PAUK, M. Biomasa – perspektivní zdroj energie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Skryja, Pavel

Bakalářská práce Marka Pauka je zaměřena na vyhodnocení záměny zemního plynu za biomasu při vytápění obecních budov. Celkově téma práce hodnotím jako obtížnější vzhledem k množství různorodých znalostí a dovedností, které si student musí osvojit. Obtížné bylo shromáždit jednotlivé data o budovách a správně je interpretovat. Student využíval hojně možnosti konzultace a vypracoval všechny body zadání. V budoucích pracích doporučuji pečlivější práci s literaturou a srozumitelněji interpretovat text.  Přes výhrady doporučuji práci k obhajobě a navrhuji známku „C“.       

Posudek oponenta

Hudák, Igor

Bakalářská práce se zabývá aktuálním tématem, konkrétně porovnává ekonomické a ekologické důsledky záměny zemního plynu a biomasy pro vytápění v obecních budovách. V úvodní části práce je pozornost věnována technologiím pro využití biomasy, následuje výpočet tepelných ztrát, zhodnocení ekonomiky provozu a pozornost je věnována také ekologickým dopadům, které souvisejí se spalováním. Struktura práce koresponduje s cíli definovanými v zadání a pokud by byl kvalitně zpracován obsah jednotlivých kapitol a podkapitol, tak by v podstatě mohla být i zachována. Práce je logicky rozdělena. Autor se věnuje rešerši, kterou následuje výpočet potřebného výkonu pro vytápění, následován ekonomickým zhodnocením a na závěr jsou zmíněny ekologické dopady záměny paliva. Ve výpočtové části jsou nejprve analyzovány budovy, ke kterým jsou dostupná dostatečná data (zejména spotřeby a požadovaný tepelný příkon). Autor následně navrhuje topné jednotky pro zbývající budovy, přičemž vychází z dostupných dat a k aproximaci hodnot pro zbývající budovy používá koeficienty. Autor pracuje s podklady, které se mu od obce podařilo získat. V bakalářské práci navrhuje řešení pro vytápění 7 budov, ke kterým by v příštím roce ještě mělo přibýt sportovní centrum. Ve všech budovách je v současnosti jako palivo pro vytápění a ohřev TUV použit hlavně zemní plyn. Pro některé budovy jsou k dispozici relativně přesná data založená na minulých spotřebách. Pro novější nebo plánované budovy je k dispozici PENB. Součástí práce je také příloha s PENB pro 2 budovy a výpočtová tabulka v excelu. Bohužel vzhledem k poskytnutým datům nebylo možné ověřit všechny informace uvedené v práci. Následující část posudku popisuje nesrovnalosti, na které jsem při práci narazil. Poznatky jsou seřazeny podle jejich výskytu v práci. U výpočtu tepelných ztrát budov to vypadá, že se autor nesprávně odkazuje na normu ČSN 06 0210. Postup pro výpočet, který používá v práci, se mi v této normě nepodařilo dohledat. S ohledem na uvedenou literaturu (Ref. 31) byl pro předběžný výpočet použit postup popsaný na str. 110 v LABOUTKA, K., SUCHÁNEK, T. Výpočtové tabulky pro vytápění: vztahy a pomůcky. Praha: Společnost pro techniku prostředí, 2001. Sešit projektanta – pracovní podklady, 9. ISBN 80-02-01466-9. Neznám parametry stavby nového sportovního centra a haly, ale podle příručky zmíněné výše, se mi jako vhodnější jeví použít koeficient pro Tabulkové měrné tepelné ztráty uvedený na str. 111 – Měrné tepelné ztráty pro halové stavby. Zorientovat ve výpočtech zabere dost času, do rovnic vstupují proměnné, které v práci nejsou dobře popsané o jejich původu se čtenář dozví až o několik stránek dále v textu nebo musí použít vlastní dedukci. Nemohu ověřit, jestli autor počítá u všech budov s nutností ohřevu TUV anebo jestli se soustředí pouze na teplo potřebné k vytápění. Po kontrole výpočtu v tabulkách (Excel – část kompletní informace, BP – Tab 3-4) se domnívám, že pro budovy, kde autor využívá data z PENB, do výpočtu vstupuje pouze energie potřebná k vytápění. Tzn. nezahrnuje energii potřebnou pro ohřev TUV. U budov, kde autor pracuje s údaji z faktur se domnívám, že je zahrnuta energie jak pro vytápění, tak ohřev TUV. Pro budovu č.p 41 je v BP pro tzv. Vypočítaný výkon na vytápění uvedena hodnota 83 kWh/m2 rok což dle PENB pro tento objekt odpovídá hodnotě pro potřebné pro vytápění. Pro ohřev TUV je dle PENB potřeba dalších 13 kWh/m2 rok. Dle PENB (str.19) je celková spotřeba zemního plynu v této budově 76,8 MWh/rok. V příloze Tab. Kompletní informace se tato hodnota neobjevuje. Pro budoucí sportovní centrum pro tzv. Vypočítaný výkon na vytápění uvedena hodnota 54 kWh/m2 rok což dle PENB pro tento objekt odpovídá hodnotě měrného tepla na vytápění. Celková dodaná energie dle PENB je: vytápění - 71 kWh/m2 rok, ohřev TUV 40 kWh/m2 rok. Tudíž autor by měl při výpočtech pracovat s hodnotou 111 kWh/m2 rok. Dle PENB (str.2) je celková spotřeba zemního plynu v této budově 207,0 MWh/rok. V