Emise hnědouhelné elektrárny: Studie dopadů a transformace energetiky v Česku

Evropská energetika prochází rychlou transformací. Pro Česko transformace energetiky tedy znamená v první řadě ukončení výroby elektřiny a tepla z uhlí. Z uhlí se v Česku nyní vyrábí zhruba 40 % elektřiny a 50 % tepla. Tento úkol se týká i jiných zemí - v EU dosud hraje uhelná energetika významnou roli v Polsku, Německu, Bulharsku a Slovinsku.

Protože evropská energetika z velké části funguje v decentralizovaném tržním prostředí, její transformaci určují hlavně ekonomické faktory. Klíčovou roli tedy hraje nastavení trhu, a v rámci něj pak zejména systém obchodování s emisními povolenkami (EU ETS). Uhelné elektrárny mají oproti jiným zdrojům elektřiny vysokou emisní intenzitu, a tudíž na ně cena emisních povolenek dopadá výrazněji.

Česko vyrábí zhruba 40 % elektřiny a 50 % tepla z uhlí, které je však kvůli své vysoké emisní intenzitě významně ekonomicky ohroženo systémem zpoplatnění emisí. Studie zkoumá důsledky případného zdražení emisní povolenky a následného odstavování uhelných elektráren na základě ekonomických faktorů.

Cíle a parametry studie

Pro hledání odpovědi na tyto otázky studie srovnává několik scénářů možného budoucího vývoje a v nich sleduje tři zásadní parametry:

1. Z jakých zdrojů se bude v Česku vyrábět elektřina
2. Jak se promění toky v evropské síti a česká importní bilance
3. Zda bude v Česku dostatek elektřiny

Environmentální dopady a posuzování životního cyklu (LCA)

Výroba a dodávka elektrické energie je klíčovou oblastí ekonomiky, na které závisí většina dalších činností průmyslové výroby a služeb. Technologie výroby elektrické energie a tepla je možné porovnávat z mnoha hledisek. Kromě environmentálních dopadů to jsou například cena, spolehlivost dodávky a závislost na zahraničním dovozu.

Čtěte také: Vše o emisních normách

Environmentální dopady výroby energií jsou v současné době diskutovány stále častěji, ovšem málokdy v konkrétních číslech. Předkládaný článek (respektive výzkumný projekt) si klade za cíl tento trend změnit a posunout diskuzi environmentálních dopadů elektráren do odbornější roviny.

Posuzování životního cyklu (LCA) produktů a služeb je metodika, která umožňuje zkoumat dopady jednotlivých procesů a technologií na složky životního prostředí. Environmentální dopady jsou vyčíslovány v tzv „kategoriích dopadu“ - každá kategorie dopadu představuje samostatný ekologický problém, např. narušování ozonové vrstvy, emise prachových částic apod. Jednotkou je v každé kategorii dopadu určité množství referenční látky (např. 1 kg CO2 eq. pro uhlíkovou stopu).

V současné době neexistuje v České republice ucelená metodika pro posuzování energetických zdrojů v rámci jejich dopadů na životní prostředí. ÚJV Řež, a. s. LCA zahrnuje energetické a materiálové bilance procesů od výstavby zdrojů, přes provoz až po jejich vyřazení z provozu. Do analýzy je zahrnuta i těžba a zpracování vstupních materiálů, spotřeba energie a odpadové hospodářství vznikajících odpadů. Pro provádění LCA analýz je používán software GaBi.

Základem probíhajícího projektu je provedení řady případových studií, ze kterých budou následně vyvozeny obecnější závěry. V projektu jsou v maximální míře použita provozní data elektráren, která byla získána od jejich provozovatelů. Chybějící data (neměřená, neevidovaná) byla získána pomocí výpočtů a expertních odhadů. Níže je prezentována část dosud získaných výsledků. Jedná se o předběžné výsledky projektu, které se mohou ještě změnit.

