľavý a výbušný, je to vyčerpateľný zdroj energie, svetové zásoby zemného plynu sú obmedzené na cca 130 rokov. Preprava zemného plynu Zemný plyn sa prepravuje dvoma základnými spôsobmi plynovodmi (predovšetkým vo vnútrozemí) alebo vo forme skvapalneného plynu v tankeroch (cez oceány). Diaľkové plynovody sa môžu viesť nielen po súši, ale aj po morskom dne. Týmto spôsobom sa dodáva na európsky kontinent zemný plyn z oblasti Severného mora a Afriky. Diaľková preprava zemného plynu je pre vzdialenosti medzi miestom ťažby a miestom konečnej spotreby ekonomicky najnáročnejším článkom dopravy plynu. Zásoby zemného plynu Slovensko nemá vlastné veľké zásoby zemného plynu. Domáca ťažba zemného plynu predstavuje len asi 2 % z celkovej spotreby na Slovensku a preto väčšinu dováža z nálezísk vzdialených viac než kilometrov. Ložiská zemného plynu vo svete sú rozložené nerovnomerne, medzi jeho najväčších producentov patrí Rusko (odkiaľ pochádza väčšina plynu, spotrebovaná na Slovensku) ako aj Irán, Irak, Saudská Arábia či USA, Kanada, Nórsko a ďalší. 25

26 Zásoby plynu na Zemi na rozdiel od ropy neklesajú, ale naopak rastú. Ich životnosť na Zemi predstavuje v súčasnosti približne 200 rokov. Preverené zásoby zemného plynu dosahujú mld. m 3. Ide o zásoby, ktoré je možné ťažiť pri súčasnej technickej úrovni. Pravdepodobné zásoby sú zásoby objavené v ložiskách, ktoré zatiaľ nie sú technicky vybavené. S veľkou pravdepodobnosťou sa však predpokladá ich budúce využitie. Ich objem je na úrovni mld. m 3. Potenciálne zásoby sú tzv. nekonvenčné zdroje. Ide napr. o hydráty metánu, ktoré sa nachádzajú v zemskej kôre pod dnom oceánov. Hlavným problémom ich využitia je ťažba, v tejto oblasti prebieha v súčasnosti intenzívny výskum. Zásoby zemného plynu v podobe hydrátov predstavujú približne mld. m Jadrová energia - urán Urán je kov, rádioaktívny chemický prvok, ktorý objavil v roku 1789 Martin Heinrich Klaproth. V čistej forme bol urán izolovaný v roku 1841 Eugene- Melchior Peligotem. V prírode sa urán vyskytuje vo forme zmesi izotopov označovaných ako 238U (99,276 %) a 235U (0,718 %) a len vo veľmi malej miere 234U (0,004 %). Jadrová energia sa uvoľňuje pri jadrovej reakcii, pri premenách atómových jadier na systémy s absolútne vyššou väzbovou energiou štiepením jadier alebo termojadrovou reakciou. Okrem iného sa prejavuje ako tepelná energia. Najvýznamnejším využitím jadrovej energie je výroba elektrickej energie v jadrových elektrárňach. Princíp výroby elektriny v jadrovej elektrárni je podobný ako v klasickej tepelnej elektrárni. Rozdiel je len v zdroji tepla. 26

27 Obr. Výroba elektriny v jadrovej elektrárni Jadrová elektráreň alebo atómová elektráreň je technologické zariadenie, slúžiace na premenu jadrovej energie na elektrickú energiu. Skladá sa obvykle z jadrového reaktoru, parnej turbíny s alternátorom a z mnohých ďalších pomocných prevádzok. V princípe ide o parnú elektráreň, v ktorej sa energia získaná jadrovým reaktorom používa na výrobu pary v parogenerátore. Táto para poháňa turbíny, ktoré poháňajú alternátory na výrobu elektrickej energie. Súčasné jadrové elektrárne využívajú ako palivo prevažne obohatený urán, čo je prírodný urán, v ktorom bol zvýšený obsah izotopu 235 U z pôvodných zhruba 0,5 % na 2 5 %. Podľa odhadov geológov a OECD vydržia známe a predpokladané zásoby uránu najmenej 270 rokov. Ako palivo pre jadrové elektrárne sa využíva prvok urán. Vyhorené jadrové palivo je potrebné bezpečne uskladniť, keďže je nebezpečné pre zdravie ľudí aj pre životné prostredie počas nasledujúcich niekoľko tisíc rokov. Žiaľ, tento problém sa zatiaľ človeku nepodarilo uspokojivo vyriešiť. Jadrové reaktory sa okrem výroby elektrickej energie tiež používajú na pohon lodí a ponoriek, na výrobu izotopov na ďalšie využitie a na výskum, zároveň sa (väčšinou ako vedľajší produkt pri výrobe elektriny) využívajú na vykurovanie či ohrev vody. Jadrové zdroje majú dnes približne 17% podiel na svetovej výrobe elektriny a približne 7% podiel na spotrebe energie celkovo. 3.2 Sekundárne zdroje energia - umelé 27

28 Formy energie, ktoré sú produkované počas premeny primárnej energie na iné formy. Elektrická energia je jedinou významnou formou sekundárnej energie pre väčšinu organizácií. Pre malé percento organizácií môžu byť významné aj iné typy sekundárnej energie, ako napr. para alebo voda dodaná z teplární alebo chladiacich úpravovní vody, alebo rafinované palivo ako napr. syntetické palivo, biopalivo, atď. 3.3 Nekonvenčné zdroje energie Medzi nekonvenčné neobnoviteľné zdroje energie patria bituminózne bridlice (Oil Shales), bituminózne piesky (Tar Sends), rašelina, hydráty zemného plynu (Natural gas hydrates). 4 Obnoviteľné zdroje energie Obnoviteľné zdroje energie sú z pohľadu dĺžky ľudského života a potrieb spoločnosti nevyčerpateľné. Sú to zdroje neustále sa doplňujúcej energie, ktorá má rôzne formy, je priamo alebo nepriamo čerpaná zo Slnka alebo z tepla generovaného hlboko vo vnútri Zeme. Táto definícia zahŕňa energiu produkovanú zo Slnka, vetra, biomasy, geotermálnych zdrojov, malých vodných zdrojov a oceánu, biopalív a vodíka získaných z obnoviteľných zdrojov Zmena globálnej klímy, ktorú spôsobuje neustále zvyšovanie koncentrácie skleníkových plynov v atmosfére v dôsledku ľudskej činnosti, je jedným z najvýznamnejších environmentálnych problémov v súčasnom svete. Narastajúca teplota vedie k zmenám v rôznych ekosystémoch, vrátane negatívnych vplyvov na život človeka. Členské krajiny EÚ sa zaviazali, že do roku 2020 znížia emisie skleníkových plynov o 20 percent, obnoviteľné zdroje energie budú predstavovať 20 percent z konečnej spotreby energií a 10 percent spotreby v doprave a energetická spotreba sa takisto zníži o 20 percent v porovnaní s jej prognózovanou hodnotou v roku Pre dosiahnutie uvedených cieľov je potrebné obmedziť spaľovanie fosílnych palív, zabrániť narastajúcemu odlesňovaniu, rozumne obrábať pôdu, hospodáriť s odpadom, šetriť s energiou, súhrnne povedané - správať sa zodpovedne tak na strane výroby, ako aj na strane spotreby. Musíme investovať do nových technológií, využívať obnoviteľné zdroje energie, stavať úsporné obydlia, preferovať moderný čistý priemysel, využívať 28

29 ekologické dopravné prostriedky. Prechod k nízkouhlíkovej ekonomike je nielen veľkou príležitosťou, ale aj výzvou k zvyšovaniu energetickej nezávislosti, vzniku nových pracovných miest, ako aj rozvoju vedy a výskumu. Zvyšovanie podielu obnoviteľných zdrojov energie na výrobe elektriny a tepla s cieľom vytvoriť primerané doplnkové zdroje potrebné na krytie domáceho dopytu je jednou zo základných priorít Energetickej politiky SR. Obnoviteľné zdroje energie prispievajú k posilneniu a diverzifikácii štruktúry priemyslu a poľnohospodárstva, podporujú inováciu a rozvoj informačných technológií, otvárajú priestor pre nové smerovania a sú jedným z pilierov budovania znalostnej ekonomiky. Racionálny manažment domácich obnoviteľných zdrojov energie je v súlade s princípmi trvalo udržateľného rozvoja, čím sa stáva jedným z pilierov zdravého ekonomického vývoja spoločnosti (Národný akčný plán pre obnoviteľné zdroje energie, 2010). Zákon č.309/2009 o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysokoúčinnej konbinovanej výroby definuje obnoviteľný zdroj energie ako nefosílny zdroj energie, ktorého energetický potenciál sa trvalo obnovuje prírodnými procesmi alebo činnosťou ľudí, a ide o tieto zdroje: vodná energia, slnečná energia, veterná energia, geotermálna energia, biomasa vrátane všetkých produktov jej spracovania, bioplyn, skládkový plyn, plyn z čističiek odpadových vôd, biometán, aerotermálna energia, hydrotermálna energia, 4.1 Energia vody Teplo zo Slnka ohrieva zemský povrch a odparuje vodu z oceánov, morí, riek, jazier, z pôdy, zo živočíchov aj z ľudí. Odparená voda sa vo forme vodnej pary dostáva do atmosféry, kde sa vo veľkých výškach tvoria oblaky. Skvapalnená vodná para v oblakoch potom padá na zem vo forme zrážok. Tým sa vytvára uzavretý kolobeh vody - vodný cyklus. Voda stekajúca z hôr v potokoch a riekach odovzdáva pohybovú energiu, ktorú možno rôzne využiť. 29

