Použití

Vaření a ohřev vody
Vytápění
Hospodárnost vytápění
Kogenerace
Doprava
Palivové články

Vaření a ohřev vody

V České republice využívá výhod zemního plynu více než 2,5 milionů domácností - zejména pro vaření a ohřev užitkové vody. Ojediněle se vyskytují plynové pračky a sušičky prádla.

Nutnou podmínkou při každém používání zemního plynu je, aby spotřebiče byly v dobrém technickém stavu a aby byly vždy správně seřízené.

Vaření

Vaření na zemním plynu má řadu výhod:

• plynový sporák ihned po zapálení plynu dává požadovaný výkon, který lze bez prodlev podle potřeby regulovat
• na plynovém sporáku lze používat i nádoby, které nemají rovné dno
• vaření na zemním plynu je levnější ve srovnání s vařením na propan-butanu nebo elektřině.

Určitou nevýhodou vaření na plynu je, že spaliny odcházejí do místnosti, ve které je spotřebič instalován. Pokud je však plynový sporák instalován správně a není-li v místnosti omezena výměna vzduchu, neměly by při jeho provozu nastat žádné problémy. 

Ohřev užitkové vody

Spotřeba vody v domácnosti závisí rozhodující měrou na počtu členů domácností a na jejich zvyklostech.Největších úspor vody lze dosáhnout jejím rozumným využíváním.

Individuální způsob přípravy teplé vody je v každém případě efektivnějším způsobem než dodávky teplé vody z centrálního zdroje, protože odběratel je daleko více zainteresován na jejím hospodárném využívání. To má příznivý vliv nejen na snížení spotřeby zemního plynu, ale i na spotřebu pitné vody samotné.

Jaký způsob přípravy teplé vody zvolit?

Pro individuální zajištění teplé vody lze využít průtokové nebo zásobníkové ohřívače. Volba typu a výkonu ohřívače bude záviset na požadovaném množství teplé vody a charakteru jejího odběru. Oba způsoby lze účinně kombinovat – např. malý průtokový ohřívač nad kuchyňskou linkou využívaný pouze pro mytí nádobí a zásobníkový (případně průtokový) ohřívač pro koupelnu.

Ohřev vody lze účinně spojit s vytápěním. Kombinované kotle mohou sloužit stejně jako samostatné ohřívače pro průtočný i zásobníkový způsob – v případě odběru teplé vody má ohřev vody přednost před vytápěním. Nepřímo vyhřívaný zásobník na teplou vodu může být integrován do tělesa kotle nebo může být instalován v blízkosti kotle. V tomto případě může zákazník volit velikost objemu zásobníku podle vlastní potřeby.  

Spotřeba paliv na ohřev vody

Počítá se podle vztahu

Q = měrná spotřeba na osobu a den * počet osob * počet dnů * 3,6 / 1000

kde měrná spotřeba je 5,4 kWh/osoba a den – toto je hodnota udávaná v tabulkách a odpovídá koupání ve vaně.

Při sprchování je spotřeba teplé vody na úrovni jedné třetiny vany, spolu s ostatní spotřebou by měla být na úrovni cca 50 %, takže 2,7 kWh/osoba a den.

Spotřeba tepla se tedy vypočítá podle vztahu:

Q = 0,0194* počet osob * počet dnů  – při preferované vaně

Q = 0,0097* počet osob * počet dnů – při preferované sprše

Výsledek je opět v GJ/rok. Ten je nutné přepočítat stejně jako v případě topení na palivo. Zde však nastává problém – teplá voda se dnes ohřívá buď plynem nebo elektřinou, ostatní paliva se prakticky nevyužívají. Je proto obtížné stanovit účinnost zejména u zásobníkového elektrického ohřevu, protože tam závisí ztráty tepla na četnosti odběru a na tom, zda je zásobník vytápěný elektřinou aku nebo přímotopem atd.

Tabulka

palivo	způsob	Účinnost (%)
plyn	průtok	75
	Zásobník přímo	82
	Zásobník nepřímo vyhřívaný	88
Elektřina aku	zásobník	93
	průtok	85
Elektřina přímo	zásobník	90
	průtok	85

Vytápění

Více než milion českých domácností má individuální vytápění na zemní plyn. 

Pro individuální vytápění zemním plynem hovoří jeho četné výhody:

•  vysoká energetická účinnost plynových spotřebičů
• jednoduché ovládání plynových spotřebičů, jejich snadná regulace a automatizace
• vytápění podle skutečných potřeb zákazníka
• příznivý vliv na životní prostředí

Lokální vytápění

Řada odběratelů dává lokálním topidlům přednost před instalací plynového kotle a teplovodního vytápěcího systému.

