Realizace centrálního tepelného zdroje ve Velkém Karlově

(Zpracováno podle přednesených příspěvků účastníků semináře pořádaného Ekologickou nadací ENVIOPT IMUM a Obecním úřadem Velký Karlov dne 15.11.2001.)

Zásobování energií v naší republice doznalo zejména v posledních deseti letech mnoho proměn. Vlastní způsob řešení však nesvědčí o systémovém a koncepčním přístupu státních orgánů při řešení této problematiky. Dopady prováděných změn pocítilo mnoho občanů, zvláště při zajišťování svých potřeb při vytápění svých domovů a při přípravě teplé užitkové vody. Výrazné propagaci elektrického vytápění "podlehlo" přibližně 230 tisíc domácností, propagaci plošné plynofikace mnohé obce (jen na území jižní Moravy je více jak 90% obcí s více jak 500 obyvateli plynofikováno), často i s "pomocí" dotací státu. Po deziluzi levného vytápění elektřinou nastává období ztráty iluzí o levném vytápění zemním plynem. Drobný a důvěřivý spotřebitel se nechal mnohdy vlákat do pasti propagace a líbivých sloganů dodavatelských firem - jinými slovy, která zazněla na semináři pořádaném na téma z oblasti energetiky, do "pasti" nastražené státem.

Podstatným a srozumitelným závěrem dosavadních zkušeností by měla být změna přístupu k hledání vhodného řešení pro daný případ. Volba způsobů by měla vycházet vždy z porovnání více možností. K tomu, aby obnovitelné zdroje energie, jako reálná možnost, byly vzaty v úvahu rovnocenně s ostatními, však spotřebitelé v naprosté většině případů nemají informace. To platí i při řešení komunální energetiky a nejde přitom jen o malé obce!

Podstatnou roli ve všech úvahách o budoucím vývoji by měly hrát vztahy mezi uspokojováním potřeb energie a životním prostředím. Z takového principu vycházejí i mezinárodní dokumenty jako Energetická charta, Kjótský protokol (snížení emisí skleníkových plynů), "Bílá zpráva" (zvýšení podílu obnovitelných zdrojů) a další. Ty by měly umožnit dosažení stanoveného cíle, který není menší než zdvojnásobení současného podílu obnovitelných zdrojů na spotřebě energie do roku 2010. To znamená z nynějšího průměru všech členských zemí, který představuje 6 % až na 12 % pro cílový rok. Samozřejmě, že na Českou republiku budou kladeny v okamžiku vstupu stejné nároky, jako na ostatní členské státy.

Základem naší energetiky je dosud převážně uhlí, jehož zásoby jsou konečné. Předpoklad, že jeho těžitelné zásoby při zachování dnes platných limitů dojdou nejpozději kolem roku 2040, je zcela oprávněný. Na postupném nahrazování výkonu vyrobeného z uhlí jinými zdroji je třeba pracovat již nyní, neboť z těchto důvodů budou obnovitelné zdroje energie (dále jen OZE) hrát významnější roli než dnes. Je na čase, začít je již nyní brát vážně při zvažování koncepčních záměrů. Přicházející století rozhodně již nebude ve znamení fosilních paliv, začíná éra alternativních zdrojů a v současné době jsou bezpochyby právě ty obnovitelné považovány za nejperspektivnější.

1. Situace na Jižní Moravě
Historie využívání OZE, zejména biomasy v regionu Jižní Moravy je poměrně krátká. První významnější realizace OZE v tomto regionu vzešla ze spolupráce VUT Brno a Ústavu procesního a ekologického inženýrství fakulty strojního inženýrství se Zemědělským družstvem Radiměř, kde již v minulosti právě VUT Brno se podílelo na řešení racionalizace spotřeby energie. Již v roce 1992 se zde podařilo společným úsilím družstva a několika firem realizovat v centrální kotelně kotel dánské firmy PASSAT na spalování vlastní slámy, zejména řepkové. Výkon kotle je využíván jak pro technologickou potřebu tepla mlékárny, tak pro ústřední vytápění objektu mlékárny a ohřev teplé užitkové vody. Doslova skutečně "selským rozumem" zde dospěli k názoru, že vyhazovat odpad - slámu - je luxus. Dvoustupňové spalování fytomasy je velmi dokonalé a účinné, přibližuje se efektem spalování fluidnímu. Po stránce provozu a obsluhy je vlastní provoz kotle o výkonu 209 kW srovnatelný s kotlem na plyn, provozní náklady jsou však podstatně nižší.

