Výroba potravin Energetika

Potravinářské firmy mají možnost si vyrobit energie samy, snadné to však není

06.04.2016 01:49:00

Potřeby především elektrické energie jsou v některých provozech extrémní a výrobci potravin a nápojů jí spotřebují mnoho na chlazení, mražení, ohřev, var a další nezbytné procesy. Bohužel finanční náklady na elektřinu patří v Evropě k těm nejvyšším na světě.

Absolutně nejvíce pak za elektřinu v Evropě platí Dánové a za nimi jsou v závěsu Němci; Česko mělo v roce 2013 devátou nejlevnější elektřinu ze všech zemí Evropy. Výrobní firmy, samozřejmě i ty z řad potravinářského sektoru, se proto logicky dívají (poté kdy již investovaly do snížení spotřeby elektřiny a tepla) i na možnosti výroby elektřiny a tepla „vlastními silami“, a to ať již v plné výši, nebo jen z části.

Co ovlivňuje ceny elektřiny?
Ceny elektřiny se v jednotlivých státech mohou lišit poměrně výrazně. Z průzkumu, který provedla organizace Europe’s Energy Portal (EEP), vyplývá, že nejvíc za elektřinu v rámci zemí evropské sedmadvacítky platily v roce 2013 dánské a německé domácnosti. Dánové platí za kilowatthodinu proudu kolem 30,2 eurocentu (v přepočtu zhruba 7,71 koruny), Němci pak za každou spotřebovanou kilowatthodinu elektřiny vydají okolo 26 eurocentů (cca 6,63 koruny). Nejnižší cena proudu je podle provedeného průzkumu v Bulharsku, kde se pohybuje kolem 8,4 eurocentu za kilowatthodinu (zhruba 2,14 koruny). Česká republika ze srovnání vycházela na 9. místě, což ji však neřadí k zemím s nejlevnější elektřinou.  Ceny proudu se u nás pohybují kolem 3,79 koruny za kilowatthodinu. Z našich bezprostředních sousedů je levnější jen Polsko, kde se platí přibližně 14,5 eurocentu (cca 3,69 koruny) za kilowatthodinu elektřiny.

Kogenerační jednotka je moderním ekologickým zařízením, které dosahuje téměř 90% účinnosti ve využití primárního paliva

Za vysokými cenami v Německu stojí několik faktorů. Naši sousedé se po událostech v jaderné elektrárně Fukušima například rozhodli, pro mnohé ekonomy velice zbrkle a neuváženě, pro odklon od výroby elektřiny z jádra. Do roku 2022 nebude v Německu jediná jaderná elektrárna. Kde však elektřinu vzít v době, kdy nesvítí slunce nebo nefouká vítr? Akumulace přebytečné elektřiny se intenzivně řeší, ale stále existují technické překážky. Navrhovaná řešení akumulace pro průmyslové využití jsou zatím v začátcích a jde o extrémně finančně náročné projekty. Možná překvapivým faktem je to, že Německo je jedinou zemí Evropy, kde meziročně narostly emise CO2 z uhelných elektráren, které jedou naplno. Elektrárny spalující uhlí však musejí splňovat přísné emisní limity, takže investují do modernizací a náklady se samozřejmě promítají do výsledné ceny.  Vysoké ceny elektřiny v Německu souvisejí taktéž s obrovským rozvojem obnovitelných zdrojů energie (OZE) (především fotovoltaických a větrných elektráren) nebo s různými ekologickými přirážkami a daněmi (například nejvyšší zdanění a nejvyšší poplatky byly v roce 2015 v Dánsku a dosáhly 57 %, pozn. red.). Němci platí za podporu obnovitelných zdrojů nemalé peníze a do problémů se dostává stále více firem a domácností, které jsou dokonce závislé na podpoře státu, aby si mohly sice zelenou a „čistou“, ale drahou elektřinu zaplatit. Ceny elektřiny ovlivňuje samozřejmě trh, ceny emisních povolenek a podobně.

Ceny elektřiny negativně ovlivňují i masivní investice do elektrizační soustavy, která musí reagovat na nepredikované výkony z OZE. Jen v Česku se náklady na zvládnutí zelené elektřiny, která se přes naše území valí ze severu Německa do jižních regionů a do Rakouska, pohybují v miliardách korun ročně. Právě nyní například na česko-německé hranici u Kadaně roste speciální transformátor, který by se měl s těmito přetoky vyrovnat. Náklady přes 2 miliardy korun se však nutně promítnou do výdajů za elektřinu.