 

Své rozhodnutí povětšinou zdůvodňují těmito argumenty:

• každá místnost může mít vlastní nezávislý zdroj tepla
• v případě poruchy jednoho z topidel je výkon ostatních dostatečný k vytápění celého objektu
• odpadá montáž teplovodního systému a vložkování komínu (u topidel pod oknem)
• po delším přerušení vytápění stačí krátká doba k dosažení požadované teploty
• provoz není závislý na dodávce elektrického proudu tak jako u plynového kotle

Nevýhodou je nižší účinnost ve srovnání s plynovým kotlem a teplovodním systémem.

Centrální vytápění

Srdcem centrálního vytápění je plynový teplovodní kotel, který ohřívá vodu pro její rozvod do topných těles (radiátorů) v bytech nebo v rodinných domcích.

U klasických kotlů nesmělo dojít ke kondenzaci vodní páry ze spalin, jejichž teplota se proto udržovala na 150 až 170°C. Moderní kotle jsou úspornější - využívají a) nízkoteplotní nebo b) kondenzační techniku.

a) Nízkoteplotní technika

Konstrukce nízkoteplotních kotlů dovoluje při dílčím zatížení vychladit spaliny i pod 100°C bez nebezpečí kondenzace. Díky lepšímu vychlazení spalin se zvýší účinnost kotle. Nízkoteplotní kotle mají proto asi o 5 % nižší spotřebu plynu než kotle klasické.

b) Kondenzační technika

Při spalování zemního plynu vzniká vedle oxidu uhličitého také určité množství vodní páry, která odchází s ostatními složkami spalin do okolní atmosféry. Vodní pára ve spalinách však s sebou odnáší i určité množství energie. Pokud necháme vodní páru ze spalin zkondenzovat, získáme tzv. kondenzační teplo a tím zvýšíme účinnost spalování zemního plynu.

Kondenzační technika se uplatňuje pouze u zemního plynu, protože zemní plyn má vyšší obsah vody ve spalinách (obsahuje více vodíku v palivu), jeho spaliny se mohou více ochladit (zkondenzuje více vodní páry) a při jeho spalování nevznikají téměř žádné oxidy síry, které by spolu s vodou vytvářely agresivní kyseliny.

Účinnost kondenzačních kotlů tak může přesáhnout i 100 %, vztaženo na výhřevnost zemního plynu. Při použití kondenzačních kotlů lze ušetřit až 25 % zemního plynu.

Hospodárnost vytápění

Pro hospodárné vytápění je nutné plynový kotel doplnit vhodnou regulací. Jejím účelem je zajistit, aby plynový kotel spaloval pouze takové množství plynu, které je potřebné v dané chvíli k udržení požadované tepelné pohody v jednotlivých místnostech.

Možností regulace je celá řada:

• pokojový termostat - řídí činnost kotle v závislosti na teplotě v místnosti, ve které je instalován (pomalu se stává minulostí)
• programovatelný termostat - reguluje teplotu podle předem nastaveného programu; nevýhodou je, že stejně jako pokojový termostat řídí činnost kotle podle vývoje teploty v referenční místnosti
• programovatelné regulátory - řídí teplotu v jednotlivých místnostech podle samostatných programů; tento způsob přináší největší úspory při vytápění
• programovatelné termostatické hlavice - teplota v každé místnosti pak může být řízena podle samostatného programu; programovatelné hlavice mají ještě jednu zajímavou schopnost, která dokáže šetřit náklady na vytápění - při rychlém poklesu teploty (např. při větrání) tyto hlavice neotevřou průtok na maximum, ale naopak zcela uzavřou přívod vody do radiátorů
• ekvitermní regulátory – teplota vody z kotle se řídí podle teploty vně objektu

Pamatujme si však, že úsporně bude pracovat pouze kotel v dobrém technickém stavu a správně seřízený. Proto by mělo být samozřejmostí před každou topnou sezónou nechat kotel seřídit a vyčistit zanesené teplosměnné plochy výměníku tepla.

Spotřeba paliv na vytápění bytu

Je nutné znát tepelnou ztrátu objektu (v kW). Pokud tuto hodnotu neznáme, je nutné znát otápěnou plochu a výšku místností.

