Elektrizační soustava a vytápění (Energetika 9/2001)

Pavel Erban

Při volbě vytápění elektřinou je nutné posoudit nejen současné podmínky na trhu s energií v daném místě (což se obvykle provádí), ale i to, jak se tyto podmínky budou v několika příštích desetiletích pravděpodobně měnit. Energetika jako celek a elektrizace zvlášť více než v minulosti úzce souvisejí s kontinentálními i globálními podmínkami, i když s určitými specifiky jednotlivých zemí a územních celků.

V globálním měřítku se již koncem první třetiny tohoto století začne projevovat dočerpání únosně těžitelných zásob ropy, což bude ovlivňovat její ceny i ceny ropných produktů. A protože ceny ropy vždy ovlivňují i vývoj cen zemního plynu, jehož dovoz musí pomáhat vyrovnávat energetickou bilanci ČR ještě po řadu desetiletí, musí se k využívání zemního plynu přistupovat jen v takových místech a takovým způsobem, aby bylo i perspektivně velmi efektivní. Únosně těžitelné světové zásoby zemního plynou jsou větší než zásoby ropy; studie IEA (Světové energetické agentury) a WEC (Světové energetické rady), které byly předkládány na světových energetických konferencích v 90. letech, odhadují dočerpávání takovýchto zásob zemního plynu až někdy během poslední třetiny 21. století.

Regulované využívání zemního plynu by proto mělo účelně nahrazovat dotěžované uhlí (české energetické uhlí vystačí také jen asi po první třetinu století, stejně jako únosná těžba ropy ve světovém měřítku), a to především v kombinované výrobě elektřiny a tepla. Využívat zemní plyn pro pouhou monovýrobu tepla není za daných výhledových cenových podmínek prozíravé.

Z uvedených důvodů se v některých lokalitách, především v malých sídlech a v odlehlých částech větších sídel, kde není pravděpodobné vybudování rozvodu tepla z kombinované výroby elektřiny a tepla, uplatní vytápění elektřinou.

Vytápění elektřinou je z hlediska uživatelů velmi komfortní, dokonale regulovatelné, čisté a nenáročné na obsluhu a údržbu. Z hlediska ekologického je spolu s dálkovou dodávkou tepla nejčistší formou energie dodávané do sídel. (Spálení stejného množství paliva v teplárně nebo v elektrárně s vysokými komíny je podle studie výzkumného ústavu v Jülichu asi 250krát méně škodlivé než jeho spálení v místních topeništích!)

Existuje několik způsobů vytápění elektřinou. Z pohledu dodavatelů elektřiny a celé elektrizační soustavy je vytápění elektřinou "spotřebičem - regulátorem", který může provoz elektráren a sítí zhospodárnit, je-li induktivně (tj. tarifní politikou) nebo raději i technicky (dálkovým ovládáním) vhodně využíván. Obojí - tarifní soustava i dálkové blokování obvodů elektrického vytápění během dne - může při správném provádění vyhovovat nejen provozovatelům elektráren a sítí, nýbrž i zákazníkům, kteří vhodným způsobem využívají elektřinu k vytápění.

Zejména v rodinných domech je již nyní mnohde ekonomicky výhodné také kombinované vytápění elektřinou a energií prostředí (např. kombinace tepelných čerpadel typu vzduch/voda nebo i voda/voda, vytápění kotlem nebo krbem na dřevo a vytápění elektřinou nebo kombinace slunečních kolektorů a elektrického vytápění), které bude perspektivně stále výhodnější.

Z dosud používaných způsobů vytápění elektřinou nejlépe vyhovují elektrizační soustavě i spotřebitelům regulované smíšené soustavy (řízená kombinace akumulační a přímotopné části otopné soustavy nebo obdobně konstruovaná tzv. hybridní kamna). Zatížení regulovanými smíšenými otopnými soustavami pouze vyplňuje provaly zatížení a nezvyšuje dosahované zatížení sítě. Jejich akumulační část byla za minulé tarifní soustavy denně odblokovávána po dobu 8 h a její příkon odpovídá pouze 60 % příkonu, který by mělo plně akumulační vytápění, takže do "nočního provalu" zatížení soustavy by při volbě regulovaného smíšeného vytápění místo plně akumulačního vytápění bylo možné bez zvýšení celkového zatížení sítě připojit o dvě třetiny zákazníků více. Za celou topnou sezonu v našich podmínkách dodávala akumulační část regulované smíšené soustavy více než 94 % z celoroční spotřeby elektřiny a přímotopná část necelých 6 %. Přímotopná část má příkon odpovídající 40 % příkonu plně akumulační otopné soustavy. Soudobost přímotopných částí regulovaných smíšených otopných soustav všech takovýchto zákazníků v síti je velmi nízká (0,35 až 0,40, pouze v nejstudenějším "výpočtovém" dni v roce se zvýší na 0,65) a přímotopné části byly v provozu pouze po několik nejstudenějších dní roku (20 až 25 dní, v extrémně studeném roce až 30 dní), a to vždy jen po dobu několika hodin za den v době mimo špičky zatížení. Odblokovávání akumulační části a přepínání přímotopné části na nízký tarif v době odpoledního odlehčení sítí je řízeno hromadným dálkovým ovládáním (HDO).