Předběžné výsledky případových studií

Výsledky zatím nebyly zobecněny a porovnávány jsou tedy vybrané případové studie (vodní, FV, větrná a uhelná elektrárna). V kategorii dopadu Klimatická změna má dle očekávání výrazně nejvyšší dopady uhelná elektrárna - 0,875 kg CO2 eq/kWh. Takřka veškeré dopady připadají na proces spalování uhlí, hlíková stopa výstavby a odstávky uhelné elektrárny jsou téměř nulové, stejně jako uhlíková stopa pomocných procesů - úprava vody, doprava uhlí, apod. Environmetální dopady ostatních typů elektráren jsou v této kategorii neporovnatelně nižší, avšak jak je zřejmé, ani obnovitelné zdroje energie (OZE) nejsou zcela CO2 neutrální.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

Důvodem jsou skleníkové plyny produkované při těžbě materiálů na jejich výrobu, při jejich zpracování a dopravě. V kategorii Spotřeba vody jsou výsledky výrazně odlišné. Uhelná elektrárna je až na třetím místě s 0,003 m3/kWh, což je dáno převážně spotřebou vody v chladicím okruhu. Vyšší spotřebu vody má jak FV elektrárna s 0,0091 m3/kWh, tak větrná elektrárna s 0,0054 m3/kWh. Důvodem je materiálová náročnost pro jejich výstavbu, s čímž je spojena i značná spotřeba vody. Jak je z Obrázku 1 patrné, vodní elektrárna má velmi nízkou jak uhlíkovou, tak vodní stopu. To samozřejmě neznamená, že ke svému provozu nepotřebuje vodu.

V kategorii Humánní toxicita (HT) vykazuje nejvyšší hodnoty vodní a větrná elektrárna - 0,021 a 0,022 kg 1,4-DB eq./kWh. Nižší hodnotu najdeme u uhelné elektrárny a nejnižší u FV elektrárny. U OZE opět většina dopadů pochází z materiálové náročnosti procesu výstavby elektrárny.

Z výše uvedeného je patrné, že posuzování environmentálních dopadů elektráren je velmi komplexní úkol. Metoda Posuzování životního cyklu (LCA) nám umožňuje vyčíslit environmentální dopady elektráren v jednotlivých kategoriích dopadu. Pokud bychom chtěli provést porovnání elektráren přes všechny environmentální kategorie dopadů, je nutné provést hodnotový soud (tzv. vážení).

Znečištění rtutí a uhelné elektrárny

Výroba energie spalováním hnědého uhlí řadí Českou republiku mezi důležité znečišťovatele jedovatou rtutí. V oblasti emisí rtuti z výroby energie zaujímáme 4. místo v EU. Výrazně více však znečišťuje Německo a Polsko. Ukázala to nová vědecká studie Evropské agentury pro životní prostředí [1].

Jak ukázala dřívější měření, Česká republika však rtuť nejen vypouští, ale také patří mezi země s největším spadem rtuti na čtvereční kilometr. 55 procent tohoto spadu pochází ze zdrojů na území České republiky [3]. Největším zdrojem rtuti vypouštěné do ovzduší je dle Integrovaného registru znečišťování elektrárna Vřesová (372 kg za rok 2016, kdy jsou nejnovější data), na druhém místě je elektrárna Počerady (293 kg) a na třetím Elektrárny Tušimice (159 kg).

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Hnutí DUHA a Greenpeace proto požadují, aby stát zamezil udělování výjimek z nového evropského limitu pro emise rtuti z velkých uhelných elektráren a naopak donutil provozovatele k jeho splnění (termín je do srpna 2021), nebo k odstavení elektrárny. Není důvod vystavovat obyvatelstvo zdravotním rizikům, zejména když v současnosti nemodernizované uhelné elektrárny vyrábí - vzhledem k vysokému přebytku výroby nad spotřebou - elektřinu na vývoz [5].

