Teplárenství - Zdroje

Zdroje pro získávání tepla a teplé užitkové vody jsou neustále diskutovány a často se hovoří o nutnosti změny jejich složení. V současnosti je podstatná část tepla získávána z hnědého uhlí. Jeho nevýhodou je zátěž, kterou působí životnímu prostředí. Na druhou stranu jej máme v ČR dostatečné zásoby a teplárenství se dlouhou dobu vyvíjelo tak, aby bylo hnědé uhlí využíváno. Změna poměru využívání zdrojů je tak velice obtížná, nákladná a nelze ji provést najednou.

Snižování ekologické zátěže lze dosáhnout kvalitním filtrování škodlivin a spojováním výroby elektřiny a tepla.

Zdroje, ze kterých je možné čerpat teplo pro účely vytápění a ohřevu teplé užitkové vody, dělíme na:

Primární zdroje

Za účelem výroby tepla se z velké části využívají stejné zdroje, jako pro výrobu elektřiny.

Neobnovitelné zdroje:

Černé uhlí a koks

Černé uhlí vznikalo přibližně před 250-350 miliony let, a je uloženo v hloubkách dosahujících až 1200 metrů, odkud je získáváno dolováním. Kvalita uhlí je posuzována podle obsahu uhlíku. Nejkvalitnějším černým uhlím je antracit, na druhém konci pomyslné tabulky nalezneme plynové uhlí, ze kterého se vyrábí svítiplyn.  Takzvané koksovatelné druhy lze přeměnit na koks, který je čistější a má ještě větší výhřevnost než černé uhlí. Koks vzniká zahříváním černého uhlí ve vzduchotěsných komorách při nízké koncentraci kyslíku a teplotách nad 1000°C.

Výhody

  • výborná výhřevnost – 7000-8500 kcal
  • vyvinuté osvědčené technologie, při kterých je zužitkována velká část energie

Nevýhody

  • vysoký podíl škodlivých látek, které vznikají při jeho spalování
  • vyčerpatelné zásoby
  • náročnější těžba

 Hnědé uhlí a lignit

Z hnědého uhlí se v současnosti získává teplo a teplá voda zhruba pro milion bytových jednotek, které jsou vytápěny dálkově. Hnědé uhlí je tak zásadním pilířem teplárenství v ČR.

Hnědé uhlí a lignit se nalézají se v menších hloubkách, a proto se těží v povrchových dolech. Hnědé uhlí má zhruba poloviční výhřevnost oproti černému – nejkvalitnější, tzv. hnědý antracit – 3900 kcal. Nejmladší hnědé uhlí se nazývá lignit. Je nejméně zuhelnatělý a obsahuje vysoký podíl vody – až 40%.

Výhody

  • menší náklady na těžbu
  • v Evropě i ČR bohatá naleziště

Nevýhody

  • malá výhřevnost
  • zdroj škodlivých látek
  • hodně kouří (vysoký podíl vody)

Zemní plyn

Bezesporu ekologické palivo. Produkuje polovinu škodlivých látek ve srovnání s uhlím.

Výhody

  • nižší ekologická zátěž
  • vysoká výhřevnost

 

Nevýhody

  • náklady na vytápění plynem jsou vyšší než u uhlí
  • infrastruktura plynovodů nedává v současné době možnost volby dodavatele a znamená velkou závislost na Rusku

Ropné produkty

V teplárenství se využívají hlavně lehké topné oleje (LTO). K získání LTO je třeba destilovat nebo rafinovat ropu.  Do LTO se přidávají přísady snižující bod tuhnutí a také barvivo a značkovací látky. Z ropných produktů je třeba zmínit také mazut, benzin, naftu a těžké ropné oleje.

Výhody

  • vysoká výhřevnost – vyšší než uhlí
  • při spalování vzniká méně škodlivin než u uhlí
  • snadná doprava a dostupnost i v místech, kde není možné využít zemní plyn 

Nevýhody

  • vysoká cena

Zpět

Obnovitelné zdroje energie:

Úloha OZE v teplárenství i elektroenergetice vzrůstá, ovšem nedá se předpokládat, že by v historicky dohledné době bylo možné s nimi zcela nahradit dosavadní zdroje. OZE jsou snáze využitelné v lokálním získávání tepla a TUV. Některé z nich (slunce, dřevo), jsou pro centrální dálkové vytápění naprosto nevhodné.

Dřevo a dřevní štěpka

Využitelné pro vytápění domácností. Z dřevní štěpky se lisují pelety a dřevěné brikety, které je možné spalovat v kotlích. Dřevní štěpkou máme na mysli piliny a ostatní odpad dřevozpracujícího průmyslu.

Výhody

  • ekologické palivo

 

Nevýhody

  • nepříliš využitelný zdroj pro velkovýrobu tepla

Biomasa a bioplyn

Spalováním biomasy nevznikají jedovaté látky, které by zamořovaly ovzduší. Biomasou se rozumí části rostlin, dřevo (dřevěné piliny) nebo exkrementy hospodářských zvířat, které jsou definovány jako mokrá biomasa. Ze suché biomasy lze získávat hořlavé plynné složky – bioplyn, který lze využít pro výrobu tepla stejně, jako jiné hořlavé plyny. Vysoce efektivní je výroba tepla společně s elektřinou pomocí kogeneračních jednotek.

Výhody

  • dostatek biomasy zajišťuje zemědělská výroba a zpracovávání dřeva
  • emise CO2 se víceméně rovnají množství, které spotřebují rostliny, ze kterých je biomasa získávána

Nevýhody

  • v současnosti nedostatečná infrastruktura spaloven

Skládkové plyny

Vznikají stejným způsobem jako bioplyn, ovšem anaerobní proces probíhá na skládkách, kde je uložen biologicky rozložitelný odpad. Využití, výhody i nevýhody skládkových plynů jsou totožné s biomasou a bioplynem.

Slunce

Teplo ze slunce lze použít pro ohřev vody, kterou je následně možné využít jako TUV nebo pro vytápění.

Výhody

  • snadná využitelnost energie

 

Nevýhody

  • pro dálkové vytápění nevhodné, protože by bylo zapotřebí vybudovat obrovské plochy kolektorů
  • nestabilní zdroj, který dodává málo tepla v době, kdy jeho spotřeba dosahuje maximálních úrovní (v zimě – kratší doba slunečního svitu) 

Geotermální energie

Využití vulkanické činnosti k ohřevu vody. Tento zdroj není v našich přírodních podmínkách považovat za příliš perspektivní.

Výhody

  • snadná využitelnost energie 

Nevýhody

  • potřeba specifických přírodních podmínek 

Zpět

Druhotné zdroje

Druhotným zdrojem tepelné energie je komunální odpad. Z problému, jakým velké množství odpadu bezesporu je, se dá udělat zajímavý zdroj energie, který se jeví jako nevyčerpatelný. Zpracování komunálního odpadu pro teplárenství je jedním ze způsobů, jak problém s odpady částečně vyřešit.