Partner sekcie:
  • SCHELL

Porovnanie centralizovanej a decentralizovanej dodávky tepla

porovnanie centralizovanej a decentralizovanej dodavky tepla

Ročné náklady na nákup tepla z odovzdávacích staníc tepla (OST) na vykurovanie a prípravu TV vo vybraných bytových objektoch sú porovnané s nákladmi na teplo dodávané z fiktívnych domových kotolní (DK) umiestnených v týchto objektoch.Ako vychádzajú ročné náklady na teplo?

 V rámci porovnania sa zohľadňuje predpokladaný vývoj nákladov na výrobu tepla v domových kotolniach a nákladov na nákup tepla zo sústavy centralizovaného zásobovania teplom (SCZT) v rokoch 2014 až 2025.

Charakteristika vybraných bytových objektov a náklady na nákup tepla z SCZT
Na ekonomické porovnanie nákupu tepla z SCZT a z DK sa vybrali tri reálne bytové objekty v mestskej časti Bratislava-Dúbravka. Bytové objekty A, B a C sa zásobujú teplom z SCZT. Primárne aj sekundárne rozvody SCZT sú vyregulované, OST sú rekonštruované. Zníženie spotreby tepla na vykurovanie týchto objektov sa dosiahlo zateplením obvodových plášťov a striech, hydraulickým vyregulovaním vykurovacích systémov a inštaláciou termoregulačných ventilov a pomerových rozdeľovačov nákladov na vykurovacích telesách. Základné charakteristiky vybraných bytových objektov sú uvedené v tab 1.

Ročné diagramy trvania potrieb tepla objektov A, B a C sú základným podkladom na určenie výkonov kotlov inštalovaných vo fiktívnych domových kotolniach. Zostavené sú z mesačných dodávok tepla v roku 2012 (obr. 1) dennostupňovou metódou. Prepočítané potreby tepla na vykurovanie pri výpočtovej teplote v Bratislave –11 °C a na prípravu TV sa pri troch vybraných bytových objektoch pohybujú od 128 kW pri objekte A do 348 kW pri objekte C. V rámci cenovej regulácie v tepelnej energetike určil Úrad pre reguláciu sieťových odvetví svojím rozhodnutím variabilnú zložku ceny tepla pre domácnosti 0,0434 €/kWh a fixnú zložku ceny tepla 166,3595 €/kW pre regulovaný subjekt na rok 2012. Dodávateľ tepla poskytol vyúčtovanie nákladov na teplo vybraných objektov, z ktorých boli zrejmé hodnoty reálnej ceny tepla po vyúčtovaní nákladov dodávateľa tepla, a to 0,0405 €/kWh pri variabilnej zložke a 161,3096 €/kW pri fixnej zložke ceny tepla. Uvedené ceny sú bez DPH. V roku 2012 boli náklady na nákup tepla z SCZT vrátane DPH pri objekte A 28 400 €, pri objekte B 46 300 € a 76 800 € pri objekte C.


Obr. 1 Ročné diagramy trvania potrieb tepla vybraných bytových objektov

Návrh fiktívnych domových kotolní vo vybraných bytových objektoch
Projekt DK zahŕňa množstvo požiadaviek, ktoré ovplyvňujú investičné náklady na jej vybudovanie. Predovšetkým treba zabezpečiť krytie potreby tepla na vykurovanie a prípravu TV pre konečných spotrebiteľov počas všetkých poveternostných a prevádzkových podmienok a ďalej bezpečnosť a spoľahlivosť prevádzky definovanú legislatívnymi a normatívnymi predpismi. Kotly a prislúchajúca technológia DK by boli inštalované v suteréne bytových objektov. Potrebné by boli iba drobné stavebné úpravy. V nových fiktívnych DK sa predpokladá inštalácia závesných kondenzačných plynových kotlov radených do kaskády. Celkový inštalovaný výkon kotolne A je 150 kW, inštalované výkony v DK v objektoch B, resp. C sú 200 kW, resp. 400 kW. Spaliny z kotlov sa odvádzajú do trojvrstvového komína z nehrdzavejúcej ocele umiestneného na fasáde objektu. Vo vybraných objektoch sú dva až štyri vykurovacie okruhy a samostatné vetvy slúžia na prípravu TV v zásobníkovom ohrievači. Ročné spotreby zemného plynu vo fiktívnych DK (tab.1) sú vypočítané za predpokladu, že v 1. roku prevádzky je priemerná ročná účinnosť kotolne 95,6 %. V závislosti od ročnej spotreby zemného plynu je DK objektu A zaradená do tarifnej skupiny M4 a fiktívne kotolne v objektoch B a C sú v tarifnej skupine S. Náklady na vybudovanie nového zdroja obsahujú náklady na projekčné práce a inžiniering, náklady na technológiu, stavebné a montážne práce a revízie. Cena dodávky a montáže fiktívnych DK je stanovená podľa platných cenníkov jednotlivých dodávateľov technologických celkov kotolne. Investičné náklady vrátane DPH na realizáciu fiktívnych DK v Bratislave sa pohybujú od 55 800 € pri kotolni objektu A do 131 200 € pri kotolni objektu C (tab. 1) a sú určené s presnosťou obvyklou na potreby štúdie.

