tzbínf O Internetový portál 7 stavebnictví, úspory energií WWW tzh-ÍnfO O Y technická zařízení huriov ¥¥¥¥ VVilĹU IUiUAi Obnovitelné zdroje energie www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Ekonomie nebo věda? Ekonomické „zákony" Fyzikální zákony „zákon" nabídky a poptávky Lze ovlivnit reklamou F = m . a E = m . c Platí vždy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Ekonomie nebo věda? FIQ-DS WSAHQED BY PoRlTV MORE PORE Socioogy i s JO$r APRiED BiOLbGY. lhemistrt uh1ch is appued OJ "TOP (X HEy, X ONW'T sociouoeisns P5VtHDU>Gl&ts BjOOGi£TS che^istí physičjsts Ekonomika je v podstatě aplikovaná sociologie www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov LIMITS to GROWTH Donblla Meadows I Jorgen Randers I Dennis Meadows ►> Ekonomie nebo věda? THE LIMITS TO ITS TO I I •win 11 • Mnn M r oři \ě Půtaméc **ion*rřt »00« isn 1972 BEYOND $J THE .......... . ...... LIMITS 1992 2002 www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Ekonomie nebo věda? m ►> Historie a perspektivy OZE PRDTDSLLINCE SLUNCE ČERVENY OBR -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 miliony let 6 ODDĚLENI OD OPIC Saholanthropus tchadcnsis I Orrorin tugcncsis I Ardipithccus ramidus CHŮZE PO DVOU I A. anamcnsis POUŽÍVANÍ OHNE POUŽÍVANÍ KAMENNÝCH NÁSTROJU A. afarensis (Lucy) A. afrlcanus I Kenyanthropus platyops ■ A. garhl I A. aethiopicus Vývoj lidského druhu I A. bolsel A. robustus I významný pokrok ■ předchůdci člověka ■ hominidé A: Australopithecus H: Homo H. habilis I H. georglcus ■ H.ergaster H. erectusl H.antecessor I H. heielbergensis H. neanderthalensis HB H. floreniensls (the Hobbit) | H. sapiens H Robin Lloyd S Roben Roy Briti' LiveScionco SOURCES: Ellen Thomas. Wesleyan Univ.: Smithsonian Institution: Washington Stale Univ.; Talkorigms.org: other reporting I zařízení budov ►> Historie a perspektivy OZE PRDTDSLLINCE SLUNCE ČERVENY OBR -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 miliony let 6 ODDĚLENI OD OPIC I Saholanthropus tchadcnsis I Orrorin tugcnesis I Ardipithocus ramidus CHŮZE PO DVOU I A. anamcnsis POUŽÍVANÍ OHNE POUŽÍVANÍ KAMENNÝCH NÁSTROJU biomasa uran uran .optimisticky solární energie 25 X •2000 doba bronzoví _1000 středověk 1500 novověk Vývoj lidského druhu I významný pokrok ■ předchůdci člověka ■ hominidé A: Australopithecus H: Homo A. bolsel A. robustus H. habilis I H. georglcus ■ H.ergaster H. erectusl H.antecessor I H. heielbergensis H. neanderthalensis HB H. floreniensls (the Hobbit) | H. sapiens H Robin Lloyd S Roben Roy Briti' LiveScionco SOURCES: Ellen Thomas. Wesleyan Univ.: Smithsonian Institution: Washington Stale Univ.; Talkorigms.org: other reporting I zařízení budov ►> Historie a perspektivy OZE PRDTDSLLINCE SLUNCE ČERVENY OBR 4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 miliony let 6 ODDĚLENI OD OPIC I Saholanthropus tchadcnsis I Orrorin tugcnesis I Ardipithocus ramidus CHŮZE PO DVOU I A. anamcnsis POUŽÍVANÍ OHNE biomasa •2500 2000 doba bronzoví ropa uhlí 1000 Vývoj lidského druhu H. lUUUbUlb uran uran optimistický solární energie 2(00 3000 roky I významný pokrok ■ předchůdci člověka ■ hominidé A: Australopithecus H: Homo H. habilis I H. georglcus ■ H.ergaster H. erectusl H.antecessor I H. heielbergensis H. neanderthalensis HB H. floreniensis (the Hobbit) | H. sapiens H Robin Lloyd S Roben Roy Briti' LiveScionco SOURCES: Ellen Thomas. Wesleyan Univ.: Smithsonian Institution: Washington Stale Univ.; Talkorigms.org: other reporting I zařízení budov p zá ren Uhlí B^SIWHWilAilliillllilliSM www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Potenciál OZE • Opravdu jsou omezené? Renewable Energy Share of Global Final Energy Consumption, 2009 