Podle nedávné studie je v případě rozumného rozvoje obnovitelných zdrojů možné - bez ohrožení stability sítě a dodávek elektřiny - zavřít všechny uhelné elektrárny (s výjimkou tepláren) do roku 2030 [6].

Česko patří paradoxně i do desítky zemí, které nejvíce přispívají ke znečištění Baltského moře rtutí, sice daleko méně než Polsko či Německo, avšak je jediným znečišťovatelem, který neleží přímo u moře [8].

Methylrtuť má vysoce toxické účinky na nervovou soustavu. Má schopnost prostupovat placentou a negativně ovlivňovat vývoj mozku ještě nenarozeného dítěte v těle těhotné ženy.

Jiří Koželouh, programový ředitel Hnutí DUHA, řekl:„Kvůli masivnímu pálení hnědého uhlí není rtuť jen ve vzduchu, v půdě a vodě u nás, ale Česko se - jako jediný vnitrozemský stát - umístilo v desítce hlavních znečišťovatelů Baltského moře. Rtuť se pak Čechům v nebezpečnější formě vrací na stůl v mořských rybách. Řešení je naštěstí taktéž na stole - uhelné elektrárny musí snížit emise rtuti dle nového evropského limitu. Mají na to 3 roky a ministr životního prostředí by měl zaručit, že jeho úředníci nedovolí, aby elektrárny dostaly z těchto limitů výjimky. Pokud plnit nechtějí, tak ať se odstaví nebo fungují v omezeném režimu. Uhelná elektřina jde stejně na vývoz.

Lukáš Hrábek, tiskový mluvčí Greenpeace ČR, řekl:„Rtuť je vysoce toxická a ohrožuje především naši nervovou soustavu, v organismech se akumuluje a velmi špatně se z nich vylučuje. Omezování rtuti musí být pro Českou republiku prioritou. Už nyní je zakázané ji používat v nových teploměrech a postupně mizí i z osvětlení.

MUDr. Miroslav Šuta, expert v oblasti ekologických a zdravotních rizik, řekl:„Rtuť a její sloučeniny jsou toxické látky, které ohrožují jak zdraví člověka, tak ekosystémy. Poškozují zejména nervový a srdečně-cévní systém, přičemž nejcitlivější k jejich působení jsou malé dětí, u nichž narušují vývoj nervového systému. Přetrvávají v životním prostředí a jsou schopny putovat na dlouhé vzdálenosti. Problém zamoření rtutí z tohoto důvodu není schopna vyřešit žádná země osamoceně, a proto v září 2017 vstoupila v platnost celosvětová Minamatská úmluva o rtuti. Česká republika úmluvu ratifikovala podobně jako další státy EU. [9]

Alternativy k uhelným elektrárnám

Studie vědců z Michiganské univerzity hodnotí proveditelnost přeměny 245 provozovaných uhelných elektráren ve Spojených státech amerických na pokročilé jaderné elektrárny. Energetické společnosti po celé zemi začlenily přechod od výroby z uhlí k čistším zdrojům energie do svých integrovaných plánů zdrojů. Spíše než zřizování nových lokalit může přechod provozních CPP na jaderné elektrárny ušetřit čas a peníze využitím stávajících zařízení, jako jsou přenosová vedení a komponenty energetického systému.

V USA i jinde se aktivně zkoumá možnost nahrazení uhelných elektráren jadernými kapacitami. Společnost TerraPower v roce 2021 oznámila plány na výstavbu demonstrační jednotky svého rychlého reaktoru chlazeného sodíkem Natrium v areálu vysloužilé uhelné elektrárny ve Wyomingu; v roce 2022 Marylandský energetický úřad oznámil, že podporuje práci na vyhodnocení možnosti nového využití uhelného zařízení na výrobu elektřiny pomocí malého modulárního reaktoru X-energy Xe-100; a společnost Holtec International nedávno uvedla, že zvažuje uhelné elektrárny jako možné lokality pro svůj SMR-160 s plány uvést první blok do provozu již v roce 2029.

