Malé vodní elektrárny přibývají, ale pomalu

Energie vody a vodních toků, byla středem zájmu lidí od nepaměti a v České republice má využití vodní energie dlouhou tradici. Jak na tom dnes jsou malá vodní díla, vyplatí se je obnovovat či stavět, a jaká bude jejich budoucnost?

Ještě v roce 1930 bylo v tehdejším Československu evidováno téměř 17 tisíc elektráren, mlýnů a dalších zařízení využívajících vodní energii. V padesátých letech minulého století byla většina z nich cíleně zlikvidována. Počátkem osmdesátých let 20. století bylo v ČR pouze 135 malých vodních elektráren (MVE), během deseti let vzrostl tento počet zhruba na 900.

Elektřina z malé vodní elektrárny

je vyráběna přeměnou vodní energie na elektrickou. Voda svým proudem roztáčí vodní turbínu pohánějící elektrický generátor, a tím vyrábí elektrickou energii. Množství vyrobené energie závisí na dvou faktorech, spádu – tedy rozdílu horní a dolní hladiny a průtoku, čili množství vody, které v daném profilu může protéct. Zjednodušeně se dá říci, že pro menší spády (do 20 metrů) se hodí turbína Kaplanova, pro střední (20 až 100 metrů) pak Francisova a pro největší spády (od 100 metrů) pak Peltonova.

S malými elektrárnami se počítá

V současné době je v ČR evidováno 1572 malých vodních elektráren, s výkonem od 1 kW do 10 MW. Celkový instalovaný výkon pak dosahuje hodnoty 348 MW. V loňském roce vyrobily naše MVE 1090 MWh a na celkové výrobě všech obnovitelných zdrojů se podílely asi 11 procenty, na celkové výrobě elektřiny pak více než jedním procentem. S malými vodními elektrárnami se však v energetickém mixu ČR počítá i nadále. „V roce 2020 se předpokládá, že MVE vyrobí celkem 1420 GWh elektřiny a na celkové výrobě elektřiny ze všech zdrojů se tak budou podílet hodnotou 1,72 %,“ uvedla Helena Petříková z tiskového oddělení MPO ČR.

Voda je považována za obnovitelný zdroj, a jako takový může přispívat k plnění indikativního unijního cíle dosažení dvacetiprocentního podílu obnovitelných zdrojů energie (OZE) na hrubé domácí spotřebě v roce 2020. V ČR se za malou vodní elektrárnu považují zařízení s výkonem do 10 MW včetně, Evropská unie však považuje za malé vodní elektrárny zařízení do výkonu 5 MW. Podle informací MPO ČR je Česká republika ve využívání malé vody na 11. místě v EU, měřeno velikostí instalovaného výkonu. Nejvíce instalovaného výkonu v MVE je v Itálii – 2905 MW, dále ve Francii a Španělsku, naopak nejméně v Estonsku – pouhých 8 MW. Např. sousední Slovensko má instalováno 102 MW a Polsko 273 MW. Celkový instalovaný výkon v EU v roce 2012 dosáhl hodnoty 13 928 MW.

Dlouhá životnost a malá údržba

Malé vodní elektrárny jsou výhodné podstatně delší životností, než je doba návratnosti investic na výstavbu. Vodní elektrárnu lze provozovat za předpokladu dobrého servisu a průběžných modernizací po desítky let. Důkazem je MVE Čeňkova Pila, která před dvěma lety oslavila 100 let od chvíle, kdy začala dodávat elektřinu pro město Kašperské Hory. „Mezi výhody malých vodních elektráren patří určitě jejich plošné rozložení na většině území ČR, což přináší jednoznačná pozitiva i pro elektrizační soustavu. Část vyrobené energie je totiž okamžitě spotřebovávána v místě výroby, a tak dochází k eliminaci ztrát při jejím přenosu na dlouhé vzdálenosti. Dalšími podstatnými výhodami jsou nulové emise a odpady, nezávislost na zásobování palivy a nepříliš náročná údržba. Ve srovnání s fotovoltaickými nebo větrnými elektrárnami nejsou změny výroby v závislosti na výkyvech klimatu okamžité a energetická soustava má větší prostor na přípravu nezbytných opatření,“ uvádí Martin Schreier, mluvčí pro obnovitelné zdroje z útvaru mediální komunikace Skupiny ČEZ, která vlastní 25 malých vodních elektráren o celkovém instalovaném výkonu 66,3 MW.

Levná elektřina pro každého

„Výhodou energie vody proti energii větru je možnost poměrně jednoduché akumulace potenciální energie vody v nádržích vzniklých přehrazením vodních toků. Čím vyšší je hráz, tím větší je spád, a tím i výkon,“ tvrdí M. Vítek z FEL ČVUT. Dá se říci, že výroba MVE patří k nejlevněji získávané elektrické energii, která je nejen ekologicky čistá, ale v mnoha směrech i kladně ovlivňuje režim vodního toku. Většina malých vodních elektráren je provozována v průtočném režimu a vzhledem k možnosti rychlého zprovoznění mohou tedy sloužit jako okamžitý zdroj energie v době energetických špiček.