www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Potenciál OZE • Opravdu jsou omezené? www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Potenciál OZE • Konvenční zdroje jsou omezené m The Oil Age World Oil Production t 859 - 2050 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 50 ►> Historie a perspektivy OZE 3 m Budoucnost lze obtížně odhadovat Ropa však bude pravděpodobně brzy nedostatková IEA odhaduje pokles produkce 6,7 % ročně Důsledek - růst cen GDP Oil peak time It takes more labour to pay for oil but few have realized the new situation Industrial technology: High tech, high energy No ending crisis Confidence Nobody knows grows what factor mix Plausible and technology winners have will win turned up . / / t Preindustrial technology: Low tech, low energy Sustainable technology: High tech, low energy ► Time www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Populace, spotřeba, zdroje Zdroj Energie [GJ] Zemní plyn ^ v„nové" reaktory v Temelíně) Uran 238 a thorium 232 (množivé reaktory) Lithium(D+T fúzní reaktory) - v zemi - v oceánech Vodík(D+D fúzní reaktory) Celosvětová roční spotřeba Životnost zásob 1016 1019 nu 10 21 3*10n 30 000 let 30 000 let 30 mil. let nu 1010 let www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Populace, spotřeba, zdroje • Růst populace World Population (est.) 10,000 BC - 2,000 AD i 3 £ « ^ I T ' r I -- 2 o — -10000 S00 200 100 SO 20 1U m .. - • WorltJ • - - —T—'T * Europe - - - Africa -—Cůtín America — -■"''Northern America - „ _ - • 0c< íania ___. 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 20S0 Extrapolace je hazardní operace www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Populace, spotřeba, zdroje • a emisí CO. Populácia (miliardy) M? Česká republika - bramborová medaile (4. místo za Lucemburskem, USA a Velkou Británií) www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Historie a perspektivy OZE m Tři velké energetické sázky: Rychlé množivé reaktory s uzavřeným cyklem paliva Jaderná fúze Obnovitelné zdroje energie + energetická efektivnost GDP Oil peak time It takes more labour to pay for oil but few have realized the new situation Industrial technology: High tech, high energy No ending crisis Nobody knows what factor mix and technology will win / Confidence grows Plausible winners have turned up Preindustrial technology Low tech, low energy Sustainable technology: High tech, low energy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Náklady a dotace Energetický výzkum 12 10 8 Členské státy IEA dlouhodobě investuji do výzkumu jaderného štepení a jaderné fúze mnohem více prostředků než do výzkumu sluneční energie a jiných OZE Celkové výdaje členských států IEA na energetický výzkum i/e stálych cenách roku 2004 Ostatní Jaderná fúze Jaderné štěpeni Fosilní paliva 75 '80 '85 Source: International Energy Agency 995 ►> Náklady a dotace Energetický výzkum Členské státy IEA dlouhodobě investuji do výzkumu jaderného štěpení a jaderné fúze mnohem více prostředků než do výzkumu sluneční energie a jiných OZE Celkové výdaje členských států IEA na energetický výzkum i/e stálych cenách roku 2004 '00 '03 Ostatní Jaderná fúze Jaderné štěpeni Fosilní paliva Úspory Geotermálni, vítr, voda, Diomasa Sluneční záření m „podpora OZE": Příklad GAČR: • jaderná energetika • uran • zpracování jader, odpadu • uran • nejaderná energetika • uhlí • ropa • zemní plyn Source: International Energy Agency ►> Synergie a konflikty Konflikty • Biomasa obecně • Potraviny • Krmiva • Suroviny • Palivo • Příklad: Sláma • Podestýlka (následně výroba bioplynu) • Tepelná izolace („zachycení a uložení" C02) • Palivo • Mulč • Substrát ►> Synergie a konflikty m Synergie • Příklad: obilí • Hlavní