Plyn

Michal Kos, redakce energeticky.cz

Slyšíme-li slovo "plyn", může nás napadnout leccos. Vojáky v zákopech první světové války při vyslovení tohoto slova jímala hrůza. Plíživá smrt způsobená žlutavým oblakem chlóru. Jako děti jsme mnozí mívali strach z představy, že karma, kterou jsme doma měli na svítiplyn, může vybuchnout. Co se ale vybaví energetikovi nebo člověku, který přemýšlí o tom, jak vytápět svůj dům? Jaké jsou výhody a nevýhody tohoto paliva, do jaké míry je to palivo ekologické i jiné otázky, to by měl zodpovědět tento článek.

Vytápění a ohřev zemním plynem

Zemní plyn patří mezi paliva s vysokou výhřevností. Na rozdíl od dřeva nebo uhlí umožňuje nepřetržitý provoz domácnosti bez námahy spojené s periodickým obstaráváním paliva, jeho skladováním a doplňováním do jednotlivých spotřebičů nebo do centrálního kotle. Regulace plynových spotřebičů je velmi snadná a zvládne ji každý spotřebitel sám, tím je umožněno maximálně efektivní využití poskytované energie. Lze plynule udržovat stanovenou teplotu během dne i delších časových období, můžeme nastavit pravidelné snížení teploty v noci nebo v době naší nepřítomnosti. Jakou máme spotřebu zemního plynu, to snadno zjistíme na plynoměru.

Co se týká prostorových nároků nezabírají plynové spotřebiče více prostoru nežli obdobné spotřebiče využívající jiných energií, nároky na skladování paliva, jak bylo řečeno výše, odpadají.

Z hlediska ekologie jde o energii čistou. Zemní plyn je fosilní palivo s nejnižším obsahem uhlíku, a při jeho konečném využití, např. při výrobě elektřiny nebo při vytápění, dochází k minimálním emisím CO₂. To umožňuje efektivní využití plynových spotřebičů a energetických procesů souvisejících se zemním plynem obecně.

Vytápění

Mnoho českých domácností vytápí právě zemním plynem, z toho přes milion z nich preferuje vytápění individuální, které vykazuje mnohé výhody, kterými jsou zejména:
- vysoká energetická účinnost
- možnost vytápění podle skutečných a okamžitých potřeb spotřebitele
- snadné ovládání, regulace a automatizace plynových spotřebičů
- šetrnost k životnímu prostředí

Lokální vytápění
Mnozí odběratelé dávají přednost lokálním topidlům namísto využití plynového kotle a teplovodního vytápěcího systému. Roli zde hrají především tyto faktory:
- nezávislý zdroj tepla v každé z místností
- není třeba instalovat teplovodní systém a vložkovat komín
- pokud dojde k poruše jednoho z topidel, stačí k vytápění celého objektu výkon topidel zbývajících
- přerušíme-li vytápění na delší dobu, např. při odjezdu na dovolenou, stačí po návratu krátká doba, abychom zase dosáhli požadované teploty
- odpadá závislost na dodávce elektrického proudu, bez kterého se provoz plynového kotle neobejde
Nevýhoda: nižší účinnost oproti plynovému kotli a teplovodnímu systému

Centrální vytápění
Základem centrálního vytápění je plynový teplovodní kotel ohřívající vodu, která se dále rozvádí do topných těles (radiátorů) v bytech nebo rodinných domcích. U starších kotlů byl problém s kondenzací vodní páry ze spalin, teplota takových kotlů se proto udržovala na 150 až 170°C. Moderní kotle se chovají úsporněji, problém s kondenzací je odstraněn využitím nízkoteplotní nebo kondenzační techniky.

Nízkoteplotní technika

Nízkoteplotní kotle dovolují vychladit spaliny i pod 100°C bez nebezpečí kondenzace. Díky tomu se zvýší účinnost kotle. Nízkoteplotní kotle tak vykazují cca o 5% nižší spotřebu plynu než kotle klasické.