Náklady na teplo z domových kotolní
Variabilnú zložku nákladov na teplo dodané z DK tvoria náklady na ZP, elektrinu a technologickú vodu. Fixná zložka nákladov na teplo pozostáva z nákladov na servis, opravy a údržbu, revízie, poistenie, poplatky, splácanie dlhodobého úveru a úrokov z dlhodobého úveru. Ekonomická a finančná analýza výroby tepla v DK je realizovaná pomocou softvéru EFINA [4]. Vybudovanie fiktívnych DK vo vybraných bytových objektoch sa predpokladá v roku 2013. Vyčíslené sú návratnosť investícií, vnútorné výnosové percento, cash flow (CF) a náklady na teplo počas hodnoteného obdobia rokov 2014 až 2025. Hodnotené obdobie 12 rokov sa zvolilo vzhľadom na predpokladanú životnosť kotlov inštalovaných v domových kotolniach.

Predikcia vývoja cien zemného plynu
Rozdelenie celkových nákladov na dodávku tepla z fiktívnych DK počas hodnoteného obdobia rokov 2014 až 2025 pri variantoch V1 a V2 cien ZP je znázornené na obr. 2. Z analýzy ekonomického hodnotenia cien tepla z DK a SCZT vyplýva, že ceny tepla sú najviac ovplyvnené cenou ZP.  Poplatky za distribúciu a odobrané množstvo ZP sú v cenníkoch dodávateľov ZP. Pri jednotlivých tarifných skupinách sa započítali fixná mesačná sadzba, sadzba za denné maximum a sadzba za odobratý plyn. Na základe hodnôt týchto sadzieb počas rokov 2009 až 2013 sa v 1. roku prevádzky DK uvažovalo o cenách ZP 0,05611 €/kWh pri objekte A a 0,05463 €/kWh pri objektoch B a C (variant V1). Uvedené ceny ZP sú so spotrebnou daňou a DPH. Na účely kalkulácie ceny tepla na rok 2012 ÚRSO odporúčal pri tarife M4 maximálnu cenu ZP so spotrebnou daňou bez DPH 0,0524 €/kWh a pri tarife S 0,0437 €/kWh.


Obr. 2 Rozdelenie celkových nákladov na dodávku tepla z fiktívnych DK počas hodnoteného obdobia rokov 2014 až 2025 – varianty cien ZP V1 a V2

Tieto ceny ZP vrátane DPH (0,06288 €/kWh pri tarife M4 a 0,05244 €/kWh pri tarife S) sú použité na výpočet nákladov na palivo fiktívnych DK podľa variantu V2. Výpočet nákladov na dodávku tepla z fiktívnych DK sa vzťahuje na obdobie rokov 2014 až 2025, vzhľadom na to treba predikovať vývoj cien ZP počas tohto hodnoteného obdobia. V štatistických údajoch Eurostatu [3] sú uvedené ceny ZP v jednotlivých krajinách EÚ pre domácnosti s ročnou spotrebou ZP 23 250 kWh (odberatelia v tarifnej skupine D3) a pre priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti s ročnou spotrebou ZP 11 627 778 kWh (tarifa V1). Na obr. 3 sú znázornené ceny ZP v rokoch 2006 až 2012 pre domácnosti (D3) a priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti (V1) na Slovensku, v Českej republike (ČR) a v EÚ 27. Lineárne regresie preložené hodnotami cien počas siedmich rokov názorne vyjadrujú rast cien ZP pri dvoch kategóriách odberateľov v porovnávaných krajinách.


