Podle strategie REPowerEU a návazné unijní legislativy stojí Česko před výzvou - do roku 2030 využití obnovitelné energie zdvojnásobit. Do roku 2030 je Česko schopné zdvojnásobit podíl obnovitelné energie na spotřebě a zvýšit ho tak na 33 procent. Tento cíl je naše země schopna splnit.
Česká energetika je založena na velkých zdrojích a silné centralizaci. POdle expertů Česko potřebuje rychle transponovat tzv. Zimní balíček evropských předpisů a umožnit vznik energetických společenství a vhodných podmínek pro akumulaci a agregaci.
„Z naší studie vyplývá, že dokážeme do roku 2030 získávat z obnovitelných zdrojů celou třetinu naší spotřeby. K tomu nám pomohou úspory a biomasa, ale především rozvoj obnovitelné energie ze slunce a větru. Zcela klíčový je pro Česko rozvoj solární a větrné energetiky, která je dnes celosvětově nejlevnějším zdrojem elektřiny a kromě toho má u nás mnohonásobně větší potenciál, než jaký dosud využíváme.
Územní stopa obnovitelných zdrojů
Grafika porovnává územní stopu (územní náročnost) obnovitelných zdrojů elektřiny, tedy jak velké území by bylo v ČR potřeba k výrobě 25 TWh elektřiny za rok - zhruba 40 % současné spotřeby. Pro rozvoj větrných parků a fotovoltaiky v Česku není územní stopa zásadním limitujícím faktorem. Dobře to ukazuje srovnání se současným stavem: už dnes se znatelná část našeho území využívá pouze pro energetiku, a to velmi neefektivně.
Jen na bionaftu se využívá řepka z polí o rozloze asi 1,5 % území, což je zhruba třetina celkové rozlohy řepkových polí u nás. Z této řepky ale lze ve formě bionafty získat jen asi 3 TWh energie, což v ČR pokryje pouze 4 % spotřeby energie v dopravě. Naproti tomu solární panely a větrné elektrárny by na stejně velkém území vyrobily 15× více - asi 45 TWh čisté elektřiny ročně, což by pokrylo téměř 75 % současné spotřeby elektřiny v ČR. Naopak biomasa může mít na území ČR v produkci elektřiny a energie obecně pouze doplňkovou roli.
Čtěte také: Co nabízí Ekologická poradna Dr. Landy?
Je důležité si uvědomit, že výpočet územní stopy závisí na použité metodice a odhadovaných parametrech, a v literatuře se proto liší. Například pro fotovoltaiku je na roční výrobu 25 TWh potřeba 386 km2. Fotovoltaika má podle zvolené metodiky nejmenší územní stopu.
Z hlediska zastavěné plochy je územní stopa větrných parků téměř nulová. Důležitou roli při rozhodování o další výstavbě bude nicméně hrát i vizuální stránka, tedy viditelnost větrných elektráren v krajině.
Došlo k tomu i v minulosti: v posledních 20 letech se například zásadně zvětšila výška věží i průměr rotorů elektráren. S dalším zvětšováním by výroba elektřiny na hektar dále rostla - větší rotor totiž využije větší pás pohybujícího se vzduchu, navíc s rostoucí vzdáleností od země se zvyšuje také průměrná rychlost větru.
Téměř veškerou půdu ve větrných parcích lze dále využívat jako pole, pastviny, lesy nebo pro fotovoltaiku. Navíc výroba z větru a ze slunce ve stejné lokalitě se může vzájemně doplňovat: především s ohledem na sezónní variabilitu (léto-zima) a částečně i variabilitu denní (den-noc).
Kromě námitek spojených s viditelností větrných elektráren v krajině a narušením jejího rázu zaznívají také obavy z hlukového zatížení. V tomto směru je nicméně optimalizace dnes už velmi pokročilá a stavby jsou povolovány jen v dostatečné vzdálenosti (minimálně 500 m) od rezidenční zástavby. V některých oblastech mohou být větrné parky rizikem pro netopýry a větší ptačí druhy, v těchto lokalitách proto může být výstavba omezena.
Čtěte také: Postupy likvidace nebezpečného odpadu
Na mnoha dalších místech se však o velký problém nejedná nebo lze negativní dopady zásadně omezit selektivním vypínáním turbín v kritických obdobích, aniž by docházelo ke znatelným ztrátám na celkové produkci elektřiny. Vypínání provozu je například vhodné při aktivitě netopýrů během teplých letních nocí, v období tahu ptáků, po sklizni plodin či při sečení trávy.
