---

Udržitelné výrobní procesy

TÉMATICKÝ OKRUH

---

Uhlíková stopa podniků

Zdroj: https://sigmaearth.com/wp-content/uploads/2022/04/ESG-Environmental-Social-and-Governance.png

Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Uhlíková stopa podniků představuje klíčový ukazatel environmentální udržitelnosti organizací. Měření a reportování emisí skleníkových plynů se stává nezbytnou součástí firemního nefinančního reportingu, zejména s ohledem na rostoucí regulatorní požadavky, jako je ESG reporting. Téma zahrnuje metody výpočtu uhlíkové stopy, využití specializovaných softwarových nástrojů a aplikaci těchto postupů na konkrétní podnik.

Vzhledem k sílícím tlakům na snižování emisí a dosažení klimatických cílů EU se podniky musí aktivně zapojit do monitorování a řízení své uhlíkové stopy. Přesný výpočet emisí pomáhá firmám identifikovat hlavní zdroje znečištění, navrhnout efektivní opatření ke snížení emisí a zároveň zlepšit svou reputaci u investorů, zákazníků a dalších stakeholderů.

• Seznámení se s problematikou nefinančního reportingu (ESG reporting) a postupy výpočtu uhlíkové stopy organizace
• Seznámení se s nástroji (softwary) pro výpočet uhlíkové stopy organizace
• Sběr a zpracován dat z konkrétní organizace za účelem výpočtu uhlíkové stopy

Zajímavosti:

Výpočet uhlíkové stopy není pouze legislativní povinností, ale i strategickým nástrojem pro zvýšení konkurenceschopnosti firem. Implementace opatření na snížení emisí často vede ke snížení provozních nákladů, vyšší energetické efektivitě a inovacím v oblasti udržitelného podnikání. Navíc rostoucí počet firem si stanovuje cíle uhlíkové neutrality, čímž se téma stává stále aktuálnějším a strategicky důležitým.

Udržitelné jednotkové operace

Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Téma práce se zaměřuje na udržitelnost výrobních procesů s důrazem na jednotkové operace, především v oblasti třískového obrábění a aditivních technologií (3D tisku). Cílem je analyzovat současnou úroveň těchto technologií z hlediska produkce odpadu, energetické náročnosti a možnosti jejich optimalizace. Práce se rovněž zaměří na legislativní rámec nakládání s odpady a na specifika nebezpečných odpadů vznikajících při třískovém obrábění.

S rostoucími požadavky na udržitelnost výroby a minimalizaci ekologických dopadů je nezbytné hledat efektivní výrobní technologie s nižší produkcí odpadu a nižší spotřebou energie. Konvenční metody třískového obrábění jsou energeticky náročné a generují značné množství odpadu, včetně nebezpečných složek. Naopak aditivní technologie, jako je 3D tisk, mohou nabídnout efektivnější alternativy, ale mají svá omezení. Srovnání těchto technologií z pohledu udržitelnosti pomůže identifikovat klíčové faktory pro budoucí vývoj v oblasti průmyslové výroby.

• Seznámení se s legislativou týkající se nakládání s odpady, jejich evidenci
• Problematika vzniku nebezpečných odpadů při třískovém obrábění odpadů
• Rešerše publikovaných prací a informací o energetické náročnosti a produkci odpadů (včetně nebezpečných) při konvenčních metodách třískového obrábění  
• Zhodnocení současné úrovně aditivních technologií (3D tisk), limity a příklady jejich použití
• Rešerše publikovaných prací a informací o energetické náročnosti aditivních technologií (3D tisk)
• Srovnání technologií z pohledu udržitelnosti

Zajímavosti:

Téma propojuje technologický pokrok s ekologickými aspekty, což jej činí atraktivním jak pro průmysl, tak pro vědeckou komunitu. Aditivní výroba slibuje revoluční změny v přístupu k výrobě, ale je otázkou, zda skutečně přináší nižší ekologickou stopu. Práce nabídne zajímavé srovnání těchto technologií a může přispět k dalšímu výzkumu udržitelných výrobních postupů.

