Technicko-ekonomické parametry jednotlivých technologií jsou velmi různorodé. Projekty na využívání jednotlivých druhů OZE se liší výší investičních a provozních nákladů, velikostí výroby elektřiny, dobou životnosti apod. Velké rozdíly v těchto parametrech však mohou existovat i mezi různými projekty na využívání určitého druhu OZE. Je to dáno především tím, že parametry projektů jsou do značné míry ovlivňovány konkrétními podmínkami v místě realizace projektu. Projekty se často velmi výrazně liší náklady na připojení zdroje k síti, některé projekty vyžadují vybudování přístupových komunikací, infrastruktury apod.

Obdobně existuje velký rozptyl v ročním využití instalovaného výkonu, které je základním ukazatelem pro výpočet výše vyrobené elektřiny. Roční využití instalovaného výkonu je dáno jak charakterem zdrojem (např. roční využití v případě fotovoltaických článků), tak i konkrétními podmínkami lokality, ve které je projekt realizován. Příkladem může být rozptyl hodnot využití u větrných elektráren, kde tento ukazatel je dán větrnými podmínkami lokality.

V neposlední řadě roční využití ovlivňuje i zvolená technologie a velikost instalovaného výkonu. Ve statistikách o výrobě elektřiny z malých vodních elektráren se dá např. vyčíst, že v některých případech roční využití dosahuje neobvykle vysokých hodnot, vyšších než 7000 hodin. To ale nemusí být dáno výhodnými podmínkami lokality, ale třeba tím, že v dané lokalitě bylo instalováno zařízení s malým instalovaným výkonem, menším, než by odpovídalo podmínkám lokality. Pak je dosahováno sice vysoké využití, výroba elektřiny je ale výrazně menší, než by mohla být v případě instalování zařízení s vyšším výkonem.

Rozdíly mezi měrnými investičními náklady a provozními náklady jednotlivých technologií pro využívání OZE pak nevyhnutelně způsobují významné rozdíly v nákladech výroby elektřiny a v minimální ceně elektřiny. Pokud je záměrem podporovat rozvoj všech druhů OZE, vede to nevyhnutelně k různým výkupním cenám elektřiny – pokud je podpora realizována formou garantované výkupní ceny.

Jak již bylo uvedeno, i projekty založené na využívání stejného druhu OZE se mohou, a to i významně, lišit v nákladech na jejich realizaci. Základní technologie sice bývá standardizována, rozdíly v nákladech však způsobují konkrétní podmínky realizace projektu v dané lokalitě. Z těchto důvodů je třeba přistupovat s určitou opatrností k údajům o měrných investičních (ale i provozních) nákladech určitých technologií. Zejména je třeba si vždy ujasnit, zda prezentované hodnoty zahrnují náklady pouze na technologickou část zdroje, nebo zda obsahují i náklady na stavební část a infrastrukturu.

V dalším textu je uvedena rekapitulace hodnot technicko-ekonomických parametrů jednotlivých typů zdrojů na využití OZE. Tyto hodnoty je třeba chápat jako typické hodnoty, které se však v konkrétních podmínkách mohou, někdy i významně, lišit.

Typické hodnoty investičních nákladů a ročního využití instalovaného výkonu, které jsou uvažovány v podmínkách ČR pro stanovení výkupních cen elektřiny z OZE, uvádí příloha č. 3 vyhlášky ERÚ č. 475/2005 Sb., která je jednou z prováděcích vyhlášek zákona 180/2005 Sb., o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie.

Malé vodní elektrárny

Malé vodní elektrárny (MVE) jsou typickým reprezentantem zdroje na bázi OZE, kde je rozptyl technicko-ekonomických parametrů velký. Velký rozptyl měrných investičních nákladů vyplývá jednak z konkrétních podmínek lokality, ale i z faktu, že v mnoha případech se jedná o obnovu či rekonstrukci MVE v původní lokalitě.

Dle zahraničních pramenů se investiční náklady pohybují v následujícím rozmezí – údaje v tis. EUR/kW.