Pro skladování slámy vlhkosti do 18% byl určen skladovací prostor asi 12 m³ (představuje množství cca 6 t slámy z 1 ha), popel ze spalování řepkové slámy v kotli byl podroben rozboru, který prokázal vhodnost jeho použití do kompostů. Realizaci tohoto záměru v Radiměři lze považovat za technický úspěch zapojení jednoho z pracovišť VUT do procesu realizace vzorového projektu při využívání OZE - uplatnění spalování odpadní slámy při výrobu energie pro mlékárenský provoz s kapacitou až 16.000 litrů mléka denně, u kterého jsou tři čtvrtiny potřebné energie hrazeny právě kotlem na spalování slámy. Podařilo se realizovat akumulační řešení, spolu s velmi dobrou automatikou chodu, které nejen plně kryje požadavky provozu mlékárny, ale celé řešení je výrazně i levnější proti jakékoliv jiné variantě.

Další práce v oblasti využívání OZE v jihomoravském regionu pokračovaly asi o 4 roky později. V návaznosti na studie zpracované v regionech Jižní Čechy a Střední Morava v letech 1994 - 1996 a hrazené z prostředků fondu pomoci zemím střední a východní Evropy na úseku ochrany životního prostředí, byla v roce 1996 navázána spolupráce Územního odboru MŽP pro brněnskou oblast se zástupci rakouské firmy AGIPLAN Vídeň s cílem získat tyto prostředky i pro zpracování obdobné studie pro území Jižní Moravy. Po specifikaci požadavků a určité korekci z hlediska možnosti směrování podpory, byla na základě smlouvy mezi MŽP a firmou AGIPLAN Vídeň zpracována v letech 1996 a 1997 studie zabývající se problematikou ochrany ovzduší, odpadového hospodářství a sanací starých zátěží pro území 14-ti okresů Jižní Moravy a přilehlé části Českomoravské vysočiny. Hlavním cílem studie byl návrh koncepčního řešení zabývajícího se zlepšení životního prostředí v tomto regionu.

Na úseku odpadů řešitelé zjišťovali a hodnotili stávající stav v nakládání s odpady a na základě vyhodnocení celkové situace v regionu i v návaznosti na stav v okolních regionech, navrhli vhodné postupy dalšího využívání a zpracování produkovaných odpadů, mezi jiným i způsob jejich energetického nebo materiálového využití. V závěrech této studie byla již uvedena, jako jedna z možností, možnost využívání odpadní biomasy vznikající v zemědělství, lesnictví a v dřevozpracujícím průmyslu, k energetickým účelům.

Na tuto studii navazovaly další studie, řešené již v rámci programu Projektů péče o životní prostředí vyhlašované MŽP (dále jen PPŽP), zaměřené již speciálně na energetické využití biomasy. Poslední z nich, "Podpora realizace Koncepce zlepšení životního prostředí pro oblasti Českomoravské vysočiny a Jižní Moravy", byla ukončena v roce 1998. V rámci této studie, bylo zpracováno i řešení centrálního zásobování teplem pro vybrané konkrétní lokality, ať již pro obce nebo městské části větších měst (např. obce Vratěnín, Mrákotín, Suchohrdly nebo část města Ledeč nad Sázavou apod.). Určitým vodítkem při řešení byly již realizované akce, zejména v jihočeském regionu, např. obce Staré Město pod Landštějnem a Dešná (okres Jindřichův Hradec), příp. i v sousedním Rakousku (lokality Kautzen, Dobersberg, Schwandorf aj.). V rámci řešení PPŽP byly zorganizovány i 2 semináře - v roce 1998 v Jihlavě a v roce 1999 ve Znojmě, na kterých přizvaní odborníci zastupující státní správu, konsultační firmy i výrobce, resp. dodavatelé technologického zařízení poskytli potřebné informace. Z lokalit zpracovaných ve studii nebyla realizovaná žádná, avšak na základě informací ze semináře ve Znojmě se k realizaci centrálního tepelného zdroje využívající OZE rozhodla obec Velký Karlov.

Kotelna s komínem a akumulátorem tepla

2. Výstavba centrálního tepelného zdroje Velký Karlov
Obec Velký Karlov leží v jihovýchodní části okresu Znojmo, asi 10 km západně od okraje Hrušovan nad Jevišovkou a cca 28 km východně od okresního města Znojma v pohraniční oblasti mezi řekami Dyje a Jevišovka. Historie obce je velmi krátká. Obec byla postavena v padesátých letech v sousedství hospodářských budov státního statku Hrušovany nad Jevišovkou "na zelené louce" v k.ú. Dyjákovice. Investorem tehdejší výstavby rodinných domků i inženýrských sítí byl státní statek. Stávající počet obyvatel je 432 a počet rodinných domků 124 (dále jen RD). Současná rozloha katastru je 1349 ha s průměrnými ročními teplotami okolo 9^oC a průměrným ročním úhrnem ročních srážek cca 500 mm.

