Nemáme Přírodní Podmínky pro Obnovitelné Zdroje v České Republice?

Obsah tohoto článku nemusí nezbytně vyjadřovat názor redakce webu oEnergetice.cz.

Už dlouho je jasné, že Česko bude muset odejít od uhlí, které zatím pokrývá největší část potřeb elektřiny a tepla. V dřívějších letech byl postupný útlum uhlí dominantně dán vyčerpáním zásob omezených i stanovenými limity těžby a postupným stárnutím zdrojů, které přestávaly vyhovovat stále náročnějším požadavkům na omezení emisí škodlivin. V současné době se však stále více uplatňuje ekonomický tlak způsobený zvyšujícími se cenami povolenek na emise oxidu uhličitého a politické tlaky Evropské unie na uzavírání uhelných elektráren. Postupně bude nutné nahradit uhelné bloky.

Jak roste cena emisních povolenek, zvyšuje se cena nejen uhelné, ale také plynové elektřiny. Je tak třeba urychlit přechod k nízkoemisnímu mixu. Ovšem důležitější než rychlost je, aby mix, ke kterému směřujeme, odpovídal našim geografickým a dalším podmínkám a byl opravdu nízkoemisní, efektivní a environmentálně citlivý.

S Michalem Šnobrem se shodnu i v tom, že podmínky pro obnovitelné zdroje jsou u nás omezené. Vzhledem k tomu, že nemáme větrné mořské pobřeží a nejlepší větrné podmínky jsou v ekologicky nejcennějších horských partiích, není reálný potenciál hlavně v oblasti větrných zdrojů příliš velký. Největší je u obnovitelných zdrojů v oblasti fotovoltaiky. Do vyřešení možnosti masivní akumulace jsou i v této oblasti možnosti značně omezené. Velká část náhrady uhlí se tak musí realizovat buď pomocí plynových zdrojů nebo jaderných reaktorů.

Opřít se o plyn?

Pravdou je i to, že německá Energiewende je založena na přechodu k mixu postaveném na plynových zdrojích skombinovaných s těmi obnovitelnými. Plyn zde bude mít velmi důležitou roli a významné bude i využití paroplynových bloků. To je hlavní důvod tak intenzivní snahy Německa o dokončení plynovodu NordStream II. Je také jasné, že díky tomu bude mít využívání spalování plynu v Evropské unii v podobě Německa velmi silné zastání. A na to spoléhá při prosazování výstavby paroplynových bloků u nás i Michal Šnobr.

Čtěte také: Co dělat s odpadky?

Na druhé straně platí, že plyn není nízkoemisní zdroj. Jak konstatuje v rozhovoru i Michal Šnobr, započítávají se u plynových zdrojů jen emise uvolněné při spalování, které jsou poloviční až třetinové oproti uhelným. Jde však o čistě formální přístup Evropské unie. Reálně jsou při započtení úniků při těžbě a dopravě plynu emise skleníkových plynů u uhelných a plynových zdrojů velmi podobné. Podobá se to situaci při masivní náhradě uhlí v Evropě spalováním dřeva těženého v Americe a převáženého přes oceán. Také tato produkce elektřiny pomocí „obnovitelného“ zdroje je formálně v Evropské unii čistá. Ve skutečnosti to však je environmentální zločin. Pokud je tedy smyslem odchodu od uhlí snížení emisí skleníkových plynů a antropogenního vlivu na klima, tak jeho náhrada plynem postrádá jakýkoliv smysl.

Dalším faktorem, který je proti plynu, je dramatické zvyšování ceny emisních povolenek. Při spalování plynu je sice potřeba povolenek poloviční, ale s růstem jejich ceny roste i cena elektřiny z plynových zdrojů. U plynu se navíc dá čekat zvyšování spotřeby. A to nejen v Evropě, ale hlavně v Asii, kde je hlavně v Číně vedeno více snahou omezit škodlivé emise, které dusí města, než potlačit emise oxidu uhličitého. Dají se tak předpokládat vysoké ceny této komodity. K čemu vysoké ceny emisních povolenek a plynu vedou, vidíme třeba i nyní. Cena elektřiny se stává velmi vysokou a uhelné zdroje se stávají opět konkurenceschopnými s plynem. Situaci, ke které vede vysoká cena emisních povolenek a plynu z cenou elektřiny je vidět na příkladu Německa, které však vytváří cenu i u nás.

Velkou otázkou pak je, jak se Evropská unie zachová v situaci, kdy se začne ukazovat, že náhrada uhlí plynem k reálnému snížení emisí skleníkových plynů nevede. Navíc v Německu i dalších státech, které přistupují k uzavírání nízkoemisních jaderných bloků, budou i tyto nahrazovány emisními plynovými. Uvidíme, jak se veřejnost postaví k tomu, že obrovské náklady věnované na snížení emisí skleníkových plynů reálně k jejich snížení nevedou. Je tak otázka, zda se podpora Evropské unie pro plyn nezmění, podobně jako se začíná měnit její postoj k náhradě uhlí masivním spalováním dřevní hmoty.