Plně akumulační vytápění rovněž nezvyšuje zatížení sítě. Odblokovávání jeho obvodů umísťuje dodavatel elektřiny (programově nebo operativně) do provalů zatížení sítě, takže stejně jako u regulovaných smíšených otopných soustav vlastně zhospodárňuje využití elektráren a sítí. Akumulační kamna se nabíjela po dobu 8 h denně, a to buď v jednom souvislém časovém úseku nočního provalu zatížení, nebo i ve dvou nebo třech dílčích časových úsecích osmihodinové doby svého odblokování.

Přímotopné soustavy elektrického vytápění jsou v provozu po 20 hodin denně, kdy dodavatel elektřiny současně dálkově přepíná jejich spotřebu na nízký tarif. Tato otopná soustava, i když zatěžuje sítě jen s velmi nízkou soudobostí s ostatními zákazníky využívajícími přímotopné vytápění, přece jen poněkud zvyšuje zatížení sítí. Na druhé straně však zůstává "spotřebičem - regulátorem", protože dobu 4 h (2 ´ 2 h nebo 4 ´ 1 h) operativního denního blokování provozu (spolu s přepnutím na vysoký tarif) řídí dodavatel elektřiny operativně tak, aby snížil špičky svého zatížení, a v případě výkonových potíží nebo poruch v soustavě využívá krátkodobé blokování těchto spotřebičů jako určitou formu náhrady za drahé špičkové zdroje výroby elektřiny.

Protože z uvedených tří hlavních druhů elektrických otopných soustav právě tato nejméně přispívá k efektivnosti elektrizační soustavy, je také tarifně nejdražší.

Sazby (stálé měsíční platy) pro regulované smíšené vytápění a plně akumulační vytápění elektřinou byly dříve odvozeny od počtu místností v bytech, což nebylo logické. Nová úprava tarifní soustavy, která platí od 1. července 2001, zavádí všeobecně závislost stálých platů všech sazeb na velikosti hlavního jističe před elektroměrem. Pro bytové odběry využívající elektřinu i k vytápění platí v závislosti na jeho režimu tyto sazby:

