Přeměna způsobu výtápění v RD (případová studie)

 

 

V případové studii jsem se zaměřil na alternativní vytápění rodinného domu. V devadesátých letech proběhla plynofikace českého venkova a většina majitelů rodinných domů přešla z vytápění na hnědé uhlí a dřevo na vytápění zemním plynem. V současnosti však řada těchto majitelů zvažuje přechod na jiný druh vytápění z důvodu nárůstu ceny zemního plynu.

Abychom však zůstali u ekologického vytápění a nevraceli se ke spalování hnědého uhlí, navrhl jsem další alternativu ekologického vytápění rodinného domu, a to spalování biomasy a zhodnotil, jestli přeměna vytápění na spalování biomasy je ekonomicky výhodná.

Poloha rodinného domu

Rodinný dům se nachází v Krásné lípě. Krásná lípa je malé město na severu České republiky ležící v těsné blízkosti Národního parku České Švýcarsko a proto je nazývána jednou z bran do nejmladšího českého Národního parku. Od roku 2000 je Krásná Lípa sídlem Správy Národního parku. V návaznosti na vznik Národního parku ve městě za posledních deset let proběhla řada projektů, která se soustředila na zkvalitnění životního prostředí ve městě a jeho okolí.                                                                                                                                             

Charakteristika rodinného domu

Rodinný dům byl postaven v 50. letech 20. století. Dům je větší velikosti o obestavěném prostoru 1 102 m³ a je částečně podsklepený. V letech 1985 - 1988 proběhla rozsáhlá rekonstrukce a přeměna na dvougenerační dům, ale pro tyto účely nebyl nikdy využíván. V roce 2006 proběhla výměna dřevěných oken za plastové a nahrazení eternitové střešní krytiny bitumenovými střešními šindeli. V současné době je rodinný dům udržován ve stavu, který zpomaluje jeho stárnutí, to znamená, že jsou pouze prováděny nezbytné opravy. Na domu se však vyskytují další závady, které je potřeba řešit v souvislosti s ušetřením nákladů na vytápění. Jedná se zejména o vysokou vlhkost obvodového zdiva, která je způsobena částečným podsklepením a nedokonale provedenou hydroizolací. Dalším nedostatkem je nedostatečně tepelné odizolování střechy, kudy uniká značné množství tepelné energie.

Do roku 1998 byl v domě pro vytápění a na ohřev teplé vody využíván kotel na tuhá paliva. Spalovala se kombinace dřeva a hnědého uhlí. V roce 1998 proběhla výměna celého topného systému a způsob vytápění byl změněn na zemní plyn. Tato změna zahrnovala jak nový kotel na zemní plyn, tak i kompletně nové rozvody a radiátory.

Jelikož se rodinný dům nachází na severu České republiky, je vytápění velice závislé na zdejších přírodních podmínkách. Jedná se o lokalitu s chladnějším a větrným podnebím. Proto topná sezona se v průměru pohybuje okolo 8 až 9 měsíců.

Spotřeba zemního plynu a náklady na vytápění

Údaje o spotřebě zemního plynu v rodinném domě jsou pro období mezi lety 2004 až 2008 skutečné a vztahují se na konkrétně popisovaný dům. Jsou zde vidět velké výkyvy ve spotřebě způsobené rozdílným počasím v daném roce. Například v roce 2007 byla velmi teplá zima a celý rok byly nadprůměrné teploty a to se projevilo v nízké spotřebě zemního plynu.  

Náklady na vytápění jsou taktéž pravdivé a ukazují náklady v jednotlivých sledovaných letech.

 

 

Pro další výpočty jsem zprůměroval spotřebu zemního plynu a roční náklady. Ve sledovaném období byla průměrná spotřeba plynu 2 626 m³ a průměrné roční náklady na vytápění byly 28 363 Kč.

Alternativní palivo: Biomasa

Co to je?

Biomasa je substance biologického původu, která zahrnuje rostlinnou biomasu pěstovanou v půdě a ve vodě, živočišnou biomasu, produkci organického původu a organické odpady.

Nás z pohledu energetického využití pro vytápění rodinného domu biomasou zajímá výroba tepla přímým spalováním dřeva nebo výroba kvalitnějších paliv (pelety, brikety) a jejich následné spalování.

Je spalováni biomasy ekologické?

Je tu ale otázka, zda-li spalování biomasy je ekologičtější než spalování hnědého uhlí. Je z pohledu vyprodukovaných emisí lepší přejít na vytápění biomasou nebo hnědým uhlím? Jde přeci stále jen o spalovací proces, při kterém vznikají škodlivé látky. 

Spalováním biomasy se uvolní stejné množství oxidu uhličitého, jaké spotřebovala rostlina pro svůj růst. Spalování biomasy je neutrální v produkci CO₂. To ukazuje následující obrázek.

Koloběh oxidu uhličitého při spalováni biomasy

                                                                                                              Zdroj: http://www.biomasa-info.cz/cs/doc/ekol.pdf, str. 18

Další znečišťující látkou vznikající při procesu spalování je oxid uhelnatý. Podle experimentů Výzkumného energetického centra při Technické univerzitě v Ostravě procesem spalování biomasy v malých zdrojích dochází k nižším emisním faktorům oxidu uhelnatého než při spalování hnědého uhlí, a to o 0,14 kgco/GJ v palivu.

