Malá vodní elektrárna: Kolik elektřiny vyrobí? Vyplatí se?0

Vodní energie je považována za perspektivní obnovitelný zdroj. Potenciál vodních toků pro stavbu velkých vodních elektráren je v ČR již vyčerpán. Jak jsou na tom ale malé vodní elektrárny? Co výstavba malé vodní elektrárny obnáší? Vyplatí se do ní investovat?

Snaha o využití energie vodních toků se prolíná celou historií lidstva. Ve starověkém Egyptě voda poháněla zavlažovací čerpadla, ve středověku pak kola mlýnů, pil a hamrů. Od poloviny 20. století se vodní energie využívá především k ekologicky čisté výrobě elektřiny. Perspektivní jsou v tomto směru zejména malé vodní elektrárny.

Vodní energetika je velmi široký pojem. Lze si pod ním představit třeba největší elektrárnu světa postavenou v rámci projektu Tři soutěsky na řece Jang-c‘-ťiang, jejíž instalovaný výkon přes 18 000 MW překračuje výkon všech v Česku provozovaných elektráren (nikoliv jen vodních!) dohromady. Tento megalomanský projekt bývá pokládán za ekologický a sociální zločin realizovatelný snad jen v komunistické Číně. Napuštění 650 km dlouhého jezera zásobujícího elektrárnu vodou si vyžádalo přestěhování několika miliónů lidí a pohřbilo stovky měst a vesnic, včetně řady archeologických památek.

Vodní elektrárny v ČR: Od velkých až po malé

Většina obyvatel Česka si ale pod pojmem „vodní elektrárna“ vybaví spíše některou z mnohem méně kontroverzních staveb na českých řekách. Nepočítáme-li atypické přečerpávací elektrárny Dlouhé stráně v Jeseníkách (instalovaný výkon 650 MW) a Dalešice v blízkosti Dukovan (instalovaný výkon 480 MW), největšími českými vodními elektrárnami jsou Orlík (instalovaný výkon 364 MW), Slapy (instalovaný výkon 144 MW) a Lipno (instalovaný výkon 120 MW). Všechny tři tvoří součást vltavské kaskády a umožňují výrobu levné a ekologicky čisté elektřiny k využití zejména v době energetických špiček.

Největší vodní elektrárna svět Tři soutěsky v Číně

Nové vodní elektrárny s výkonem nad 10 MW se v Česku už asi jen tak nepostaví. Potenciál zdejších toků pro velké projekty je již vyčerpán. To ale vůbec neplatí pro malé vodní elektrárny s výkonem v řádu desítek až stovek kilowattů. Jejich výstavba totiž nevyžaduje masivní zásahy do krajiny, ani enormní investiční náklady. Ucelený přehled o malých vodních elektrárnách v Česku není k dispozici. Patrně nejkomplexnější dostupnou databázi obsahující údaje o 536 z nich lze nalézt na stránkách projektu interaktivní mapy obnovitelných zdrojů energie.

Přehled o instalovaném výkonu vodních elektráren a výrobě elektřiny

Zdroj: Energetický regulační úřad – Roční zpráva o provozu elektrizační soustavy ČR 2008

Malé vodní elektrárny patří k nejekologičtějším energetickým zdrojům

Velká i malá hydroenergetika mají řadu specifik. Jedním z jejich společných jmenovatelů je značná míra individuality vodních děl. Ač princip fungování téměř všech současných vodních elektráren je stejný – přeměna energie proudící vody v energii elektrickou prostřednictvím vodní turbíny spojené s elektrickým generátorem – jeho využití se liší případ od případu. Jenom vodních turbín existují desítky druhů v mnoha modifikacích. Každá z nich má výhody a nevýhody, které je předurčují do různých podmínek. Při výběru správného řešení turbína může vykazovat více než 90% účinnost, při nesprávném nemusí fungovat vůbec.

Francisova turbína se využívá ve vodních elektrárnách

Malé vodní elektrárny většinou pracují na menších tocích, jejichž průtok se mění v závislosti na ročním období a úhrnu srážek. Na rozdíl od velkých vodních elektráren se přitom musejí obejít bez vysokých hrází zajišťujících potřebný spád a stálou zásobu vody, jejichž výstavba je nereálná z ekonomických i ekologických důvodů. V daleko větší míře proto musejí být přizpůsobeny konkrétním podmínkám lokality, v níž se nacházejí. Při vhodném umístění a konstrukčním řešení ale mohou patřit k nejekologičtějším a nejekonomičtějším energetickým zdrojům vůbec.