Důvody, které vedou ke zvyšování cen elektrické energie, však nejsou předmětem tohoto článku. Účelem je zaměřit jej na pozitivní stránku sledované problematiky, tedy například na možnosti výroby elektrické energie vlastními silami. Technicky schůdné a ekonomicky racionální šance existují.  

Graf cen elektřiny

Decentralizace na vzestupu
Na konferenci „Elektrizační soustava“, která se konala v červnu loňského roku, uvedl Radim Černý, ředitel ČEZ distribuce, že již 28 % průmyslových podniků v Německu má svůj vlastní zdroj. Od roku 2010 bylo například instalováno přes 20 tisíc malých kogeneračních jednotek menších než 1 MW, které dokážou vyrobit jak elektřinu, tak teplo. Střešní panely tvoří více než 60 % z celkové kapacity solárních elektráren. To je mimochodem zcela jiné číslo než v Česku, kde byly solární elektrárny instalovány mnohdy na velice úrodné zemědělské půdě. Kapacita solárních elektráren se zvýší i v USA. Již v letošním roce by se měla zdvojnásobit oproti dnešním 20 GW. Trh se střešními instalacemi poroste o 30 % ročně do roku 2020. Nepředstavitelná čísla přicházejí z Číny, kde jen v letošním roce vyroste 8 GW střešních instalací. Indie hodlá do roku 2020 instalovat 100 GW ve fotovoltaice a pokryje tak 10 % svých potřeb. „Situace, kterou nyní pozorujeme v Německu, nastane dříve či později i u nás. Byl bych ale opatrný a nesdílím nadšení některých firem, že úplná energetická soběstačnost je technicky a ekonomicky snadnou záležitostí,“ upozornil posluchače na konferenci Radim Černý.

Slova zástupce distribuční společnosti potvrzuje i Michal Židek ze společnosti ČEZ ESCO, která se zaměřuje na návrhy, projekt a vlastní instalaci decentrálních zdrojů v podnicích. „Dnes je již běžné instalovat do různých podnikových výtopen a blokových kotelen kogenerační jednotky. Zatím je ekonomicky únosné bavit se o výkonech na hranici 400 kW elektrických. Ekonomika je dána cenou elektrické energie, cenou plynu, výší příspěvku pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla a pak také dostatkem zdrojů na investice,“ tvrdí Michal Židek, který však dále poznamenává, „pokud nedojde k výraznější podpoře menších zdrojů a navíc pokud nebude tato sazba pevně zafixována na delší období, trend nasazování menších zdrojů v podnicích nebude v této fázi tak masivní jako například v Německu.“ Jak dále Michal Židek uvádí, například odpojení od centrálního zásobování tepla čili instalace například kogenerační jednotky se vyplatí při cenách tepla cca od 700 korun (s DPH) za GJ. „Je totiž potřeba vnímat i další aspekty odpojení. Investovat bude potřeba nejen do technologií, ale i do kompletní rekonstrukce teplovodní soustavy. Další související náklady se v konečném důsledku nemusejí vyplatit a bude efektivnější zůstat u centrálního zdroje tepla – tedy u velké teplárny na uhlí nebo biomasu,“ dodává Michal Židek.

Příklady decentralizace v praxi
Potravinářské firmy se již dlouhá léta snaží snižovat spotřebu elektřiny a tepla, i přesto stále vykazují velmi vysoká čísla, která negativně ovlivňují jejich ekonomiku. Firmy proto již roky nasazují nebo aktuálně zvažují instalaci vlastních zdrojů energií. V poslední době se tyto snahy zintenzivnily.   
    
David Mathouchanh, manažer výroby ve společnosti Pivovary Staropramen, uvedl, že spotřeba elektřiny v tomto pivovaru za rok 2015 činila nikoli nevýznamných 17 960 MW, z toho největší část (23 %) připadla na chlazení čpavkem a glykolem. Spotřeba tepla představovala 35 820 MW a největší spotřeba byla samozřejmě na varně (58 %). „Využíváme automatizaci na kotlích, čpavkových kompresorech, vzduchových kompresorech, využíváme rekuperaci tepla, máme ekonomizéry na kotlích, investovali jsme do strojů s vyšším využitím výkonu, máme nainstalovány frekvenční měniče, samozřejmostí je regulace spotřeby médií, využití odpadního tepla, nasazení úsporných zářivek, LED a podobně. Největšího efektu v úsporách však dosahujeme plánováním výroby, resp. rozložením energetických špiček,“ konstatuje David  Mathouchanh. V roce 2015 proběhl v pivovaru částečný energetický audit, byl ovšem zaměřen spíše na vyhodnocení efektivních a ztrátových provozů. „Instalaci solární energie jsme zvažovali, od využití jsme však zatím odstoupili z důvodu příliš dlouhé ekonomické návratnosti,“ dodává zástupce smíchovského pivovaru.