Většina potřeby tepla pro RD i objekty obce byla zajišťována lokálním či etážovým vytápěním, kde palivem bylo hnědé uhlí. Jen malá část domků (cca 5) využívala k vytápění elektrickou energii. Proto obecní zastupitelstvo na základě připomínek občanů zvažovalo vhodný způsob zásobování občanů teplem.

V lednu roku 1999 proběhl na Okresním úřadě ve Znojmě seminář na téma využití biomasy pro zásobování obcí teplem organizovaný Územním odborem Ministerstva životního prostředí v Brně. V rámci semináře byli účastníci informováni o možnostech využívání biomasy k vytápění obcí i větších sídelních celků. Byli rovněž informováni o projektu, který byl tehdy zpracováván pro region Jižní Moravy.

2.1. Příprava stavby
Velký Karlov se rozhodl pro tuto alternativu vytápění za předpokladu, že kromě vlastních prostředků získá dotaci a půjčku, a to jak z prostředků Státního fondu životního prostředí (dále jen SFŽP) a České energetické agentury (dále jen ČEA), tak také ze zahraničí. Ve spolupráci s firmou AGIPLAN Praha a po předložení potřebných dokladů se podařilo vyřídit dotaci z banky Kommunalkredit Austria Wien ve výši 10% neinvestičních nákladů. Tato byla poskytnuta ve dvou splátkách. Bohužel se nepodařilo původně zamýšlené financování i z Dánska, které by jednak zvýšilo podíl rakouské podpory na 15% investičních nákladů (dále jen IN), ale i částečně pomohlo pokrytí nákladů na rozvody, které byly, ve smyslu požadavků na získání dánské podpory, od dánského výrobce (předběžně přislíbená výše dotace byla ve výši cca 10% IN). Pro realizaci záměru získala obec i nemalou podporu Okresního úřadu Znojmo (dále jen OkÚ), a to jak finanční - dotaci ve výši 1 mil. Kč a krátkodobou půjčku - tak i odbornou a morální v osobách přednosty úřadu a vedoucího referátu životního prostředí.

Následně byla v polovině roku 1999 vypracována studie ekologického vytápění obce a podána žádost o dotaci a půjčku na SFŽP (v termínu přijetí žádosti do 19.8.1999). Žádost byly podpořena OkÚ Znojmo a Územním odborem Ministerstva životního prostředí v Brně. Na jednání Rady SFŽP byla žádost o podporu vyřízena kladně. Po doložení požadovaných dokladů a finančních garancí byla dne 7.8.2000 uzavřena smlouva mezi obcí a SFŽP o poskytnutí podpory ve skladbě - dotace 40% a 35% bezúročné půjčky. Výše podpory však byla vypočítána z nižšího základu celkových nákladů (částka 24,5 mil Kč podle projektu), odečteny přípojky, předávací stanice a měřiče. Následně byla vypsána výběrová řízení jak na zpracovatele projektu, tak také dodavatele stavby. Celkové IN stavby však po výběrovém řízení na dodavatele stavby se zvýšily na cca 29 mil.Kč. Obec rovněž požádala o finanční dotaci ze "Státního programu úspor energie a využití obnovitelných zdrojů energie pro rok 2000" ČEA a to v září roku 2000. Rozhodnutím ministerstva průmyslu a obchodu o účelovém určení prostředků státního rozpočtu byla obci poskytnuta v prosinci roku 2000 dotace ve výši 1,2 mil. Kč.

Sekundární ventilátor kotle

Ve smyslu platných předpisů proběhlo dne 7.4.2000 výběrové řízení na dodavatele celé stavby, která byla rozdělena na dvě části - rozvody a centrální kotelna s technologií. Stavební povolení na stavbu bylo vydáno dne 10.5.2000. Dne 2.8.2000 rozhodlo obecní zastupitelstvo obce Velký Karlov na svém zasedání o zahájení výstavby akce "Teplofikace". Na základě výsledku výběrového řízení byli vybrání dodavatelé stavby - TENZA a.s., Brno zabezpečovala výstavbu rozvodů a Moravská topenářská s.r.o., Nový Jičín realizaci kotelny a technologie, vč. stavbu paliva. Dodávku kotle, jeho montáž a uvedení do provozu prováděla v subdodávce firma Josef Novák TRACTANT FABRI z Kolína. Cena celé stavby se výběrovým řízením zvýšila oproti projektu na 29.055.154,- Kč. Celkové náklady na stavbu, včetně nákladů souvisejících s její přípravou - studie, projekt, audit, stavební dozor apod. - přesáhly 30,6 mil. Kč.