30 Obr. č.5 Energia z vody Využitie Vodná energia sa využíva od staroveku. Už vtedy sa ľudia dopravovali na lodiach a pltiach. Neskôr voda poháňala rôzne mechanizmy ako napríklad mlyny, hámre, čerpadlá a píly. V súčasnosti sa využíva vodná energia najmä na výrobu elektriny vo vodných elektrárňach, ktoré fungujú na princípe premeny pohybovej energie vody na elektrinu. Vodný prúd roztáča lopatky vodnej turbíny a odovzdáva im svoju energiu. Tá sa mení na mechanickú energiu otáčajúceho sa hriadeľa a následne v elektrickom generátore na elektrinu. 4.2 Energia slnka Energia zo Slnka dopadá na Zem vo forme žiarenia a vnímame ju ako teplo a svetlo.. Množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem je približne krát väčšie ako celá energia spotrebúvaná ľudstvom v súčasnosti. Energia neustále dodávaná Slnkom na Zem predstavuje TW, pričom celkové energetické potreby ľudstva sú len približne 13 TW. Slnečné žiarenie sa po dopade na zemský povrch premieňa na iné formy energie: tepelnú energiu - ohrievanie zemského povrchu - pôda, voda, vzduch mechanickú energiu - vzdušné prúdy chemickú energiu - fotosyntéza - viazanie energie prostredníctvom fotosyntézy v rastlinách a iných organizmoch Využitie 30

31 Slnečné žiarenie sa využíva na výrobu tepla a elektriny. Na premenu slnečného žiarenia na teplo slúži solárny kolektor, slnečná pec a tiež slnečný varič. Pomocou solárneho kolektora pripravíme teplú vodu napríklad na sprchovanie alebo na vykurovanie domu. Obr. č.6 Slnečná energia Premena slnečnej energie na elektrickú - Slnečnú energiu na elektrickú energiu premieňa fotovoltický článok. Toto zariadenie využíva vnútorný fotoelektrický jav. Po dopade fotónov zo slnečného žiarenia na povrch polovodičových materiálov sa uvoľňujú elektróny. Usmernený pohyb elektrónov je elektrický prúd. 31

32 Obr.č.7 Premna slnečnej energie na elektrickú 4.3 Energia vetra Energetické služby a poradenstvo Energia vetra je dôsledkom nerovnomerného ohrievania zemského povrchu Slnkom. Ohrievaním vzduchu a jeho následným stúpaním do výšky dochádza k prúdeniu vzdušnej masy okolo Zeme. Energia vetra patrí k najstarším vedome využívaným obnoviteľným zdrojom energie. Obr. č. 8 Veterná energia Využitie Využívanie energie vetra siaha niekoľko tisíc rokov do minulosti. S vetrom sú spájané počiatky ľudskej civilizácie, kedy sa človek rozhodol využiť ho na pohon plavidiel. Podľa historických prameňov sa plachetnicami plavili už pred viac ako 5000 rokmi v Egypte. Vietor sa využíva tiež na pohon mlynov, zavlažovacích zariadení a v neposlednom rade na výrobu elektriny. Veterné elektrárne premieňajú energiu prúdenia vzduchu na elektrinu. Vietor sa oprie o vhodne nastavené krídla rotora turbíny a roztočí ich. Točivá sila rotora sa prenáša cez prevodovku alebo priamo na elektrický generátor, ktorý produkuje elektrinu. 4.4 Geotermálna energia Geotermálna energia má pôvod v horúcom jadre Zeme, z ktorého uniká teplo cez vulkanické pukliny v horninách. Jej povrchovými prejavmi sú erupcie sopiek a gejzírov, 32

33 horúce pramene, či parné výrony. Využitie Geotermálna energia sa v prevažnej miere využíva v kúpeľných centrách a na vykurovanie budov. Prostredníctvom hĺbkových vrtov sa geotermálna energia dopravuje na povrch a využíva sa v systémoch centralizovaného zásobovania teplom. Geotermálnu energiu spod povrchu Zeme je možné využiť na vykurovanie tepelnými čerpadlami. V niektorých krajinách sa geotermálna energia využíva aj na výrobu elektriny. Podľa vstupnej teploty a skupenstva geotermálnej vody sa rozlišuje niekoľko druhov geotermálnych elektrární. Všetky vyrábajú elektrinu pomocou parnej turbíny a elektrického generátora. Na Slovensku sa geotermálna energia zatiaľ na výrobu elektriny nevyužíva. 4.5 Energia z biomasy Biomasou môžeme označiť akúkoľvek substanciu biologického pôvodu (všetka vodná a suchozemská vegetácia), ktorá vznikla prostredníctvom fotosyntézy a akúkoľvek živočíšnu hmotu na tejto zemi. Môžeme ju získať buď ako odpad z poľnohospodárskeho, lesného, potravinárskeho priemyslu, alebo je získavaná ako výsledok výrobnej činnosti v podobe dreva, olejnatých rastlín, rastlín s obsahom cukru alebo škrobu. Spracovaním biomasy môžeme vyrábať teplo, elektrinu, plynné a tekuté palivá pre dopravu. Biomasa je vo svete i na Slovensku považovaná za významný zdroj obnoviteľnej energie. Najrozšírenejším je drevo, využívajú sa i zvyšky rastlín (napr. slama, siláž), kuchynský či pekárenský odpad ale aj zvieracie exkrementy. Využitie Už v dávnej histórii sa drevnou biomasou vykurovalo. Okrem klasickej výroby tepla priamym spaľovaním sa v súčasnosti energia z biomasy využíva aj na výrobu elektriny, ako aj na pohon motorových vozidiel takzvanými biopalivami. 5 Alternatívne zdroje energie Všetky energetické zdroje, ktoré v tej ktorej oblasti využitia nahrádzajú, resp. snažia sa zastúpiť energetický zdroj bežne využívaný a teda tradičný, môžeme nazvať alternatívnymi zdrojmi energie. Alternatívne zdroje energie v elektroenergetike sú: a. obnoviteľné: 33

34 veterná energia, geotermálna energia, slnečná energia (fotovoltaické systémy a systémy s parnými turbínami), energia biomasy, vodná energia (malé vodné elektrárne MVE, t.j. do 10 MW e ), energia prílivu a odlivu, energia vĺn, termonukleárna energia, b. neobnoviteľné: kogenerácia (proces), rekuperácia elektrickej energie (proces), kvapalné a plynné palivá ako palivo pre elektrocentrálu so spaľovacím motorom. Alternatívne zdroje energie v oblasti výroby tepla sú: a. obnoviteľné: geotermálna energia, slnečná energia, biomasa, energia prostredia. b. neobnoviteľné: rašelina (napr. v Írsku by sa mohlo jednať o zdroj tradičný ), odpadové teplo z technologických procesov a pod., kogenerácia (proces), rekuperácia tepla (proces), nukleárna energia. Alternatívne zdroje energie v doprave sú: a. obnoviteľné: slnečné energia, biomasa: etanol, metanol (vyrobený z biomasy), plynné biopalivá, 34

35 metylester repkového oleja (MERO), vodík (vyrobený napr. použitím FV článkov a pod.). b. neobnoviteľné: nukleárna energia, rekuperácia (proces), zemný plyn (CNG, LNG), propán bután (LPG), a pod., vodík (vyrobený pomocou TZE), metanol (napr. z uhlia), 6 Spotreba energie vo svete a na Slovensku Život ľudstva sa v posledných 300 rokoch stal závislý na rôznych formách energie, bez ktorých si málokto vie ešte život predstaviť. Okrem využívania tepla, vody a elektriny v domácnostiach, potrebujú ľudia zdroje energie aj v doprave, priemysle a službách. Na výrobu každého produktu, ktorý kupujeme, bolo nevyhnutné spotrebovať nejakú energiu, suroviny a vodu. Energetická politika v 20. storočí bola založená predovšetkým na rozvoji fosílnych palív. Uhlie a ropa, ktoré sú stále dominantné vo svetovom obchode s energiou nebudú dlhodobým riešením potreby energie z dôvodu ich ohraničených zdrojov a vysokých nákladov pre spoločnosť a životné prostredie. Dominantné palivo priemyselnej revolúcie - uhlie, dodnes dodáva energiu skoro štvrtine svetovej populácie. V druhej polovici dvadsiateho storočia to bola ropa, ktorá zásobovala neudržateľný ekonomický vzrast a vývojový model. Vytvorila životný štýl, spoločnosť a celosvetovú politiku. Najdôležitejšími negatívnymi prejavmi spaľovania fosílnych palív sú globálne klimatické zmeny, ktoré sú výsledkom emisií skleníkových plynov nepoznajúcich hranice štátov, obr.1. Zmena týchto palív na energiu zapríčiňuje okrem iného kyslé dažde, znečistenie ovzdušia, pôdy, ohrozenie zdravia ľudí a i. 35

36 Obr.č. 9 Vplyv výroby energie z fosílnych palív na klimatické zmeny Spotreba neobnoviteľných zdrojov energie (uhlie, ropa, zemný plyn, urán) neustále rastie, ale ich zásoby výrazne klesajú. V nasledujúcom grafe môžeme vidieť, ako rástla vo svete spotreba energie medzi rokmi toe = tona ropného ekvivalentu (toe) predstavuje množstvo energie, ktoré sa uvoľní pri spálení jednej tony ropy (približne 42 GJ) 36

