Výhřevnost zemního plynu: Co to je a proč na ní záleží?

Co znamená výhřevnost plynu?

Výhřevnost je fyzikální veličina, která udává množství tepla, které se uvolní při spálení určitého objemu plynu za standardních podmínek. Zpravidla se měří v megajoulech na metr krychlový (MJ/m³) nebo kilowatthodinách na metr krychlový (kWh/m³) a občas se setkáte i s gigajouly na metr krychlový (GJ/m³).

Výhřevnost zemního plynu v kWh/m³ se běžně pohybuje mezi 9 až 11 kWh/m³, což znamená, že spálením jednoho kubického metru plynu získáme tuto energii. Při fakturaci plynu se nicméně často používá pojem spalné teplo, což je hodnota zahrnující i energii uvolněnou kondenzací vodní páry ze spalin. Spalné teplo je tedy vždy vyšší než výhřevnost.

Rozdíl mezi těmito veličinami je zásadní hlavně u moderních kondenzačních kotlů, které dokážou využít i teplo obsažené ve vodní páře, čímž zvyšují svou účinnost. Tradiční atmosférické kotle pracují pouze s výhřevností, protože neumožňují zpětné využití tepla ze spalin.

Co ovlivňuje výhřevnost zemního plynu?

Výhřevnost plynu není pevná hodnota – může se mírně měnit v závislosti na několika faktorech. Zásadní je složení plynu, které určuje, kolik energie je možné uvolnit při spalování.

Složení
Zemní plyn se skládá především z metanu (CH₄), který tvoří hlavní složku a přímo ovlivňuje jeho výhřevnost. Čím více metanu plyn obsahuje, tím větší množství energie poskytne.

Kromě metanu obsahuje i další plyny, například etan, propan a butan, které zvyšují jeho výhřevnost, nebo naopak nehořlavé složky, jako jsou oxid uhličitý (CO₂) a dusík (N₂), které výhřevnost snižují.

Obsah metanu v zemním plynu by měl být minimálně 85 %, ale může se lišit v závislosti na zdroji plynu. Například norský nebo alžírský plyn mají vyšší podíl metanu než plyn těžený v Nizozemsku, což vede k jejich vyšší výhřevnosti.

Původ
Zemní plyn se do Česka dostává z různých zdrojů a jeho složení se může mírně lišit podle toho, odkud pochází. Například:

• Ruský plyn má výhřevnost přibližně 38,2 MJ/m³.
• Norský plyn je kvalitnější, s výhřevností okolo 39,9 MJ/m³.
• Alžírský plyn patří mezi nejvýhřevnější, dosahuje až 42 MJ/m³.
• Nizozemský plyn je naopak méně výhřevný, pohybuje se kolem 33,2 MJ/m³.

Tyto rozdíly mohou vést k tomu, že spotřebitelé v různých regionech mají mírně odlišné účty za energie, i když spotřebují stejný objem plynu.

Tlak a teplota
Hustota plynu se mění v závislosti na tlaku a teplotě. Při vyšším tlaku má plyn vyšší hustotu, což může ovlivnit jeho spalovací vlastnosti. Také nadmořská výška hraje roli – ve vyšších nadmořských výškách klesá atmosférický tlak, což vede k mírně nižší účinnosti spalování.

Vlhkost
Vlhkost v plynu snižuje jeho výhřevnost, protože část energie se ztrácí na odpaření vody. Kvalitní zemní plyn by měl být co nejvíce suchý, aby zajistil maximální tepelný výkon.

Tanker na LNG

Výhřevnost různých typů plynu

Každý druh plynu má jinou výhřevnost v závislosti na jeho složení. Níže uvedená tabulka poskytuje přehled výhřevnosti běžně používaných plynů:

Druh plynu	Výhřevnost MJ/m³
Zemní plyn	33–40 MJ/m³
LPG (propan-butan)	87,9 MJ/m³ (46,4 MJ/kg)
Bioplyn	~23 MJ/m³
Vodík	12,8 MJ/m³

Zemní plyn má nižší výhřevnost než LPG, ale jeho široká dostupnost a efektivní distribuce z něj dělají ekonomicky výhodnou volbu.

Slovník pojmů:

• LPG – zkapalněný propan-butan, který je stlačen v zásobnících, cisternách nebo lahvích.
• CNG – stlačený zemní plyn (metan), který k nám jde potrubím a používá se k topení či vaření v domácnostech.
• LNG – extrémně podchlazený CNG, čímž dojde k jeho zkapalnění. Bioplyn – vzniká chemickým rozkladem biologických látek, např. v zemědělství, jeho vyčištěním je možné získat téměř čistý metan.

Zemní plyn a výhřevnost: Jak ovlivňuje spotřebu?

Výhřevnost přímo ovlivňuje množství plynu potřebné k dosažení určitého tepelného výkonu. Čím vyšší výhřevnost plyn má, tím méně ho potřebujeme k ohřevu vody nebo vytápění. Pokud plyn s nižší výhřevností proudí do plynového kotle, spotřeba se zvýší, aby bylo dosaženo stejného výkonu.

Spotřebitelé si mohou kvalitu svého plynu ověřit na stránkách distributorů, jako jsou GasNet, E.ON Distribuce nebo Pražská plynárenská. Tito distributoři pravidelně zveřejňují protokoly o kvalitě plynu v jednotlivých regionech.

Proč se cena plynu uvádí v kWh?

Zdá se to možná lehce zmatené – výhřevnost je v MJ/m³, ale cena v kWh/m³. Přepočet plynu má své opodstatnění.

Původně se cena plynu udávala v metrech krychlových (m³), což bylo logické, protože plynoměry měří objem spotřebovaného plynu. Postupem času se však ukázalo, že tento způsob účtování není spravedlivý. Důvodem je právě proměnlivá výhřevnost zemního plynu, která se liší podle jeho složení a původu.

Představte si dvě domácnosti – jedna dostává plyn s výhřevností 10,5 kWh/m³, druhá pouze 9,5 kWh/m³. Pokud by se platilo jen za objem, první domácnost by získala více energie za stejnou cenu než druhá, což by nebylo férové.

Proto se od roku 2001 v České republice účtuje plyn v jednotkách energie – kilowatthodinách (kWh) nebo megawatthodinách (MWh). Tento systém zajišťuje, že spotřebitelé platí za skutečně dodanou energii, nikoli za objem plynu, který může mít rozdílnou výhřevnost.

Díky tomuto způsobu účtování je možné férově porovnávat plyn s jinými energetickými zdroji, jako je elektřina nebo tuhá paliva, která se rovněž účtují podle množství vyrobené energie.

Bioplynová stanice

Budoucnost plynu a změny ve výhřevnosti

V souvislosti s přechodem na obnovitelné zdroje energie se do plynové soustavy postupně zavádí biometan a vodík. Tyto plyny mají odlišné vlastnosti než zemní plyn, což může v budoucnu ovlivnit jeho výhřevnost.

Biometan (bioplyn), který se vyrábí z biologického odpadu, má výhřevnost kolem 23 MJ/m³, což je méně než zemní plyn. Vodík je ještě méně výhřevný (12,8 MJ/m³), ale je považován za klíčové palivo budoucnosti.

Moderní plynové spotřebiče už dnes bývají konstruovány tak, aby byly kompatibilní s příměsí vodíku nebo biometanu, což zajistí plynulý přechod na nová paliva bez nutnosti rozsáhlých úprav.

Výhřevnost plynu je tedy nejen technickou veličinou, ale také zásadním faktorem ovlivňujícím budoucnost energetiky a hospodárnost spotřeby.