produkt - potravina • Vedlejší produkt (sláma) - podestýlka, následně surovina pro výrobu bioplynu a následně hnojivo • Příklad: větrná elektrárna + fotovoltaický systém 1.6 31.7 29.9 28.11 27.1 28.3 -PV-WIND PV+WIND 27.5 ►> Mediální pohádky Humbuk: zvyšování podílu biopaliv zdražuje potraviny Skutečnost: ceny se vrátily zpět International Cereal prices (benchmark monthly averages) Figure 11. Ethanol and Biodiesel Production, 2000-2009 US dollars/tonne ^^^^^ 3 years ago 2 years ago change from: 1 year ago May Aug Nov 07 07 07 $180.00 $170.00 $160.00 $150.00 $140.00 $130.00 $120.00 $110.00 $100.00 $90.00 $80.00 $70.00 $60.00 $50.00 $40.00 $30.00 $20.00 $10.00 $0.00 Historical Average Weekly Coal Commodity Spot Prices KNNSNSa]mtDtDcc3tDa3CococoiDcorocno)aio)cntDO)a!mtj)fflO)0)oooooooo OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO^t-t-t-^t-t-t- ►> Parita kalkulačky parkovací automaty motorová paliva: 6,16 Kč/kWh - výkupní cena elektřiny z FV 5,00 Kč/kWh - výrobní náklady (AC) >35 Kč/l - cena motorových paliv <40 % - účinnost spalovacího motoru >8,75 Kč/kWh - energie ze spalovacího motoru -80 % - účinnost alternátoru >10,94 Kč/kWh - elektřina z alternátoru (z elektrocentrály ještě více) Investiční náklady FVE 2005 I 2010 2015 2020 2025 1,000 10.000 100,000 1.000, Cumulativp Global Caparity [MW| ►> Parita ►> Parita Výkupní cena elektřiny z fotovoltaiky - nad 100 kWp n 3 o y s n So U N íl 3 J* > kurz CZK/EUR Německo €/kWh CAL-09 Kč/kWh €/kWh Base Load (CZREA) Peak Load (CZREA) CAL-10 CAL-11 ►> Náklady a přínosy Benefit of EEG tariff investment in photovoltaics in a specific year in EUR m (annuity) 388 r Tariff payments for the PV capacity additions of the respective year result in negative returns _*_ -82 -75 2004 ■ 101 -90 2005 .75-65 2006 -92 -75 2007 -72-40 2008 -44 -109 2009 280 205 66 2010 2011 L T J IEA reference price scenario IEA higher price scenario Tariff payments for add. PV capacity additions of the respective year result in positive returns ►> Náklady a přínosy EEG tariff payments Revenues from power sales at EPEX (current EEG marketing) during period of tariff support1 Additional value of FV electricity incl. net system effects Value of PV electricity production after the end of feed-in tariffs Tax revenue from investments and avoided CQj damage costs Quantified benefit of PV Non-quantified benefit Reduced import dependency Contribution to structural change IEA higher price scenario ►> Náklady a přínosy Conventional generation prices plus C02 avoidance costs1 PV generation prices2 plus, k net cost of system effects3 2010 2015 2020 2020 2015 2010 Lj [J Ga p to c02 damage costs □ [J Net cost of system effects Conventional generation price PV generation price ►> Náklady a přínosy The Electricity Mix in 2020: Renewable Energies Ensuring 47 % of Supply Nuclear Energy 9 TWh (1 %) — Natural Gas — 65 TWh (11 %) Lignite — 99 TWh (17 %) Hard Coal 114 TWh (19%) Others* Renewable Energies 278 TWh 1 (47% total iTWh 29 TWh (5 %) *Waste, Mineral Oil, Storage etc. Source: Industry Forecast 2020; Status: 1/2009 Geothermal 1 % Hydropower (renewable) 5% Photovoltaics 7% Bio-Energy 9% Wind power offshore 6% Wind power onshore 19% 00- Ol TD Ó CTI OJ > T3 C Ol != =1 BEE ►> Perspektivy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Perspektivy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Perspektivy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Perspektivy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Perspektivy www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Perspektivy fotovoltaika + tepelné čerpadlo > 1 w 10 11 www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Kombinace OZE Kooperace s