Cieľom štúdie bolo stanoviť potenciál redukcie tepelných strát rozvodov sústav centrálneho zásobovania teplom na základe analýzy ich technického stavu v mestách Prievidza, Nováky a v obci Zemianske Kostoľany.V roku 2023 skončí dodávka tepla z Elektrárne Nováky (ďalej len ENO) a nový systém zásobovania teplom sa rozdelí na tri časti pre každú samosprávu zvlášť. Súčasne sa prestane prevádzkovať aj 13,2 kilometrov dlhý tepelný napájač vedený z ENO do Prievidze (ďalej len TN ENO PD), ktorého priemerné ročné tepelné straty boli stanovené na 14 %. Ďalšie zníženie tepelných strát v Prievidzi môže byť dosiahnuté rekonštrukciou primárnych a sekundárnych rozvodov vo vnútri mesta a to zo súčasných 18,4 % až na 7 %. Rozvody tepla v meste Nováky sú už takmer v celej svojej dĺžke rekonštruované a najväčšia redukcia tepelných strát nastane zrušením prevádzky TN ENO PD, čím dôjde k úspore v hodnote približne 2,2 %. Zrušením tepelného napájača vedeného z ENO do obce Zemianske Kostoľany a modernizáciou obecných rozvodov tepla by mohlo dôjsť k zníženiu súčasných tepelných strát v súčte na hodnotu približne 4,5 %. Všetky zhodnotené potenciálne hodnoty redukcie tepelných strát boli určené na základe konzervatívnej analýzy, ktorá bola založená na mnohých predpokladoch vysvetlených v texte štúdie. Dôvodom nutnosti uplatniť mnohé predpoklady bolo nedostačujúce množstvo či kvalita poskytnutých dát, prípadne neochota kompetentných strán spolupracovať. Štúdia sa venuje tepelným stratám a potenciálu ich redukcie len po hranicu odberateľa. Rozsah štúdie neumožňoval bližšiu analýzu vnútorných rozvodov tepla jednotlivých pripojených objektov.
V prvej časti štúdie je vysvetlená stručné teória rozvodov tepla v sústave centrálneho zásobovania teplom, metodika výpočtu tepelných strát podľa normy, ktorá slúžila ako základ pre internú metodiku a aj stručné vysvetlenie vyhlášky č.328/2005 zákona č.657/2004 Z.z., ktorá z legislatívnych dokumentov ako jediná pojednáva aj o povolených tepelných stratách zariadení určených na distribúciu tepla. Potenciálne znížené tepelné straty boli kalkulované na základe internej metodiky (Príloha 1), pričom pre každý prípad musel byť zvolený individuálny prístup vzhľadom na rozličné vstupné podklady. Uvažovalo sa aj so starnutím potrubí, k čomu bola takisto vytvorená interná metodika. Samotný prepočet tepelných strát spočíval buď v uvažovanej výmene pôvodného klasicky izolovaného potrubia2 za predizolované potrubie alebo v rekonštrukcii 4-rúrkových systémov na 2-rúrkové predizolované. Aby boli výstupy čo najviac konzervatívne, bolo uvažované, že staré rozvody boli revitalizované predizolovanými potrubiami s vlastnosťami, ktoré sú bežné pri rekonštrukciách rozvodov tepla na Slovensku (predizolované oceľové rúry 2. triedy s tepelnou vodivosťou približne 0,024 W/mK). Vzhľadom na nízku kvalitu vstupných dát a rozsah tejto štúdie nebolo uvažované s optimalizáciou hydraulických pomerov vo forme zmeny priemerov potrubí a ani s rekonštrukciou výmenníkových staníc.
Na základe poskytnutých údajov z interného dokumentu od spoločnosti Prievidzské tepelné hospodárstvo a.s. (ďalej len PTH), z pracovnej verzie koncepcie mesta v oblasti tepelnej energetiky a stanovených predpokladov, boli vytvorené tri rôzne scenáre zníženia tepelných strát pre rozvody tepla v Prievidzi (Tabuľka 5). Dôraz bol kladený hlavne na primárne rozvody tepla, ktoré sú predizolované len približne z ¼ celkovej dĺžky. Pri scenári uvažujúcom s výmenou všetkých klasicky izolovaných potrubí za predizolované s definovanými vlastnosťami by došlo k redukcii tepelných strát zo súčasných 18,38 % na 6,96 %. Takéto zníženie sa prejaví markantne na hodnote potreby tepla na päte mesta, čo je možné vidieť v zhrňujúcej tabuľke (Tabuľka 10) a schéme (Obrázok 3).