Samotný průběh výstavby byl již relativně rychlý i když ne vždy bez problémů. Vzhledem k rozdělení stavby, probíhala pokládka rozvodů nezávisle na výstavbě centrální kotelny a montáži technologie. Pro centrální tepelný zdroj byla využita část stávající základní školy - tím byl i nalezen vhodný způsob využití chátrající budovy bývalé málotřídní školy. V sousedství objektu školy byl vybudován provozní sklad paliva jako nový objekt, dále příjezdová komunikace a přiléhající manipulační plochy.

Nemalým úkolem, mimo zajištění finančních prostředků, byla osvěta mezi občany obce. Představitelé obce museli přesvědčovat občany o tom, že dané zařízení vytopí jejich RD, bude dostatečně spolehlivé, dodávka tepla bude stálá a dle potřeby, vytápění nebude drahé apod. Většinu námitek se podařilo rozptýlit po několika besedách s odborníky i návštěvami některých již provozovaných zařízení, např. v Deštné a ve Starém Městě pod Landštejnem v okrese Jindřichův Hradec. Samozřejmě nejpádnějším argumentem pro všechny byl provoz zařízení v části prvního zimního období od ledna 2001.

2.2. Realizace stavby, její technické parametry
Soustava centralizovaného zásobování teplem ve Velkém Karlově je tvořena jedním hlavním zdrojem tepla v oblasti základního zatížení o výkonu 1,0 MW pro spalování slámy a jedním špičkovým a záložním zdrojem tepla o výkonu 460 kW na spalování LTO. Případné špičky a krátkodobé odstávky jsou překlenovány akumulační nádrží o objemu 80 m³. Teplo k odběratelům je rozváděno předizolovaným potrubím LOGSTOR ROR v bezkanálovém uložení. Délka páteřního rozvodu po obci (proveden z ocelového předizolovaného potrubí) je 1915 m, odbočky do jednotlivých objektů jsou z předizolovaného flexibilního potrubí ze síťovaného polyetylénu v celkové délce 1223 m. V každém objektu je instalována předávací stanice, kde dochází k výměně tepla mezi primárním a sekundárním médiem v deskových výměnících LPM (přenos z rozvodné sítě do domovního rozvodu ústředního vytápění).

V obci je 124 rodinných domů a několik objektů občanské vybavenosti (obecní úřad, školka, kulturně-společenský sál, 2 nákupní střediska, restaurace, ubytovna a kabiny TJ), celkový požadovaný tepelný výkon pro 100 % připojení je 1914 kW, z toho je výkon rodinných domů 1624 kW a objektů občanské vybavenosti cca 290kW.

Vypracovaná studie včetně provedeného průzkumu mezi obyvateli obce i zpracovaný projekt pro stavební povolení předpokládal následné připojení odběratelů tepla:

• rodinné domy ... cca 80 %
• objekty občanské vybavenosti ... 83 %

Sklad balíkové slámy

Tepelný zdroj je postaven v objektu bývalé základní školy - v tělocvičně je umístěna kotelna s oběma kotli a s příslušenstvím, výstupem i vstupem rozvodů potrubí, úpravnou vody, apod. Bývalá třída je přebudována na velín, odkud je možno provádět kontrolu řízení průběhu spalování. Z dalších místností tvořících zázemí bývalé školy byl vybudován příruční sklad a sklad LTO, místnost pro obsluhu, sociální zařízení, včetně sprchy a šatny, čímž byl vytvořen poměrně vysoký standard zabezpečení potřeb obsluhy kotelny. K objektu kotelny je přistavěn sklad paliva - balíkované slámy s více než měsíční kapacitou plného výkonu kotle. Ostatní zásoby balíkované slámy jsou skladovány pod přístřešky mimo areál kotelny.

Palivo
Obilná nebo řepková sláma je skladováno v balících o rozměru 0,8m x 0,8m x 1,2 až 1,6m. Ve skladu je palivo nakládáno vysokozdvižným vozíkem na dopravní pás, který je zaveden až do prostoru skladu a svoji délkou slouží současně jako zásobník paliva na cca 8 hodin maximálního výkonu. Dopravník je řetězového typu o celkové délce 20 m a je zakončen rozdružovacím zařízením slámy. To slámu rozdruží a předá do pneumatické dopravy, která slámu dále dopraví do podávacího šneku kotle.