Obr. 3 Cena ZP pre domácnosti (D3) a priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti (V1) na Slovensku, v Českej republike a v  EÚ 27 v rokoch 2006 až 2012

Ceny ZP pre domácnosti v SR sú počas hodnoteného obdobia nižšie ako v EÚ 27 a rástli približne rovnako ako v krajinách EÚ 27. Ceny ZP pre domácnosti v ČR prudko rástli, pričom do roku 2010 boli nižšie ako v EÚ 27. Opačná situácia je pri porovnávaní cien ZP pre priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti (V1). Od roku 2008 sú tieto ceny na Slovensku vyššie ako v EÚ 27. Počas celého hodnoteného obdobia sú ceny ZP na Slovensku vyššie ako v ČR. Nárast cien na Slovensku je najvyšší. Najmenej rástli ceny ZP pre priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti v EÚ 27. V ČR sa pri malom zvyšovaní cien ZP pre priemyselných spotrebiteľov strednej veľkosti a prudšom zvyšovaní cien ZP pre domácnosti dosiahol v roku 2012 stav, keď cena ZP pre priemyselných spotrebiteľov tvorila 58,8 % ceny ZP pre domácnosti. Možno konštatovať, že relatívne nízke ceny ZP pre domácnosti (D3) a relatívne vysoké ceny pre priemyselných spotrebiteľov (V1) na Slovensku v období rokov 2006 až 2012 neboli z hľadiska ročného množstva odobratého plynu ani technického hľadiska nastavené v súlade s trendmi v EÚ 27. Štatistické údaje Eurostatu možno použiť na predikciu vývoja cien ZP na Slovensku pre odberateľov zaradených do tarifných skupín M4, S a V1 až V4. Predpokladá sa štruktúra cien ZP v tarifných skupinách, ktorá je v súlade s trendmi v EÚ 27. Pri predikcii cien ZP v rokoch 2013 až 2025 pri odberateľoch v kategóriách M4 (bytový objekt A) a S (bytové objekty B a C) vychádzame z cien ZP v roku 2012. Na to, aby sa pomer cien ZP pri odberateľoch v tarifách M4, S a V1 priblížil ku skutočnosti v EÚ 27 v roku 2012, uvažujeme o náraste cien ZP v tarifných skupinách M4 a S v rokoch 2013 až 2017 rovnakým spôsobom, akým nastal nárast cien v ČR, a od roku 2018 spôsobom, ktorý zodpovedá nárastu cien ZP v EÚ 27 (obr. 4).


Obr. 4 Predikcia vývoja cien ZP v rokoch 2013 až 2025 pre odberateľov tarifných skupín M4 a S (so spotrebnou daňou a DPH) a variabilnej zložky ceny tepla s DPH dodávaného z SCZT

Na obr. 4 je uvedená predikcia vývoja variabilnej zložky (VZ) ceny tepla dodávaného z SCZT v rokoch 2013 až 2025. Pri predikcii vychádzame z VZ ceny tepla jeho dodávateľa v roku 2012. Nárast ceny ZP ovplyvní variabilnú zložku ceny tepla dodávaného do objektov z SCZT. Uvažujeme, že VZ ceny tepla bude rásť rovnako ako ceny ZP v EÚ 27 pre priemyselných spotrebiteľov v tarife V1.V ekonomickom porovnaní nákladov na teplo z DK a z SCZT sa pri vybraných bytových objektoch uvažuje o dvoch variantoch (obr. 4):

  • variant V1 – nárast cien ZP a tepla nakupovaného z SCZT počas hodnoteného obdobia,
  • variant V2 – ceny ZP a tepla nakupovaného z SCZT sú počas hodnoteného obdobia konštantné, rovnaké ako v roku 2012.