MVE                      malé MVE do 100-200 kW           střední MVE 200 kW-1 MW        velké nad 10 MW

Modernizace             1000-2000                                          1000-2000                                          ………

Rekonstrukce           1500-3000                                           1200-2200                                          ………

Nové MVE                 5000-8000                                         4000-5500                                      2000-4000

V ČR jsou investiční náklady konkrétních projektů nových velkých MVE značné, neboť jde skoro výhradně o projekty v nové lokalitě, kde dosud žádné vodní dílo nebylo. Ve srovnání s tím jsou měrné investice projektů dílčí nebo i úplné rekonstrukce MVE nižší (často velmi významně), neboť lze často využít dřívější, i když třeba zanedbané stavební části, nebo i některá zařízení. Měrné investiční náklady malých MVE výkonů řádu desítek kW ve zcela nových lokalitách jsou pochopitelně i v ČR vysoké, výrazně vyšší, než u výkonů v řádu jednotek MW.

Provozní náklady se pohybují v rozmezí cca 1,5-3 % z investic ročně (údržba, opravy, ale i pojištění majetku, režie). V případě modernizaci či rekonstrukcí menšího rozsahu se provozní náklady pohybují v absolutně stejné výši jako v případě zcela nových MVE, relativní výše ve vazbě na investiční náklady je samozřejmě vyšší. U nových elektráren jsou provozní náklady pro větší MVE spíše při dolní hranici rozpětí relativních nákladů, pro MVE menších výkon naopak spíše u vyšší hranice.

V podmínkách ČR je obvyklou hodnotou roční využití v rozmezí cca 3000-4500 hod. u tzv. „velkých“ MVE (instalovaný výkon v řádu MW) na větších dostatečně vodnatých řekách i více – cca 5000-6000 h/r.

Doba životnosti MVE je oproti jiným technologiím na využití OZE delší. Vyhláška ERÚ 475/2005 Sb. předpokládá dobu životnosti 30 let. Tuto dobu lze však považovat spíše za spodní hranici doby, po kterou nejsou nutné zásadní investice do obnovy zařízení.

Větrné elektrárny

Měrné investiční náklady dle zahraničních pramenů již několik let klesají, mj. díky vývoji technologie a růstu jednotkových výkonů. Nyní se instalují jednotky řádu 1-2 MW, dříve běžné jednotkové výkony 500-700 kW se prakticky neprojektují.

Současná úroveň investičních nákladů se pohybuje typicky do 1100 EUR/kWinst. Tyto investiční náklady obsahují nejen ceny vlastní turbíny, ale i ostatní části investičních nákladů (jako je stavební část, elektroinstalace apod.). Měrné investiční náklady navíc mají tendenci klesat (resp. alespoň nerůst). S postupem technického vývoje navíc stoupá i účinnost výroby elektřiny, to znamená, že při stejném instalovaném výkonu se vyrobí více elektřiny.

Pokud do investičních nákladů započítáme i náklady na připojení a další související náklady investice (např. přístupové komunikace apod.) mohou investiční náklady v podmínkách ČR dosahovat až 35-38 tisíc Kč na instalovaný kW. Vzhledem k tomu, že technologická část, která tvoří dominantní část nákladů, je dovážena a hrazena v eurech, postupné posilování koruny snižuje velikost investičních nákladů. Měrné investiční náklady na instalovaný kW navíc silně ovlivňuje to, v jakém rozsahu je projekt realizován.

Obecně platí, že výstavba pouze několika málo „vrtulí“ v dané lokalitě povede k vyšším měrným investicím, než realizace rozsáhlé větrné farmy, kdy dochází k rozložení společných nákladů (náklady na připojení, náklady související s vybudováním přístupu a infrastruktury).

Provozní náklady větrné elektrárny tvoří typicky 20-25 % celkových diskontovaných nákladů. Nejdůležitějšími položkami provozních nákladů jsou pojištění zařízení, běžná údržba, náhradní díly a náklady na opravy. Provozní náklady díky významnému podílu nákladů na opravu a údržbu včetně náhradních dílů nejsou v průběhu životnosti konstantní, ale postupně narůstají.

Roční využití instalovaného výkonu (tedy výše výroby elektřiny pro daný instalovaný výkon) je klíčovým parametrem výpočtů ekonomické efektivnosti větrných elektráren. Hodnota využití je pro každý projekt individuální a je dána větrnými podmínkami dané lokality.