Záložní kotel na LTO (vlevo), kotel na slámu (vpravo)

Kotel je řešen jako částečně zplyňovací s poměrně masívní žárovou vyzdívkou a svislou žárotrubnou teplosměnnou plochou s dodatečným ohřívákem vzduchu. Spalovací zařízení sestává z provozního zásobníku a dohořívací komory. Provozní zásobník tvoří vyzděná šachta opatřená nahoře víkem, z boční strany přívodem paliva, dole na dně vyhrnovacím zařízením. Stěna mezi zásobníkem a dohořívací komorou je v dolní části opatřena otvory, kterými prochází hořící zplyněné části slámy do dohořívací komory. Tato je podtlaková a sestává ze dvou vyzděných šachet. Má vodou chlazený strop a do prostoru první šachty je přiváděn sekundární spalovací vzduch. Spaliny vystupují z druhé šachty dole do žárových trubek vertikálního žárotrubného kotle. Provozní zásobník a dohořívací komora tvoří jeden celek. Druhý celek sestává z vertikálního žárotrubného kotle. Tento kotel je dvoutahový se vstupní a výstupní komorou pro spaliny na dolním konci kotle a obratovou komorou nahoře. Na výstup spalin z kotle je napojen trubkový ohřívák vzduchu. Vzduchový ventilátor zajišťuje dodávku ohřátého vzduchu do trysek sekundárního vzduchu. Spalinovým ventilátorem je regulován podtlak ve spalovacím zařízení. Na dně provozního zásobníku je zabudován chlazený hrablový rošt pro vyhrnování nespalitelných látek (popele) do vyhrnovacího šneku. Vyhrnovací šnek, původně tvořený pružinou byl v rámci zkušebního provozu nahrazen šroubovicí, vyhrnuje popeloviny do kontejneru mimo kotelnu.

Vlastní stavební řešení kotelny bylo určitým způsobem limitováno stávajícím objektem školy a potřebou přizpůsobit tyto prostory projektantem zvolenou technologii za přiměřené náklady.

2.3. Zkušenosti z výstavby
Pro zajištění co největší objektivity zkušeností ze stavby, které je třeba presentovat pro informaci dalších případných investorů a dodavatelů staveb obdobných parametrů, uvádíme v dalším textu stanoviska dodavatele stavby :

• Dodavatel stavby respektoval technologická zařízení navržená zpracovatelem úvodního projektu. Použit byl kotel vyráběný v České republice, který byl vlastně prototypem bez výrazných referencí. Obdobně byly použity i další základní technologické části kotelny. Instalace zařízení, které nemá mnoho provozních aplikací s sebou nese řadu komplikací. V průběhu zpracování projektu bylo obtížné získat od výrobců technologie podklady pro přesný dispoziční návrh zdroje. Řada detailů se řešila přímo při montáži, což se negativně projevilo na průběhu výstavby a růstu nákladů na výstavbu. Dodavatel stavby se účastnil i kontrol ve výrobě a prověřoval kvalitu prováděných prací a dodržování předepsaných technologických postupů. Podařilo se tak zjistit a následně odstranit několik závad, které by v budoucnu mohly mít vliv na životnost a spolehlivost instalovaných zařízení.
• Při zprovoznění rozdružovacího zařízení slámy včetně dopravníku se z důvodu atypického řešení dopravníku dlouhého 20 m a jeho značného zatížení - až 10 balíků slámy - projevila nutnost zesílení jak hnacího zařízení dopravníku, tak i zesílení a vyztužení vzpěr a táhel. Obvykle dopravník na slámu nepřesahuje délku 10 m. U dopravníku o délce 20 m výrobce značně podcenil jeho vysoké zatížení a dopravník poddimenzoval.
• Další problémy, které se projevily při zprovoznění rozdružovacího zařízení byly způsobeny špatnou kvalitou nabalíkované slámy, ve které se objevovalo dřevo, kameny, hroudy hlíny apod. Zkušenosti řady provozovatelů obdobných zařízení jsou takřka totožné - v první topné sezóně jsou značné problémy s kvalitou paliva. Noví provozovatelé z důvodu malých zkušeností často nakoupí slámu a neprovedou patřičnou kontrolu její kvality. Po těchto zkušenostech v dalších letech si pak již sami kontrolují kvalitu slámy před balíkováním i v jeho průběhu včetně vyskladnění. Po zkušenostech z první topné sezóny si provozovatel zdroje Obecní úřad Velký Karlov zakoupil vlhkoměr za účelem kontroly vlhkosti slámy při jejím sběru a následném zpracování. Tato kontrola se pozitivně projevila již v začátku topné sezóny 2001-2002, kdy se přestaly objevovat veškeré problémy s dopravou paliva.
• Obec Velký Karlov je rozložena v poměrně rovinatém terénu s velice nízkou hustotou podzemních inženýrských sítí. Místa kolizí nově budovaných teplovodních rozvodů s ostatními stávajícími inženýrskými sítěmi byla poměrně málo častá a dařilo se je vyřešit bez větších problémů. Při výstavbě bylo tedy možné využít v maximální míře výhod předizolovaného potrubí. Hloubka uložení potrubí byla minimalizována s ohledem na minimální dovolená krytí z důvodu zatěžování dopravními prostředky. Na trase nejsou žádné kompenzátory ani speciální dilatační útvary. Nízké provozní teploty média umožnily použití plastového potrubí pro přípojky z páteřního řádu k jednotlivým odběratelům. Díky tomuto řešení se minimalizovaly výkopové práce na soukromých pozemcích vlastníků napojovaných objektů a z toho plynoucí škody na zeleni a zpevněných plochách.
• Spolehlivost provozu tepelných rozvodů je zajišťována signalizačním systémem tvořeným dvěma neizolovanými vodiči, pomocí nichž je možné provádět periodickou kontrolu stavu sítě.
• Při vlastní montáži předizolovaného potrubí v zimních měsících se velmi osvědčilo použití prefabrikovaných izolačních poloskruží pro doizolovávání spojů potrubí oproti běžně užívaným vypěňovacím spojkám, které vyžadují zajištění optimálních teplotních podmínek při montáži. Tato metoda především při nízkých teplotách značně urychlila dokončovací práce na rozvodech.
• Při uvádění povrchů výkopů do původního stavu a jejich následném předávání majitelům a správcům, zejména na soukromých pozemcích, se velmi osvědčilo provedení podrobné fotodokumentace původního stavu všech ploch.
• Objektové předávací stanice jsou řešeny jako tlakově nezávislé. Výrobu a instalaci objektových předávacích stanic si zajišťovali majitelé objektů sami. Dodavatel stavby dodal každému odběrateli pouze výměník a měřič tepla. Toto řešení umožňovalo na jedné straně každému odběrateli volbu technicky a cenově vyhovující stanice, na druhé straně došlo k potížím při zprovozňování soustavy, neboť i přes opakované předávání informací docházelo k chybám a neodborným zásahům při napojení stanic na primární rozvody. Také rozdílná kvalita práce odvedené různými topenářskými firmami a rozdílné ceny vedly často mezi odběrateli k nespokojenosti. Z toho důvodu doporučujeme řešit dodávku a instalaci předávacích stanic v dalších případech prostřednictvím jednoho dodavatele.