37 Rozsah energetického problému, s ktorým budú konfrontované budúce generácie, môže byť ilustrovaný na jednoduchom príklade. Podľa predpovede OSN sa počet obyvateľov Zeme zvýši z cca 5 miliárd v roku 1990 na cca 8 miliárd v roku Koncom 21. storočia by sa však tento počet mal stabilizovať na úrovni 10 až 12 miliárd. Väčšiu časť z tohto prírastku sa očakáva v rozvojových krajinách. Spotreba energie bude v budúcnosti výrazne narastať, počas nasledujúcich dvoch desaťročí s ťažiskom v Ázii, svetová spotreba by mala v roku 2015 dosiahnuť cca 562 EJ. Dve tretiny nárastu spotreby energie pripadne na rozvojové krajiny a krajiny bývalého východného bloku. Predpokladaný nárast spotreby v USA predstavuje asi 1 % za rok. Nárast spotreby energie v Ázii bude predstavovať v priemere až 4,2 % za rok, v porovnaní s 1,3 % v priemyselne rozvinutých krajinách. V roku 2015 však spotreba týchto krajín by mala prevýšiť spotrebu energie v USA o 48 EJ. Problémom je, že ročná spotreba energie na jedného človeka je celosvetovo rozdelená veľmi nerovnomerne. Zatiaľ čo v technicky najvyspelejších oblastiach sveta (USA) predstavuje 350 GJ na človeka, v Afrike je to len 20GJ, teda na úrovni primitívnych poľnohospodárskych civilizácií. (Zdroj: Veľká kniha o energii, Doc. Ivan Štoll, CSc.) Z dôvodu len obmedzeného množstva prírodných, vrátane energetických zdrojov, rastúcej výroby a spotreby vyvolanej zvyšujúcou sa svetovou populáciou, ako aj konzumným životným štýlom náročným na neobnoviteľné zdroje energie, je zrejmé, že svetová spotreba energie nemôže rásť neobmedzene. Je to dané už tým, že prírodné zdroje, vrátane energetických, sú obmedzené a ak by sme napríklad zvýšili spotrebu energie 10- krát, narušili by sme prírodnú energetickú bilanciu Zeme. Ďalším problémom je, že ropa, krv modernej spoločnosti, sa rýchlo míňa a politici sú zatiaľ k otázke blížiaceho sa ropného vrcholu viac-menej ľahostajní. Aj rezervy ostatných fosílnych palív a uránu sú obmedzené, čo spôsobuje, že rastúcim dopytom dochádza k vyčerpávaniu týchto zdrojov a tým automaticky rastú ceny. Navyše spaľovaním fosílnych palív vzniká oxid uhličitý, tzv. skleníkový plyn, ktorý je veľkým zdrojom znečistenia a prispieva k tvorbe skleníkového efektu, čo sa následne odráža na zmene klímy. Dnešný spôsob využívania energie je neudržateľný a vyžaduje zmenu na úrovni jednotlivca i celej globálnej spoločnosti. 37

38 Kým je výroba elektriny z jadra je vo svetovom merítku na ústupe, sektor obnoviteľných zdrojov energie rastie. Aj keď v Európskej únii stále dominujú fosílne a jadrové zdroje, trend inštalovania nových kapacít poukazuje na rýchly rozvoj obnoviteľných zdrojov energie. 38

39 Podiel obnoviteľných zdrojov energie (OZE) na primárnej spotrebe bol v roku 2010 iba okolo 9,5 %. Slovenská republika sa však Európskej únii (EÚ) zaviazala dosiahnuť 14 % spotreby z OZE do roku 2020, čo je považované za málo ambiciózny plán. Energetická náročnosť Slovenska bola v roku 2010 štvrtá najvyššia zo všetkých členských štátov EÚ. Aj tento fakt poukazuje na vysoký potenciál pre úspory energie. Podiel jadrovej energetiky na výrobe elektriny predstavuje 55 % a radí Slovensko na tretie miesto na svete (po Francúzku a Litve). V súčasnosti však dochádza k dostavbe ďalších dvoch reaktorov v lokalite Mochovce, a o ďalších sa uvažuje v Jaslovských Bohuniciach. Slovensko však dováža 100 % jadrového paliva z Ruska. 7 Energetická legislatíva Slovensko ako právoplatný člen Európskej únie od 1.mája 2004 plne podlieha jej právnemu poriadku. Tento stanovuje povinnosti a poskytuje práva nielen celým členským štátom, ale aj priamo občanom a podnikom, na čo sa vzťahuje priamo množstvo pravidiel. Je taktiež integrálnou súčasťou právneho systému členských štátov, ktoré nesú zodpovednosť za zavedenie prijatých právnych aktov a ich správne uplatňovanie. Právne predpisy a judikatúra EÚ sú: - Zmluva o založení EÚ a jej fungovaní ako základný dokument, - Nariadenia a rozhodnutia EÚ, ktoré sa uplatňujú priamo v každom členskom 39

40 štáte na základe záväzného prekladu, - Smernice, ktoré sa aproximujú do právneho rámca tej ktorej krajiny podľa jej vnútroštátnych legislatívnych pravidiel (preberá sa obsah, nie doslovný preklad). Nakoľko sa vždy jedná o nejaké povinnosti tak v SR sa to uskutočňuje prostredníctvo jedného alebo viacerých zákonov. - Všetky legislatívne predpisy EÚ je možné nájsť v aktualizovanej podobe na webovom sídle či už v originálnom znení alebo ako oficiálny preklad do slovenského jazyka 7.1 Energetická legislatíva EÚ Energetická legislatíva krajín EÚ prechádzala v posledných rokoch zásadnými zmenami. V poslednom období boli prijaté významné legislatívne predpisy EÚ aj so zameraním na efektívne používania energie od získavania primárnych energetických zdrojov cez ich premenu, distribúciu až po konkrétne spotrebiče. Smernica európskeho parlamentu a rady 2009/72/ES o spoločných pravidlách pre vnútorný trh s elektrinou, ktorou sa zrušuje smernica 2003/54/ES ustanovuje spoločné pravidlá výroby, prenosu, distribúcie a dodávky elektriny spolu s ustanoveniami týkajúcimi sa ochrany spotrebiteľa s cieľom zlepšiť a integrovať konkurenčné trhy s elektrinou v Spoločenstve. Ustanovuje pravidlá týkajúce sa organizácie a fungovania elektroenergetického odvetvia, otvoreného prístupu na trh, kritérií a postupov vzťahujúcich sa na vyhlasovanie výberových konaní, udeľovania povolení a prevádzky sústav. Stanovuje tiež povinnosti univerzálnej služby a práva spotrebiteľov elektriny a objasňuje požiadavky týkajúce sa hospodárskej súťaže. Smernica Európskeho parlamentu a rady 2009/73/ES o spoločných pravidlách pre vnútorný trh so zemným plynom, ktorou sa zrušuje smernica 2003/55/ES ustanovuje spoločné pravidlá pre prepravu, distribúciu, dodávku a uskladňovanie zemného plynu. Ustanovuje pravidlá týkajúce sa organizácie a fungovania plynárenstva, prístupu na trh, kritérií a postupov vzťahujúcich sa na udeľovanie povolení na prepravu, distribúciu, dodávku a uskladňovanie zemného plynu a na prevádzku sietí. Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2012/27/EÚ o energetickej efektívnosti je dôležitým širokospektrálnym legislatívnym dokumentom EÚ o energetike. Bola vydaná v októbri 2012 a okrem nových častí sa ňou menia a dopĺňajú smernice 2009/125/ES a 2010/30/EÚ a rušia sa smernice 2004/8/ES a 2006/32/ES. Bola vytvorená so zreteľom na fakt, že Európska únia potrebuje riešiť zvýšenú závislosť od dovozu energetických komodít a obmedzenosť vlastných primárnych zdrojov energie, ako aj z potreby zmierniť 40

41 zmenu klímy a prekonať ekonomickú krízu. Dodržiavanie kritérií energetickej efektívnosti je nevyhnutným prostriedkom na optimalizovanie používania energie. Touto smernicou sa ustanovuje spoločný rámec opatrení s cieľom zlepšenia energetickej efektívnosti v Únii. Ustanovujú sa ňou pravidlá určené na odstránenie prekážok na trhu s energiou a prekonanie zlyhaní trhu, ktoré bránia efektívnosti pri dodávke a využívaní energie, a stanovujú sa ňou indikatívne národné ciele úspor energie do roku Požiadavky ustanovené v tejto smernici sú minimálnymi požiadavkami a nebránia žiadnemu členskému štátu zachovať alebo zaviesť prísnejšie opatrenia. Takéto opatrenia musia byť v súlade s právom EÚ. V prípade, že vnútroštátne právne predpisy ustanovujú prísnejšie opatrenia, členské štáty ich oznámia Európskej komisii. Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2010/31/EÚ je zameraná na budovy, ktoré patria medzi významné spotrebiče energie. Budovy sa podieľajú na celkovej spotrebe energie v EÚpribližne 40 %. Navyše tento sektor fyzicky rastie, takže je predpoklad spotreby väčšieho množstva energie. Zníženie spotreby energie a využívanie energie z obnoviteľných zdrojov v sektore budov preto predstavujú dôležité opatrenia potrebné na zníženie energetickej závislosti Únie ako aj zníženie emisií skleníkových plynov. Smernica Európskeho parlamentu a Rady 2010/30/EÚ o udávaní spotreby energie a iných zdrojov energeticky významnými výrobkami na štítkoch a štandardných informáciách o výrobkoch ustanovuje rámec zosúladenia vnútroštátnych opatrení týkajúcich sa informácií pre koncového užívateľa najmä pomocou označovania a pomocou štandardných informácií o výrobku, o spotrebe energie a prípadne aj iných podstatných zdrojov počas používania a doplňujúcich informácií týkajúcich sa energeticky významných výrobkov, čím sa koncovým užívateľom umožní, aby si vybrali energeticky účinnejšie výrobky. Táto smernica sa uplatňuje na energeticky významné výrobky, ktoré majú značný, priamy alebo nepriamy, vplyv na spotrebu energie a podľa potreby aj na iné podstatné zdroje počas používania. Rieši problematiku používania informačných štítkov na spotrebičoch so zaradením do tried spotreby. V poslednom období sa čoraz viac dostáva do popredia otázka bezpečnosti dodávok energie, ktorá je určitým spôsobom kontraproduktívna voči liberalizačným tendenciám. Preto sa aj na pôde EÚ začali prípravy na záväzné kvalitatívne normy aj v tejto oblasti. 7.2 Legislatíva Slovenskej Republiky v oblasti energetiky Energetika musí reagovať na veľkú rôznorodosť problémov (technické, ekonomické, ekologické, legislatívne, sociálne i politické). Preto je potrebná aj koordinačná činnosť na 41