• dvoutarifová sazba D24 pro odběratele s programovým odběrem elektřiny v nízkém tarifu po dobu 8 h denně, pásmo platnosti nízkého tarifu je dodavatelem elektřiny stanoveno pevně, nemusí být stejné pro všechny odběratele a může být rozděleno do více časových úseků (nejvíce do tří), z nichž žádný nesmí být kratší než 1 h;
• dvoutarifová sazba D25, lišící se od sazby D24 tím, že časová pásma (až tři dílčí z celkové doby platnosti nízkého tarifu) uvolňuje dodavatel elektřiny operativně dálkovým řízením; v odběrném místě musí být instalován alespoň jeden akumulační spotřebič, jehož obvod musí být blokován v době platnosti vysokého tarifu;
• sazba D26, pro kterou platí stejné podmínky jako pro sazbu D25; je vhodná pro odběratele s vyšším využitím;
• sazba D34, vhodná pro bytové zákazníky s regulovanými smíšenými otopnými soustavami, která má platnost nízkého tarifu po dobu 16 h denně; vymezená dílčí časová pásma platnosti nízkého tarifu, kterých je nejvýše pět, platí vždy nejméně tři měsíce, jsou řízena programově a nemusejí být pro všechny odběratele ve stejném režimu; žádný dílčí časový úsek nesmí být kratší než 1 h; nabíjení akumulační části regulované smíšené otopné soustavy musí být blokováno proti provozu v době platnosti vysokého tarifu;
• sazba D35, která je obdobou sazby D34, má platnost nízkého tarifu také 16 h denně, avšak uvolňování časových úseků řídí dodavatel elektřiny operativně dálkovým ovládáním;
• sazba D36, která je stejná jako sazba D35, avšak je určena pro odběratele s vyšším využitím;
• sazba D45, určená pro přímotopné soustavy vytápění elektřinou, která má operativně řízené časové úseky o souhrnné platnosti nízkého tarifu 22 h denně; také pro tuto sazbu platí, že žádný dílčí časový úsek platnosti nízkého tarifu nesmí být kratší než 1 h; v dobách platnosti nízkého tarifu může dodavatel elektřiny blokovat elektrický spotřebič celkem po dobu 2 h denně, avšak žádné dálkové dílčí vypnutí přímotopných spotřebičů nesmí být delší než 30 min; v dobách platnosti vysokého tarifu musí být obvody přímotopných spotřebičů blokovány;
• sazba D46, jejíž podmínky jsou stejné jako u sazby D45, ale je určena pro odběratele s vyšším využitím;
• sazba D55, vhodná pro bytové odběratele, kteří využívají k vytápění elektrické tepelné čerpadlo; elektrický příkon tepelného čerpadla musí být nejméně 2 kW; platnost nízkého tarifu je 22 h denně a v průběhu dne může dodavatel elektřiny dobu platnosti nízkého tarifu operativně měnit; v době platnosti vysokého tarifu musí být obvod tepelného čerpadla blokován; dílčí časové úseky, jichž může být až sedm, nesmějí být kratší než 1 h; v dobách platnosti nízkého tarifu může dodavatel elektřiny blokovat obvod tepelného čerpadla v celkové souhrnné délce 2 h za den, jednotlivá vypnutí však nesmějí být delší než 30 min a přestávky mezi vypnutími nesmějí být kratší než 1 h.

Pro odběratele s regulovaným smíšeným vytápěním (sazbami D34, D35 a D36), kteří mohou využívat 16 h denně nízký tarif, může mít akumulační část otopné soustavy nižší příkon než při osmihodinové době odblokovávání (které platilo pro dosavadní sazby BV a BH).

Změny v dosažitelnosti fosilních paliv, ekologická neúnosnost jejich spalování v dosavadním množství a pomalé přírůstky podílu obnovitelných netradičních zdrojů energie na celkové energetické bilanci ukazují na to, že ve 21. století se energetickým katastrofám nevyhneme bez využívání jaderné energie, ani když dalším nutným "zdrojem" energetických bilancí země bude úspornost (či lépe racionálnější využívání energie všeobecně).

Nereálná očekávání rychlých přírůstků výkonů z netradičních zdrojů energie a kvantitativních možností úspor ve spotřebě energie spolu s odmítáním nutnosti využívání jaderné energetiky v příštích desetiletích však mohou vést k podobné energetické krizi, jaká se projevila v Kalifornii. Tamní ekologicky zaměřené "sekty" svou propagandou, že lze během několika desetiletí uspořit 30 % energie, ovlivnily před zhruba 20 lety značnou část veřejného mínění i některé politiky, kteří si neuvědomili, že lze sice uspořit velké množství energie modernizací spotřebičů a služeb, které elektřina poskytuje, ale že zároveň několikanásobně vzroste vybavenost domácností elektrickými spotřebiči, takže ony "jednotkové úspory" zdaleka nebudou stačit na pokrytí celkové potřeby elektřiny. Guvernér Jerry Brown pod dojmem představ o "nepotřebě dalších zdrojů energie" vyhlásil moratorium na jaderné i klasické tepelné elektrárny. Schválená jaderná elektrárna Diablo Canyon byla podrobována dalším a dalším prověrkám, prosazeným odpůrci elektroenergetiky (je podobnost s Temelínem čistě náhodná?), a trvalo 17 let, než byla konečně uvedena do provozu. Náklady na její výstavbu se zásluhou odpůrců desetkrát zvýšily. Krátkozraké akce trvající 20 let způsobily, že se v Kalifornii dodávka elektřiny vypínala jako jinde v době války nebo po ní. Protože bez dostatku elektřiny nejsou vhodné podmínky pro ekonomickou aktivitu i životní úroveň, přistoupily mnohé firmy v Kalifornii k zastavení své činnosti a propouštění zaměstnanců, nebo dokonce k vystěhování ze země.

Je to dostatečně poučné i pro jiné státy?

(Převzato z časopisu Energetika 9/2001)