Žebříček znečišťovatelů a specifické emise

Za největšího znečišťovatele roku 2022 lze označit uhelnou hnědouhelnou elektrárnu Chvaletice patřící společnosti Sev.En Energy vlastněné miliardářem Pavlem Tykačem.

Elektrárna Chvaletice vypustila do ovzduší více než dvojnásobné množství arsenu a o 70 procent více rtuti oproti předchozímu roku a je největším zdrojem těchto dvou látek v Česku.

Devět z deseti největších zdrojů úniku rtuti do ovzduší představují uhelné elektrárny a teplárny. Na prvním místě je elektrárna Chvaletice následovaná elektrárnou Počerady (obě patří Sev.En Energy) a elektrárnami Prunéřov a Ledvice (obě ČEZ). Pokud by čtyři největší znečišťovatelé dodrželi v roce 2022 emisní limit platný od srpna 2021, pak by vypustili o 60 procent méně této toxické látky. Na páté místo se dostala teplárna Plzeňské teplárenské. Na šestém místě je elektrárna ČEZ Tušimice, která v roce 2022 limit na dvou blocích již plnila a na dvou dalších téměř a díky tomu srazila emise rtuti o 62 procent oproti roku 2021.

Stejně jako u několika jiných škodlivých látek se na první místo dostala elektrárna Chvaletice ze skupiny Sev.En Energy miliardáře Pavla Tykače, když oproti předchozímu roku vypustila o 70 procent více této toxické látky. Ukazuje se, že proklamovaná ekologizace této elektrárny není nic než klamavá reklama.

Budoucnost energetiky a doporučení studie

Elektřinu z českých uhelných elektráren mohou v nejbližších letech dostatečně spolehlivě nahradit levnější zdroje z okolních států, vyplývá ze studie projektu Fakta o klimatu. Naopak v teplárenství se podle autorů studie bude v nejbližších letech uhlí dál spalovat a dekarbonizace bude pomalejší. Pro udržení nízké ceny elektřiny a tepla je při odklonu od uhlí důležitý rozvoj moderní energetiky založené na obnovitelných zdrojích, uvádí studie.

Drtivou většinu českých uhelných elektráren by podle analytického týmu Fakta o klimatu při zvýšení cen emisních povolenek nebylo ekonomicky výhodné provozovat. Z trhu s elektřinou by tyto elektrárny vytlačily levnější zdroje především z okolních států, jejichž kapacita je dostatečná i na pokrytí potřeb Česka. Odlišná situace je ale v uhelném teplárenství, kde podle studie nelze výrobu tak snadno nahradit, jako je tomu u elektřiny.

Ze studie vyplývá, že Česko potřebuje rozvíjet solární a větrnou energetiku, neboť by to mohlo snížit velkoobchodní ceny elektřiny a zároveň její dovoz. Nutné je také rozšiřovat sítě, aby bylo možné připojovat další obnovitelné zdroje.

K zajištění spolehlivé a cenově dostupné dodávky elektřiny a tepla bude důležité dočasně udržet v provozu zbývající uhelné teplárny a k tomu nutnou těžbu uhlí, dokud nebudou k dispozici náhradní zdroje. Udržet v provozu uhelné elektrárny vychází podle studie odhadem asi na šest miliard korun veřejné podpory ročně do roku 2028.

Rychlejší rozvoj zdrojů do roku 2028 v rozsahu uvedeném ve studii může velkoobchodní elektřinu v Česku zlevnit téměř o sedm eur (v převodu kolem 176 korun) za megawatthodinu, uvádí studie. Elektřina v Česku i tak nejspíš bude dražší než v Německu, ale přitom levnější než v Polsku.

tags: #emise #hnědouhelné #elektrárny #studie

Oblíbené příspěvky:

• Využití recyklovaného porcelánu
• Obory pro milovníky přírody
• Likvidace vozidel s LPG - průvodce
• Výlety do přírody Tišnov
• Výzvy přírody: Kočky – recenze karetní hry