42 primeranej úrovni. Nevyhnutné sú správne odhady dlhodobých perspektív, ako aj okamžité hodnotenia vzniknutej situácie. Energetická legislatíva SR je súbor legislatívnych noriem (zákony, vyhlášky, nariadenia a pod.), ktorými štát upravuje celú oblasť energetiky. Medzi základné legislatívne predpisy v oblasti energetiky SR môžeme zaradiť tieto dokumenty: Zákon 251/2012 Z. z. o energetike a o zmene a doplnení niektorých zákonov, na ktorom sa uzniesla Národná rada Slovenskej republiky. Tento zákon upravuje podmienky na podnikanie v energetike, prístup na trh, práva a povinnosti účastníkov trhu v energetike, opatrenia zamerané na zabezpečenie bezpečnosti dodávky elektriny a plynu a fungovanie vnútorného trhu s elektrinou a vnútorného trhu s plynom, práva a povinnosti osôb, ktorých práva a povinnosti môžu byť dotknuté účastníkmi trhu v energetike, výkon štátnej správy v energetike, výkon štátneho dozoru a kontroly nad podnikaním v energetike. Zákon 250/2012 Z. z. o regulácii v sieťových odvetviach upravuje: a) reguláciu v sieťových odvetviach, b) postavenie a pôsobnosť Úradu pre reguláciu sieťových odvetví (ďalej len "úrad"), c) povinnosti osôb, ktoré vykonávajú regulovanú činnosť na základe povolenia, 1) potvrdenia o splnení oznamovacej povinnosti2) alebo potvrdenia o registrácii (ďalej len "regulovaný subjekt"), d) pravidlá pre fungovanie vnútorného trhu s elektrinou a pravidlá pre fungovanie vnútorného trhu s plynom (ďalej len "pravidlá trhu"), e) konanie vo veciach podľa tohto zákona. Zákon 309/2009 Z. z. o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby. Tento zákon upravuje spôsob podpory a podmienky podpory výroby elektriny z obnoviteľných zdrojov energie, elektriny vysoko účinnou kombinovanou výrobou a biometánu. Ďalej práva a povinnosti výrobcov elektriny z obnoviteľných zdrojov energie, elektriny kombinovanou výrobou, elektriny vysoko účinnou kombinovanou výrobou, biometánu a ďalších účastníkov trhu s elektrinou a plynom. Zaoberá sa aj právami a povinnosťami právnickej alebo fyzickej osoby, ktorá uvádza na trh motorové palivá a iné energetické produkty použité na dopravné účely. Zákon 476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie (zákon o energetickej efektívnosti) a o energetickej hospodárnosti budov. Je to zákon ktorý aproximuje do právneho rámca SR Smernicu Európskeho parlamentu a Rady 42

43 2006/32/ES o energetickej účinnosti konečného využitia energie a energetických službách Tento zákon ustanovuje povinnosti a požiadavky na efektívnosť pri používaní energie ako pre podnikateľský sektor tak aj pre verejnú sféru a obyvateľov. Na konkrétny spôsob uplatňovania ustanovení uvedených v tom ktorom zákone sa používa tzv. sekundárna legislatíva v podobe vyhlášok. V týchto nie sú uvedené povinnosti ako v zákonoch ale výhradne postupy a spôsoby ako tieto povinnosti naplniť. V predchádzajúcom texte boli uvedené iba niektoré dôležité legislatívne akty EÚ resp. SR. Zákony a vyhlášky sú verejne dostupné napr. webovom sídle ako alebo na kde sú uvedené legislatívne predpisy v aktuálne platnom znení, v tzv. rekonštruovanej podobe, čiže so zapracovaním všetkých platných a účinných zmien. 7.3 Inštitúcie SR v oblasti energetiky V tejto kapitole sú uvedené najdôležitejšie inštitúcie a stručný opis ich činnosti. Uvedené inštitúcie sú potrebné pre fungovanie a rozvoj energetiky a vykonávajú regulačnú, inovačnú poradenskú a podpornú činnosť. Ministersvo hospodárstva Slovenskej republiky Je ústredným orgánom štátnej správy, ktorý má určené kompetencie v oblasti energetiky. Spracováva všetky strategické materiály a predkladá ich vláde SR na prerokovanie a odsúhlasenie. Základnú legislatívnu úlohu má pri prenose energetickej legislatívy EÚ do legislatívneho rámca SR, kde predkladá vláde a následne do NR SR zákony, na základe ktorých sa implementácia bude realizovať. Spracováva a aktualizuje Energetickú politiku SR ako základný strategický materiál, ktorý určuje rámec v ktorom sa môže pohybovať zabezpečenie dostatku energie pre všetky súčasti národného hospodárstva. Je kompetenčne najvyšším orgánom štátnej správy v oblasti koordinácie energetickej efektívnosti v rámci SR. Úrad pre reguláciu sieťových odvetví Úrad pre reguláciu sieťových odvetví je od 1. septembra 2012 orgánom štátnej správy pre oblasť regulácie sieťových odvetví s celoslovenskou pôsobnosťou. Úrad pre reguláciu sieťových odvetví ako orgán štátnej správy vykonáva cenovú reguláciu v sieťových odvetviach a prispieva k spoľahlivému a bezpečnému fungovaniu energetiky a súčasne zabraňuje zneužitiu dominantného postavenia rozhodujúcich dodávateľov na úkor odberateľov. 43

44 Medzi dôležité kompetencie a právomoci Úradu pre reguláciu sieťových patria: Spracovanie a prijatie regulačnej politiky na určité obdobie s následnou aktualizáciou Zabezpečovanie strategického riadenia a dodržiavanie koncepcie regulácie v sieťových odvetviach na základe prijatej regulačnej politiky, Schvaľovanie: o Návrhov dohôd o vzájomnej spolupráci s regulačnými orgánmi členských štátov EÚ, o Rokovacích poriadkov rady, o Správ o činnosti Úradu pre reguláciu sieťových odvetví, o Zriaďovanie pracovísk Úradu pre reguláciu sieťových odvetví mimo jeho sídla. o Ročnej účtovnej závierku Úradu pre reguláciu sieťových odvetví. Rozhodovanie v odvolacom konaní okrem rozhodnutí o uložení pokuty, Zabezpečenie činnosti v oblasti legislatívnych predpisov predkladaných Úradom Vyjadrovanie sa k návrhom všeobecne záväzných právnych predpisov vydávaných inými ÚOŠS, ktoré sa dotýkajú oblasti zabezpečovanej Úradom pre reguláciu sieťových odvetví. Štátna energetická inšpekcia Štátna energetická inšpekcia vykonáva dozor nad dodržiavaním povinností fyzických osôb a právnických osôb ustanovených v zmysle ustanovení všetkých zákonov v ktorých je to uvedené. Jedná sa o zákony: Zákon č.250/2102 Z. z o energetike, Zákon č.476/2008 Z. z. o efektívnosti pri používaní energie (o energetickej efektívnosti), Zákon č. 555/2005 Z. z. o energetickej hospodárnosti budov, Zákon č. 314/2002 Z. z. o pravidelnej kontrole vykurovacích systémov a klimatizačných systémov Slovenská inovačná a energetická agentúra Agentúru ako štátnu príspevkovú organizáciu zriadil minister hospodárstva Slovenskej republiky svojim rozhodnutím č. 63/1999 s účinnosťou od 1. mája 1999 v znení nadväzných rozhodnutí č. 15/2002 a č. 5/2003, podľa zákona č. 303/1995 Z. z. o rozpočtových pravidlách Slovenskej republiky v znení neskorších predpisov a zákona č. 44

45 313/2001 o verejnej službe. Úlohy SIEA zhromažďuje a vyhodnocuje údaje o energetickej efektívnosti a využívaní obnoviteľných zdrojov energie v SR; pripravuje podklady pre novelizáciu energetickej legislatívy; zastupuje Slovensko v medzinárodných energetických projektoch; poskytuje bezplatné energetické poradenstvo pre domácnosti, podnikateľov a verejný sektor v konzultačných centrách v Banskej Bystrici, v Trenčíne a v Košiciach; zabezpečuje prevádzku monitorovacieho systému efektívnosti pri používaní energie, zabezpečuje realizáciu podporných grantových programov zameraných na energetickú efektívnosť a využívanie obnoviteľných zdrojov energie vo verejnom sektore a v domácnostiach; ako implementačná agentúra pre Štrukturálne fondy EÚ administruje opatrenia na podporu inovácií, výskumu, spoločných služieb pre podnikateľov, energetickej efektívnosti a využívania obnoviteľných zdrojov energie v podnikateľskej sfére a vo verejnom sektore; vykonáva skúšky špecialistov v energetike; od roku 2007 plní štátne úlohy v oblasti podpory inovácií, sleduje a vyhodnocuje inovačné aktivity na Slovensku a navrhuje opatrenia na ich podporu. Úrad jadrového dozoru Úrad jadrového dozoru Slovenskej republiky (ďalej len ÚJD SR. ) je ústredným orgánom štátnej správy Slovenskej republiky pre oblasť jadrového dozoru. ÚJD SR zabezpečuje výkon štátneho dozoru nad jadrovou bezpečnosťou jadrových zariadení vrátane dozoru nad nakladaním s rádioaktívnymi odpadmi, vyhoreným palivom a ďalšími fázami palivového cyklu, ako aj nad jadrovými materiálmi vrátane ich kontroly a evidencie. Zabezpečuje posudzovanie zámerov programu využitia jadrovej energie a kvality vybraných zariadení a prístrojov jadrovej techniky a záväzky Slovenskej republiky vyplývajúce z medzinárodných zmlúv týkajúce sa jadrovej bezpečnosti jadrových zariadení a nakladania s jadrovými materiálmi. Záverečná časť jadrovej energetiky pozostáva z týchto činností: ukončenie prevádzky jadrového zariadenia na účely vyraďovania, 45