Územní plocha fotovoltaické elektrárny byla ještě navýšena o třetinu kvůli potřebě přístupových cest, okrajů a dalšího technického vybavení. Jde o odhad situace za 10-20 let, přičemž se předpokládá efektivita nejlepších dostupných FVE panelů dneška - 23 %.
Agrivoltaika: Kombinace výroby energie a zemědělství
Jedním z možných řešení je takzvaná „agrivoltaika“, kdy jsou solární panely zpravidla instalovány výš (dál od země) a pod nimi se pěstují vybrané plodiny, kterým se lépe daří v částečném zastínění (příliš mnoho slunce znamená, že fotosyntéza už neprobíhá, navíc dochází k rychlému odparu). Mezi takové plodiny patří špenát, locika salátová, bazalka, brokolice a další. Stín pod panely ale vyhledávají i pasoucí se zvířata. Zároveň vegetace prospívá i fotovoltaickým panelům, neboť je do určité míry ochlazuje a tím zvyšuje jejich efektivitu.
Kromě toho lze velkou část fotovoltaických zdrojů umístit i na střechy a fasády budov. Srovnání s územním dopadem těžby uhlí. Územní dopad 25 TWh elektřiny z fotovoltaiky je srovnatelný s územním dopadem z české uhelné energetiky.
Agrovoltaické systémy představují ekologicky přínosný způsob zvýšení výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Agrovoltaické elektrárny je ideální instalovat na trvalých kulturách, jako jsou chmelnice, vinice nebo ovocné sady. V Česku je zatím agrovoltaika většinou ve fázi zkušebních projektů.
Čtěte také: Strojírenství a ekologické předpisy
Experti odhadují, že v roce 2030 by fotovoltaika mohla celosvětově dodávat výkon přes 7 TW, čímž by její podíl na obnovitelných zdrojích vzrostl na 65 procent. Agrovoltaické systémy mohou také zvýšit ekonomickou hodnotu českých farem. Podle oslovených odborníků je potenciál agrovoltaiky vzhledem k energetickým potřebám Česka téměř neomezený.
V západní Evropě je agrovoltaika vnímána jako součást solárního sektoru a vzhledem k pokračující klimatické změně o ni roste zájem ze strany zemědělců. Evropa by díky agrovoltaice mohla na pouhém procentu půdy nainstalovat 944 GW energie, což je více než celý cíl EU pro fotovoltaiku na rok 2030.
Konstrukce solárních panelů navíc může omezovat pohyb sklizňových strojů či robotických ramen. Obvyklý výkon agrovoltaiky se liší podle typu pěstované plodiny a její tolerance ke stínění, obvykle je na stejné ploše zhruba poloviční oproti standardní pozemní fotovoltaice. Největší potenciál u nás vidí v trvalých travních porostech. „Ty tvoří více než čtvrtinu veškeré zemědělské půdy v Česku.
Emisní stopa biomasy a srovnání s jinými zdroji
Hlavním důvodem pro využití obnovitelných zdrojů energie je v době klimatické změny potřeba transformace na nízkouhlíkovou společnost. Proto je důležité nastavit také pravidla pro udržitelné využívání biomasy, aby celková emisní stopa takto vyrobené energie byla co nejnižší. Evropská unie taková pravidla pro udržitelnou biomasu už stanovena má a postupně je zpřísňuje.
Výsledky prokázaly, že v suchých oblastech mohou být fotovoltaická pole při zmírňování dopadů klimatické změny více než 50krát efektivnější než zalesňování. Vědci vytvořili novou metriku nazvanou „dobu dosažení zlomu“ (break-even time, BET), která vypočítává čas, který obě technologie potřebují k ovlivnění emisí uhlíku a vyrovnání dopadů oteplování způsobených zatmavením půdy.
Podle měření dosahovalo citelné teplo na fotovoltaické elektrárně 359 wattů na metr čtvereční, zatímco na ploše bez solárních panelů v okolí to bylo 199 wattů na metr čtvereční. Fotovoltaická elektrárna by podle výpočtů potlačila emise uhlíku ve výši 14,9 kilogramů na metr čtvereční za rok.
Co se týče vlivu zalesňování na teplotu, vědci provedli měření v lese Yatir na severním okraji izraelské Negevské pouště. Měření ukázala, že citelné teplo v zalesněné oblasti bylo 522 wattů na metr čtvereční, zatímco v bezlesnatém okolí to bylo 225 wattů na metr čtvereční. Podle výpočtů byla míra potlačení emisí uhlíku díky fotosyntéze 0,15 kilogramů na metr čtvereční za rok.