2.4. Stručný přehled událostí za první rok provozu kotelny - zkušenosti provozovatele
Informace uvedené v této kapitole jsou převzaty z písemných dokladů a dokumentace vedené provozovatelem celého systému zásobování obce teplem.

1. kotel na slámu byl zapálen dne 22.1.2001
2. po dvoutýdenním provozu byla provedena dodavatelem topná zkouška v délce trvání 72 hodin. Vzhledem k námitkám ke kvalitě slámy (vlhkost, obsah zemních příměsí), dodavatel k provedení zkoušky dodal vlastní slámu. Avšak ani při použití slámy zjevně lepší kvality, nebyl provoz zcela bezproblémový, docházelo opět k obtížím při rozdružování slámy a při její dopravě do kotle, tvoření větších kusů škváry a k potížím s jejím vyhrnování z topeniště.
3. v průběhu topné zkoušky došlo k zaškolení obsluhy kotle - 2 zaměstnanci obce
4. následně došlo dne 22.2.2001 k předání kotle a tím i celé kotelny investorovy - od tohoto data běží zkušební provoz kotelny a celého systému zásobování obce teplem
5. při provozu se projevovaly důsledky zvýšené vlhkosti slámy, zejména na dopravní cestě - zastavování rozdružovacích válců, ucpávání šneků č. 1 a 2, ucpávání i cyklonu a řezačky
6. vzhledem k uvedeným problémům byl provoz kotle přetržitý - doba přerušení dodávky paliva v délce cca od 10 do 40 minut - nebylo v této době dosaženo běžných provozních teplotních podmínek uvnitř spalovacího prostoru kotle
7. četnost přerušení se pohybovala v počtu 6 až 12 za dvanáctihodinovou směnu
8. pro lepší orientaci v kvalitě slámy obec zakoupila v únoru vlastní vlhkoměr
9. během této doby, prakticky až do konce hlavní topného období (cca do poloviny dubna), došlo k těmto zejména závadám (v některých případech opakovaně):
   - utržení držáku motoru k pohonu dopravního pásu slámy
   - výměna řetězů k pohonu motoru dopravního pásu
   - projevila se slabá konstrukce dopravního pásu, který při plném naložení nestejnoměrně dávkoval palivo
   - vysoká prašnost dopravované slámy v prostory kotelny navzdory její zvýšené vlhkosti
   - k abnormálnímu opotřebení rozdružovacích válců
   - k ucpávání obou šneků i cyklonu
   - opakovaná reklamace nefunkčnosti hasícího zařízení šneku do kotle
   - tvoření velkých bloků škváry velikosti více jak 50 x 50 cm, které pohyblivý rošt nedokázal zmenšit natolik, aby se škvára dostala ke šnekovému dopravníku a bylo nezbytné ruční odstraňování
   - opakované utržení šnekového spirálového dopravníku popele od kotle do venkovního kontejneru
   - nemožnost regulovat výkon kotle při dosažení hraniční teploty 95^oC
   - nefunkčnost frekvenčního měniče ventilátoru sekundárního vzduchu
   - nefunkčnost frekvenčního měniče hlavního oběhového čerpadla
   - propálení izolace horního poklopu na stropě spalovací komory
   Uvedené závady jsou uvedeny v reklamačních dopisech, které obec zaslala dodavateli kotle na spalování slámy, firmě Josef Novák TRAKTANT FABRI z Kolína.
10. některé z uvedených závad byly opraveny, některé však přetrvávají doposud. Vyměněn byl např. šnekový spirálový dopravník popele a nahrazen novým silnější, apod., avšak i tento se občas utrhne, neboť není odstraněna příčina - tvoření velkých bloků škváry