Vyhláška ERÚ 475/2005 předpokládá jako typické hodnoty ročního využití v dobrých lokalitách cca 1800-1900 hodin ročně. V případě některých lokalit je možné očekávat i vyšší hodnoty, přesahující 2000 hodin za rok. Počet takových lokalit je však v ČR velmi omezený. Předpokládaná doba životnosti větrné elektrárny je 20 let.

Zdroje na využití bioplynu, skládkového a kalového plynu

U těchto technologií se zpravidla jedná o zařízení menšího instalovaného výkonu – typicky několik stovek kW, maximálně jednotky MW.

U projektů na využití skládkového plynu a kalového plynu (z čistíren odpadních vod) se zpravidla jedná o instalování technologie (kogenerační jednotky) do již existující infrastruktury. Investiční náklady se pohybují okolo 50 tisíc Kč/kW (viz vyhláška ERÚ 475/2005 Sb.). Rozdíly mezi náklady jednotlivých projektů mohou být způsobeny i tím, zda je za odebíraný plyn nutné platit nebo zda je plyn využíván bezplatně.

Provozní náklady tohoto typu zařízení lze odhadnout v rozmezí cca 4-5 % z investičních nákladů (bez uvažování nákladů na bioplyn).

Roční doba využití je u těchto zařízení vysoká a pohybuje se typicky v rozmezí 7000 až 8000 hodin. Vysoké využití je dáno kontinuální produkci bioplynu a snahou maximalizovat výrobu elektřiny. Ekonomiku projektů silně ovlivňuje to, zda je využití pro vznikající teplo (např. pro technologické účely na čistírnách odpadních vod).

Zařízení na využití bioplynu mají typicky významně vyšší náklady než předchozí dva typy zařízení. Je to dáno mj. nutností výstavby bioplynové stanice pro výrobu bioplynu. Měrné investiční náklady pak mohou dosahovat až 150 tisíc Kč/kW (viz vyhláška ERÚ 475/2005 Sb.).

Ekonomiku projektů na využití bioplynu rovněž ovlivňuje, zda za zpracovávanou biomasu (různé druhy biologicky rozložitelných odpadů) je třeba platit (resp. zda jsou s jejím pořízením spojeny nějaké náklady) nebo zda naopak je příjem odpadů pro zpracování spojen s platbou ze strany producenta odpadů. Bioplynové stanice mohou zpracovávat široké spektrum odpadů např. ze zemědělské výroby, kdy náklady na vstupující surovinu jsou v podstatě pouze náklady na manipulaci event. skladování. Naopak např. při zpracování trávy v bioplynových stanicích je třeba započítat náklady na posekání, zpracování, přepravu a skladování travní hmoty (pokud je obhospodařování luk a produkce trávy v režii provozovatele zařízení).

Roční využití bioplynových stanic je podobně jako v případě zdrojů na využití skládkového a kalového plynu vysoké a dosahuje 7000 a více hodin za rok. Předpokládaná doba životnosti zařízení na využití skládkového a kalového plynu je 15 let, u zařízení na využití bioplynu pak 20 let.

Fotovoltaika

Zdroje využívající fotovoltaické panely pro přímou výrobu elektřiny ze slunečního záření patří v současné době mezi investičně nejnákladnější zdroje. I přes pokles cen technologie v posledních letech dosahují měrně investiční náklady 135 tis. Kč/kW (i výše). Výše investičních nákladů je ovlivněna i náklady na instalaci, které se mohou i velmi významně lišit např. podle toho, zda fotovoltaické panely jsou dodatečně instalovány na stávající budovy nebo jsou součástí projektu výstavby nové budovy apod.

Provozní náklady jsou na rozdíl od investičních nákladů malé a zahrnují především náklady na opravy a údržby, event. revize elektroinstalace a pojištění zařízení. Výši těchto nákladů lze odhadnut na max. 1-1,5 % z investičních nákladů.

Výše výroby elektřiny je ovlivněna především zeměpisnou šířkou místa, v kterém je projekt realizován. V podmínkách ČR dosahuje roční využití cca 900-1050 hodin.

