Popis problému

Výroba tepla je zajišťována hlavně spalováním fosilních paliv, především zemního plynu, jejich používání pro vytápění je rovněž zatíženo emisními povolenkami.

V energetice je nutné vyřešit:

  • přechod k základní výrobě tepla z obnovitelných a bezemisních zdrojů v jaderných, větrných a slunečních elektrárnách,
  • podstatné snížení závislosti na fosilních palivech,
  • snížení a stabilizaci cen tepla.

Preferované nízkoemisní zdroje elektrické energie, tj. jaderné, větrné a sluneční elektrárny, neprodukují elektrickou energii tak, aby její průběh ideálně odpovídal průběhu spotřeby tepla.

Klíčem k vyřešení těchto problémů je levná a ekologická velkokapacitní akumulace tepla.

Pro vyrovnávání ročních rozdílů mezi spotřebou a výrobou tepla by bylo potřebné instalovat dokonce 2 400 až 14 500 GWh úložné energetické kapacity, tj. 8 až 45 % z roční výroby.

Teplo se zatím neskladuje, ani je nelze efektivně přenášet na velké vzdálenosti, např. mezi státy.

Popis technologie

Pro akumulování tepla k vyrovnávání rozdílů mezi spotřebou a výrobou tepla slouží nový modulový zásobník tepla - MZT, který je tvořen soustavou modulových nádrží trvale naplněných teplonosnou látkou, nejlépe vodou, která má z běžných látek nejvyšší měrné teplo.

Soustava modulů obsahuje modulové nádrže na vodu svařené z ocelových plechů.

Povrch soustavy modulových nádrží je opatřen tepelnou izolací a lze jej opatřit plynotěsným pláštěm.

Modulové nádrže tak lze zevně i zevnitř chránit inertním plynem a tím zajistit jejich velmi dlouhou životnost, i když budou vyrobeny z levné oceli.

Součástí zásobníku tepla je výměníková stanice pro přívod a odběr tepla.

Zásobník tepla může být vyhříván z libovolných zdrojů energie.

Řízením přívodu a odběru tepla je teplota zásobníku tepla udržována v nastavených mezích, např. 55 až 75 °C. Podle velikosti zásobníku tepla, podle teploty vody a podle kvality tepelné izolace bude možno takto využívat zhruba 80 až 95 % uloženého tepla.

Inovace/přínos

  • nízké měrné investiční náklady v poměru k tepelné kapacitě (75 až 85 Kč/kWh - při rozdílu teplot akumulované vody 20 °C ),
  • měrné náklady za dobu životnosti (až 80 a více let) vycházejí (0,1 až 0,4 Kč/kWh), což je tedy jen zlomek regulačních nákladů oproti použití zemního plynu,
  • umožní vyrábět teplo celoročně z nízkoemisních zdrojů a zcela nahradit zemní plyn,
  • lze je stavět s různou kapacitou v desítkách MWh až GWh,
  • má uzavřený oběhový a odvětrávací systém,
  • modulovost zajišťuje vysokou míru bezpečnosti, může být umístěn téměř kdekoliv i poblíž obydlených oblastí

Autoři

  • Ing. Otakar Černý
  • prof. Ing. Stanislav Honus, Ph.D.

Stupeň ochrany duševního vlastnictví

  • Chráněno třemi patenty ČR a přihláškou PCT a EP (v řízení).