11. během letní provozu došlo opakovaně k prasknutí zásobní nádrže vody ELBI o objemu 2.000 l - po 3. reklamaci byla vyměněna za 3 menší o objemu po 1.000 l
12. dále došlo k utržení domečku ložiska na dopravním stole balíků slámy, což potvrzuje tvrzení o nedostatečné dimenzi dopravníku slámy
13. pro novou topnou sezónu obec zajistila slámu v dobré kvalitě, s max. vlhkostí do 15%. Vzhledem k tomu, že toto palivo bylo po celou dobu skladováno (nebylo vystaveno vlivům atmosférických srážek), je jeho kvalita stálá, neproměnná
14. přesto došlo již po zahájení provozu v nové topné sezóně k dalším poruchám a nepředvídaným událostem:
    - utržení hřídele dolního rozdružovacího bubnu na straně u řetězky
    - ohnutí tyče pohyblivého roštu (1. porucha byla již v období předávání kotle) ve spalovacím prostoru kotle
    - opakovaně snížená funkčnost vynášecího šneku popele
    - prokazatelné ucpávání trubkovnice výměníku a ohříváku vzduchu
    - ubroušení a snížení funkce šnekovnice na vynášení popele před kontejnerem
15. za vážný problém, který s ohledem na výše uvedené skutečnosti se zřejmě nemohl projevit během topné sezóny 2001, však lze označit:
    - i přes opakované čištění trubkovnic se nepodařilo do konce roku 2001 cca 1/3 z celkového jejich počtu zprůchodnit, jsou tedy nefunkční
    - i při prokazatelně dobré kvalitě spalované slámy dochází stále k tvoření velkých bloků škváry ve spalovacím prostoru kotle, které instalované zařízení není schopno zmenšit - obsluha kotle musí jedenkrát denně čelními dvířky, po předchozím rozebrání vyzdívky, tyto kusy ručně rozbít a vyjmout. Toto vyžaduje odstávku kotle z provozu.
    - tvoření kompaktní tvrdé hmoty vzhledu "skloviny" v dohořívacím prostoru kotle (zaplnění celého prostoru ode dna až po trysky, tj. na výšku cca 45 cm), které lze jen velmi obtížně pomocí sbíječek odstranit při současném riziku poškození vyzdívky
    - abnormální prašnost cyklonu, která se projevuje zejména v místě jeho vyústění na střeše kotelny
    - neodstraněné nedodělky na izolacích (odtah spalin, na tělese kotle po provedených úpravách)
16. výše uvedené závady značně komplikují provoz celého zařízení a dosud neposkytují záruku spolehlivého dalšího provozu. Po vyloučení vlivu nevhodné slámy se objevily zcela jiné, závažnější problémy, které mohou ohrozit funkci kotle. Vznikající "bloky" škváry a tvoření "skloviny" představuje vážný provozní problém. Při odstraňování těchto "nadbytečných hmot" z prostoru kotle může dojít k poškození vyzdívky kotle, příp. i části jeho konstrukce, nehledě k nezbytnosti delšího přerušení jeho provozu, nutnosti zapnutí kotle na LTO, což výrazně zvyšuje obci náklady.
17. dodavatel provedl v 11. - 13. prosince 2001 úpravu vedení sekundárního vzduchu - úplně vyřadil nasávání vzduchu přes ohřívák - tím vzduch odebírá z prostoru kotelny (instaloval další ventilátor) a zavedl ho do pravých čelních dvířek vedoucích do spalovacího prostoru. Zhruba po měsíci provozu, ve dnech 10. až 12. ledna 2002, zrušil zaústění do dvířek včetně ventilátoru a nově instaloval do spalovacího prostoru nad hrablo perforovanou trubkovnici napojenou potrubím přes boční dvířka.