Práce je svým charakterem rešeršní povahy. Téma lze také aplikovat na konkrétní podnik.

Uplatnění principu ekodesignu – dobře navržené výrobky

Zdroj: https://root-sustainability.com/blogs/ecodesign-explained/

Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Ekodesign je klíčovým prvkem udržitelného průmyslu, jehož cílem je minimalizovat negativní dopady výrobků na životní prostředí během celého jejich životního cyklu. Tento přístup zahrnuje volbu vhodných materiálů, optimalizaci výrobních procesů, efektivní využití zdrojů a návrh výrobků s ohledem na jejich snadnou recyklaci nebo opětovné použití. Práce se zaměří na rešerši v oblasti implementace principů ekodesignu v kontextu oběhového hospodářství a přístupů 9R (Refuse, Rethink, Reduce, Reuse, Repair, Refurbish, Remanufacture, Repurpose, Recycle), s důrazem na hodnocení uhlíkové stopy a recyklovatelnosti běžně používaných materiálů.

S rostoucím důrazem na udržitelnost a snižování environmentálních dopadů výroby i spotřeby se ekodesign stává nepostradatelným nástrojem v průmyslu. Implementace ekologických principů do vývoje a výroby produktů přispívá k redukci emisí skleníkových plynů, omezení produkce odpadu a efektivnějšímu využívání surovin. Uplatnění metodiky LCA (Life Cycle Assessment) umožňuje objektivní posouzení environmentálních dopadů různých materiálů a výrobků, což vede k informovaným rozhodnutím při jejich návrhu a výrobě.

• Seznámení se s konceptem oběhového hospodářství a přístupy 9R.
• Rešerše a zhodnocení (na základě přístupu LCA) uhlíkové stopy, recyklovatelnosti a dostupnosti různých materiálu, které se běžně v průmyslu používají
• Problematika eko-designu výrobků – návrh pro dobrou recyklovatelnost
• Popis vybraných příkladů udržitelně navržených výrobků.

Zajímavosti:

Mnoho firem dnes úspěšně aplikuje principy ekodesignu a přináší inovativní řešení, která nejen snižují negativní dopady na životní prostředí, ale zároveň mohou vést k finančním úsporám a vyšší konkurenceschopnosti. Příkladem mohou být dobře recyklovatelné obaly, snadno rozebíratelný nábytek nebo sportovní obuv vyrobená z recyklovaných plastů. Studium těchto příkladů poskytuje inspiraci pro nové přístupy k návrhu výrobků, které jsou nejen funkční a esteticky přitažlivé, ale také šetrné k planetě.

Emisní stopa z dopravy zboží a materiálu

Vedoucí práce: Ing. David Poul

Charakteristika tématu:

Emisní stopa z dopravy zboží a materiálů je významným faktorem v oblasti environmentálního dopadu. Tato stopa zahrnuje především produkované emise z výfukových plynů, ale také hluk, otěry pneumatik a podobně. Cílem práce je zanalyzovat jednotlivé oblasti, které se na produkci emisí podílejí, a navrhnout kritéria a jejich implementaci do reálného problému. Práce je vhodná pro studenty, kteří se chtějí dozvědět více o problematice EU taxonomie, která bude do budoucna ovlivňovat naše každodenní fungování.

Doprava je součástí EU taxonomie pro udržitelné aktivity. EU taxonomie je klasifikační systém, který definuje kritéria pro ekonomické aktivity, jež jsou v souladu s cíli Evropské zelené dohody a přechodem na čistou energii do roku 2050. Doprava, jako významný zdroj emisí skleníkových plynů, je zahrnuta v této taxonomii, aby se podpořily investice do udržitelných dopravních řešení a snížení emisí. Z toho důvodu bude do budoucna čím dál důležitější zabývat se touto oblastí a navrhnout řešení, která povedou ke snížení emisní stopy.