Zde se vychází z předpokladu, že u činžovních domů postavených před rokem 1980 (to jsou prakticky všechny byty, o které se jedná) je měrná tepelná ztráta 30 W/m³, pokud byly provedeny zásadní úpravy (zejména venkovní tepelné izolace, nová okna – plast, euro) nebo se jedná o dům postavený z jiných materiálů než byla klasická pálená cihla nebo škvárobetonová tvárnice je měrná ztráta 24 W/m³.

tepelná ztráta = 30 * plocha (m²) * výška místnosti (m) / 1000
nebo
tepelná ztráta = 24 * plocha * výška / 1000

Dále je nutné určit vliv regulace a přetápění
f = 0,8 * (1 + n * 0,07) * r
kde n je počet stupňů nad 19^oC (požadovaná teplota) a r je koeficient regulace

ruční regulace = 1,1
termostat v referenční místnosti = 1,04
dtto + termostatické ventily = 0,98
ekvitermní regulace = 1,00
dtto + termostatické ventily = 0,85

Spotřeba tepla se pak spočítá podle vztahu:

Q = tep. ztráta (kW) * f * 3,6 * 105 * 24 / 1000
Q = 9,07 * tepelná ztráta (kW) * f

Výsledek je v GJ/rok a přibližně odpovídá lokalitám kolem 300 m n. m. Pro oblasti kolem 500 m n.m. a výše je nutné připočítat cca 10 % a pro oblasti pod 200 m n.m. odečíst max. 5 %. Pro přepočet na palivo je nutné tuto hodnotu vydělit výhřevností použitého paliva a dále vydělit účinností (ne v procentech).

tabulka

palivo	Výhřevnost (MJ/kg)	Typ kotle	Účinnost (%)
hnědé uhlí	17,8	klasický	55
		automatický	75
černé uhlí	23,5	klasický	55
		automatický	75
koks	29,5	klasický	62
		automatický	77
dřevo	14,6	zplyňovací	72
dřevěné brikety	17,5	zplyňovací	72
pelety	18,2	kotel na pelety	82
štěpka	12,6	kotel na štěpku	80
zemní plyn	33,9 (m3)	klasický	91
		nízkoteplotní	95
		kondenzační	105
		lokální spotřebiče	90
propan	46,6	klasický	91
		nízkoteplotní	95
topný olej	42	klasický	89
elektřina aku	3,6 (kWh)	systém s nádrží	93
		lokální - kamna	95
elektřina přímotop	3,6 (kWh)	lokální - panely	98
		kotel	96
CZT	1 (MJ)		99

 

Spotřeba paliv na vytápění rodinného domu

Vše je stejné jako u byt, pouze měrná spotřeba je jiná a závisí na typu domku. Budeme uvažovat pouze tři základní varianty, a to:

• izolovaný 45 W / m³
• dvojdomek 40 W/ m³
• řadový 32 W/ m³ (platí pro vnitřní domky, krajní jako dvojdomek)

Opět platí snížení na 80 % v případě venkovních izolací nebo nových stavebních materiálů vliv regulace a přetápění

f = 0,65 * (1 + 0,07*n) * r

ostatní se počítá stejně, stejně se počítaj9 i náklady na ohřev teplé vody.

Postup výpočtu

1. volba objektu
 
1.1 vytápění bytu
1.2 vytápění domku
1.3 teplá voda

dále 1.1

1. vstup tepelná ztráta objektu
2. pokud neznáme, vstup plocha bytu a výška
3. vstup provedení tepelných úprav (byly provedeny úpravy zateplení stěna, výměna oken)
4. výpočet tepelné ztráty dle uvedeného vztahu
5. vstup regulace
6. vstup teplota, na kterou se bude vytápět
7. vstup nadmořská výška
8. výpočet spotřeby tepla podle vztahu
9. vstup paliva a typu kotle
10. výpočet spotřeby zvoleného paliva

dále 1.2

1. vstup tepelná ztráta objektu
2. pokud neznáme, vstup obytná plocha (vytápěná) a výška
3. vstup provedení tepelných úprav (byly provedeny úpravy zateplení stěna, výměna oken)
4. vstup typ domku 
5 .výpočet tepelné ztráty dle uvedeného vztahu
6. vstup regulace
7. vstup teplota, na kterou se bude vytápět
8. vstup nadmořská výška
9. výpočet spotřeby tepla podle vztahu
10. vstup paliva a typu kotle
11. výpočet spotřeby zvoleného paliva

dále 1.3

1. vstup počet lidí
2. počet dnů v roce, kdy je odebírána voda
3. vstup preferovaný způsob koupání – sprcha x vana
4. výpočet spotřeba v GJ podle vztahu
5. vstup palivo
6. vstup použitá technologie
7. výpočet spotřeba plynu nebo elektřiny

Kogenerace

Technologie kogenerace vychází z myšlenky co nejefektivnějšího využití tepelné energie uvolněné spalováním paliva, a to v jednom technologickém řetězci – nejprve se vyrobí elektrická energie, následně se využije odpadní teplo pro vytápění (příp. klimatizaci), ohřev vody nebo pro technologické účely.