Variabilná zložka nákladov na teplo z domovej kotolne

Počas celého hodnoteného obdobia sa predpokladá, že spotreby tepla v bytových objektoch sú v rokoch 2014 až 2025 rovnaké ako spotreby v roku 2012. Ročné spotreby ZP sú vypočítané za predpokladu, že v 1. roku prevádzky je priemerná ročná účinnosť kotolne 95,6 %. V rokoch 2015 až 2022 postupne ročná účinnosť kotolne klesá o 0,3 %. Od roku 2023 do konca hodnoteného obdobia sa uvažuje o ročnej účinnosti kotolne 93,0 %. V alternatívnych domových kotolniach sa okrem paliva spotrebováva elektrina na pohon čerpadiel a ventilátorov, napájanie regulácie a osvetlenie kotolne. Počas prevádzky sa predpokladajú drobné úniky vody z vykurovacieho systému.

Fixná zložka nákladov na teplo z domovej kotolne
V  ekonomických výpočtoch je čerpanie investícií modelované tak, že realizácia DK je ukončená v roku 2013 a od 1. januára 2014 je DK v prevádzke. Na financovanie investičných akcií všetkých fiktívnych DK sa predpokladá, že 30 % celkových finančných potrieb sa bude kryť z vlastných zdrojov a 70 % z investičného úveru. V nákladoch na teplo sú zahrnuté zdroje na splácanie úveru. Predpokladá sa úroková miera 4,0 % a splatnosť úveru osem rokov. V ekonomických výpočtoch hodnotenia výroby tepla v BK sa uvažuje o nulovom zisku a investičné prostriedky sa neodpisujú. Vo fiktívnych domových kotolniach je navrhnutá moderná technológia zabezpečujúca ich automatickú prevádzku. Kotolne obsahujú všetky zabezpečovacie, ochranné, signalizačné a vypínacie zariadenia v plnom rozsahu platnej legislatívy. Vzhľadom na použité zariadenia sa pri prevádzke kotolne uvažuje len o občasnej obsluhe. Náklady spojené s prevádzkou tepelného zdroja, ktoré vyplývajú z platnej legislatívy a normatívnych predpisov, boli stanovené na základe odporúčaných cien pre revíznych a servisných technikov. Prevádzkovateľ DK je povinný zabezpečiť vykonávanie prevádzkových revízií a kontrol zariadení. Do prevádzkových nákladov patria aj poistenie kotolne, splácanie úmoru, úveru a mzdy. Podmienkou čerpania úveru je poistenie kotolne.

Ekonomické porovnanie nákladov na teplo z SCZT a DK
Vo výpočtoch ekonomického hodnotenia prevádzky fiktívnych DK vo vybraných bytových objektoch sa s tržbami za teplo dodávané z DK uvažuje ako s ročnými nákladmi za teplo nakupované z SCZT. Počas hodnoteného obdobia sa variantne uvažuje s predikovanými (variant V1) a konštantnými (variant V2) cenami ZP a tepla nakupovaného z SCZT. Jednotlivé fiktívne DK sú spracované vo výslednej tabuľke CF (tab. 2). Podľa variantu V1, pri ktorom sa predpokladajú zmeny cien ZP a tepla nakupovaného z SCZT počas hodnoteného obdobia, sa domové kotolne v objektoch A, B a C nesplatia. Domová kotolňa v objekte A sa nesplatí ani podľa variantu V2. Podľa tohto variantu je čas návratnosti investície fiktívnych DK v objektoch B a C 11 rokov.

