V této kapitole se zabývám ekonomickým zhodnocením celého návrhu. V kapitole 3 jsem zjistil, jaká je ideální velikost nejdražší komponenty-elektrolyzéru. Tomuto zjištění jsem přizpůsobil celý návrh. Celý projekt se skládá z fotovoltaické elektrárny, kabeláže, střídačů, vodíkové nádrže, výměníků tepla a palivového článku.
Ceny jednotlivých komponent jsem shrnul v Tabulce 14 na níže:
Tabulka 14 Tabulka zobrazující druhy zařízení, jejich modelů a celková cena návrhu
Jednoznačně nejdražším prvkem celého návrhu je elektrolyzér s cenou 3 888 000 Kč. Celková cena tohoto návrhu je 8 044 254 Kč. Celkové množství uspořené elektrické energie je 79 363,1 kWh/rok a 21 200 kWh/rok tepelné energie. Pro správný výpočet zhodnocení těchto úspor je potřeba určit cenu 1 kWh elektrické energie a tepelné energie.
Při výpočtu ceny 1 kWh elektrické energie je nutné provést rozpočet na fixní a variabilní náklady. Aby toto bylo možné provést je potřeba určit velikost hlavního jističe před a po aplikaci. Dále je potřeba stanovit druh sazby před a po návrhu. V kapitole 10 jsem rozebíral legislativní provedení návrhu a sazby za elektrickou energii, kde jsem stanovil, že před návrhem by každá domácnost měla sazbu D 02d – jednotarifová sazba (pro střední spotřebu), po návrhu se sazba změní na C02d - jednotarifová sazba (pro střední využití). Celková cena 1 kWh elektřiny se skládá z ceny systémových služeb, ceny na podporu obnovitelných zdrojů a kombinované výroby elektřiny a tepla, stálý plat za měsíc podle hodnoty hlavního jističe, ceny za činnost zúčtování operátora trhu s elektřinou a daň z elektřiny. Velikost hlavního jističe jsem pro každou domácnost stanovil kalkulátorem na stránce ČEZ [65]. Pro bytový dům vychází velikost jističe nad 3x16 A do 3x20 A včetně a pro rodinný dům nad 3x10 A do 3x16 A včetně. Ceny sazeb jsem volil od firmy ČEZ. Srovnání poplatků za jednotlivé služby pro tyto dvě sazby lze vidět v následující tabulce:
Typ zařízení Model Cena za zařízení
Vodíková nádrž Tai´an Strength Equipments o
objemu 50 𝑚3 64 800 1 64 800
Výměník tepla SWEP B10THx10 3 751 3 11 253
Palivový článek Power generation system 100 1 512 000 1 1 512 000 8 044 254
59
Tabulka 15 Tabulka srovnávající sazby elektrické energie [66]
Položka Sazba D02d Sazba C02d
Platba za distribuci elektřiny [Kč/MWh] 4024 2155
Platba za jistič 3x16 A do 3x20 A [Kč/měs] 220,11 101
Platba za jistič 3x10 A do 3x16 A [Kč/měs] 198,33 81
Platba za systémové služby [Kč/MWh] 92,19 77,12
Platba za podporu obnovitelných zdrojů [Kč/MWh] 598,95 583
Platba za činnost zúčtování Operátora trhu s elektřinou [Kč/měs] 8,39 5,08
Daň z elektřiny [Kč/MWh] 28,3 28,3
Z předešlé tabulky vyplývá možnost dosáhnout po instalaci snížení variabilních nákladů i fixní sazby za jističe. Spotřeba elektrické energie bytových domů je 82,5 MWh/rok, spotřeba rodinných domů je 37,6 MWh/rok a celková spotřeba elektrické energie všech uvažovaných objektů je 120,1 MWh/rok. Náklady na elektrickou energii před a po osazení řešení lze vidět v Tabulce 16. Pokud odečtu od celkové spotřeby elektrické energie uspořenou energii, bude výsledná spotřeba energii po osazení řešení 40,74 MWh/rok.
Jelikož nelze určit, který objekt bude tuto uspořenou energii využívat, rozdělím zbylou potřebnou energii mezi bytové a rodinné domy v následujícím poměru: bytové domy budou ze zbylé potřeby elektrické energie odebírat 2/3 energie a rodinné domy 1/3 energie. Výsledná spotřeba elektrické energie bytových domů je 27,16 MWh/rok a rodinných domů 13,58 MWh/rok.