Kondenzační technika

Kromě CO₂ je při spalování zemního plynu produkována též vodní pára. Ta odchází s ostatními spalinami do okolní atmosféry a odnáší s sebou i určité množství energie. Jestliže ale necháme vodní páru ze spalin zkondenzovat, získáme tzv. kondenzační teplo, a tím účinnost spalování zemního plynu zvýšíme.
Kondenzační techniku lze použít pouze při topení zemním plynem, protože zemní plyn má vyšší obsah vody ve spalinách a při jeho spalování nevznikají téměř žádné oxidy síry, které by s vodou mohly vytvářet agresivní kyseliny.
Účinnost kondenzačních kotlů může přesáhnout i 100% ve vztahu k výhřevnosti zemního plynu. Využijeme-li k vytápění právě kondenzačního kotle, můžeme ušetřit až 25% zemního plynu.

Ohřev

Plynový sporák
Vaření na zemním plynu nás vyjde levněji, než kdybychom pro stejný účel využívali kupříkladu propan-butan či elektřinu. Zatímco u elektrického sporáku musíme čekat, než plotna dosáhne požadované teploty, plynový hořák nám ji poskytne ihned po zapálení. Teplotu lze regulovat s okamžitou účinností, bez setrvačnosti typické pro sporáky elektrické. Na plynovém sporáku můžeme bez problémů používat i nádoby s nerovným dnem.
Menší nevýhoda plynového sporáku spočívá v tom, že spaliny částečně unikají do místnosti, v níž je sporák umístěn. Je-li však sporák nainstalován správně a dochází-li v místnosti alespoň k minimální obměně vzduchu, není se čeho obávat.
Měli bychom se bát výbuchu plynu? Nikoliv. Plyn sice tvoří se vzduchem výbušnou směs, ale dnešní sporáky jsou proti úniku plynu vybaveny pojistkou a samotný plyn je značkován páchnoucí příměsí, takže jeho potenciální únik může být včas zaznamenán a přívod plynu uzavřen.

Ohřev užitkové vody
Užitkovou vodu k mytí, koupání apod. můžeme ohřívat a čerpat buď individuálně pomocí průtokových nebo zásobníkových ohřívačů nebo ji můžeme odebírat z centrálního zdroje. První způsob je úspornější, odběratel spotřebu teplé vody lépe kontroluje.

Kterému způsobu přípravy teplé vody dát přednost?

K individuální přípravě teplé vody můžeme využít již zmíněných průtokových nebo zásobníkových ohřívačů. Typ a výkon ohřívače volíme podle požadovaného množství teplé vody, kterou nám má ohřívač dodávat, a podle způsobu, jakým ji chceme odebírat. Oba typy ohřívačů můžeme výhodně kombinovat, například menší průtokový ohřívač nad dřezem používaný k mytí nádobí a větší zásobníkový ohřívač v koupelně pro sprchování, napouštění vany ap.
Ohřívání vody můžeme spojit se systémem vytápění, použijeme-li kombinovaný kotel. Ten pak může zastat funkci samostatného ohřívače průtokového nebo zásobníkového. Odebíráme-li teplou vodu, má ohřev vody přednost před vytápěním. Lze využít i nepřímo vyhřívaného zásobníku na teplou vodu, který je začleněn přímo do tělesa kotle anebo může být instalován v jeho blízkosti. V tomto druhém případě můžeme volit velikost objemu zásobníku podle naší potřeby bez ohledu na velikost tělesa kotle.

Jaká je spotřeba jednotlivých paliv na ohřev vody?

Spotřebu paliva na ohřev vody vypočítáme podle vztahu:
Q = měrná spotřeba na osobu a den X počet osob X počet dnů X 3,6 / 1000

Měrná spotřeba udávaná v tabulkách (odpovídá jednomu koupání ve vaně) je 5,4 kWh / osoba a den.