• Úvod a legislativní vymezení problematiky.
• Rešerše oblastí ovlivňující emisní stopu
• Návrh faktorů snižování emisní stopy a nastavení kritérií pro jejich implementaci

Zajímavosti:

EU taxonomie, nefinanční reporting a podobná témata do budoucna podpoří důraz firem na zvyšování svojí efektivity nejenom z pohledu uhlíkové stopy. Na přístupu firem k této problematice bude například také záviset schopnost firem získat peníze na svoje nové projekty.

---

Udržitelné nakládání s odpady

TÉMATICKÝ OKRUH

---

Průmyslové odpady a nakládání s nimi

Zdroj: https://archiv.hn.cz/c1-66581170-odpady-jsou-zajimavou-podnikatelskou-prilezitosti

Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Průmyslové odpady představují významnou součást celkového odpadového hospodářství. Jejich správné třídění, zpracování a využití hraje klíčovou roli v ochraně životního prostředí a efektivním využívání přírodních zdrojů. Práce se zaměří na legislativní rámec, klasifikaci průmyslových odpadů, systémy jejich sběru a analýzu současného stavu v České republice. Důležitým aspektem bude i identifikace možností minimalizace odpadů a jejich maximálního využití v souladu s principy cirkulární ekonomiky.

Efektivní nakládání s průmyslovými odpady je zásadní nejen z environmentálního hlediska, ale i z ekonomického a legislativního pohledu. Správné řízení odpadového hospodářství v podnicích může vést ke snížení nákladů, omezení negativních dopadů na životní prostředí a splnění přísných legislativních požadavků. Kromě toho je klíčové hledat cesty pro využití vedlejších produktů a omezení vzniku odpadů v průmyslové výrobě.

• Seznámení se s legislativou odpadového hospodářství
• Specifikace druhů průmyslových odpadů
• Systémy soustřeďování odpadů v průmyslových podnicích
• Analýza dat o produkci a nakládání s průmyslovými odpady v ČR
• Problematika vedlejších produktů.
• Návrh opatření pro předcházení vzniku odpadů a jejich maximálnímu využití  

Zajímavosti:

Moderní trendy v nakládání s průmyslovými odpady zahrnují inovativní technologie, jako je chemická recyklace plastů, energetické využití odpadů nebo využití vedlejších produktů v dalších průmyslových odvětvích (tzv. průmyslová symbióza). Tyto přístupy podporují udržitelnost a přechod k oběhovému hospodářství.

---

Možnosti recyklace nových typů elektroodpadu

Vedoucí práce: Ing. Jiří Kropáč, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Práce se zaměřuje na popis současného a očekávaného stavu v produkci elektroodpadu s důrazem na baterie a akumulátory a odpadní fotovoltaické panely. Součástí práce je analýza současných českých zpracovatelských provozů a odhad potřebných zpracovatelských kapacit pro budoucí efektivní recyklaci nových typů elektroodpadu.

Význam řešené problematiky:

Aktuálně probíhají významné změny v produkci elektroodpadu, spočívající např. v uvádění nových typů baterií a akumulátorů na trh. Dalším příkladem očekávaného nového odpadního toku jsou instalované fotovoltaické panely, které jsou nyní přibližně v polovině jejich životnosti. Nové typy odpadů představují výzvu pro české odpadové hospodářství. Pro odpovědné nakládání a recyklaci těchto nových odpadních proudů je potřeba odpovídající technologická infrastruktura a efektivní systémy sběru, svozu a evidence.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Rešerše a popis současného a očekávaného stavu v produkci elektroodpadu.
• Identifikace nových typů elektroodpadu.
• Analýza současných českých provozů pro recyklaci elektroodpadu.
• Odhad potřebných zpracovatelských kapacit pro efektivní nakládání s novými druhy elektroodpadu.

Zajímavosti:

• Během deseti až patnácti let končí životnost velké části fotovoltaických panelů instalovaných v ČR.
• Nevhodné nakládání s odpadními bateriemi je častou příčinou havárií na zařízeních pro úpravu elektroodpadů.