Plány alespoň na částečnou energetickou soběstačnost má i Pivovar Svijany. Spotřeba elektrické energie činila v loňském roce 5 130,661 MWh a plynu 12 635,99 MWh. Největším spotřebitelem tepelné energie je varna, z hlediska elektřiny je nejnáročnější strojovna chlazení. „Úsporná opatření jsou pro nás velmi aktuální už několik let. Zatím jsme přešli na jednostupňové chlazení mladiny, využíváme brýdovou páru, výparné teplo při odpařování CO2, vybudovali jsme kogenerační bioplynovou jednotku na ČOV. Investovali jsme do nové strojovny, využíváme kompresory na stlačený vzduch a zaizolovali jsme kompletně rozvody tepla a chladu,“ jmenuje největší investice a opatření tisková mluvčí pivovaru Petra Winklerová. Firma realizovala energetický audit a aktuálně připravuje další, přičemž výsledky prvního byly převedeny do praxe v podobě realizovaných úsporných opatření. „O solárních panelech uvažujeme, aktuálně jsme ve fázi výpočtů. Ve stejné fázi jsme i v případě plánování dalších kogeneračních jednotek,“ dodává Petra Winklerová.   

Vlastní energetický zdroj již má například cukrovar Prosenice, který vyrábí až 35 tisíc tun bílého cukru ročně. Přebytečná pára z procesu výroby vzniká v takovém množství a má tlak a teplotu na takové úrovni, že již pět let roztáčí protitlakovou turbínu, jež vyrábí 2 MW elektrické energie za hodinu. „Aktuálně zvažujeme instalaci turbíny většího výkonu. V plánech je i instalace solární elektrárny na střechy našich skladů, ale narážíme na komplikace s připojením do distribuční sítě,“ objasňuje situaci Jiří Vajdík, asistent jednatele cukrovaru Prosenice.

Největší spotřebu elektrické energie zaznamenává český a slovenský závod Nestlé v rámci výrobní klimatizace, kompresorové stanice chladu a stlačeného vzduchu. V případě tepla je primárně největší spotřeba na parních kotelnách a sekundárně na varných zařízeních. I v této firmě jsou uplatňovány dlouhodobé akční plány zaměřené na cíle spotřeby energií a vody do roku 2020. Od loňského roku začala čokoládovna uplatňovat principy environmentálního managementu ISO 50 001. Ve svých plánech má i zateplování budov a výměnu osvětlení. Největší úspory přitom přicházejí z úprav na kotelnách, výměníkových stanicích, kompresorovnách a klimatizacích. „V průběhu posledních deseti let jsme dělali řadu auditů od povinných až po specializované na základě různých metodologií. Součástí bylo i detailní mapování potřeb a potenciálu snížení na jednotlivých místech. Odpadní teplo je pak převážně využívané na různé předehřevy, ať už ve výrobě, nebo na předehřev teplé užitkové vody,“ říká Milan Lisý, marketingový ředitel Nestle Central Europe & Poland. Firma na českém a slovenském trhu zvažuje instalaci menšího zdroje elektrické energie o výkonu 150 až 200 kW. „Obdrželi jsme však řadu připomínek ve směru požární ochrany a musíme myšlenku ještě technicky dořešit. Kogenerační jednotky máme nainstalovány tam, kde je to vhodné, což v případě našeho podniku není jednoduché z důvodu nerovnoměrného plánu spotřeb,“ vysvětluje Milan Lisý.  

Zdá se, že trend decentralizace bude i přes technické a legislativní překážky stále silnější. Podpořit jej určitě může rozvoj v oblasti technologií, materiálů nebo akumulace energií a pak samozřejmě cen těchto systémů. „Ceny fotovoltaických technologií by se do roku 2020 mohly snížit nejméně o 15 % a ceny baterií o více než 50 %. Rozvoj distribuované výroby bude stále více tažen nákladovou konkurenceschopností, nikoli dotacemi,“ tvrdí Radim Černý a dodává, že decentrální energetika je trendem, který nemá smysl (a ani to nejde) nějak blokovat. „Jednoznačně však doporučuji všem výrobním podnikům, aby se s distribučními firmami začaly bavit o záměru na samém počátku úvah o realizaci zdroje. Distributor pak může operativněji reagovat na požadavek úpravou distribuční soustavy, která je ve většině případů spojena s majetkoprávním projednáním. A to je – bohužel nikoli naší vinou – běh na dlouhou trať,“ dodává zástupce distribuční společnosti.