46 vyraďovanie jadrových zariadení vrátane nakladania s rádioaktívnymi odpadmi z tohto vyraďovania, ukladanie vyhoretého jadrového paliva vrátane prepravy na ukladanie, inštitucionálna kontrola úložísk rádioaktívnych odpadov a vyhoretého jadrového paliva, skladovanie vyhoretého jadrového paliva v samostatnom jadrovom zariadení po odstavení jadrového zariadenia na účely vyraďovania jadrového zariadenia do ukončenia prevádzky jadrového zariadenia, v ktorom bolo vyhoreté jadrové palivo ožiarené a trvalo vybrané, až do jeho umiestnenia do úložiska vyhoretého jadrového paliva. Národný jadrový fond Na zabezpečenie dostatku finančných prostriedkov pre budúce vyraďovanie jadrových zariadení a na nakladanie s vyhoretým jadrovým palivom a rádioaktívnymi odpadmi bol zriadený štátny účelový fond pod názvom Národný jadrový fond. Účelom zriadenia a činnosti jadrového fondu je sústreďovať a spravovať finančné prostriedky určené na záverečnú časť jadrovej energetiky v dostatočnom množstve a transparentným a nediskriminačným spôsobom poskytovať tieto prostriedky osobám na úhradu oprávnených nákladov vynaložených na účely, za podmienok v súlade so záväzkami Slovenskej republiky, vyplývajúcimi z medzinárodnej dohody. 8 Energetická efektívnosť Európska únia stojí pred bezprecedentnými výzvami vyplývajúcimi zo zvýšenej závislosti od dovozov energie a obmedzených zdrojov energie, ako aj z potreby zmierniť zmenu klímy a prekonať ekonomickú krízu. Energetická efektívnosť je cenným prostriedkom na reakciu na tieto výzvy. Zlepšuje sa ňou bezpečnosť dodávky Únie znížením primárnej energetickej spotreby a znížením dovozov energie. Pomáha znížiť emisie skleníkových plynov nákladovo efektívnym spôsobom, a tým zmierniť zmenu klímy. Prechodom na energeticky efektívnejšie hospodárstvo by sa tiež malo zrýchliť šírenie inovačných technologických riešení a zlepšiť konkurencieschopnosť priemyslu v Únii, podporiť hospodársky rast a vytvárať vysokokvalitné pracovné miesta vo viacerých sektoroch súvisiacich s energetickou efektívnosťou. Možnosti zvyšovania energetickej efektívnosti a úsporu energie je možné dosiahnuť rôznymi zmenami vo využívaní primárnych zdrojov energie s cieľom ich úspory prostredníctvom zvyšovania ich účinnosti. Medzi takéto racionalizačné opatrenia patria 46

47 napr.: a. Zvyšovanie účinnosti existujúcich tepelných zdrojov (kombinovanou výrobou a i.). b. Efektívne využitie odpadového tepla, ktoré sa v súčasnosti vypúšťa do atmosféry. V hospodárskom sektore SR možno získať 2000 MW tepelného výkonu. c. c) Racionalizácia spotreby energie a zníženie energetickej náročnosti rôznymi ďalšími zmenami, ako sú: podpora výstavby nízko energetických domov a budov, zavádzanie triedeného zberu odpadov a ich recyklácia, získavanie energie z odpadov atď. Všetky riešenia, vyplývajúce zo zámerov zvyšovania energetickej efektívnosti spolu s realizáciou programov úspor energie rozvojom obnoviteľných zdrojov, vytvárajú dostatočný potenciál na zníženie energetických potrieb Slovenska. Vysoká odkázanosť Slovenska na dovoz primárnych energetických zdrojov zo zahraničia si už dávno vyžaduje účinnú podporu využívania domácich obnoviteľných zdrojov energie. 9 Energetické služby Smernica európskeho parlamentu a rady č.2012/27/eu z 25.októbra 2012 o energetickej efektívnosti definuje v článku 2 odstavci 7 energetickú službu nasledovne : Energetická služba je hmotný prospech, úžitok alebo statok získaný kombináciou energie s energeticky účinnou technológiou alebo s činnosťou, ktorá môže zahŕňať prevádzku, údržbu a kontrolu potrebnú na dodanie služby, ktorá sa dodáva na základe zmluvy a v dôsledku ktorej za bežných okolností preukázateľne dochádza k overiteľnému a merateľnému alebo odhadnuteľnému zlepšeniu energetickej efektívnosti alebo k úsporám primárnej energie; V slovenskej legislatíve je Energetická služba definovaná rovnako v 10 zákona č.476/ 2008 o energetickej efektívnosti, pričom špecifikuje službu, ktorú poskytuje právnická osoba alebo fyzická osoba podnikateľ na základe zmluvy o: a) spracovaní energetických analýz a energetických auditov, b) návrhu projektu zameraného na efektívnosť pri používaní energie a jeho realizácii, c) prevádzke a údržbe energetických zariadení, d) monitorovaní a hodnotení spotreby energie, 47

48 e) zabezpečení palív a energie na účel poskytovania výkonov najmä v oblasti kvality vnútornej klímy v budovách, osvetlenia a prevádzky zariadení, ktoré spotrebúvajú energiu, f) dodávke energetických zariadení 9.1 Spracovanie energetických analýz a energetických auditov Potreba vytvorenia podmienok k vykonávaniu a využívaniu energetických auditov v Slovenskej republike vznikla ako logický dôsledok prebiehajúcich ekonomických a hospodárskych transformačných procesov. Požiadavka na znižovanie energetickej spotreby však nie je vyvolaná iba ekonomickými dôvodmi či postupne rastúcimi cenami všetkých foriem energie, ale je motivovaná aj snahami o zníženie súčasnej energetickej náročnosti slovenskej ekonomiky i o obmedzenie postupujúceho znečisťovania životného prostredia. Energetický audit je preto považovaný za významný nástroj hľadania a nachádzania možností pre dosahovanie energetických úspor a pre optimalizáciu financovania investičných akcií, zameraných do energetickej oblasti. Energetický audit je špecifickou systémovou činnosťou, slúžiacou k získaniu uceleného obrazu o spôsoboch využívania energie v auditovanej jednotke alebo ich jednotlivých častí, o účelnosti spotreby energie a efektívnosti jej využívania a o lokalizáciu a veľkosť energetických strát. Energetický audit musí formulovať ciele, ktorých je potrebné dosiahnuť pri zvyšovaní efektívnosti využívania energie a pri snahe o docielení úspor energie v technologických procesoch. Energetický audit má teda priamu väzbu na znižovanie dosiaľ neúmerne vysokej energetickej náročnosti našej ekonomiky a možno ho teda považovať za jeden z nástrojov realizácie energetickej politiky štátu. Obmedzenie spotreby energie a nákladov na jej výrobu a distribúciu sú preto úlohy, pred riešením ktorých stoja všetky vyspelé štáty sveta. Vlastným dosahom energetického auditu je kvalifikovaná analýza energetického hospodárstva príslušného objektu alebo zariadenia, v jasnom popise a vysvetlení zisteného stavu a v predložení návrhu opatrení s ocenením ich efektu pre zlepšenie stavu nezávislým externým audítorom. Na rozdiel od vykonania takej analýzy a zostavenia návrhu opatrení vlastnými odborníkmi (pokiaľ sú k dispozícii), spočíva význam energetického auditu v nezávislosti audítora na vlastníkovi a manažmente skúmaného objektu (firmy, budovy). Zavedenie pojmu audit do odboru analýz energetického hospodárstva prináša 48

49 zvýšenie ich vážnosti a hodnovernosti vďaka vyššej autorite energetického audítora. Energetický audit vyjadruje určité hodnotenie doterajšieho stavu a vyjadruje posudok, či - a do akej miery - je energetické hospodárstvo v poriadku, t.j. v súlade s kritériami požadovanými v zadaní, zámerom a cieľom auditu. Obecne možno konštatovať, že význam energetického auditu spočíva v hľadaní a nachádzaní možností znížiť spotrebu energie a nákladov na jej obstaranie na optimálnu a pri tom technicky reálnu úroveň. Cieľom energetického auditu je zistenie súčasného stavu v hospodárení s energiou a výber, zhodnotenie a ekonomické posúdenie konkrétnych variant riešenia navrhnutých k zabezpečeniu energie pri optimálnej úrovni jej spotreby. Ide o nájdenie technicky a ekonomicky účelných opatrení, ktorá prinesú zníženie spotreby energie v zariadení alebo objekte, ktorý je predmetom auditu. Významným znakom činnosti energetického audítora je teda i špecifický prvok aktívneho odborného a špecializovaného poradenstva, ktorý sa musí nutne premietnuť v práci energetického audítora pri vyhľadávaní potenciálu úspor energie a kedy audítor musí spolupracovať s manažmentom i personálom prevádzkovateľa skúmaného zariadenia alebo objektu. Poradenská zložka činnosti energetického audítora sa prejaví vo výstupe činnosti audítora - v správe o vykonanom audite v časti obsahujúcej návrh energeticky úsporných opatrení. Ďalším cieľom je však aj poskytnúť dostatočne preukázateľné argumenty pre jeho ďalšie rozhodovacie akty, kedy k preukázaniu vhodnosti, technickej správnosti a potrebnosti navrhnutých opatrení je nutné preukázať zvlášť ich ekonomickú efektivnosť. Ekonomická vhodnosť navrhovaných opatrení musí byť preukázaná s maximálnou presvedčivosťou, čo vyžaduje kvalifikované ocenenie nielen očakávaných úspor v prevádzke zariadení či objektu, ale tiež nákladov na ich realizáciu a ich vzájomné ekonomické vzťahy počas doby účinnosti navrhovaného opatrenia. Realizovateľnosť auditom navrhovaných opatrení však bude vždy ovplyvňovaná aj ďalšími motivačnými stimulmi, vrátane pôsobenia štátu zvlášť v oblastiach legislatívnych a ekonomických. Ministerstvo hospodárstva Slovenskej republiky v Zákone č.476/2008 Zz o energetickej efektívnosti v definuje 2 odst. h) energetický audit nasledovne : Energetickým auditom je systematický postup na získanie dostatočných informácií o súčasnom stave technických zariadení a budov určených na 49