příloze Tab. Kompletní informace se tato hodnota neobjevuje. Pro sportovní centrum se dle PENB počítá se třemi zdroji tepla, plynový kotel, krb a elektrická topná tělesa. Plynový kotel a krb mají mít celkový tepelný příkon 103,8 kW, nicméně el. topná tělesa mají mít výkon dalších 20 kW, což není zanedbatelná hodnota. Bohužel neznám veškeré detaily plánované stavby, možná, že topná tělesa nejdou ani částečně nahradit, ale minimálně by si tento stav zasloužil nějaký komentář. Neumím ověřit původ hodnot v příloze Tab. Kompletní informace, Dodaná energie z PENB (Sloupec N). V tabulce kompletní informace se v údajích pro Ubytovnu (ZŠ 2.Stupeň) řádek 4, objevují jak hodnoty (aktuální hodnota dle faktur) před přestavbou, ale také hodnoty, které náleží budově po přestavbě (dle PENB). Tyto hodnoty jsou zde uvedeny bez jakéhokoliv komentáře a značně se liší. Je těžké se v datech orientovat. V kapitole 4.2 jsou porovnány ceny paliv a jejich ekonomická výhodnost. Autor uvádí informativní cenu zemního plynu za srpen 2023 a to tedy 1,581 Kč/kWh. Nicméně dále uvádí, že pro veškeré výpočty používá vážený průměr z dostupných faktur za období 08/2021-08/2022 – 0,943 Kč/kWh. V Tab. 4-5 (v BP) uvádí celkovou cenu paliva za rok ca. 300 000 Kč (odpovídá ceně 0,943 Kč/kWh), jenže při pohledu do grafů 4-1, 4-2, 4-3, se cena blíží 500 000 Kč (odpovídá ceně 1,581 Kč/kWh). Dle označení stejná tabulka (Tab. 4-5) v práci obsahuje jiné hodnoty než tabulka se stejným označením v příloze. V kapitole 4.3 nesouhlasím s výpočtem ceny práce, autor nepočítá s nutností ohřevu TUV i přes rok a výpočet omezuje pouze na topnou sezonu. S ohledem na výše uvedené nedostatky si troufám tvrdit, že návratnost projektu, bude jiná, než jak je prezentována v BP.   Práce, jak ji autor představuje, je velmi rozsáhlá, bohužel na úkor její přehlednosti. Vzhledem k tomu, že se jedná o bakalářskou práci, mohla by být kratší a výstižnější. Autor této práce se důsledně věnuje všem úkolům, které vyplývají ze zadání, a z tohoto pohledu můžeme konstatovat, že byly jednotlivé cíle splněny. Postup výpočtu, jak je popsán, se jeví jako správný a detailní. Avšak, je nutné zdůraznit, že z důvodu nedostupnosti některých materiálů, s nimiž autor pracoval, není možné ověřit správnost provedených výpočtů. Co se týče samotného obsahu práce, bylo by zajímavé jako variantu zahrnout kombinace kotlů na plyn (např. pro odlehlé budovy) a kotle na biomasu. Toto by mohlo přinést další hloubku a komplexnost do práce a umožnit zohlednění různých scénářů a možností pro vytápění. Kromě toho by mohly být náklady podrobněji analyzovány a vyčísleny včetně případné stavby teplovodu, tepelných výměníků, armatur a čerpadel. Tímto způsobem by bylo možné poskytnout komplexnější pohled na ekonomické aspekty projektu a jeho realizovatelnost. U budov, kde autor vycházel primárně z PENB by bylo vhodné zahrnout také energii pro ohřev TUV. Předpokládám, že u budov, u kterých jsou dostupné spotřeby plynu je ve spotřebě zahrnuta jak energie potřebná pro vytápění, tak i pro ohřev TUV. Zpracování biomasy, která se nachází na pozemcích města, bude jistě tvořit určitou nákladovou část. Nedokážu posoudit, co všechno zahrnuje cena dřevní štěpky, která je v práci uvedena str. 31. Jistě by bylo zajímavé tuto cenu více vysvětlit. Opravdu lze předpokládat, že Čebín za tuto cenu štěpku vyprodukuje? Využívali by pro těžbu vlastní zaměstnance a techniku nebo práci přenesli na externí firmu? Jaké jsou náklady a návratnost jednotlivých variant? Na závěr postrádám zhodnocení výpočtu, ekonomické analýzy a enviromentálních dopadů. Měl by se objevit komentář proč je vybrané řešení nejvýhodnější. Je v pořádku, že v řadě případů dochází k aproximaci nebo zjednodušení problému, je ale nutné každé takové zjednodušení okomentovat. Další otázkou, která se nabízí je, jak naložit s palivovým hospodářstvím. Je vhodné umístit kotel na biomasu do každé budovy? Je zde dostatečné množství skladovacích prostor? Totéž platí i pro variantu centrální kotle. Z mého pohledu má práce kvalitní základ, ale řada nesrovnalostí ve výpočtech celkovou kvalitu značně sráží. S velkou pravděpodobností by pro předběžný návrh stačilo vyjít ze stávajících výkonů kotlů v jednotlivých budovách a proporčně k tomu navrhnout centrální jednotku. Pro účely BP by se mi tento postup jevil jako dostatečný. V práci o tomto rozsahu autorovi občas unikají drobné souvislosti, které nejsou adekvátně vysvětleny v místě prvního výskytu informace. Obecně by se na přehlednosti práce (hlavně její výpočtové části) dalo ještě zapracovat. Nicméně i přes řadu chyb zmíněných výše lze v práci najít řadu informací, které mohou obci Čebín přinést odpovědi na některé otázky.

eVSKP id 154216