jinými OZE FVE - více v létě VTE - více v zimě - Volbou poměru FVE:VTE lze optimalizovat pokrytí místní spotřeby Nižší potřeba akumulace - Vyšší podíl OZE s nižšími investičními náklady 1.6 1.8 1.10 1.12 31.1 2.4 31.5 1.6 31.7 29.9 28.11 27.1 28.3 27.5 Daily production ot 1 kWp generator in trie season 2004/5. Dtiily production or 1 kWp generator in the. season 2005/6. — PV —WIND PV+WIND — PV —WIND PV+WIND ►> Kombinace OZE Kooperace v rámci komunity (obec) Mikrosítě - Více nezávislých zdrojů = vyšší bezpečnost dodávek ►> Kombinace OZE soLARWoRLD JTS ENERCON c£§ DAS REGENERATIVE KOMBI KRAFTWERK ENERGIE FUR DIE WELT Bioon AG Dm6/?>4/vi/m füä Strombedarf und Einspeisung ^|| I MW Messwerte Prognose 1.33-1 Umgeb ungsbedingungen Uhrzeit 13:37 Uhr Datum 19.09.2007 % Momentanwert Strommix ^^^m —- Export -£ I Import L -c-15MW -E-o -=-15 MW büLAH World h///vo 5 enercon Leistung -100% Status I Online Leistung -100° BlOGAS Speicher (Wasser) Leistung - 50% ■0% Status I Online - 50% 0% -100» - 50% -0% Status I Online Biogasspeicher -100% -50% - 0% Leistung Speicher -100% r—r-100% -50% -0% -50% CT CM II ■o Q. X c 0) M— TO 5 E 0 1 o -0" Laden ►> 100 %OZE Německo Japonsko Dánsko Británie Obnovitelné zdroje Energy Rich Japan Bez podpory (BAU) Energetická efektivnost a elektrifikace 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 ►> 100 % OZE V dopravě 780 000 km o. Bio metan {wčišténv bioplvn) 67 600 km Btl (Biomassto liquid) 64 ooo km 0 Řepkový olej 23 300 km - - Bionafta(RME) 23 300 km Bioetanol R 17 500 km * 17 600 km* ,-w ^ + 14 400 km* Průměrná spotřeba benzinu 7.4 IJ1Q0 km. průměrná spotreba nafty &. 1 lí 100 km * Biometan z vedlejších produktů výroby bio paliv (řepkové výiisky. výpalky, slama) www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov Reaktory s pomalými neutrony 1964: Energie z jádra bude tak levná, že se nevyplatí ji měřit jaderné elektrárny ooskutečné investiční náklady konkrétních zařízení odhad vývoje průměrných investičních nákladu minimálni investiční náklady fotovoltaické panely průměrná cena i i i f i i i i I i i i i I i i i i I i i i i I i i i i I i i i i f i i i i I i i i i I i i i i 1960 1965 1970 1975 1980 1935 1990 1995 2000 2005 rok (plánovaného) pripojení k síti ►> Obnovitelné zdroje Konvenční zdroje těžba a doprava surovin výroba komponent vybudování zdroje těžba a doprava paliv emise z výroby likvidace Obnovitelné zdroje těžba a doprava surovin výroba komponent vybudování zdroje likvidace ►> Vyrovnání spotřeby a Konvenční (zejména JE) » centrální zdroj = totalita (jeden rozhoduje) » dálkový přenos » vyšší jednotkový výkon = vyšší ztráty OZE (zejména SLE a VTE) » decentralizované = demokracie (musí spolupracovat) » spotřeba v místě » větší hustota zdrojů = nižší ztráty » Německo - velké nároky na přenosy - není ideální Historicky (OZE i konvenční) » energeticky náročná výroba v dosahu zdrojů » OZE jsou však obvykle dostupné jinde než konvenční zdroje www.tzb-info.cz - stavebnictví - úspory energií - technická zařízení budov ►> Vyrovnání spotřeby a produkce Konvenční (zejména JE) » ekonomicky efektivní jen při plném využití výkonu (Francie) » vyžaduje stabilní odběr » systém vysokých a nízkých tarifů » vyrovnání odběru jinými zdroji » přečerpávací elektrárny » špičkové elektrárny (vodní, uhelné, plynové) OZE (zejména SLE a VTE) » využití výkonu závislé na počasí » vyžadují nepravidelný odběr » stávající tarify nevyhovují = potřeba Smart Grids? » vyrovnání odběru jinými zdroji » přečerpávací elektrárny (?) » bioplynové elektrárny (již dnes konkurenceschopné!) » vodní elektrárny tzbinfo stavebnictví, úspory energií technická zařízení budov Internetový portál www.tzb-info.cz Obnovitelné zdroje energie