3. Závěr

Dr. Ing. Pospíchal Zdeněk a autor Ing. Pavel Novotný, CSc.

Podle údajů z konce roku 2001 je do rozvodné teplovodní sítě napojeno 64 RD + 5 komerčních a obecních objektů. Provozovatelem vybudovaného zařízení je obec, která zaměstnává jednoho pracovníka jako obsluhu kotelny - v náplni práce má kontrolu zařízení, zajištění přikládání paliva, úklid apod. Plynulý tok finančních prostředků k financování provozu byl zajištěn prostřednictvím záloh od odběratelů tepla. Výše záloh byla pro první období stanovena dohodou podle velikosti vytápěné plochy, avšak nejméně 750 Kč/m². Průměrná výše se však pohybuje v rozmezí 1.300 - 1.500 Kč/m². Zúčtování se předpokládá po skončení topného období. Cena je konstruována jako jednosložková, bez paušálních poplatků (stálých plateb) a bez bonifikace za velkoodběr, ve výši 300Kč/GJ. Po vyhodnocení topné sezóny obecní úřad uvažuje se zavedením stálých plateb a s motivaci odběratelů k pravidelnému odběru.

Ekonomické výsledky za rok 2001 byly do značné míry ovlivněny neúplnou topnou sezónou - topení v kotli na LTO bylo zahájeno dne 18.1.2001 a dne 22.1.2001 i v hlavním kotli na slámu - a také tím, že se někteří odběratelé připojovali postupně v průběhu roku. Vzhledem k častým opravám na hlavním kotli a poruchám na dopravní cestě, bylo nezbytné nahrazovat výpadek v zásobování teplem poměrně častým zapínáním kotle na LTO. Určitý vliv měla i skutečnost, že někteří občané obce spotřebovávali své staré zásoby uhlí. Ani letní období, které rovněž zahrnuje tento výpočet, není pro vytvoření uceleného obrazu optimální.

Přes uvedené anomálie během roku 2001 lze uvést několik údajů z hodnocení provozovatele do konce října 2001:

celkové náklady na topení za období leden až září 2001 za toto období bylo vyrobeno množství tepla celkem za stejné období bylo prodáno množství tepla celkem jednotkové náklady na vyrobené teplo jednotkové náklady na dodané teplo

543.707,- Kč 3.053 GJ 2.020 GJ 178,10 Kč/GJ 269,20 Kč/GJ

Celková roční platba za teplo pro rodinný domek, podle jeho plošné výměry a při celoročním odběru tepla z centrálního systému vytápění obce a při výše uvedených cenách, se pohybuje v rozmezí cca 15 až 20 tisíc Kč za rok 2001.

Závěrem uvádíme souhrn doporučení pro výstavbu zdrojů na biomasu, tak, jak vyplynuly ze zkušeností při realizaci a prvním roce provozu centrálního tepelného zdroje ve Velkém Karlově:

• věnovat větší pozornost průzkumu mezi budoucími odběrateli tepla a na základě výsledků optimálně dimenzovat celou soustavu
• pečlivě zvážit vhodnost používaného paliva - sláma, štěpka nebo jejich kombinace - s cílem minimalizovat závislost na dodavateli paliva. Optimální stav je provázání dodavatele paliva s dodavatelem tepla.
• zajistit zdroje paliva, provádět trvalou kontrolu jeho kvality, zabezpečit jeho skladování (zejména slámy) mimo vliv klimatických poměrů
• dořešit problematiku využití popele bez nutnosti jeho ukládání na skládku
• před zahájením výstavby zajistit kompletní financování díla a minimalizovat rizika možných výpadků
• vybrat vhodné technologické zařízení, získat maximum informací o již používaných zařízeních využívajících biomasu u nás, včetně referencí, příp. i v zahraničí
• zadat stavbu spolehlivému dodavateli
• provádět důslednou kontrolu prováděných prací a realizovaných dodávek
• převzít pouze kvalitní a plně funkční dílo
• neopomenout včasné zažádání o udělení licence k výrobě a rozvodu tepla, zaškolení obsluhy kotelny, uzavřeních kvalitních smluv s odběrateli tepla apod.