Malé vodní elektrárny neprodukují žádné emise ani odpady, obejdou se bez zásobování palivy a nemají přílišné nároky na údržbu. Na rozdíl od fotovoltaických nebo větrných elektráren nekolísá množství jimi vyprodukované elektrické energie podle střídání dne a noci nebo okamžitých změn počasí. Dodávky lze lépe plánovat a nedochází tak k nárazovému přetěžování elektrizační soustavy. Malé vodní elektrárny navíc často bývají provozovány v místech, kde je přinejmenším část jimi vyrobené energie spotřebovávána, čímž odpadají ztráty vznikající při jejím přenosu na dlouhé vzdálenosti.

V podstatě jediným ekologickým úskalím malých vodních elektráren může být jejich potenciálně negativní vliv na ekosystémy toků, jejichž vodu využívají. Jde o zásahy do okolní přírody při výstavbě elektrárny, vytvoření překážky bránící přirozené migraci ryb a vodních živočichů a především pak možné narušení ekosystému velkým odběrem vody. Při dodržení podmínek pro výstavbu a provoz elektrárny stanovených v rámci vodoprávního a stavebního řízení by však všechna tato nebezpečí neměla přírodu nijak ohrozit. Případné nedodržení těchto podmínek bývá přísně postihováno.

Malou vodní elektrárnu lze zakoupit a rekonstruovat nebo vybudovat novou

Je výhodnější malou vodní elektrárnu koupit nebo postavit?

Zájemce o pořízení malé vodní elektrárny má na výběr z několika možností, jak získat. Nejjednodušší je, pokusit se koupit některou z těch již provozovaných. Tak jako v případě nákupu starší nemovitosti nebo ojetého auta je ovšem na místě velká dávka opatrnosti. Lze totiž očekávat, že nikdo se nebude jen tak pod cenou zbavovat bezproblémově fungujícího a ziskového podniku. Pravý důvod prodeje se kupující zpravidla nedozví. Určitě by proto měl před podpisem smlouvy investovat svůj čas i peníze do důkladného ověření právního a fyzického stavu předmětu prodeje, nejlépe za účasti nezávislých odborníků.

Rekonstruovat starou stavbu bývá nákladnější než postavit novou. Obtíže mohou nastat i při využití stávajícího technologického vybavení. Nejde jen o morální zastarání strojů, ale spíše o jejich technický stav a kompletnost a především pak o to, zda jejich parametry odpovídají současným podmínkám na vodním toku. Ty se totiž mohly v průběhu let změnit, což může mít pro efektivní provoz vodní elektrárny velmi nepříjemné důsledky. Noční můrou pro jejího provozovatele se také může stát povinnost udržovat stanovený tzv. sanační průtok, tedy stálý průtok vody v původním korytě vodního toku z ekologických důvodů.

Malá vodní elektrárna Želina má výkon 450 kWe. Zdroj: ČEZ

Obezřetnost je na místě i při budování elektrárny zcela nové. Klíčový význam pro úspěch každého takového projektu má výběr vhodné lokality. O výkonu budoucí elektrárny bude rozhodovat využitelný průtok (neměl by příliš kolísat) a spád vodního toku (měl by dosahovat alespoň 1 metru). Součin obou těchto veličin společně s účinností použité turbíny a generátoru bude určovat množství elektřiny, které bude elektrárna schopna vyrábět. Pro představu: výkon elektrárny vybavené Kaplanovou turbínou využívající spád 3 metry může při průtoku 1 m³/s  dosahovat cca 25 kWe.

Nejnákladnější a zároveň i nejproblematičtější části stavby ve smyslu získání potřebných povolení bývá část vodního díla upravující podmínky na vodním toku, tzn. zejména zajišťující vzdutí hladiny a tím i potřebný spád. Proto se vyplatí zaměřit pozornost na místa, kde lze v co největší míře využít stávajících přírodních podmínek (přírodní prahy, terénní nerovnosti) nebo již existujících staveb (staré mlýny, hamry, pily atd.). Výrazně snížit náklady na výstavbu elektrárny přitom někdy mohou byť jen pouhé zbytky původního vodního díla (jez, náhon, odpadní kanál).