Společná výroba elektřiny a tepla není úplně nová myšlenka, na tomto principu u nás pracují teplárny nebo elektrárny s odběrem tepla spalující uhlí. Použití zemního plynu k tomuto účelu však přináší nepřekonatelné výhody.

Pro spalování zemního plynu můžeme použít spalovací motor, spalovací turbínu nebo – jako budoucí technologii – palivový článek. Tím dosáhneme podstatně vyšší účinnosti využití primárního paliva – pro výrobu elektřiny 40 až 50 %, celkově 85 až 90 %.

Další výhodou zemního plynu je možnost jeho využití pro kogenerační jednotky v širokém výkonovém rozpětí. To je dáno čistotou paliva a dobrou regulovatelností jeho spalovacího procesu. Tak například:

• jednotky s výkonem do 50 kW se používají zejména pro vlastní spotřebu elektrické energie zároveň s využitím tepla pro vytápění objektu a ohřev vody (např. rodinného domku)
• jednotky s výkonem 50 – 150 kW se využívají k vytápění podnikatelských objektů, zdravotnických zařízení, hotelů apod.,elektřina se používá pro vlastní spotřebu, nepokrývá ji však celou
• jednotky s výkonem nad 150 kW jsou používány v průmyslových podnicích a teplárenských zařízeních.

Kogenerační jednotku lze provozovat ve dvou základních režimech, a to v tzv. režimu:

• krytí požadované spotřeby tepla
• krytí požadované spotřeby elektrické energie

Kogenerační jednotky s teplotou výstupní vody nad 100°C jsou velmi výhodné pro kombinaci s absorpčním chlazením pro výrobu chladu. Jedná se o tzv. trigeneraci.

Technologie trigenerace nachází uplatnění při klimatizaci administrativních budov, nemocnic, v potravinářském průmyslu apod. Pro klimatizaci v našich podmínkách je charakteristická vysoká potřeba tepla pro vytápění v zimě a naopak zvýšená spotřeba elektrické energie v letních měsících pro chlazení. Vybavíme-li energetický systém klimatizované budovy trigenerační jednotkou, pak taková jednotka v období září až květen zabezpečí kompletní dodávku elektrické energie, protože veškeré vyprodukované teplo může být využito pro vytápění. V letním období, kdy je teplo v případě prosté kogenerace možno využít pouze k přípravě teplé užitkové vody, se teplo využije k výrobě chladu.

Doprava

Zemní plyn má obrovskou budoucnost jako motorové palivo. Nejen, že je levný (současné ceny stlačeného zemního plynu jsou cca 16 Kč/m3, což je téměř poloviční cena oproti ceně benzinu), dále má vysoké oktanové číslo (130, obecně vysoké oktanové číslo zvyšuje odolnost proti klepání motoru), ale hlavně je to čisté palivo, které bohatě splňuje dnešní i budoucí emisní limity. Zemní plyn lze použít v podobě stlačeného plynu (tzv. CNG=Compressed Natural Gas), kdy jeho tlak je 200 bar (=20 MPa), nebo ve formě zkapalněné (při teplotě -162°C) (tzv. LNG=Liquefied Natural Gas). Vysokotlaká verze je v současnosti preferovanější.

Zemní plyn je lehčí než vzduch, při úniku tedy nehrozí nebezpečí, naopak je tomu u kapalného propan - butanu (LPG), který je těžší než vzduch a při úniku dochází k hromadění při zemi nebo naplnění podzemních prostorů. Vysoké oktanové číslo umožňuje u jednopalivových systémů využít vyšších kompresních poměrů a v porovnání s benzinovým motorem dosáhnout u plynového motoru vyšší účinnosti při nižší spotřebě. U dvoupalivových systémů je při provozu na CNG výkon cca o 5 % nižší v porovnání s benzinovým motorem. Z ekologického hlediska nedochází při plnění k únikům a ani k případné kontaminaci půdy.

Z hlediska znečišťování životního prostředí je zátěž ze spalování CNG minimální – až o 30 % méně CO2, nízké emise NOx i oxidu uhelnatého, nulové emise síry, nulové emise karcinogenních aromatických látek a hlavně téměř nulové emise pevných částic (PM).

Výhody zemního plynu v dopravě

• snadná distribuce plynu k uživateli
• větší perspektiva zemního plynu vzhledem k jeho větším zásobám oproti ropě

Zemní plyn - ekologické palivo

Vozidla na zemní plyn produkují výrazně méně škodlivin než vozidla na kapalná paliva. A to nejen oxidů dusíku, oxidu uhelnatého, uhličitého, pevných částic, ale také i karcinogenních látek – polyaromatických uhlovodíků, aldehydů, aromátů včetně benzenu.