50 používanie energie, na identifikáciu a návrh nákladovo efektívnych možností úspor energie; výstupom z energetického auditu je písomná správa. V 8 tohto zákona je stanovená povinnosť spotrebiteľov energie v priemysle a v pôdohospodárstve vyhodnotiť energetickú náročnosť výroby energetickým auditom prvýkrát v lehote podľa prílohy č. 1 zákona č.476/2008 alebo do piatich rokov od uvedenia zariadenia do trvalej prevádzky. V tejto prílohe č.1 sú stanovené aj lehoty hodnotenia energetickej náročnosti v priemysle a v pôdohospodárstve a prepočítavacie koeficienty celkovej spotreby energie na rovnakú fyzikálnu jednotku. Spotrebiteľ energie v priemysle a v pôdohospodárstve je povinný aktualizovať energetickú náročnosť energetickým auditom raz za päť rokov. Energetický audit na vyhodnotenie energetickej náročnosti výroby vykonáva energetický audítor. Energetickým audítorom je fyzická osoba zapísaná v zozname energetických audítorov. Zoznam energetických audítorov vedie a na svojej internetovej adrese zverejňuje ministerstvo hospodárstva.energetický audit môže vykonať aj osoba iného členského štátu Európskej únie, ak je držiteľom oprávnenia na výkon činnosti energetického audítora podľa právnych predpisov iného členského štátu Európskej únie. Energetická certifikácia budovy podľa osobitného predpisu (Zákon č.555/2005. o energetickej hospodárnosti budov a o zmene a doplnení niektorých zákonov v znení zákona č. 17/2007 Zz) sa považuje za energetický audit podľa zákona č.476/2008. Presný postup pri výkone energetického auditu ako aj obsah písomnej správy a súbor údajov na monitorovanie efektívnosti pri používaní energie stanovuje Vyhláška Ministerstva hospodárstva č.429/2009 Z.z. v čl. I 2. Postup pozostáva z nasledovných krokov: identifikácia predmetu energetického auditu, zistenie súčasného stavu predmetu energetického auditu, vyhodnotenie súčasného stavu predmetu energetického auditu, návrh opatrení na zníţenie spotreby energie (ďalej len opatrenia ), vypracovanie ekonomického hodnotenia súboru opatrení, vypracovanie environmentálneho hodnotenia súboru opatrení, odporučenie optimálneho variantu súboru opatrení, vypracovanie písomnej správy, 50

51 spracovanie súboru údajov na monitorovanie efektívnosti pri pouţívaní energie. Výsledkom práce energetického audítora je teda energetický audit v podobe konečnej písomnej správy. V nasledovnom 3 je v jednotlivých odstavcoch uvedené, čo písomná správa z energetického auditu musí obsahovať. Písomná správa obsahuje : a) identifikačné údaje o objednávateľovi energetického auditu b) identifikačné údaje o prevádzkovateľovi predmetu energetického auditu v rozsahu podľa písm. a), ak je prevádzkovateľom predmetu energetického auditu iný subjekt ako objednávateľ energetického auditu, c) identifikačné údaje o energetickom audítorovi, najmä meno a priezvisko, dátum narodenia, trvalý pobyt a adresu zamestnávateľa, ak je energetický audítor zamestnancom, d) dentifikáciu predmetu energetického auditu podľa 2 ods. 2, e) popis a vyhodnotenie súčasného stavu predmetu energetického auditu podľa 2 ods. 3, f) návrh opatrení podľa 2 ods. 4 a 5, g) ekonomické a environmentálne hodnotenie súboru opatrení podľa 2 ods. 5 písm. f), h) optimálny variant súboru opatrení podľa 2 ods. 6 vrátane i) záznam o odovzdaní a prevzatí písomnej správy, v ktorom sa uvedie dátum odovzdania a prevzatia správy, mená, priezviská a podpisy odovzdávajúceho a preberajúceho, j) kópiu dokladu o zapísaní do zoznamu energetických audítorov alebo kópiu iného dokladu, ktorý oprávňuje osobu na výkon činnosti energetického audítora podľa právnych predpisov iného členského štátu Európskej únie. 9.2 Návrhy projektov zameraných na efektívnosť pri používaní energie a ich realizácia (EPC projekty) Energetické služby sú tradične zamerané na znižovanie konečnej spotreby energie v existujúcich výrobných prevádzkach či budovách. Najznámejšou metódou dosahovania úspor je metóda EPC (z angličtiny - Energy Performance Contracting), 51

52 kedy poskytovateľ energetických služieb dodáva na kľúč komplexnú službu, vrátane zaistenia financovania úsporných opatrení a garancie minimálnych úspor v spotrebe energie (tú zaisťuje poskytovateľ na svoje riziko). Investície sú splácané z dosahovaných úspor v spotrebe energie. Energy Performance Contracting je zmluvná úprava vzťahu medzi beneficientom a poskytovateľom o opatreniach energetickej efektívnosti, kde investícia do opatrenia je splatená v nadväznosti na dosiahnutie zmluvne stanovench hodnôt energetickej efektívnosti. EPC je integrovaná energetická služba s garantovaným výsledkom Hlavnou prednosťou metódy je dosiahnutie úspor bez zaťaženia verejných rozpočtov (investície spravidla zaisťuje na svoje náklady dodávateľ), získanie nových moderných technologií a teda zhodnotenie majetku verejného sektora, zníženie prevádzkových nákladov, zlepšenie ekonomiky energetickej prevácdzky, zníženie nárokov na obsluhu, garancie minimálnych dosiahnutých úspor, zlepšenie kvality pracovného prostredia, pracovné príležitosti pre tuzemských dodávateľov a zlepšenie životného prostredia. Motiváciou pre rozhodnutie o rekonštrukcii energetického hospodárstva je spravidla : Potreba znížiť vysoké prevádzkové náklady Nutnosť rekonštrukcie zastaralého technologického energetického zariadenia Komplexná renovácia celého objektu Potreba automatizácie riadenia spotreby energie Snaha znížiť negatívny vplyv na životné prostredie Vplyv na rozhodnutie o spôsobe realizácie úsporných opatrení má obyčajne: Dostatočnosť vlastných investičných prostriedkov Odborné a kapacitné zaistenie realizácie daného projektu Istota dosiahnutia očakávaného výsledku Financovať projekt na realizáciu úsporných opatrení je možné zabezpečiť : Z vlastných prostriedkov Pomocou úveru od banky Poskytnutím energetických služieb metódou EPC Metóda EPC je vhodná pre výrobné podniky, budovy rôznych inštitúcií, nemocnice, vysoké školy, štátne kultúrne zariadenia, kancelárske budovy, 52

53 vzdelávacie zariadenia (materské, základné i stredné školy), kultúrne zariadenia (divadlá), športové zariadenia (plavecké bazény, zimné štadióny), budovy úradov, verejné osvetlenie a ďalšie V prípravnej fáze projektu EPC je veľmi dôležité vybrať vhodné objekty pre pripravovaný projekt. Analýzou projektu v ďalšom kroku je potrebné si objasniť, či očakávania zadávateľa sú realizáciou projektu EPC splniteľné, či pripravovaný projekt poskytuje dostatočný objem úspor v hodnotách rovnajúcim sa výške splátok prípadného úveru. Až potom, nsleduje podpis zmluvy a realizácia opatrení. Obecne je vhodné pripraviť zakázku pre projekt EPC, vrátane jeho schválenia zadávateľom, počas letných mesiacov, tak, aby oznámenie o zakázke v Informačnom systému o verejných zákazkách bolo možné uverejniť od septembra do novembra. V takomto prípade býva možné uskutočniť výberové konanie a podpis zmluvy v dostatočnom predstihu pred koncem vykurovacej sezóny. Pre financovanie EPC projektov je jedným z kľúčových faktorov úspechu pri implementovaní EPC projektu dostupnosť finančných zdrojov. Financovanie pritom nie je nezávislé od ostatných okolností daného projektu. Financovanie EPC projektov je potrebné vnímať komplexne. Iba pohľad na priame finančné náklady vyjadrené napríklad úrokovou sadzbou a poplatkami nestačí. Optimálny balík financovania 53

54 závisí od ekonomického a finančného postavenia zákazníka, cash flow projektu ale aj právnych, daňových a účtovných aspektov projektu. V podmienkach Slovenska je pre zákazníkov (najmä subjekty verejnej správy) najzaujímavejším spôsobom financovania úver dodávateľa (ESCO spoločnosti z angl. Energy Service Company) s následným prevodom finančnej pohľadávky vybranej banke po realizácii projektu. ESCO spoločnosti používajú pri financovaní projektov viacero metód minimalizujúcich negatívne dopady na finančnú situáciu zákazníka. ESCO spoločnosť môže projekt financovať z vlastných zdrojov, alebo zo zdrojov získaných na finančnom trhu (bankovým úverom, leasingom alebo kapitálovou investíciou). Obr. Úverové financovanie dodávateľom (ESCO spoločnosťou) Pri priamom vzťahu zákazník prakticky vôbec nevstupuje do vzťahu so zdrojom financovania. Financovanie projektu zabezpečuje ESCO spoločnosť vo svojom mene a nesie tak celé riziko neúspechu projektu, aj v tom prípade ak by bolo spôsobené okolnosťami, ktoré sú mimo jej vplyvu. ESCO spoločnosť môže projekt financovať z vlastných zdrojov, alebo zo zdrojov získaných na finančnom trhu (bankovým úverom, leasingom alebo 54