---

Recyklace textilních materiálů

Vedoucí práce: Ing. Jiří Kropáč, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Práce se proto zaměří na charakteristiku textilních odpadů a možných postupů pro využití tohoto materiálového toku. Součástí práce bude i vyhodnocení možností sledování složení textilních odpadů a vyhodnocení údajů o zastoupení textilních materiálů ve směsném komunálním odpadu.

Význam řešené problematiky:

Textilní odpad je v současnosti málo popsaný a nedostatečně sledovaný materiálový proud. Součástí aktuální legislativy jsou požadavky na sledování a odpovědné nakládání s odpadním textilem.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Popis současných postupů pro recyklaci textilu a podílu textilu v komunálním a průmyslovém odpadu.
• Popis současného způsobu nakládání a evidence odpadního textilu.
• Specifikace možných postupů pro efektivní recyklaci textilu v českém prostředí.

Zajímavosti:

• Recyklaci znesnadňuje vícemateriálový charakter textilních materiálů – různé druhy materiálu jsou často použity už při výrobě jednotlivých vláken.
• Textilní materiály je možné využít nejen materiálově (recyklace), ale i energeticky (produkce paliv z odpadů nebo kogenerační spalování s produkcí elektřiny a tepla).

---

Využití komunálního odpadu v české energetice

Vedoucí práce: Ing. Jiří Kropáč, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Práce se bude zabývat analýzou potenciálních produkčních a zpracovatelských kapacit pro energetické využití českého komunálního odpadu. Součástí analýzy bude popis nároků pro uvažované způsoby využití odpadu. Popsána bude i souvislost s upřednostňovaným materiálovým využitím komunálního odpadu, konkrétně se stanovenými požadavky aktuálního Zákona o odpadech (541/2020 Sb.) a s technicko-ekonomickými možnostmi úpravy odpadu na druhotnou surovinu.

Význam řešené problematiky:

Komunální odpad představuje materiálový tok s energetickým potenciálem jak pro přímé energetické využití, tak pro produkci alternativních paliv nebo výhřevného plynu. Význam těchto možností se mění s rostoucí cenou a omezenou dostupností fosilních paliv.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Popis technologických možností pro energetické využití komunálního odpadu.
• Odhad a popis nároků pro uvažované způsoby využití komunálního odpadu.
• Výpočtový odhad energetických výstupů pro uvažované technologické postupy.
• Diskuse výsledků práce v kontextu tzv. Hierarchie nakládání s odpady.

Zajímavosti:

V současnosti je v ČR běžné energetické využití zbytkového komunálního odpadu, v provozu jsou jednotky pro energetické využití v Brně, Praze, Liberci a Plzni.

---

Implementace principů cirkulární ekonomiky v odpadovém hospodářství institucí a firem

Vedoucí práce: Ing. Lenka Pálešová

Charakteristika tématu:

Tato práce se zaměřuje na aplikaci principů cirkulární ekonomiky v rámci firemního odpadového hospodářství. Cílem práce je analyzovat současný stav nakládání s odpady, identifikovat klíčové výzvy a navrhnout opatření ke zlepšení efektivity recyklace a opětovného využití materiálů. Student se obeznámí s platnou legislativou v oblasti cirkulární ekonomiky a odpadového hospodářství a provede případovou studii vybrané instituce nebo firmy. Součástí práce bude účast na sběru dat, např. šetřením v dané instituci nebo analýzou odpadů. Práce může být aplikovaná na výzkum v rámci konkrétní firmy. Výstupem práce budou konkrétní doporučení a návrhy pro optimalizaci nakládání s odpady v souladu s principy udržitelného rozvoje.