Na sprchování spotřebujeme množství teplé vody odpovídající připližně jedné třetině vany. Dohromady s ostatní spotřebou bychom se měli dostat přibližně na úroveň poloviny vany, tedy 2,7 kWh / osoba a den.

Spotřebu tepla potom vypočítáme podle vztahu:
Q = 0,0194 X počet osob X počet dnů (vana)
Q = 0,0097 X počet osob X počet dnů (sprcha)

Výsledná hodnota vychází v jednotkách GJ/rok. Tuto hodnotu je třeba přepočítat na palivo. Určitý problém je spojen zejména se zásobníkovým elektrickým ohřevem, jelikož v jeho případě závisí tepelné ztráty na četnosti odběru a také na tom, jestli je tento zásobník vytápěn elektřinou aku, nebo přímotopem.

O účinnosti jednotlivých možností podává přehled tato tabulka

Zemní plyn a ekologie

Shrneme-li dopady přepravy, distribuce, uskladňování a využívání zemního plynu, jeví se zemní plyn jako ekologicky relativně šetrný zdroj energie oproti uhlí nebo ropě. Transport zemního plynu pomocí plynovodů nebo LNG tankerů je mnohem výhodnější a bezpečnější, nežli je tomu u jiných fosilních paliv. Odpadají rizika spojená se starými ropnými tankery a cisternovými nákladními vozy. Méně ztrátový je i transport zemního plynu na velké vzdálenosti např. v porovnání s přenosem elektrické energie.

Zemní plyn je fosilní zdroj energie s nejnižším obsahem uhlíku, a jeho využívání se tak podílí na snižování emisí CO₂. Jde o jediným energetický zdroj přímo porovnatelný s methanem jakožto skleníkovým plynem. Některé provozní činnosti a příležitostné nehody způsobují emise methanu, plynárenství tak může očekávat stále častější výzvy ke kontrolám a snížení těchto emisí. Obecně platí, že při spalování zemního plynu vzniká mnohem menší množství znečišťujících látek, než je tomu u ostatních fosilních paliv. Škody, které vznikají na půdě a krajině při kladení plynovodních potrubí, jsou jen mírné a většinou se dají po uložení potrubí eliminovat.

Budoucnost zemního plynu

V budoucnosti se zemní plyn pravděpodobně uplatní v rámci environmentálních strategií navrhovaných Evropskou komisí v boji proti změnám klimatu a při snižování emisí znečišťujících látek obecně. Obchodování s emisemi uspíší přechod z ostatních fosilních paliv na zemní plyn a podpoří strategie vedoucí ke snižování znečištění. Očekává se stále větší využívání zemního plynu při výrobě elektrické energie, na trh budou stále více pronikat nové technologie zlepšující provoz vozidel na zemní plyn a zvyšující účinnost plynových spotřebičů. Na důležitosti nabyde získávání vodíku ze zemního plynu.

Závislost na zahraničí

Česká republika je ohledně ropy i plynu závislá na zahraničí, především na Rusku. Od toho se odvíjí politická a energetická strategie. Česká republika podporuje výstavbu plynovodu Nabucco, který by měl být dokončen v roce 2013 a který by měl přivádět plyn z kaspické oblasti, popř. zemí Blízkého východu do Evropské unie přes Gruzii a Turecko. Samotná Evropská unie však není v pohledu na tento projekt jednotná, některé země, jako např. Německo nebo Itálie, se snaží uzavírat s Ruskem separátní dohody.

V České republice působící společnost RWE Transgas uzavřela kontrakt s ruskými dodavateli na dodávky zemního plynu do roku 2035. Do roku 2010 nesmí být, podle slov ministra Martina Římana, RWE Transgas prodán třetí osobě. Po roce 2010 ztratí vláda nad vlastnictvím společnosti RWE Transgas vliv. Objevují se spekulace o zájmu ruského Gazpromu.