Při výběru lokality pro umístění malé vodní elektrárny ovšem nelze hledět jen na její hydropotenciál. Důležitá je také její dopravní dostupnost a možnost využití vyrobené elektrické energie resp. její odvedení do sítě. Přestože provoz vodní elektrárny může být plně automatizován, bez dozoru a obsluhy se neobejde. Její provozovatel musí mj. zajistit pravidelné odklízení a likvidaci naplavenin – větví, listí a odpadků přinesených vodou a zachycených na česlích. Pamatovat se vyplatí i na riziko v podobě nenechavých rukou, které je obzvláště vysoké při umístění malé vodní elektrárny do odlehlé lokality.

Před zahájením stavby malé vodní elektrárny je třeba na příslušném vodoprávním úřadu získat povolení k nakládání s vodami a na stavebním úřadu územní rozhodnutí a stavební povolení. Krom toho si musí provozovatel malé vodní elektrárny na Energetickém regulačním úřadu vyřídit licenci pro podnikání v energetice a také získat souhlas energetické distribuční společnosti s připojením zdroje do rozvodné sítě. Žádost o připojení malé vodní elektrárny do sítě tato společnost sice nemůže zamítnout, může ale stanovit podmínky, za kterých zdroj na náklady žadatele připojí.

Vyplatí se pořídit si malou vodní elektrárnu?

Jakékoliv obecné hodnocení ekonomické výhodnosti pořízení malé vodní elektrárny je s ohledem na individuálnost řešení každého projektu obtížné. V jiné situaci bude vlastník starého mlýna hledající jeho další smysluplné využití, v jiné investor uvažující o stavbě malé vodní elektrárny „na zelené louce“. Podobné je to i s náklady na pořízení technologického vybavení. Elektřina se dá vyrábět s využitím repasovaného zařízení pořízeného téměř za cenu šrotu. Pro stejnou elektrárnu si ovšem lze objednat dodávku moderní turbíny za několik set tisíc korun. Množství vyrobené elektřiny přitom může být v obou případech podobné.

Pro představu:  Výkon elektrárny vybavené Kaplanovou turbínou využívající spád 3 metry může při průtoku 1 m³/s  dosahovat cca 25 kWe. Bude-li tato elektrárna svůj instalovaný výkon využívat v průměru na 80 % po větší část roku (např. 5 000 hodin), vyrobí kolem 100 MWh elektrické energie, což při aktuálních výkupních cenách při dodávce do distribuční sítě obnáší částku 300 000 Kč ročně. Ekonomická návratnost investice do takovéto elektrárny se bude odvíjet především do výše pořizovacích nákladů (mohou se pohybovat v řádu stovek tisíc, ale i několika miliónů korun) po odečtení dotací a stálosti podmínek na vodním toku.

Malá vodní elektrárna by měla být postavena na místě s vyhovujícím vodním spádem

Ekonomickou bilanci projektu na výstavbu nebo rekonstrukci malé vodní elektrárny může výrazně vylepšit využití dotací poskytovaných na podporu ekologických projektů. V době od 1. března do 30. dubna 2010 proběhne příjem žádostí o podporu v rámci Operačního programu Životní prostředí (OPŽP). Základní informace o podmínkách získání podpory a zpracování a podávání žádostí o dotaci lze získat na bezplatné lince 800 260 500, která je v provozu v pracovní dny od 7,30 do 16,00 hodin, popřípadě v některém z regionálních poradenských a informačních míst pro OPŽP.

Se státní podporou lze počítat i při využití vyrobené elektrické energie. Provozovatel malé vodní elektrárny ji může dodávat do sítě za zvýhodněnou cenu, jejíž výše je stanovována rozhodnutími Energetického regulačního úřadu. Pokud ji sám spotřebuje, popř. ji odprodá jinému odběrateli, může využít systému tzv. zelených bonusů. První z možností znamená větší jistotu a méně starostí, druhá pak může zajistit dosažení mírně vyššího zisku. Zisk z provozování malé vodní elektrárny navíc v roce jejího uvedení do provozu a následujících pěti letech nepodléhá dani z příjmů fyzických osob.

Výkupní ceny elektřiny a zelené bonusy pro malé vodní elektrárny do výkonu 1 MWe pro rok 2010

Zdroj: Energetický regulační úřad – Cenové rozhodnutí č. 4/2009 ze dne 3. 11. 2009
Pozn.: Pro špičkové a pološpičkové akumulační malé vodní elektrárny jsou stanoveny výkupní ceny a zelené bonusy ve dvoutarifních pásmech (blíže zde).

Autor: Redakce Nazeleno.cz

Více článků od autora