Rozvody tepla v Novákoch sú vlastnené mestom a spravované firmou Benet s.r.o. Pôvodné rozvody boli v posledných rokoch rekonštruované a k revitalizácii zostávajú len posledné úseky sekundárnych rozvodov, ktorých oprava je už údajne plánovaná. Z tohto pohľadu sa ako najzásadnejším krokom k redukcii súčasných tepelných strát javí ukončenie prevádzky Elektrárne Nováky, čím sa odstaví aj úsek tepelného napájača z tohto zdroja (približne 3 km úsek, ktorý vykazuje stratu približne 2,5 %). V novom tepelnom riešení od roku 2023 od spoločnosti KOOR s.r.o. sa plánuje aj inštalácia zdroja tepla v areáli bane Nováky, ktorý zvýši stratu tepla asi o 0,3 %, ale v konečnom hľadisku prinesie nový projekt značné zníženie celkových strát tepla. Aktuálne hodnoty tepelných strát jednotlivých vetiev v meste Nováky je možné vidieť v Tabuľka 6 a porovnanie súčasného stavu a stavu budúceho v Tabuľka 11, respektíve v schéme (Obrázok 4).
Rozvody v obci Zemianske Kostoľany patria spoločnosti Slovenské elektrárne a.s. a ich vek je už kritický (viac než 40 rokov). Po roku 2023 by mala byť obec vykurovaná plynovým zdrojom umiestneným priamo v obci a časť rozvodov k tomu potrebných, by mala zostať využívaná.3 Súčasná strata rozvodov tepla je približne 8,7 %. Zastavením prevádzky úseku tepelného napájača z ENO vedúceho do obce sa ušetria približne 2 % zo súčasných strát. Rekonštrukciou rozvodov tepla na predizolované potrubia by bolo možné zredukovať tepelnú stratu až na 4,5 %. Pre účely tejto štúdie nebolo možné získať údaje o sekundárnych rozvodoch tepla, preto stanovená potenciálna hodnota tepelných strát platí len pre primárnu distribučnú časť. Odporúčania pre jednotlivé rozvodné siete sú rôzne. Pre Nováky, ktoré majú svoje rozvody tepla na pomerne vysokej úrovni, by jediným odporúčaním mohlo byť vytvorenie sumarizačného dokumentu o rozvodnom systéme, keďže existuje viacero dokumentov z rôznych časových období s rôznymi údajmi o rozvodoch, ktoré sa používajú ako zdroje pre ďalšie novšie strategické dokumenty (napr. Aktualizácia koncepcie rozvoja mesta Nováky v oblasti tepelnej energetiky), ktorých výstupy sú potom často chaotické a sčasti aj nepresné.
Pre tepelnú sieť v Prievidzi je nevyhnutné spraviť hĺbkový audit rozvodov tepla, keďže sa v nedávnej minulosti zmenilo vedenie spoločnosti PTH a.s. a podľa vlastných slov nového vedenia je ešte chaos v zdedenej dokumentácii. Odporúčaný postup auditu a aj ďalších dôležitých krokov v zmysle zlepšenia práce s údajmi o aktuálnom stave rozvodov tepla je zosumarizovaný v kapitole 6.1. Po dôslednom zmapovaní súčasného stavu rozvodov tepla by sa malo prejsť k systematickej rekonštrukcii podľa vopred definovaných kritérií tak, aby výsledný stav distribučnej siete, ale aj samotný proces revitalizácie, bol čo najviac optimalizovaný. V neposlednom rade je potrebné pristúpiť aj k implementácii digitálnych meracích a regulačných prvkov, ktorých monitoring môže zlepšiť hospodárnosť systému ešte viac (viac informácií v kapitole 6.1).
Rozvody v Zemianskych Kostoľanoch budú potrebovať prejsť podobným procesom ako rozvody v Prievidzi, ale vzhľadom na minimálnu veľkosť siete, tento proces bude neporovnateľne jednoduchší. Keďže v tejto obci bol taktiež problém so získaním podstatných informácií o aktuálnom stave rozvodov tepla (napr. o sekundárnych rozvodoch neboli získané žiadne údaje), bude nutné najskôr spraviť hĺbkový audit. Následne je možné zahájiť proces rekonštrukcie, pričom by sa mala nastaviť správna stratégia v zmysle budúceho smerovania tohto systému, ktorý vzhľadom na svoju veľkosť by mohol poslúžiť ako vhodný pilotný projekt systému zásobovania teplom vyšších generácií (viac v kapitole 6.3). Pred samotným začatím prác na rozvodoch tepla je však vhodné vyhodnotiť, či je vôbec ekonomicky, spoločensky a technicky vhodné udržovať systém zásobovania teplom v tejto obci.
V úplne záverečnej časti štúdie (kapitola 6.4) sú ešte zhrnuté všeobecné odporúčania, ktoré zdôrazňujú potrebu zlepšenia digitalizácie rozvodných sietí systémov zásobovania teplom. Príklady dobrej praxe zo sveta ukazujú, že takýto zásah do siete je nielen správnym krokom k smerovaniu k modernejším a zelenším novogeneračným systémom zásobovania teplom, ale sa aj priamo podieľa na zlepšení účinnosti súčasných sústav centrálneho zásobovania teplom.
Prečítajte si celú publikáciu: Potenciál zníženia tepelných strát v distribučnom systéme centrálneho zásobovania teplom v regióne hornej Nitry [pdf, 2MB]