Rovněž vliv na skleníkový efekt je v porovnání s benzínem či naftou u vozidel na zemní plyn menší. Významné je snížení emisí CO₂ až o 25 % proti benzínu:

• výrazné snížení emisí pevných částic - kouřivost vznětových motorů se u plynových pohonů prakticky nevyskytuje
• spaliny z motorů na zemní plyn neobsahují oxid siřičitý SO₂
• snížení emisí oxidu uhličitého (skleníkového plynu) cca o 10–15 %
• u plynových motorů je díky „měkčímu“ spalování hlučnost nižší o 50 % vně vozidel a o 60–70 % uvnitř vozidel
• při tankování nemůže dojít ke kontaminaci půdy na rozdíl od případného úniku nafty či benzínu

Zemní plyn - ekonomické palivo

• náklady na zemní plyn jsou nižší - provoz „plynových“ automobilů je tedy levnější.
• Cena stlačeného zemního plynu v ČR je téměř poloviční ve srovnání s benzínem.
• nízké venkovní teploty mají menší vliv na startování vozidla
• zemní plyn - jako pohonnou hmotu - nelze odcizit
• čisté palivo, které nevytváří karbonové usazeniny, pozitivně ovlivňuje životnost motoru i motorového oleje

Zemní plyn – bezpečné palivo

Vozidla na zemní plyn jsou bezpečnější než vozidla používající benzín, naftu nebo LPG. Tento fakt vyplývá z fyzikálních vlastností zemního plynu i ze zkušeností z dlouhodobého provozu, protože:

• zemní plyn je, oproti kapalným palivům (benzinu, naftě, LPG), lehčí než vzduch
• zápalná teplota zemního plynu je oproti benzínu dvojnásobná
• silnostěnné plynové tlakové nádoby, vyráběné z oceli, hliníku nebo kompozitních materiálů, jsou bezpečnější než tenkostěnné nádrže na kapalné pohonné hmoty

Současné nevýhody zemního plynu v dopravě

• nedostatečná infrastruktura – výstavba sítě plnicích stanic CNG v ČR však stále pokračuje
• vyšší náklady na vozidlo - přestavby vozidel na plyn zvyšují cenu vozidla a sériově vyráběné plynové vozy jsou dražší
• vyšší náklady na plnicí stanice
• provozní nevýhody:
  a) zvýšení celkové hmotnosti automobilu v důsledku instalace tlakové nádrže
  b) zpřísněná bezpečnostní opatření (garážování, opravy...)
  c) u přestavovaných vozidel snížení výkonu motoru (o cca 5–10 %)
  d) menší dojezd CNG vozidel oproti klasickým palivům (osobní automobil
      přestavěný na zemní plyn – 200–250 km)

Situace v České republice

V současné době je v ČR provozováno již přes 2.120 vozidel na CNG. Z toho je 270 autobusů v městské hromadné a meziměstské linkové. Dále v ČR jezdí více než 1.783 osobních a dodávkových vozů, několik komunálních vozidel, vysokozdvihů, rolby a nákladní vozidla. V současné době je v ČR k dispozici 25 veřejných plnicích stanic, do konce roku 2010 by se mělo postavit 7 dalších stanic. Do roku 2013 by se měly stanice na zemní plyn objevit také podél hlavních silničních tahů, zejména těch, které slouží pro tranzit přes ČR. V ČR je dnes již 63 malých domácích plnicích stanic. Za rok 2009 se spotřebovalo 8,1 mil. m3 CNG.

Do roku 2020 byl pro ČR stanoven cíl v podobě ročního prodeje zemního plynu v sektoru dopravy cca 800 mil. m3, počet CNG vozidel postupně navýšit na 350 000 a dostavět cca 350 plnících stanic.

V České republice se v průběhu posledních 4 let podařilo postupně nastavit určité podmínky motivující k pořízení vozidla s pohonem CNG. Zemní plyn jako pohonná hmota má do 31.12.2011 nulovou spotřební daň. V období do r. 2020 se pak bude postupně mírně zvyšovat až na úroveň min. sazby EU. Spotřební daně na rafinérské pohonné hmoty (benzín, nafta), které dnes činí 9,95 a 11,84 Kč/litr, se mají podle návrhů EU v budoucnu naopak zvyšovat. Ministerstvo dopravy v rámci Programu obnovy vozidel veřejné autobusové dopravy poskytuje na nové nízkopodlažní CNG autobusy dotace. Mezi hodnotící kritéria v Programu nově patří i použití alternativních paliv. Další dotace je možné čerpat v rámci jednotlivých regionálních operačních programů.