Důsledkem kombinace vysokých měrných investičních nákladů a malého ročního využití instalovaného výkonu je pak minimální cena elektřiny, která je podstatně vyšší, než u jakéhokoliv dalšího druhu OZE. Za předpokladu výše uvedených technicko-ekonomických údajů se pak minimální cena fotovoltické elektřiny pohybuje v úrovni více než 13 Kč/kWh, což je 5-6x více než u jiných OZE.

Zařízení na spalování biomasy

Vyhláška ERÚ 475/2005 pracuje s předpokladem investičních nákladů ve výši 50 tisíc Kč/kW. Investiční náklady jsou dány konkrétním technickým řešením zdroje (výroba pouze elektřiny, kogenerace, použitá technologie spalování ve vazbě na používanou biomasu apod.).

Kritickými faktory ovlivňujícími ekonomickou efektivnost tohoto typu zdrojů jsou:

  • Možnost racionálního využití vznikajícího tepla např. pro technologické účely nebo pro vytápění.
  • Zajištění dodávek biomasy a stabilita ceny dodávané biomasy.

Biomasa používaná pro výrobu elektřiny (a event. i tepla) má různé podoby, jedná se jak o zbytky z průmyslu zpracování dřeva, lesní zbytky, cíleně pěstovanou biomasu, ale i zbytky ze zemědělské výroby (sláma, pazdeří apod.). Trh s biomasou vhodnou pro energetické účely má v současné době v ČR silně lokální charakter. Ceny biomasy se pohybují v širokém rozpětí od cca 40-50 Kč/GJ do cca 80-100 Kč/GJ. V případě cíleně pěstované biomasy lze předpokládat ceny biomasy ve výši nejméně 100 Kč/GJ a výše. Cenu biomasy významným způsobem ovlivňují i dopravní vzdálenosti.

Specifickým způsobem využití pevné biomasy pro výrobu elektřiny (a event. i tepla) je její společné spalování ve směsi s fosilním palivem – uhlím. V tomto případě nedochází k výstavbě nového zdroje, ale využívá se stávajícího zdroje včetně jeho infrastruktury. Typickými zdroji, kde ke spoluspalování dochází, jsou fluidní kotle větších výkonů, investiční náklady vyvolané společným spalováním jsou relativně malé a zahrnují pořízení skladovacích prostor, úpravy v systému dodávky a přípravy paliva a zařízení pro měření spotřebované biomasy. Ekonomiku výroby této zelené elektřiny pozitivně ovlivňuje fakt, že se jedná o relativně velké zdroje a množství spalované biomasy se pohybuje typicky v řádu desítek tisíc tun ročně. Investiční náklady jsou tak rozptýleny do větší výroby a jejich váha ve vícenákladech je tak malá.

Rozhodujícími vícenáklady u společného spalování biomasy a uhlí je rozdíl v ceně základního paliva (energetického uhlí) a v ceně biomasy. U každého zdroje je tento rozdíl poněkud jiný, což je vyvoláno různými cenami energetického uhlí pro jednotlivé zdroje (včetně dopravy) a různými cenami biomasy dostupné v lokalitách zdrojů, u kterých dochází ke spoluspalování.

Ekonomiku společného spalování biomasy a uhlí dále ovlivňuje cena emisních povolenek na CO2, neboť společné spalování biomasy a uhlí probíhá ve zdrojích zahrnutých pod Národní alokační plán. Použití biomasy pro výrobu elektřiny místo uhlí znamená přímou úsporu příslušné části emisních povolenek.

Geotermální energie

V podmínkách ČR se jedná o poměrně ojedinělé projekty vázané na konkrétní lokalitu. Základním ekonomickým omezením tohoto typu projektů jsou náklady spojené s hlubinnými vrty pro získání geotermální energie. Z principu tohoto druhu OZE vyplývá, že by se mělo využívat především nízkopotenciálního tepla pro vytápění a výroba elektřiny by měla být pouze doplňkovým využitím.

Vyhláška ERÚ 475/2005 předpokládá investiční náklady tohoto typu zdroje až na úrovni 275 tis. Kč/kWe, což silně ovlivňuje ekonomiku výroby elektřiny i v lokalitě s možností racionálního využití tepla.

Z: Jaroslav Knápek, Jiří Vašíček Ekonomické aspekty využívání OZE, Obnovitelné zdroje energie a možnosti jejich uplatnění v České republice, ČEZ 2007