Tieto návratnosti investícií sú blízke uvažovanej životnosti kotolní. Počas hodnoteného obdobia sú celkové náklady na teplo nakupované pre objekt A z SCZT nižšie o 58 500 € (V2) až 89 500 € (V1) v porovnaní s nákladmi na výrobu tepla v domovej kotolni. Ak sa predpokladajú zmeny cien ZP a tepla nakupovaného z SCZT počas hodnoteného obdobia (obr. 4 – variant V1), je pre objekty B a C výhodnejšie nakupovať teplo z SCZT. Počas tohto obdobia je nákup tepla z OST výhodnejší v porovnaní s celkovými nákladmi DK o 93 500 € pri objekte B a o 146 500 € pri objekte C. Za predpokladu, že ceny ZP pre domové kotolne a cena tepla nakupovaného z SCZT sú počas hodnoteného obdobia konštantné (obr. 4 – variant V2), náklady na teplo sú nižšie pri prevádzke DK o 16 200 € pri objekte B a o 23 400 € pri objekte C v porovnaní s nákladmi na teplo z SCZT. Dodávatelia DK na stretnutiach s vlastníkmi bytov v bytových objektoch väčšinou uvádzajú výsledky zjednodušených výpočtov návratnosti investičných nákladov na vybudovanie DK. V týchto zjednodušených výpočtoch sú porovnané náklady na ZP spotrebovaný v DK s nákladmi na nákup tepla z SCZT v aktuálnom roku hodnotenia výhodnosti/nevýhodnosti vybudovania DK. Jednoduchá návratnosť je vyjadrená tak, že rozdiel nákladov na nákup tepla a nákladov na nákup ZP je delený investičnými nákladmi na DK. Napríklad pri cenách ZP podľa variantu V1 sa návratnosť investícií podľa zjednodušených výpočtov pohybuje od 6,2 roka (kotolňa v objekte B) do 8,0 roka (kotolňa v objekte A). Treba zdôrazniť, že zjednodušený výpočet návratnosti investičných nákladov na vybudovanie DK nezahŕňa náklady na elektrinu a technologickú vodu ani žiadne fixné náklady. Zároveň sa nepredpokladá zmena cien ZP a tepla počas prevádzky DK.

Záver
Cenu tepla najviac ovplyvňujú variabilné náklady na ZP. V budúcnosti možno očakávať prudší nárast cien ZP pre odberateľov v kategóriách maloodber M4 a stredný odber S (domové kotolne) ako v kategóriách veľkoodberateľov (tepelné zdroje SCZT). Z hľadiska ceny tepla, nákladov na teplo a návratnosti investičných prostriedkov na vybudovanie DK je pri vybraných bytových objektoch A, B a C výhodnejšie nakupovať teplo z OST. Pri fiktívnych domových kotolniach v objektoch B a C, ktoré sú z hľadiska spotreby ZP zaradené do kategórie odberateľov v tarife S, je za predpokladu nezmenených cien tepla a ZP počas životnosti DK (variant V2) návratnosť investičných prostriedkov na ich vybudovanie 11 rokov. Návratnosti investícií týchto kotolní sú blízke uvažovanej životnosti kotolne. Prevádzka DK nepriaznivo pôsobí na životné prostredie v ich okolí – koncentrácie imisií z DK závisia od topológie budov, ich výšky a poveternostných podmienok v lokalite. V mestských zástavbách sa koncentrácie imisií od jednotlivých kotolní sčítavajú.

Obrázky: autori
TEXT: doc. Ing. František Urban, CSc., doc. Ing. Stanislav Malý, CSc., Ing. Ľubor Kučák, CSc., Ing. Peter Muškát, PhD., Ing. Jozef Bereznai, PhD.

Autori pôsobia v Ústave tepelnej energetiky Strojníckej fakulty STU v Bratislave.

Literatúra
1.    URBAN, F. – MALÝ, S. – KUČÁK, Ľ. – MUŠKÁT, P. – BEREZNAI, J.: Výhody centralizovaného zásobovania teplom. Časť 1. Analýza technických, environmentálnych a ekonomických parametrov. Záverečná správa. Strojnícka fakulta STU v Bratislave, Slovenská republika, 2013, 101 s.
2.    SKÁLA, Z.: Ekologie v energetice. Brno: VUT, 1994.
3.    Eurostat. Cena zemného plynu pre domácnosti a pre priemysel, dostupné na: http://epp.eurostat.ec.europa.eu/tgm/e.o?tab=table&init=1&plugin=1&language=de&pcode=ten00113; ten00112.
4.    KOLEKTÍV: Uživatelská příručka aplikace pro ekonomickou a finanční analýzu. EFINA3.1. EKO-ENERGO CONSULT, Praha, 2000.
5.    LUKÁČ, P.: Optimalizácia regulácie odovzdávacích staníc v sústave CZT. Racionálna výroba, doprava a spotreba tepla. In: Cassovia Therm 2000 – „Racionálna výroba, doprava a spotreba tepla“. Odborný seminár s medzinárodnou účasťou pod záštitou TU Košice a EXPO – EDUC DT ZSVTS Košice, 2000, s. 24 – 28.

Článok bol uverejnený v TZB Haustechnik.