Význam řešené problematiky:

Aplikování pravidel dle cirkulární ekonomiky má potenciál přispět ke snížení množství odpadu, k lepšímu využívaní materiálů a k ochraně přírodních zdrojů. Implementace jejích principů může také vést ke snížení nákladů na likvidaci odpadů, zlepšení ekologické stopy organizací a zvýšení konkurenceschopnosti firem díky inovativním a udržitelným řešením.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Literární rešerše na téma cirkulární ekonomika a odpadové hospodářství, včetně aktuálně platné legislativy.
• Analýza současného stavu, legislativy, případové studie a sběr dat (např. průzkum, analýza odpadů).
• Možnost zaměření na konkrétní společnost.
• Aplikace principů cirkulární ekonomiky v odpadovém hospodářství.
• Návrh opatření pro optimalizaci nakládání s odpady.

Zajímavosti:

Každým dnem přibývají instituce a města, které ohlašují své ambiciózní plány ohledně oběhového hospodářství. Amsterdam vyvinul akční plán, ve kterém se připravuje na nevyhnutné změny, které musí město udělat proto, aby mohli instituce a firmy v Amsterdamu snáze implementovat oběhové hospodářství do svých struktur. Bude Česko jednoho dne patřit k nim?

Efektivní logistika nových odpadových proudů

Vedoucí práce: Ing. David Poul

Charakteristika tématu:

Téma práce se zaměřuje na analýzu svozu komunálního odpadu v České republice z pohledu náročnosti svozu jednotlivých odpadových proudů, které přibývají anebo se u nich výrazně mění produkované množství. Cílem práce je zanalyzovat změny v produkci jednotlivých odpadových toků a navrhnout případné změny současného systému svozu zohledňující jejich specifika.

Význam řešené problematiky:

V již stabilně svážených odpadních proudech jako je směsný komunální odpad či tříděné složky dochází ke změnám produkce. K nim se zároveň přidávají nové proudy odpadu jako je bioodpad či textil. Zvyšuje se tak nárok na efektivní svoz odpadu zahrnující kombinaci všech řešených odpadových toků.

Cíle, kterých má být dosaženo:

• Úvod a legislativní vymezení problematiky.
• Analýza historické produkce a prognózy vývoje produkce odpadu.
• Rešerše inovativních přístupů a technologií v procesu svozu odpadů.
• Návrh změn a úprav zvyšující efektivitu svozu odpadu.

Zajímavosti:

Efektivní plánování využití svozových vozidel a svozových tras odpadu může snížit náklady a emise.

---

Udržitelná energetika

TÉMATICKÝ OKRUH

---

Obnovitelné zdroje a jejich uhlíková stopa

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Putna, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Obnovitelné zdroje energie, jako jsou solární, větrné, vodní a biomasa, jsou často vnímány jako bezemisní alternativy k fosilním palivům. Nicméně jejich výroba, provoz a likvidace vyžadují materiálové a energetické vstupy, které mají svůj vlastní uhlíkový dopad. Tato práce se zaměřuje na analýzu uhlíkové stopy vybraných obnovitelných zdrojů energie v podmínkách České republiky. Využita bude metodika analýzy životního cyklu (LCA), která umožňuje komplexní posouzení environmentálních dopadů od těžby surovin přes výrobu a provoz až po likvidaci zařízení.

Přechod k obnovitelným zdrojům energie je klíčovou součástí strategie dekarbonizace a snižování emisí skleníkových plynů. Přestože jsou tyto zdroje obecně šetrnější k životnímu prostředí než fosilní paliva, jejich reálný dopad závisí na celém životním cyklu a místních podmínkách, jako je energetický mix používaný k jejich výrobě či efektivita provozu. Výsledky této práce mohou přispět k lepšímu pochopení skutečných emisních dopadů obnovitelných zdrojů a pomoci při plánování udržitelných energetických strategií v ČR.