"Stávající rozsah centrální výroby jak u elektřiny, tak u tepla nebude možno pravděpodobně dlouhodobě udržet,"

uvedl pro časopis Automatizace v potravinářství Tadeáš Ochodek, ředitel Výzkumného energetického centra při Vysoké škole Báňské – Technické univerzitě Ostrava.

Jaký máte názor na trend decentralizace výroby elektrické energie a tepla? Kde vidíte limity tohoto nyní silně diskutovaného pojmu?
Při pohledu na decentralizaci výroby elektřiny je nutno vzít v potaz mnoho faktorů. Když to pojmeme energeticky, tak jednoznačně při jejím uplatnění snížíme ztráty přenosem, popř. i ztráty při transformaci. Pro získání maximálního přínosu decentralizace  je však  nutno využít i maximum vzniklého tepla. Při decentralizaci výroby tepla je nutno zvážit, zda nižší cena decentrálně vyrobeného tepla zahrnuje veškeré dlouhodobé náklady na  údržbu, zálohu, eventuálně jaká jsou rizika významného pohybu ceny paliva ve střednědobém horizontu.

Samostatnou otázkou pak zůstává bezpečnost dodávky neboli zvážení, jaký podíl elektřiny a tepla můžeme postrádat při výpadku decentrálního zdroje.  Dalším ovlivňujícím faktorem je perspektiva  dlouhodobé podpory decentrálních kombinovaných zdrojů čili vývoj příspěvku za kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (kogeneraci). Při současném přebytku zdrojů v evropské elektrizační soustavě a při významné investiční i provozní podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů je vyvíjen značný tlak na další snižování ceny elektřiny. A proto je predikce podmínek pro další efektivní rozšiřování decentralizovaných výroben elektřiny velmi obtížná. Každý projekt je nutno posoudit individuálně podle lokálních podmínek.

V Německu má téměř 1/3 průmyslových podniků svůj vlastní energetický zdroj. Půjde Česko ve stopách svého největšího souseda?
Srovnávání s Německem a jinými státy může být velmi zavádějící, jelikož je tam jiná skladba zdrojů a spotřebitelů, a co může být zásadní, je tam jiné legislativní prostředí, které významně ovlivňují politická rozhodnutí.

Pochopil jsem to správně, že ne všude by byl přechod na decentrální výrobu přínosný?
Myslím, že stávající rozsah centrální výroby jak u elektřiny, tak u tepla nebude možno pravděpodobně dlouhodobě udržet. Decentrální systémy jsou ve výstavbě, jejich intenzivnější rozvoj mohou podpořit nové technologie i změna legislativního prostředí. Rychlý rozpad centrálních sítí by však měl velmi negativní důsledky; zde je nutno zdůraznit, že investice do energetických zdrojů jsou dlouhodobě návratné, a proto jakákoli unáhlená legislativní rozhodnutí mohou vést k nedozírným následkům. Tak jak lze souhlasit  s využitím všech zdrojů energie bez preference jednotlivých, tak lze souhlasit i se současnou existencí centrálních i decentrálních zdrojů.

Základem snížení nákladů na energie je snížení spotřeby…
Ano. Ve firmách, potravinářské nevyjímaje, jsou intenzivně realizována opatření vedoucí ke snížení energetické náročnosti. Jde o zateplování, využití odpadního tepla z technologií, úspornější osvětlení, investice do nových, efektivnějších technologií a podobně. Významně k tomu přispívá spolufinancování z operačních programů i jiných dotačních programů. Tento proces je dlouhodobý a nesmírně energeticky a ekonomicky významný.

Podílelo se vaše výzkumné centrum na instalaci technologie pro decentralizaci?
Ano. Výzkumné energetické centrum se velmi intenzivně zapojuje do projektů vedoucích k energetickým úsporám včetně decentralizace. Naší výhodou je, že máme vlastní tým specialistů, jsme proto schopni pokrýt komplex požadavků vlastními silami. Bavíme se přitom o technicko-ekonomických studiích, auditech, návrzích technologie včetně všech stupňů projektové dokumentace. Kromě projektů energetických úspor máme ještě tým vývojových pracovníků v oblasti malých energetických zdrojů, v oblasti snižování emisí a podobně. I s firmami z potravinářské branže jsme v kontaktu. I zde jsou totiž náklady na energie značné a navíc v procesu výroby nebo úpravy potravin vznikají odpadní produkty, především v podobě páry, kterou lze smysluplně využít.

Autor: Stanislav Cieslar, časopis All for Power

Nová robotická linka na Lipánky a tvarohy v Madetě v Jindřichově Hradci

↑ nahoru