Při spalování biomasy také dochází k nižší produkci emisí NOxů než je tomu u fosilních paliv. Spalování biomasy vyprodukuje o 1,3 kgNOx/t paliva méně než hnědé uhlí.

Samozřejmostí je vznik odpadu při spalování. Vyjimkou není ani biomasa. Obsah popelovin v biomase se pohybuje v rozmezí 0,5 % - 4 %. Naproti tomu podíl popelovin v hnědém uhlí se pohybuje od 10 % do 40 %. Popel z biomasy lze použít také jako hnojivo.

Spalování biomasy je u většiny sledovaných látek znečišťující životní prostředí lepší alternativou než spalovaní hnědého uhlí. Výjimkou jsou emise tuhých znečišťujících látek a těžkých kovů, které jsou srovnatelné s fosilními palivy.

Porovnání uvažovaných paliv

V následující tabulce je vidět názorné porovnání paliv, které připadají v úvahu pro vytápění rodinného domu. V současnosti je rodinný dům vytápěn zemním plynem, při přechodu na spalování biomasy příchází v úvahu spalování dřeva, dřevěných briket nebo pelet. Vycházím z průměrné roční spotřeby zemního plynu, která činila 2626 m³. Po zadání průměrné spotřeby plynu do kalkulátoru (http://www.tzb-info.cz/t.py?t=16&i=269) je vidět, kolik množství alternativního paliva bude potřeba po změně vytápění a jaké roční náklady můžeme očekávat v závislosti na cenách paliv, které byly v lednu 2010. Spotřeba je pouze orientační, protože je velmi závislá na počasí. 

Porovnání paliv

                                                                                              

Náklady na vytápění Kč/rok

 

 

 

 

Z grafického porovnání nákladu na vytápění je zřejmé, že současný systmém vytápění je zároveň nejdražší. Vytápění jakýmkoliv,zde zmiňovaným, druhem paliva z biomasy je levnější. Nejmenších ročních nákladů lze dosáhnout při spalování dřeva.

Náklady na změnu vytápění a doba návratnosti

Níže uvedené tabulky a výpočet doby návratnosti, která se vypočítá jako celkové náklady na změnu vytápění/roční úspora, ukazují jaké investice by byly zapotřebí při změně způsobu vytápění na biomasu, v tomto případě palivem je dřevo nebo dřevěné pelety.

Jediná výraznější investice by byla do samotného spalovacího zařízení a do akumulační nádrže, která je potřebná při spalování dřeva,protože umožňuje ukládat přebytečné teplo a v případě potřeby toto teplo zpátky vydat do topného systému. Díky akumulační nádrži se kotel na dřevo nemusí tak často zapínat. Ostatní potřebné příslušenství je již instalováno v rodinném domě, buď je součástí současného systému vytápění (rozvody, radiátory) nebo jako pozůstatek po spalování hnědého uhlí (komín, místnost pro kotel a prostor pro uskladnění paliva).

Roční úspora = roční náklady na zemní plyn - roční náklady na pelety nebo dřevo

Doba návratnosti = celkové náklady na změnu vytápění/roční úspora pro pelety nebo dřevo

Dotace z programu Zelená úsporám se nevztahuje na změnu vytápění ze zemního plynu na biomasu, proto není započítána do nákladů na změnu vytápění, ale je poskytována pouze při přechodu z neekologických zdrojů vytápění (kotle na uhlí a kapalná fosilní paliva, elektřina) na nízkoemisní zdroje na biomasu a účinná tepelná čerpadla. Poté výše dotace je v rozmezí 50 000 až 95 000 Kč.

Ovšem nebylo by prospěšné poskytovat dotaci i na tento případ změny vytápění? Zemní plyn je neobnovitelný zdroj energie a tudiž jeho zásoby budou klesat, bude se zvyšovat jeho cena. To samé se týká hědého uhlí. Zemní plyn se v poslední době stal velmi strategickou surovinou a státy těžící zemní plyn se snaží tuto vyhodu patřičně využít. Zemní plyn zatím nelze ve velkém skladovat a proto v jeho spotřebě jsme závislí na pravidelnosti dodávek. Biomasa naproti tomu je obnovitelný zdroj energie a ani nemá zmíněná negativa zemního plynu.

V tomto konkrétním případě by dotace výrazně snížila dobu návratnosti obou variant. V případě vytápění na dřevěné pelety dotace činí 95 000 Kč a doba návratnosti by byla 2,8 roků. Vytápění dřevem s dotací 80 000 Kč by mělo návratnost 1,2 roků.

Závěr

I přes neexistenci státní dotace na zmíněnou přeměnu způsobů vytápění je investice do změny vytápění návratná. Mnohé může odradit delší čas návratnosti při vytápění dřevěnými peletami, na druhou stranu je kompenzována jednoduchým ovládáním a manipulací s kotlem na pelety a se samotným palivem. Vytápění dřevem, jehož doba návratnosti je poloviční a palivo výrazně levnější, však nedisponuje takovým komfortem. Lze očekávat, že cena zemního plynu nadále poroste a proto spalování biomasy je ekonomicky i ekologicky výhodná alternativa individuálního vytápění rodinného domu na českém venkově oproti vytápění zemním plynem.