• Identifikovat hlavní faktory ovlivňující uhlíkovou stopu obnovitelných zdrojů energie v různých fázích jejich životního cyklu.
• Prozkoumat a aplikovat metody analýzy životního cyklu (LCA) na vybrané obnovitelné zdroje energie.
• Shromáždit a analyzovat provozní data relevantní pro výpočet emisí spojených s výrobou a provozem těchto zdrojů.
• Porovnat uhlíkovou stopu obnovitelných zdrojů s fosilními palivy a vyhodnotit jejich přínos k dekarbonizaci energetiky.
• Interpretovat výsledky v kontextu dekarbonizačních strategií.

Zajímavosti:

Zpracování a analýza provozních dat z teplárenských provozů

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Putna, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Teplárenské provozy jsou složité technologické soustavy zahrnující kotle, turbíny, kogenerační jednotky a další zařízení, jejichž provoz závisí na řadě proměnných. Efektivní řízení těchto systémů vyžaduje detailní analýzu provozních dat a jejich využití při tvorbě optimalizačních modelů. Tato práce se zaměřuje na zpracování historických provozních dat z tepláren a jejich využití pro existující optimalizační matematické modely, které mají dostatečně přesně reprezentovat chování jednotlivých technologických celků. Důležitým aspektem bude nalezení optimální míry zjednodušení modelu tak, aby zůstal výpočetně efektivní, ale zároveň poskytoval realistické výsledky.

Optimalizace provozu teplárenských soustav je klíčová pro zvyšování účinnosti výroby tepla a elektřiny, snižování provozních nákladů a minimalizaci environmentálních dopadů. Využití reálných provozních dat a jejich systematická analýza umožní vytvoření spolehlivých modelů, které mohou pomoci při řízení tepláren a plánování jejich provozu.

• Zpracovat a analyzovat historická provozní data z teplárenských provozů.
• Navrhnout zjednodušené matematické modely pro vybrané technologické celky (kotle, turbíny, kogenerační jednotky).
• Stanovit optimální úroveň zjednodušení dílčích modelů, která zajistí dostatečnou přesnost při minimalizaci výpočetní náročnosti.
• Porovnat výsledky modelových výpočtů s reálnými provozními daty, aby bylo možné vyhodnotit spolehlivost navržených modelů.

Zajímavosti:

Lineární modely, přestože jsou zjednodušené, mohou být při správné kalibraci překvapivě přesné a umožňují rychlé simulace provozu tepláren.

Energetické využití biomasy – uhlíková neutralita a další dopady

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Putna, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Biomasa je často považována za obnovitelný a uhlíkově neutrální zdroj energie, protože během svého růstu absorbuje oxid uhličitý (CO₂), který se při jejím spalování uvolňuje zpět do atmosféry. Uhlíková neutralita biomasy však závisí na mnoha faktorech, včetně způsobu pěstování, dopravy a konečného využití. Tato práce má být zaměřena na hodnocení skutečné uhlíkové bilance biomasy určené pro energetické využití (např. kukuřice, rychle rostoucí dřeviny) a širších environmentálních dopadů souvisejících s jejím životním cyklem. K analýze budou využity metody hodnocení životního cyklu (LCA), které umožní komplexní posouzení nejen emisí skleníkových plynů, ale i dalších vlivů na životní prostředí.

Využití biomasy jako paliva je klíčovou součástí dekarbonizačních strategií, avšak její skutečný přínos k ochraně klimatu je často diskutovaným tématem. Ne všechny druhy biomasy jsou ve svém celkovém dopadu environmentálně výhodné – faktory jako intenzivní zemědělství, změna využití půdy nebo vysoké nároky na vodu mohou její ekologickou udržitelnost snižovat. Přesné vyhodnocení uhlíkové bilance biomasy a dalších environmentálních dopadů umožní objektivní zhodnocení její role v energetice a pomůže při tvorbě udržitelných strategií využívání biomasy v České republice.