55 kapitálovou investíciou). V rámci projektu je vo veľkom počte prípadov dodávateľom zaisťované okrem iného aj prefinancovanie potrebných investičných prostriedkov, obyčajne za použitia komerčného úveru od niektorej banky. Obr. Úerové financovanie zákazníkom (klientom EPC) Nepriamy vzťah je pre zákazníka podstatne menej populárny, pretože predpokladá, že so zdrojom financovania (bankou) uzatvorí priamo zmluvu, zatiaľ čo ESCO spoločnosť iba garantuje dosiahnutie technických parametrov projektu. Pokiaľ nie sú predpokladané parametre dosiahnuté vinou ESCO spoločnosti a táto okolnosť je príčinou, prečo zákazník nemôže splácať dohodnuté splátky, je ESCO spoločnosť povinná zákazníkovi dorovnať rozdiel medzi skutočnou výškou úspor a splátkou. V rámci bežného projektu EPC sú tokom finančných prostriedkov úhrady splátok, ktoré vynaložila firma energetických služieb, a sú v podstate vypožičané zadávateľovi. Táto pôžička je poskytnutá s fixným úrokom, takže splátky sú v pevnej výške bez zmien počas celej doby trvania zmluvného vzťahu. Oproti tomu dochádza po inštalácii úsporných opatrení k zníženiu prevádzkových nákladov. Objem úspor za rok by nemal byť menší ako je objem úhrad splátok. V priebehu realizácie EPC projektu je veľmi dôležité dôsledne kontrolovať správnu inštaláciu jednotlivých častí presne podľa projektu a v súlade s jeho zámerom. Ešte pred inštaláciou je potrebné dôkladne preveriť možné miesta napr. nefunkčnosti vykurovacej sústavy, ktorá by si vyžiadala nápravu. 55

56 Po ukončení projektu, teda inštalácii všetkých zmluvne dohodnutých opatrení, je kľúčovou časťou celého projektu meranie a sledovanie spotreby energie. Pred odovzdaním opatrení zadávateľovi musí byť inštalácia dostatočne preverená v skúšobnej prevádzke. Firma energetických služieb musí so zástupcami správcu objektu, ktorí potom budú mať na starosti správny chod celého systému, úzko spolupracovať. Po uvedení do prevádzky sú spotreby sledované a vyhodnocované zástupcami dodávateľa týždenne až denne. Až v riadnej prevádzke prechádza dodávateľ na mesačné hodnotenie nameraných hodnôt. Je tiež dôležité, aby obe strany boli pri rokovaniach a pri ročnom vyúčtovaní spotreby maximálne otvorené. Projekt EPC znamená dlhodobý vzťah oboch strán, a preto sa nevyplatí zatajovať žiadne skutočnosti. Vždy to bude len na úkor celého projektu, a teda úspor energie. Na záver zhrnutie dôvodov, ktoré hovoria za realizáciu rekonštrukcie energetických systémov metódou EPC: Komplexnosť riešenia - EPC služba môže pokrývať činnosti od zhodnotenia stavu (verifikáciu dát), realizáciu opatrení, servis a údržbu inštalovaných zariadení, energetický manažment až po meranie a vyhodnocovanie úspor Garancia úspor základnou podmienkou EPC zmluvy je záruka dosiahnutých úspor energie resp. súvisiacich nákladov a podmienky prerozdelenia zisku z extra úspor (resp. vyrovnania v prípade nedosiahnutia garantovaných úspor). EPC motivuja dodávateľa k maximalizácii úspor. Prevzatie rizík ESCO spoločnosť cez EPC preberá technické riziká (projekt, technologie, prevádzka a údržba, emisie, vplyv na ŽP, hygienické normy) príp. aj komerčné riziká (cenové výkyvy, zmeny odberu energie) Prevzatie financovania jednou z alternatív je možnosť čiastočného alebo úplného prevzatia financovania ESCO spoločnosťou. 9.3 Prevádzka a údržba energetických zariadení, Komplexná správa predstavuje súbor činností zabezpečujúcich ekonomickú prevádzku objektov a zariadení v súlade s požiadavkami na údržbu, spoľahlivosť, bezpečnosť a dodržiavanie legislatívnych predpisov. Jedná sa o poskytovanie energetickej služby prevzatím kompletnej starostlivosti o zariadenia energetiky v rámci kompletnej technickej správy 56

57 spoločnosťou energetických služieb na základe zmluvy o energetických službách. Svojou činnosťou zabezpečuje hlavne: optimalizáciu chodu technologických zariadení, zabezpečovanie servisu dodržovanie smerníc pre ochranu životného prostredia analýzu energetických údajov optimalizáciu spotreby odoberaných foriem energie dojednávanie dodávok elektrickej energie a SV, diagramov, režimu apod., uskutočňovanie hlavných a vedľajších odpočtov elektromerov, vodomerov a ďalších meračov spotreby energie spracovanie mesačných výkazov a diagramov o spotrebe energií vrátane odovzdania spracovaných štatistických formulárov energetické riadenie prevádzky objektu podľa vyhlásených energetických stupňov údržbu technologických zariadení vo všetkých stupňoch (preventívnu, bežnú i plánovanú) 9.4 Monitorovanie a hodnotenie spotreby energie Často sa stáva, hlavne v menších organizáciách, že spotreba jednotlivých foriem energie sa sleduje iba na základe platieb za faktúru. V týchto organizáciách sa neskúmajú príčiny rastu spotreby energie. Spotreba energie (plyn, kúrenie, voda, elektrina) sa meria len na vstupe do spoločnosti. Rozpočítať takúto spotrebu napríklad na jednotlivé prevádzky je spravidla veľmi problematické a čassto nemožno ani analyzovať príčiny rastu alebo poklesu spotreby jednotlivých forierm energie. Iná situácia je vo väčších spoločnostiach, napríklad v ťažkom priemysle. Tu sú zamestnaní energetici, ktorí spotrebu a cenu každej formy energie sledujú veľmi podrobne a ich nákup riadia. Na monitorovanie energie v týchto spoločnostiach často využívajú rôzne nástroje a rôzne softvérové nástroje na analýzu. Pri zavádzaní systému energetického manažérstva je veľmi dôležitým stupňom vstupný audit, a to nielen audit spotreby energie na vykurovanie a prípravu teplej vody, ale celkový audit všetkých druhov energie. Z týchto vstupných údajov sa potom môžu určiť energeticky významné aspekty, na ktoré sa pripravia plány a ciele. Jedným z ďalších ukazovateľov, v akom stave je spoločnosť alebo jej časť (napr. budova), je aj energetický certifikát budovy, ktorý exaktne zaradí budovu do 57

58 energetickej triedy. Jedným z cieľov spoločnosti môže byť aj zlepšenie energetickej triedy budovy alebo zníženie emisií CO2. Dôležitým bodom je aj meranie spotreby po ucelených častiach (výrobné prevádzky, opravárenské dielne, administratíva a pod.) a analýza spotreby energie v závislosti od naplnenosti výroby, nábehu výroby a pod. Iba na základe týchto podrobných údajov možno presne zacieliť opatrenia na úsporu energie. Je chybou, ak sa riešenia zamerajú len na určité prevádzky alebo jeden druh energie bez predchádzajúcej analýzy. V konečnom dôsledku môže dôjsť k zbytočne drahým investíciám. Zavedením systému energetického manažérstva sa okrem toho, že sa splnia požiadavky zákonov a vyhlášok, zníži aj spotreba energie a tým dôjde aj k zníženiu nákladov spoločnosti. Manažment spoločnosti získa prehľad o energetických tokoch v spoločnosti a ich riadení. Zavedenie energetického manažmentu dáva nástroj, ako efektívne zainteresovať zamestnancov spoločnosti do znižovania celkovej spotreby energie v spoločnosti. Jednotlivé spoločnosti môžu využiť zavedenie energetického manažmentu na svoju ďalšiu propagáciu (green marketing) alebo na zlepšenie imidžu podniku. Zavedenie systému energetického manažmentu poskytuje nástroj na predvídanie zmeny spotreby energie v dôsledku plánovanej zmeny výroby alebo zmeny produktu, služby a podobne. Motivuje spoločnosť pri nákupe zariadení a výrobkov pozerať aj na to, ako nakupované výrobky a služby vplývajú na životné prostredie či ako ovplyvnia energetickú bilanciu spoločnosti. Pri zavádzaní systému prebieha aj školenie jednotlivých zamestnancov o alternatívnych formách energie a to motivuje ďalších ľudí k väčšej ochrane životného prostredia 9.5 Zabezpečenie palív a energie na účel poskytovania výkonov Zabezpečenie palív a energie na účel poskytovania výkonov najmä v oblasti kvality vnútornej klímy v budovách, osvetlenia a prevádzky zariadení, ktoré spotrebúvajú energiu možno zaradiť medzi druh poskytovanej energetickej služby. Obsahom zmluvne dohodnutých činností je predovšetkým: Bezproblémový chod objektu Zabezpečenie budov teplom, pitnou vodou, ohriatou teplou vodou Obsluha technologických zariadení odborne vyškoleným personálom. pre technickú správu (kotolňa, vzduchotechnika a klimatizácia) Zabezpečenie bežnej údržby, Meranie a reguláciu technologických zariadení 58