Tabulka 16 Náklady na jednotlivé položky elektrické energie a celková náklady a úspora za rok [Kč/rok]
Sazba D02d Sazba C02d Úspora
Platba za distribuci elektřiny [Kč/rok] 483 282 87 794 395 488
Platba za jistič 3x16 A do 3x20 A [Kč/rok] 7 923 3 636 4 287
Platba za jistič 3x10 A do 3x16 A [Kč/rok] 19 032 7 776 111 256
Platba za systémové služby [Kč/rok] 11 072 3 141 7 931
Platba za podporu obnovitelných zdrojů [Kč/rok] 71 933 23 751 48 182
Platba za činnost zúčtování Operátora trhu s elektřinou [Kč/rok] 1 300 793 507
Daň z elektřiny [Kč/rok] 3 398 1 152 2 246
Cena celkem [Kč/rok] 597 940 128 043 469 897
Zároveň dojde k úspoře 21,2 MWh/rok tepelné energie. Celková potřeba tepla na přípravu teplé vody pro bytové domy je 60,5 MWh. Za normálního provozu se tato potřeba bude hradit pomocí plynových kondenzačních kotlů. Úsporu energie vztahuji k hodnotě zemního plynu. Hodnoty variabilních a fixních nákladů jsem uvažoval od firmy ČEZ [67]. Do ceny zemního plynu spadá cena za distribuovaný plyn a roční cena za denní rezervovanou distribuční kapacitu. Jelikož úspory tepelné energie byly nízké, vypočetl jsem
60
pouze potřebu tepla na přípravu teplé vody. Z této potřeby stanovuji úsporu tepelné energie a následně cenu.
Sazby za distribuci plynu lze vidět v Tabulce 17 na následující straně:
Tabulka 17 Tabulka sazeb za distribuci plynu [67]
Cena za dodávku plynu [Kč/MWh] 907,5
Cena za kapacitu [Kč/m3] 131,6
Cena za distribuci plynu [Kč/MWh] 155,07
Množství spotřebovaného zemního plynu pro přípravu teplé vody pro všechny objekty je 5734 m3 pro stav před návrhem. Po instalaci fotovoltaické elektrárny toto množství klesne na 3725 m3. Výpočet ceny za zemní plyn před a po návrhu lze vidět v následující tabulce:
Tabulka 18 Náklady na jednotlivé položky distribuce zemního plynu a celková náklady a úspora za rok [Kč/rok]
Před návrhem Po návrhu Úspora hodnoty jsem vypočetl čistou současnou hodnotu, vnitřní výnosové procento a prostou dobu návratnosti.
Životnost projektu uvažuji 20 let a diskontní sazbu 2 %. Toto jsem provedl pro modelové situace, kdy by průměrná cena energie narostla o 2 %, o 3 % nebo klesla o 1 %. Výsledky jsou vidět v následující tabulce:
Tabulka 19 Tabulka zobrazující náklady na jednotlivé položky a celková náklady a úspora za rok [Kč/rok]
Stejná cena energie Růst 2 % Růst 3 % Pokles 1 % Čistá současná hodnota NPV [Kč] 7 568 1 611 099 2 565 535 -663 933
Vnitřní výnosové procento IRR [%] 2 4 5 1
Prostá doba návratnosti [let] 16,3 16,3 16,3 16,3
Reálná doba návratnosti [let] 20 17 16 22
Z ekonomického zhodnocení vyplývá, že pokud by se cena energií za 20 let nezměnila, návrh by po 20 letech uspořil téměř přesně tolik, kolik byla investice do jeho instalace. Tento fakt vystihuje čistá současná hodnota. Výnosnost tohoto opatření by po 20 letech byla 7 568 Kč. Pokud by cena energie průměrně rostla o 2 % ročně, vyneslo by toto opatření 1 611 099 Kč za 20 let. Náklady na jeho instalaci by byly splaceny po 17 letech. Pokud by došlo k průměrnému růstu cen energie 3 % ročně, přinesl by návrh 2 565 535 Kč a náklady na jeho instalaci by se byly splaceny za 16 let. Poslední uvažovanou variantou je pokles ceny. Uvažuji
61
pokles o 1 %. Při tomto poklesu výnos pokryl náklady na instalaci za 22 let. Z výše uvedených hodnot vyplývá, že navržené řešení se stane ekonomicky výhodným jen pokud cena energie průměrně vzroste o 2 % za 20 let. Po 20 letech by byla pro některé komponenty nutná reinvestice. Největší náklady na reinvestici by byly potřeba na obnovení správné funkce palivového článku, kde by byla potřeba výměny katalyzátorů a dalších komponent. Z tohoto důvodu předpokládám, že ani 2 % růst cen by nebyl pro zhodnocení dostačující a návrh se ekonomicky nevyplatí.
Návrh by se mohl stát ekonomicky výhodným, pokud by v následujících letech došlo ke snížení ceny elektrolyzérů. Cena elektrolyzérů činí 48 % z celkové ceny návrhu. O možném snížení cen elektrolyzérů v budoucnosti mluvil např. prof. Matolín ve své přednášce [34]. O této možnosti se zmiňuje také následující článek, který se zaobírá výrobou energie v Japonsku. Japonsko si dalo za cíl být do roku 2050 uhlíkově neutrální a tohoto cíle chtějí dosáhnout využitím jaderné a vodíkové energie. Vývoj v oblasti vodíkové energie by mohl posílit trh se všemi potřebnými komponenty, což by mohlo způsobit snížení jejich ceny [68]. Pokud by ke snížení nedošlo hodnotím návrh jako neekonomický.