• Posoudit uhlíkovou neutralitu biomasy pomocí v podmínkách České republiky.
• Vyčíslit uhlíkovou bilanci biomasy s ohledem na celý dodavatelský řetězec – od pěstování přes sklizeň, dopravu až po spalování.
• Hodnotit další environmentální dopady biomasy, jako je vliv na biodiverzitu, změna využití půdy, spotřeba vody a další relevantní kategorie dopadu.
• Porovnat uhlíkovou stopu biomasy s emisní stopou fosilních paliv, aby bylo možné objektivně zhodnotit její přínos k dekarbonizaci energetiky.
• Navrhnout opatření a doporučení pro efektivní a udržitelné využívání biomasy jako zdroje energie.

Zajímavosti:

• Při spalování biomasy se uvolňuje podobné množství CO₂ jako při spalování uhlí, ale klíčovým rozdílem je, že rostliny během růstu tento uhlík absorbují – otázkou zůstává, jak rychle a efektivně.
• Ne všechny druhy biomasy jsou stejně výhodné – intenzivní pěstování energetických plodin může vést k erozi půdy a zvýšené spotřebě vody.
• Rychle rostoucí dřeviny, jako je topol nebo vrba, mohou být šetrnější alternativou ke klasickým energetickým plodinám díky jejich nižším nárokům na půdu a chemické vstupy.
• Moderní technologie mohou zvýšit efektivitu využití biomasy, například zplyňování nebo kombinovaná výroba tepla a elektřiny (kogenerace), která maximalizuje využití energie obsažené v biomase.
• Přestože biomasa bývá označována jako uhlíkově neutrální, její skutečná uhlíková stopa závisí na konkrétním způsobu pěstování a logistice celého procesu – ne vždy je tedy výhodnější než fosilní paliva.

Podzemní akumulace tepla pomocí vrtů podmínkách ČR

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Putna, Ph.D.

Charakteristika tématu:

Sezónní akumulace tepelné energie může v budoucnu představovat perspektivní technologii pro efektivní využívání obnovitelných zdrojů tepla v teplárenských soustavách. Umožňuje ukládat přebytečnou tepelnou energii z letního období a využívat ji v zimě, kdy je poptávka po teple nejvyšší. Jednou z možných forem dlouhodobé akumulace je ukládání tepla do horninových masivů (BTES). Cílem této práce je analyzovat různé typy těchto zásobníků v podmínkách České republiky, především z hlediska kapacity akumulace, dosažitelných teplot, tepelných ztrát a ekonomických faktorů.

Sezónní akumulace energie je zásadním krokem ke zvýšení podílu obnovitelných zdrojů v energetickém mixu a snižování emisí skleníkových plynů. Tepelné zásobníky umožňují efektivní využití solární termální energie, odpadního tepla z průmyslu nebo tepla z biomasy, čímž přispívají ke stabilizaci dodávek tepla bez závislosti na fosilních palivech. V českých podmínkách, kde má teplárenství stále významný podíl na zásobování teplem, může integrace sezónní akumulace do systémů centrálního zásobování teplem (CZT) přinést významné ekonomické i ekologické výhody. S rostoucí potřebou dekarbonizace teplárenství a využívání přebytkové elektřiny z obnovitelných zdrojů k výrobě tepla (Power-to-Heat) roste důležitost těchto technologií i v dlouhodobém měřítku.

• Analyzovat různé typy podzemních zásobníků tepla a jejich technologické parametry
• Vyhodnotit kapacitu akumulace a dosažitelné teploty pro různé technologie sezónní akumulace.
• Posoudit velikost tepelných ztrát u jednotlivých typů zásobníků a jejich vliv na účinnost systému.
• Zanalyzovat ekonomickou stránku technologií, včetně investičních a provozních nákladů, návratnosti investic a možnosti finanční podpory.

Zajímavosti:

• Podzemní zásobníky tepla mohou uchovávat energii s účinností přesahující 80 % po dobu několika měsíců.
• Největší sezónní tepelné zásobníky v Evropě se nacházejí v Dánsku a využívají solární tepelné kolektory jako hlavní zdroj energie.
• Technologie BTES využívá vrtané tepelné studny, které ukládají teplo do horninového masivu, a může být kombinována s geotermální energií.