Klasický kotel je nejspíš každému dobře známý. Vyrábí teplo, ale vyžaduje další náklady – především pak na elektřinu, jejíž produkce vede k vyšším emisím oxidu uhličitého. V Česku však vznikl projekt, který provoz kotle činí výrazně ekonomičtějším a udržitelnějším. Úspora elektřiny, a tedy i nižší a dnes tolik sledované emise CO₂ jsou jedním z hlavních benefitů mikroelektrárny Wave, kterou vyvinul a jejíž výrobu rozjel Jakub Maščuch.

Nejde přitom o experiment na papíře, ale o řešení, které Jakub Maščuch a jeho tým poprvé vyzkoušeli už před pěti lety. „Teď mám nižší jednotky seriózních zájemců, kdy už vypracováváme projekt,“ uvádí k současnému stavu vývoje mikroelektrárny energetický inovátor. Ten vedle Wave vede také Laboratoř organických Rankinových cyklů a jejich aplikací v Univerzitním centru energeticky efektivních budov ČVUT v Praze.

„Máme velkou výhodu v emisích, protože klasický biomasový kotel nebude mít dobrou bilanci CO_2. Potřebuje totiž k provozu elektřinu, byť palivo je z tohoto pohledu OK. Ale my oproti tomu produkujeme elektřinu, což znamená úsporu emisí oxidu uhličitého,“ popisuje ve zkratce plusy zařízení Maščuch. Loni v říjnu navíc mikroelektrárna získala takzvaný Ekodesign, tedy certifikaci o splnění limitů a nároků například na úspornost a energetickou účinnost.

Za jeho aktivity jsme Jakuba Maščucha zařadili do našeho výběru Innovators 20, společného projektu CzechCrunche a Hospodářských novin, ve kterém jsme vybírali největší tuzemské inovátory. Maščuch a jeho kolegové však s výzkumem začali už před třinácti lety. Už tehdy „velké podobné mašiny“ na podobném principu fungovaly, jak říká sám autor. V čem je tedy mikroelektrárna jiná?

„Přirovnal bych to k tomu, když si vezmete motor v autě a v sekačce, tak principiálně je to pístový motor, oba jsou spalovací. Ale když se na tu technologii podíváte, tak podobnost je daná jen principem funkce, zbytek železa se musí udělat jinak. U nás pak bylo klíčové ‚jenom‘ to udělat v malém,“ vysvětluje Maščuch úskalí prací na Wave.

Problém podle něj je, že při snaze udělat z velkých zařízení malá a dosáhnout menšího výkonu úměrně neklesají celkové náklady. „V energetice je to tak, že čím nižší výkony máte instalovat, tím to vychází dráž. Obejít tuto závislost je možné jedině sériovou výrobou, čímž se dostanete na nízké měrné investiční náklady,“ upřesňuje Maščuch.

Jak ale energetik poukazuje, není důležité věc vymyslet, ale v praxi realizovat. Sami tak už dnes nabízí zařízení za podle vlastních slov konkurenceschopné ceny. Srovnávají se s kotlem na dřevní štěpku, ten je jejich přímý konkurent. „My jsme kotel na biomasu, který kromě tepla dělá trochu elektřiny,“ uvádí Maščuch. A právě ona „trocha elektřiny“ z nich dělá i ekonomicky zajímavou investici.

Mašina, co se sama zaplatí

Klasický kotel znamená počáteční vklad, plus každý rok poplatky za elektřinu, palivo a určité další provozní náklady. U mikroelektrárny Wave je vstupní investice vyšší, ale poté díky vyrobené elektřině šetří peníze. „Návratnost vícenákladů, tedy to, o co je naše zařízení draží než klasický kotel, je od dvou do šesti let. Pak začne splácet samo sebe,“ říká Maščuch.

„Za dobu životnosti, což je bráno zhruba patnáct let, je mašina schopna se na úsporách za elektřinu sama zaplatit,“ vypočítává tvůrce mikroelektrárny s tím, že s případnou dotací je situace ještě atraktivnější. Nejlepší ekonomické parametry podle něj dosahuje instalace dvou až čtyř strojů pro potřeby tepelného výkonu 200 až 600 kW.

Dodání jedné jednotky na klíč, včetně zásoby a dodávky paliva, přijde na zhruba 3,5 milionu korun. Výsledná cena ale záleží třeba na tom, jak složitá bude instalace, jestli se jen postaví na patky a přivedou se k němu dvě trubky a kabel, anebo se budou muset provádět stavební úpravy či dodávat i nadřazený řídící systém. „Naše výhoda je, že základ celé jednotky je kontejner. Stačí patky, na které to jeřáb posadí, a je to,“ popisuje Maščuch.

Vývoj mikroelektrárny, která začala od nápadu na disertační práci, byl sice zahájen už před třinácti lety, systematická práce se ale podle Jakuba Maščucha datuje od roku 2013. Tehdy vznikla v rámci Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT už zmiňovaná Laboratoř organických Rankinových cyklů a jejich aplikací, kde výzkum a testy běžely.

Pilotní mikroelektrárnu křtili u centra, kde Maščuch pracuje, v červnu 2016. Ta už pracovala na stejných principech jako současné mikroelektrárny. První komerční projekt byl ale pro obec. Právě obce nebo firmy jako například pily jsou hlavními zájemci o vyvinuté zařízení, podstatné pro potenciální uživatele totiž podle Maščucha je, aby měli zajištěný nejlépe plynulý přístup k zajímavému množství biomasy za rozumnou cenu.

„Ložené to je, když mají přístup k vlastní biomase, třeba právě ty pily. Něco jim padá z výroby, nehodí se to používat jinde. Našemu zařízení ale nevadí ani složitější věci, jako jsou produkty z odkorňování,“ vysvětluje Maščuch. Další výhodou podle něj je, že mikroelektrárna dokáže po úpravě fungovat úplně bez připojení do sítě.

„I když je biomasa o kousek dražší a kdyby nešlo by do daného místa dovést elektřinu, například když to není ekonomicky udržitelné, případně když mají podniky třeba přetížené trafo a distributor už jim nic nepovolí, tak my jsme schopni mašiny dovézt a mohou být na místě, kde není připojení,“ dodává Maščuch.

Autor mikroelektrárny, jejíž malosériovou výrobu provozuje v rámci společnosti Damgaard Consulting, která odkoupila licenci od ČVUT, upozorňuje také na to, co vše do jejich kotle patří. Bioodpad z kuchyní to rozhodně není. Standardně jde o dřevní štěpku, nemusí být nicméně prvotřídní kvality, může být i vlhká. „Když je palivo hodně kvalitní, paradoxně se komora spíše přehřívá,“ říká Maščuch.

Možností také je, že v Univerzitním centru ČVUT provedou průzkum paliva, který zjistí, jestli je zvolené palivo ještě vhodné. „Primárně je zařízení na méně kvalitní štěpky. Různé dřevěné produkty, materiály a do nějaké míry jde používat i jiné suroviny, například tuhou biomasu, ale musí se to změřit. Je to velmi individuální, nejde tam dávat vše,“ uvádí Jakub Maščuch s tím, že třeba neupravenou slámu a šťovík by viděli neradi.

***

Inovace podporují také partneři Innovators 20. Hlavním partnerem projektu je ČSOB, dalšími podporovateli jsou technologická společnost Trask, logistická společnost Zásilkovna, softwarová společnost SAS a startup Keboola zabývající se vývojem cloudové platformy.