Plynárenské společnosti za rok 2009 podpořily 37 nových CNG autobusů, od roku 2006 již 173 CNG autobusů získalo podporu. Z MD ČR v rámci Programu obnovy vozidel veřejné autobusové dopravy získalo v r. 2009 podporu 8 CNG autobusů z podprogramu Obnova vozidel veřejné linkové dopravy a 14 CNG autobusů z podprogramu Obnova vozidel městské hromadné dopravy. V tomto programu bylo na rok 2009 alokováno celkem 200 mil. Kč, pro rok 2010 se předpokládá stejná částka.

V červnu roku 2007 schválila vláda Národní program snižování emisí, ze kterého vyplynulo velké množství úkolů. Jedním z nich byla i novela zákona o silniční dani, která již platí od 1. ledna 2009. V novém zákoně o silniční dani jsou vozidla pro dopravu osob nebo vozidla pro dopravu nákladů s největší povolenou hmotností méně než 12 tun, která používají jako palivo stlačený zemní plyn označovaný jako CNG, od povinnosti platit silniční daň osvobozeny. Osvobození se tedy týká všech CNG autobusů, kdy úspora dosahuje cca 20 až 40.000 Kč/rok v závislosti na součtu největších povolených hmotností náprav v tunách. Úspora na osobním automobilu je ve výši 1200 až 4200 Kč v závislosti na zdvihovém objemu motoru a u nákladních vozidel s největší povolenou hmotností méně než 12 tun může být tato úspora až 12 000 Kč za rok v závislosti na součtu největších povolených hmotností náprav v tunách.

Dalším z úkolů vyplývajících z Národního programu snižování emisí je i realizace Programu obměny vozového parku veřejné správy za „čistá“ vozidla, mezi která samozřejmě vozidla s pohonem na CNG patří. Cílem je dosažení 25% podílu „čistých“ vozidel na celkovém vozovém parku využívaném orgány státní správy do r. 2014. To předpokládá roční nákup 1.000 „čistých“ vozidel.

Aktualizovaná mapa včetně adres jednotlivých plnících stanic CNG v ČR - www.cng.cz

 

Plnicí stanice CNG Praha 10, Švehlova ul. 10 (čerpací stanice Shell)

Plnicí stanice CNG Plzeň, Doudlevecká ul. 48

Plnicí stanice CNG České Budějovice, Vrbenská ul. 2 (areál JČP, a.s.)

Škoda Fabia kombi 1.4 na výstavě Infotherma 2004 (Frýdlant nad Ostravicí)

Koordinací aktivit plynárenských společností a dalších subjektů zainteresovaných v programu využití zemního plynu v dopravě v České republice byl pověřen Český plynárenský svaz (ČPS), při kterém bylo zřízeno koordinační pracoviště ČPS NGV.

Společnou snahou je dosáhnout srovnatelné evropské úrovně, přispět k vytvoření dostatečné infrastruktury plnících stanic, obslužných a servisních míst a zajímavé nabídky vozidel a technologií, poskytujících zákazníkům potřebný komfort a splňující představy dopravní obslužnosti v rámci integrující se Evropy.

Více informací o využití zemního plynu v dopravě v ČR na www.cng.cz.

CNG ve světě

Technologie zemního plynu je plně vyvinutá a v dlouholeté praxi ověřená. Ve světě jezdí na zemní plyn více než 11,111 miliónů vozidel v 77 zemích. Na světě je více než 16.654 plnicích stanic CNG, dalších 2.600 stanic je plánovaných a roční světová spotřeba zemního plynu jako PHM je 35,4 mld. m3. V Evropě je více než 1,2 mil. CNG vozidel v 37 zemích, více než 3.362 plnicích stanic CNG a 420 stanic je právě ve výstavbě. Spotřeba zemního plynu jako pohonné hmoty byla v Evropě za rok 2009 ve výši 5 mld. m3. Nejvíce CNG vozidel je v Pákistánu (přes 2,25 mil.), v Argentině (více než 1,8 milionu), v Brazílii (1,6 milionu), v Itálii (587 tisíc), na Ukrajině (200 tisíc), v Německu (65 tisíc), v Bulharsku (62 tisíc), v USA (146 tisíc), atd. V USA provozuje nejvíce vozidel na pohon CNG americká pošta (z celkového počtu 208 tisíc vozů jich má US Post Service na CNG 7.400).

V Evropě jezdí dnes 58.900 CNG autobusů, na světě je pak přes 270 tisíc těchto autobusů (35 tis. Rusko, 29,5 tis. Ukrajina, 20 tis. Japonsko, 19 tis. Arménie, 15 tis. Thajsko, 2,5 tis. USA, 700 Španělsko – Madrid).