Provoz všech vodních elektráren se řídí příslušným Manipulačním řádem. Z něho vyplývá, že nadřazeným subjektem je za všech okolností příslušné povodí. Při provozu je také třeba dbát meteorologických predikcí a příslušné legislativy a norem.

Malé vodní elektrárny

• Podle využití
  • průmyslové (od 1 MW)
  • minielektrárny (do 1 MW)
  • mikrozdroje (do 0,1 MW)
  • domácí (do 35 kW)
• Podle spádu
  • nízkotlaké (do 20 m)
  • středotlaké (20–100 m)
  • vysokotlaké (od 100 m)
• Dle nakládání s vodou
  • průtokové
  • akumulační
  • přečerpávací

Kde lze elektrárnu postavit?

Obecně jsou rozhodujícími ukazateli k ohodnocení vhodnosti dané lokality pro využití vodního potenciálu dva základní parametry – využitelný spád a průtočné množství vody v daném profilu, který chceme využít. Dále je třeba sledovat, zda je v místě možné použít vhodnou technologii, jak daleko od MVE je rozvodná síť a jakou má kapacitu.

Z hlediska stavebního je třeba posoudit, zda má lokalita vhodné geologické podmínky pro výstavbu, jaký zásah do okolní přírody bude stavba vodního díla představovat, zda její provoz nebude obyvatele obtěžovat hlukem a podobně. Z hlediska právního je třeba řešit majetkoprávní vztahy k pozemku, které mohou představovat velkou překážku, z hlediska technického pak zajištění dodržování odběru sjednaného množství vody a v neposlední řadě i způsob odstraňování naplavenin.

Ne každý vodní tok je vhodný pro výstavbu malé vodní elektrárny. Jeho voda by neměla být nadměrně znečistěná, ani chemicky (neměla by být agresivní vůči materiálům použitým při výstavbě MVE), ani mechanicky (neměla by obsahovat příliš mnoho přírodních nečistot typu listí, větve, stromy, uhynulé ryby, ale ani nečistot typu tuků z restauračních zařízení, komunálního odpadu jako PET láhve, igelitové tašky apod.). „Nečistoty do vodního toku nepatří. Jednak ucpávají česle elektrárny, a tím snižují její výkon, jednak vyžadují po vytažení z vody následnou ekologickou likvidaci, což zvyšuje náklady provozovatele MVE,“ uvádí Karel Kraus, předseda představenstva společnosti HydroCon, a. s., která je investorem přestavby MVE v Hluboké nad Vltavou a v budoucnu se chce zaměřovat na provoz vlastních MVE a vývoj jejich řídicích systémů.

Technologie se mění, konstrukce zůstávají

Podobně jako v jiných oborech, i vodní energetika jde s dobou. „Za posledních 25 let se změnily především řídicí systémy pro MVE, a to z hlediska jejich plné automatizace. V kombinaci s osazením elektronických čidel pro důležité provozní veličiny, jako jsou teplota, tlak, otevření a další, dokážeme plně ovládat stávající MVE z jednoho místa,“ upozorňuje mluvčí ČEZ.

Co se týče používaných turbín, základní konstrukce se příliš nemění, ale rozvoj výpočetní techniky se pozitivně podepsal na optimalizaci tvarů dílů těchto turbín a změnily se i materiály užívané při výrobě MVE, např. plasty používané u kluzných dílů jak v turbínách, tak u dalšího vybavení elektráren (stavidla apod.).

Modernizované malé vodní elektrárny dokáží ze stejného množství vody vyrobit o 5 až 10 procent elektřiny více. Takovou technologií je například vírová turbína, vyvinutá ve VUT Brno (za podpory Skupiny ČEZ), která je vhodná pro extrémně nízké spády (kolem 2 m).

Mnoho podmínek = podnikatelova smrt

Rozhodnete-li se postavit si na toku malou vodní elektrárnu, čeká vás dlouhé martýrium. Kromě stavebních povolení musíte mít u větších elektráren i státní autorizaci, bez jejího udělení není výstavba výrobny elektřiny možná. Podle energetického zákona č. 458/2000 Sb. ji uděluje MPO ČR.

„MVE je stavba jako každá jiná, je třeba projít standardním územním a stavebním řízením včetně získání všech potřebných vyjádření dotčených stran. Proti obvyklým stavbám je navíc třeba získat Povolení k nakládání s povrchovými vodami dle vodního zákona, u MVE s instalovaným výkonem nad 100 kW pak Státní autorizaci na výstavbu výrobny elektřiny a pochopitelně mít smlouvu o připojení MVE s provozovatelem distribuční soustavy“ popisuje nelehkou situaci Karel Kraus. Podle něj je získání některých vyjádření časově i finančně náročné. Pro provoz MVE je dále nutno získat licenci pro podnikání v energetice, což je v řetězu dokumentů tím posledním článkem, které musí provozovatel získat.