„Výsledky ukazují, že v suchých oblastech jsou fotovoltaická pole více než 50krát účinnější než zalesňování,“ uvedli vědci, přičemž dodali, že fotovoltaická pole dosahují rentability po přibližně 1,4-3,6 letech, zatímco zalesňování trvá 94-175 let. I v mírném a tropickém podnebí jsou fotovoltaická pole efektivnější než zalesňování.
Většinu panelu tvoří sklo a hliník, což představuje přibližně 90 % jeho celkové hmotnosti. Nejdůležitějším prvkem pro výrobu solárních panelů je křemík, který díky svým vlastnostem dokáže při dopadu částic slunečního záření uvolnit elektrony a vytvořit elektrický proud. Jeden 300Wp solární panel potřebuje přibližně 1 kg křemíku. V přírodě se křemík vyskytuje nejčastěji ve formě křemičitého písku, který se získává zejména povrchovou těžbou.
Fotovoltaické panely mají ve srovnání s uhlím nebo plynem výrazně nižší ekologickou stopu. Zatímco spalování fosilních paliv produkuje vysoké emise CO₂, fotovoltaika během provozu neprodukuje žádné emise. Na rozdíl od uhlí nebo plynu fotovoltaika při výrobě elektřiny neuvolňuje žádné škodliviny, jako jsou oxidy síry, dusíku nebo prachové částice.
Srovnání uhlíkové stopy s ostatními zdroji energie:
- Uhlí: cca 920 g CO₂e/kWh
- Zemní plyn: cca 460 g CO₂e/kWh
- Fotovoltaika: 46 g CO₂e/kWh
- Větrná energie: 12-18 g CO₂e/kWh
- Jaderná energie: 5-6 g CO₂e/kWh
I když výroba a recyklace panelů zahrnují určité emisní náklady, během jejich 20-30leté životnosti generují čistou energii bez emisí CO₂.
Recyklace solárních panelů
Když panely doslouží, čeká je recyklace, při které se materiály jako křemík, sklo a hliník znovu využijí. Cena každého fotovoltaického panelu zahrnuje poplatek na recyklaci, který výrobce nebo dovozce platí firmám, které se starají o zpětný odběr a recyklaci starých panelů. Odběr starých panelů a jejich odvoz ale platí provozovatel nebo zákazník.
Existují dva způsoby recyklace solárních panelů:
- Tepelná recyklace
- Mechanicko-chemická recyklace
Energetická návratnost solárního panelu je dnes 1 až 3 roky - během tohoto období vyrobí tolik energie, kolik stálo jeho vyrobení. Po zbytek životnosti už vyrábí energii s nulovými provozními emisemi.
Současné výzvy a budoucnost fotovoltaiky
Podle analýzy Česko ve výstavbě zdrojů solární energie nadále ztrácí za řadou jiných států. Přitom jde o klíčový faktor pro zajištění konkurenceschopnosti a bezpečnosti naší země. Obnovitelné zdroje hrají mimo jiné zásadní roli pro ukončení závislosti na ruských fosilních palivech.
Podle studie SolarPower Europe patří Česká republika mezi nejprůmyslovější ekonomiky EU v přepočtu na obyvatele, přičemž automobilový, chemický a ocelářský průmysl nedokážou pokrýt svou energetickou poptávku pouze pomocí střešních fotovoltaických instalací. Jsou zapotřebí větší solární projekty.
Plovoucí fotovoltaika (FPV)
Rozvoj solární energetiky v Česku i ve světě naráží na zásadní limit - nedostatek vhodných ploch na pevnině. Jedno efektivní řešení se doslova nabízí - plovoucí fotovoltaika (FPV). Tato technologie využívá dosud nevyužité vodní plochy a zároveň přináší řadu technologických i ekologických výhod.
Elektřina je odváděna ke břehu a dále do distribuční soustavy nebo přímo k odběrateli. Jednou z největších předností je chladicí efekt vody, díky němuž mohou panely pracovat při nižší teplotě a dosahovat vyšší účinnosti. Studie ukazují, že při správném umístění nedochází k významnému ohrožení vodní fauny a flóry. Naopak mohou nastat pozitivní efekty - panely částečně stíní hladinu, čímž omezují růst nežádoucích sinic a řas a tím přispívají ke zlepšení kvality vody. Zároveň snižují odpar, což je přínosné zejména v oblastech využívajících nádrže pro zásobování pitnou vodou či zavlažování.
V České republice však stále chybí specifický právní rámec pro FPV. Energetický zákon (č. 458/2000 Sb.) zahrnuje všechny zdroje výroby elektřiny, FPV nevyjímaje.
tags: #ekologicka #stopa #slunecni #elektrarny #studie
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]