Zkušenosti ze zahraničí, kde je využívání stlačeného zemního plynu jako alternativního paliva pro pohon automobilů v pokročilejší fázi vývoje, ukazují, že programy podpory CNG vykazují určité podobnosti. Jedním z opakujících se znaků je přílišný optimismus při predikci budoucího rozšíření vozidel jezdících na CNG stejně jako výstavby plnících stanic. I přes pozitivní vývoj v některých zemích během posledních let je patrné, že skutečný trend za „prognózou“ zaostává, zvláště pak v uvádění plynových vozidel do provozu. Další podobnost odráží prostředí pro rozvoj využívání CNG v dané zemi. Předpokladem k rozvoji je především široká nabídka originálních vozidel na CNG, pokrytí území plnícími stanicemi a cena paliva.

V Německu byl program plynofikace dopravy nastartován v letech 2000/2001, kdy byla na trh uvedena široká nabídka typů originálních CNG vozidel, proběhla cílená kampaň ze strany vlády, automobilek a plynárenských společností. V současné době lze konstatovat, že výstavba plnících stanic probíhá podle předpokladu, do konce tohoto roku by mělo být v provozu 1 000 plnících stanic, přičemž zatím jich je provozováno 835, avšak nárůst vozidel jde podstatně pomaleji. Itálie si drží po dobu cca 20 let konstantní stav v počtu plynových vozidel, 587 000, a postupně obměňuje, respektive rozšiřuje, stávající původní plnící stanice, kterých je v současné době 732. Byla zde zavedena vládní podpora neznečišťujících vozidel (finanční příspěvky na opatření vozového parku na CNG, rozvoj plnících stanic, omezení dopravy neplatící pro CNG vozidla). Ve Francii byl nastartován program plynofikace dopravy v roce 2000 za účinné podpory státní plynárenské organizace, která jednak podporuje vlastní médium (CNG) a obdobně jako v ČR přispívá i na nákup, respektive přestavbu, plynových autobusů. Je zde obdobně jako u nás program plynofikace dopravy založen na autobusové dopravě, na rozdíl od Německa, kde se jde cestou dopravy osobní (taxi), respektive individuální. K nárůstu došlo v letech 2004/2006, kdy se masivně rozšířila výstavba domácích plnících stanic plynu, k rozšíření nabídky originálních CNG vozidel, cenovému zvýhodnění CNG, vládní podpoře CNG vozidel používaných pro svoz odpadu, hromadnou dopravu a státním institucím jako Pošta či Telecom.

Podpora CNG ve světě

• Nulová spotřební daň - Polsko, Lotyšsko, Lucembursko, Belgie, Řecko, Malta, Estonsko, Bulharsko, Irsko,
• Snížená spotřební daň - Španělsko, Francie, Rakousko, Slovensko, Slovinsko či Itálie,
• Německo – od r. 2008 platí tzv. plaketová vyhláška, dle emisí nákup barevné plakety, omezení vjezdu do tzv. ekologických zón (střed města, centrum, apod.), auta na zemní plyn mají volný vjezd do všech těchto ekologických zón, neboť neprodukují žádné pevné částice ani jemný prach,
• Nové Dillí - vjezd do centra města povolen jen vozům na alternativní palivo,
• Londýn – plán do r. 2012 provozovat jen ekologické autobusy, celkový počet 8000,
• Francie – při koupi os. auta s produkcí CO2 do 120 g/km podpora 1.000 euro.

Podpory zemí EU v rámci CNG lze shrnout do následujících bodů:

• koncepce plynofikace dopravy je součástí dopravní a ekologické politiky
• ze strany státu jsou iniciovány a podporovány programy plynofikace dopravy. Tyto programy jsou většinou součástí systémové podpory rozvoje městské hromadné dopravy
• v nejvíce ekologicky exponovaných lokalitách (lázně, rekreační oblasti, chráněná území, národní parky,..) jsou realizovány demonstrační projekty
• je garantováno daňové zvýhodnění zemního plynu jako pohonné hmoty na delší časové období – ČR má nulovou spotřební daň do konce roku 2011, poté postupný narůstat do roku 2020 na hodnotu danou EU
• existují dotace do rozvoje infrastruktury
• existují přímé dotace vícenákladů spojených s provozováním plynových autobusů
• existují přímé dotace na nákup všech vozidel mladších 3 let s plynovým pohonem
• plynofikace dopravy má legislativní podporu
• je podporován výzkum a vývoj
• v centrech měst je používání plynových vozidel zvýhodněno pro zásobování, taxi, atd. (parkování, vjezd do center, atd.)