Současný vodní zákon a další předpisy vyžadují, aby provozovatel MVE zachovával tzv. minimální zůstatkový průtok v toku. To znamená, že se nikdy nesmí veškerá voda použít pro turbínu, ale část je nutno nechat protékat původním tokem, např. přes jez.

Legislativa je dobrá, ale…

„Stávající legislativní úpravy zohledňují poměrně dobře přínos a specifika malých vodních elektráren. Na rozdíl od klesající podpory některým jiným druhům obnovitelných zdrojů pokračuje vývoj v oblasti podpory malých vodních elektráren kontinuálně dále,“ konstatuje M. Schreier. Provozní podpora elektřiny vyrobené z MVE totiž nebyla schválenou novelou zákona č. 165/2012 Sb. ukončena. „Garantovaná výkupní cena pro malé vodní elektrárny, letos uvedené do provozu, ve výši 3,23 Kč/kWh je dobrým kompromisem mezi snahou o rozvoj tradiční výroby čisté elektřiny a současně eliminací tlaku větších kapacit obnovitelných zdrojů na růst cen elektřiny pro konečné spotřebitele,“ dodává mluvčí.

Karel Kraus však upozorňuje na to, že tato výše podpory se vztahuje jen pro nové lokality, které jsou podle aktuálně platného cenového rozhodnutí ERÚ klasifikovány jako lokality, v nichž výrobna elektřiny nebyla připojena k distribuční síti po 1. 1. 1995. Provozní podpora jinak činí pouze 2,32 Kč/kWh.

Další výhrady se týkají legislativy, která podle něj obsahuje jednoznačně diskriminační požadavky, například Zákon o podporovaných zdrojích energie a jeho ustanovení, které ukládá výrobcům energie – tuzemským akciovým společnostem povinnost mít zaknihované akcie, neboť jinak nebudou mít po 1. 7. 2014 nárok na podporu vyráběné energie. „Jen naši společnost a její dva akcionáře tato větička v zákoně bude stát každý rok několik desítek tisíc korun plus jednorázové náklady za registraci u Centrálního depozitáře cenných papírů, přestože společnost má od svého založení naprosto transparentní vlastnickou strukturu,“ svěřuje se předseda představenstva společnosti, která už má s provozem a rekonstrukcí MVE nemalé zkušenosti.

Smráká se nad malými vodními díly?

Zatímco výstavba velkých vodních elektráren představuje značný zásah do životního prostředí a potenciál pro jejich stavbu už téměř není, určitý prostor pro budování malých vodních elektráren stále zůstává. Podle M. Schreiera ze společnosti ČEZ existují na větších tocích zajímavé lokality, které stále dávají možnosti rozšiřovat výrobu elektřiny z vody. Nemalý potenciál skrývají rekonstrukce odstavených starých malých vodních elektráren. Kromě toho je možné zvyšovat účinnost stávajících MVE instalací moderních a účinnějších turbín a soustrojí. V řadě míst stále fungují stroje staré kolem 100 let.

Zásadním problémem je však ekonomika, a v praxi často i byrokracie. Vodní díla jsou dnes často zcela zničená a jejich vybudování je velmi nákladné a administrativně složité. Pro úspěšné získání všech povolení je třeba dodat celou řadu vyjádření, jejichž obstarání stojí čas a peníze, a to i v situaci, kdy dotčení úředníci s investorem dobře spolupracují.

Dočkáme se dalších krásných děl?

Ve prospěch většího využívání vodních toků, ať už výstavbou nových, či spíše rekonstrukcí stávajících a nevyužívaných MVE mluví i to, že lze získat na výstavbu investiční dotaci. Až do roku 2013 byly podnikatelům k dispozici peníze z fondů EU v rámci programu Eko-Energie, spravovaného agenturou CzechInvest.

Obce a neziskové subjekty mohly využít Operační program Životní prostředí. Letos však ve výzvě Státního programu na úsporu energie a využití obnovitelných zdrojů energie (program EFEKT) malé vodní elektrárny nejsou. Rovněž v Operačním programu podnikání a inovace (OPPI), Eko-Energie, bylo programovací období ukončeno v roce 2013. V podkladech na další programovací období tohoto operačního programu však již malé vodní elektrárny opět figurují. „Pokud předložené dokumenty budou Evropskou komisí schváleny, dá se na začátku roku 2015 očekávat nová výzva,“ uvedla Helena Petříková. Malé vodní elektrárny, tato krásná vodní díla a výrobny elektřiny šanci zatím stále mají.

Ing. Eva Vítková