59 Nákup palív a energie v objemoch podľa potrieb budov Zabezpečovanie previdelných revízií technických a technologických zariadení v zmysle platenej legislatívy. Jedná sa o plynové, tlakové a elektrické zariadenia, výťahy a eskalátory, požiarno-technické zariadenia ako aj záložné zdroje. Neoddeliteľnou súčasťou starostlivosti a obsluhy technologických zariadení by mal byť aj ich záručný a pozáručný servis, ktorý je zabezpečovaný v súčinnosti s dodávateľmi a výrobcami týchto zariadení. 9.6 Dodávka energetických zariadení Zmluvná dodávka energetických zariadení vrátane inštalácie, komplexných skúšok a servisných služieb patrí tiež do kategórie energetických služieb. 10 Energetické poradenstvo Kým u veľkých spotrebiteľov energie je starostlivosť o jej efektívne využitie spravidla povinnosťou prsacovníkov útvarov energetiky, u malých spotrebiteľov energie, ale predovšetkým v domácnostiach sa nie vždy nájde niekto, kto tejto problematike skutočne rozumie. To má za následok plytvanie s nakupovanou energiou a zbytočne vysoké faktúry. Energetické poradenstvo je služba predstavuje možnosť využívania priebežných konzultácií a získanie často veľmi užitočných usmernení pri riešení problémov či už vo vykurovaní, spotrebe elektriny, stavebných úpravách či využitia moderných technológií, EK zaväzuje členské štáty EU poskytovať túto energetické poradenstvo v oblasti energetickej efektívnosti. V Smernici európskeho parlamentu a rady č.2012/27/eú o energetickej efektívnosti v Kapitole IV, článku 17 odstavci 1 sa uvádza: Členské štáty zabezpečia, aby boli informácie o dostupných mechanizmoch v oblasti energetickej efektívnosti a o finančných a právnych rámcoch transparentné a aby sa vo veľkej miere poskytovali všetkým účastníkom trhu vrátane spotrebiteľov, stavbárov, architektov, inžinierov, environmentálnych a energetických audítorov a inštalatérov stavebných prvkov vymedzených v smernici 2010/31/EÚ A v odstavci 2 : 59

60 Členské štáty vytvoria vhodné podmienky pre subjekty na trhu, aby mohli spotrebiteľom energie poskytovať primerané a cielené informácie a poradenstvo o energetickej efektívnosti. 11 Racionalizácia spotreby energie Najčistejšia" energia je usporená energia. Využívaním efektívnych technológií a zodpovedným využívaním energie je možné značne znížiť jej spotrebu. Vo svete sa začali zdokonaľovať technológie výroby energie z obnoviteľných zdrojov a rozširuje sa sériová výroba potrebných zariadení. Tieto zmeny spolu so zohľadnením environmentálneho prínosu obnoviteľných zdrojov (zavedenie ekologickej dane z výroby energie v zdrojoch poš kodzujúcich životné prostredie) v krátkom čase zvýšia ich konkurencieschopnosť. Známa je nízka efektívnosť vykurovacích systémov v bytových domoch a aj v niektorých administratívnych budovách kvôli stratám cez steny, netesnosti a okná. Veľké straty sú aj pri zastaralých strojoch a osvetľovacích zariadeniach. V priemysle a aj v domácnostiach sa používajú zariadenia a technológie so zastaralými technickými parametrami s malou efektívnosťou využitia elektrickej energie a energie všeobecne. Nové technológie a premyslenejšie organizačné opatrenia môžu teda priniesť veľké úspory (často viac ako 20%) aj bez väčších investícií. Skúsenosti dokazujú, že gro úspor možno hľadať v zmene vykurovania, osvetlenia a zateplenia. Približne 30%-tné úspory je možné dosiahnuť cielenými stavebnými úpravami zameranými na zlepšenie tepelnoizolačných vlastností budov, využívaním zdrojov tepla s lepšou účinnosťou a zmenami v prevádzke a údržbe budovy. Znížením teploty o 1 C znížime spotrebu energie na vykurovanie o 6%. Znížením teploty v triede z hodnoty napr. 23 C na 20 C, klesne spotreba energie v triede o 18%. Úspory energie sa dajú dosiahnuť aj bez straty komfortu. Beznákladové úspory je možné docieliť väčšinou zlapšenou organizáciou spotreby spočívajú v sledovaní spôsobu prevádzky energetických spotrebičov, ich dôslednom využívaní a eliminácii zbytočnej prevádzky. Zmenou myslenia a návykov je teda možné znížiť náklady na energiu až o 10%! Tepelná izolácia a jej výhody Pri kombinácii zateplenia obvodových stien s výmenou okien alebo ich úpravou možno dosiahnuť zníženie spotreby energie na vykurovanie o viac cca 30% 60

61 (pri budovách postavených do roku 1983 je to dokonca až 50%). Hlavné výhody komplexného zateplenia: zníženie spotreby energie na vykurovanie (a v letnom období na chladenie) odstránenie hygienických nedostatkov (plesne) zvýšenie tepelnej zotrvačnosti stavebných konštrukcií a spomalenie chladnutia eliminovanie zatekania - zamedzenie korózii výstuže v stykoch a paneloch Vetranie Ohriatie vzduchu, ktorý sa dostáva do miestnosti vetraním oknami, je zohľadnené vo vykurovaní. Teplo najčastejšie uniká netesnými oknami (vo viacposchodových budovách uniká cez okná až 32% tepla, v jednoposchodových 12 13%). Vhodné okná obmedzujú straty spojené s výmenou vzduchu. Prísun čerstvého vzduchu je v k moderných budovách zabezpečovaný cez takzvané rekuperátory. Jedná sa o vysoko účinné výmenníky tepla. Tepelné zdroje Na efektívny spôsob vykurovania má veľký vplyv vhodne zvolený tepelný zdroj. Teplo sa vyrába spravidla vo vlastných kotolniach, v mestských častiach sú budovy obvykle pripojené na centralizovaný zdroj zásobovania teplom (CZT). 61

62 Zdroje tepla delíme podľa : Druhu paliva (tuhé, kvapalné, plynné) a materiálu (liatinové článkové, oceľové skriňové) Teploty teplonosného média (parné, horúcovodné, teplovodné, nízkoteplotné...) Spôsobu odvodu spalín z kotla (s otvorenou alebo uzavretou spaľovacou komorou) Spôsobu zabezpečenia spaľovacieho vzduchu v kotle (otvorené, uzavreté) Stupňa a spôsobu regulácie (ručná, poloautomatická, automatická) Plynové kotly Plynové kotly sa od seba odlišujú konštrukčnými detailmi a prevádzkovými špecifikami, na ktorých základe ich delíme na klasické, nízkoteplotné a kondenzačné. Kondenzačný kotol Pokroková technológia umožňujúca kondenzáciu vodných pár obsiahnutých v spalinách Uvoľnené kondenzačné teplo zlepšuje účinnosť kotla. Straty sú minimalizované, reálna účinnosť po odpočítaní strát je až 97%. Ponúka možnosť plynulej regulácie výkonu až v 80% rozsahu. Napomáha znižovaniu spotreby plynu a tvorbe emisií. 62

63 Plynové infražiariče Sú ideálne pre veľkoobjemové priestory s veľkou konštrukčnou výškou Pri tmavých infražiaričoch prebieha spaľovanie vo vnútri spaľovacích komôr. Sú tiež známe ako sálavé plynové teplomety. Pri svetlých plynových infražiaričoch býva zdrojom sálania zväčša keramická doska, ktorá sa bezplamenným povrchovým spaľovaním plynu zohrieva. 63

64 12 Energeticky úsporné zariadenia 12.1 Kombinovaná výroba (kogenerácia) Smernica európskeho parlamentu a rady 2012/27/EÚ z 25. októbra 2012 o energetickej efektívnosti definuje v 2 čl. 30 kombinovanú výrobu nasledovne Kombinovaná výroba je výroba tepla a elektriny alebo mechanickej energie, ktorá prebieha v rovnakom čase a v jednom procese. Zákon NR SR č.309/ 2009 Zz o podpore obnoviteľných zdrojov energie a vysoko účinnej kombinovanej výroby v 2 odstavci 2b) dopĺňa definíciu naledovne: Kombinovaná výroba je technologický proces, pri ktorom súčasne prebieha výroba: elektriny a tepla, mechanickej energie a tepla, mechanickej energie tepla a elektriny 64

65 Proces kombinovanej výroby sa často nahrádza kratším názvom kogenerácia. Ako palivo sa prioritne používa zemný plyn. Alternatívou môže byť tiež bioplyn, drevný plyn, koksárenský plyn, propán-bután a pod. Použitie plynu pre kogeneráciu má veľký význam z ekologického hľadiska. Nízke znečisťovanie životného prostredia emisiami je jedným zo znakov kogenerácie. V súvislosti so zariadením na kombinovanú výrobu sa často objavuje termín kogeneračná jednotka. Týmto názvom obyčajne označujeme zariadenia na kombinovanú výrobu tepla a elektrickej energie, poháňané väčšinou: piestovými spaľovacími motormi od výkonu 10 kw do 5 MW, spaľovacími turbínami pre výkony nad 500 kw a teplo nad 500 C V slovenskej legislatíve, ako aj v odborných kruhoch, sa v súvislosti s kogeneráciou často používa skratka KVET, ktorá pozostáva zo začiatočných písmen termínu Kombinovaná Výroba Elektriny a Tepla. Energia paliva uvoľnená spaľovaním zmesi paliva so vzduchom je v technologickom zariadení transformovaná na elektrickú energiu a teplo (ktoré je spravidla ďalej efektívne využité) a odpadovým produktom sú spaliny. Najpodstatnejší dôvod, prečo uplatňovať kogeneráciu je výrazná úspora primárneho paliva v porovnaní so spôsobom oddelenej výroby elektriny a tepla (až do 40%). Medzi ďalšie dôvody patrí úspora nákladov na nákup elektriny v porovnaní s oddelenou výrobou tepla ako aj vysoká účinnosť využitia energie v palive, veľmi rýchly nábeh do prevádzky (v prípade technologických systémov so spaľovacími motormi resp. spaľovacími turbínami), možnosť nezávislej prevádzky aj v prípade výpadku verejnej elektrickej siete (len s technológiou so synchrónnym elektrickým generátorom). Pre proces kombinovanej výroby je možné využiť viaceré druhy technologických systémov. 65