Palivové články

Pohled na vytápění budoucnosti / technologie palivových článků v kombinaci s kogenerační jednotkou

Palivový článek bude sériově vyráběn až od příštího desetiletí a doplní tak možnosti technologie vytápění. Již dnes jsou testovány palivové systémy na tomto základě. Jak zdůrazňují představitelé iniciativy „Initiative rennstoffzelle“ („Iniciativa Palivový článek“), budou se palivové články stále více začleňovat do budoucích i stávajících zařízení. Ideální předpoklad nabízejí domácnosti s domovní přípojkou zemního plynu, neboť palivový článek bude moci ke své činnosti preferenčně využívat právě zemní plyn bohatý na obsah vodíku, dodává iniciativa. Topná zařízení na bázi palivového článku nepotřebují ke svému provozu nic víc než pouhou přípojku vody, elektřiny a zemního plynu – voda a elektřina jsou přitom k dispozici takřka všude. Na plynovodní síť je přitom připojeno více než polovina německých domácností, v novostavbách se tento podíl pohybuje dokonce cca kolem 75 %. Proč však potřebují vůbec topná zařízení na bázi palivových článků pro svou činnost zemní plyn?

Důvody jsou dva. Palivové články potřebují pro svůj provoz vodík, který se však v přírodě nevyskytuje v čisté formě. Právě zemní plyn má vysoký obsah vodíku: skládá se převážně z metanu, jehož molekuly mají 4 atomy vodíku a jeden atom uhlíku. Žádné jiné fosilní palivo nemá tak příznivý poměr vzájemného složení uhlíku a vodíku. Palivové články kryjí základní spotřebu tepla a elektřiny v domě. Pokud však potřebujeme v domě větší objem tepla, např. v chladném ročním období, pak se automaticky zapojí přídavné topení pro vykrytí dodatečné spotřeby tepla. To je buď integrováno do topného přístroje na bázi palivového článku, nebo tuto funkci přebírá plynový kondenzační spotřebič. Tak se liší budoucí topná zařízení na bázi palivových článků od dnešního plynového ústředního topení. Plynový kondenzační přístroj, bojler a instalační techniku přitom není nutné vymýšlet – již existují. Významný rozdíl tkví v tom, že palivové články neprodukují pouze teplo, ale i elektřinu, kterou lze pak v domě dále využívat, přitom jsou rovněž šetrné vůči životnímu prostředí.

Palivové články pohánějí už i traktor

Zatímco o palivových článků jsme si zvyklí slýchat hlavně v automobilovém průmyslu, na únorové výstavě SIMA 2009 v Paříži, představila fi rma New Holland pod označením NH₂ prototyp traktoru s palivovými články. Je postaven na fi remní platformě T6000 a dieselový motor používaný u běžných strojů této kategorie nahrazuje elektromotor o výkonu 78 kW (106 k) pohánějící všechna čtyři kola, jemuž dodávají energii trojice lithium-iontových baterií, které rovněž získávají a ukládají energii z rekuperativního brždění, a palivové články.

Palivové články jsou nejefektivnější v pohotovostním stavu, kde je potřeba stálý průběžný výkon, a bateriová sada slouží hlavně jako posilový systém v momentech, kdy je potřeba dodat špičkový výkon navíc. Pro ekologické zemědělce jsou samozřejmě atraktivním prvkem nulové emise zplodin ve srovnání s klasickými motory, navíc energeticky plně nebo částečně soběstačné zemědělské farmy by mohly vyrábět vodík potřebný pro palivové články poměrně snadno, takže palivové články totiž mohou být znovu naplněny na centrální doplňovací stanici. New Holland proto vidí traktory jako přirozeného „partnera“ vodíkové technologie, na farmách. Nicméně jsou tu i průvodní problémy, které výrobce nezastírá - vysoká cena, a omezení vyplývající z použité technologie:„ vodíkový“ traktor má zatím nízký dojezd (vodíková náplň použitá u prototypu umožňuje práci elektromotoru a tím i jeho pracovní využitelnost pouze na 1,5 až 2 hodiny), konstruktéři však pracují na nových řešeních, která by umožnila zvýšit dojezd na úroveň srovnatelnou s naftovou verzí. Představitelé firmy se proto vyjádřili, že současný, byť plně funkční prototyp je v podstatě „embryonální fází“, takže v příštích dvou letech chce pokračovat ve vývoji a zahájení standardní výroby tohoto traktoru vidí jako záležitost tří až čtyř let - jinými slovy, New Holland nepočítá s ostrou výrobou před rokem 2013. V současné době absolvuje traktor praktické zkoušky zaměřené na jeho využitelnost, odolnost, spolehlivost a skutečný ekologický přínos.

Pramen: Technik, č. 5/2009

Co je zemní plyn Přeprava a uskladnění Použití Kontakty