Michal Šnobr věří tomu, že Německo plyn ubrání. Zároveň tu však jsou státy, které zůstávají u jaderné energetiky nebo mají ideálnější podmínky pro obnovitelné zdroje, jako je například Francie, Finsko, Švédsko a Slovensko, které tak nejsou na plynu pro výrobu elektřiny tak silně závislé. Změna přístupu Evropské unie k plynu tak není vyloučena. I paroplynové zdroje potřebují pár desetiletí, aby se zaplatily. V případě změny postoje Evropské unie k plynu by však mohly skončit podobně, jako tomu bylo u nedávno dokončených černouhelných elektráren v Německu. Příkladem může sloužit jedna z nejmodernějších a nejúčinnějších z nich Moorburg. Takové nákladné experimenty si může dovolit Německo, ale pro Česko by mohly být zničující.

Nebo se opřít o jádro?

Životnost jaderných zdrojů přesahuje šedesát let. Investice do vybudování současného velkého jaderného reaktoru jsou velmi velké a musí se investovat v krátkém čase a před jeho spuštěním. Velkou část ceny elektřiny tak tvoří právě cena investice. Souhlasím tak s názorem Michala Šnobra, že výstavba takto velké a dlouhodobé investice je velmi těžká bez záštity státu. Problém totiž je, že zde existuje velmi vysoké politické riziko, že budou výstavba nebo provoz jaderného bloku předčasně ukončeny. Toto riziko se dramaticky snižuje, pokud za stavbou stojí stát. Zároveň je potřeba do stavby investovat velkou sumu, která většinou vyžaduje půjčku. A cena peněz je se státní záštitou mnohem nižší, než je tomu u soukromého investora.

Čtěte také: Jak se chovat v přírodě

Jaderná elektrárna je velmi dlouhodobá investice. Cena elektřiny z ní také závisí na tom, jaká by měla být doba splácení investice. Může jít o investici státu, která je určena pro dlouhodobé zajištění energie s přiměřenou cenou pro průmysl a obyvatelstvo, případně o investici rodinné firmy, která cílí na zajištění dlouhodobých dodávek elektřiny i pro další generace vlastníků firmy. V tomto případě není vzhledem k velmi dlouhé životnosti reaktoru potřeba trvat na rychlé návratnosti investice a lze zajistit nízkou cenu produkované elektřiny.

Druhou možností je investice budovaná soukromým investorem pro rychlý zisk akcionářů. V tomto případě je vyšší cena půjčených peněz, dražší je i pojištění rizik a kratší je vyžadovaná doba návratnosti. V tomto případě je výsledná cena elektřiny poměrně vysoká. Názorně je to vidět na předpokládané ceně elektřiny z elektrárny Hinkley Point C, která je investorským finančním modelem. Příkladem státní investice je elektrárna Paks II, u ní se tak předpokládá daleko nižší cena elektřiny. Připomeňme, že u nového bloku v Dukovanech se předpokládá finanční model zaštítěný státem. V Evropské unii dominují v oblasti velkých firem společnosti vlastněné akcionáři, kteří jsou podobně jako Michal Šnobr zaměřeni na rychlý osobní zisk. I to je důvod, proč je bez státní záštity postavit jaderný blok v Evropské unii téměř nemožné.

I sám Michal Šnobr zdůrazňuje, že jim preferovaný plynový mix není nízkoemisní. Nízkoemisním zdrojem není plyn, ale je jim jádro. Je třeba navíc připomenout, že navrhovaný nový blok v Dukovanech je primárně určen pro náhradu dosluhujících dukovanských bloků. Když se podaří zajistit jejich šedesátiletý provoz, což hlavně z politických důvodů způsobených tlakem našich sousedů může být náročné, může při včasném spuštění nového bloku dojít k částečnému překryvu jejich činnosti. V každém případě by však nebylo vhodné s přípravou a realizací jeho výstavby otálet. Jinak se může stát, že nízkoemisní jádro budeme jako v Německu nahrazovat silně emisním plynem.

Velice často se ze zelených aktivit objevuje představa, že výstavba jaderných zdrojů probíhá pomalu, a proto je třeba vše zaměřit na budování obnovitelných zdrojů. V oblasti fotovoltaiky se i velké výkony dají postavit poměrně rychle, což dokumentuje i solární boom v roce 2010. Jiná situace je ovšem v oblasti větrných zdrojů. Připomeňme, že pro jaderné bloky máme dvě vybraná stavební místa Temelín a Dukovany, která mají celou řadu posouzení a povolení za sebou. Existuje také vysoká podpora výstavby místního obyvatelstva. Nic takového nemáme v oblasti větrných farem. Je možná několik větrných turbín postavit v rozumném čase, ale výkony ekvivalentní jadernému bloku se těžko postaví rychleji než on.

Jaký by mohl být optimální mix?

Pokud bychom opravdu chtěli dospět k nízkoemisnímu mixu, tak je nejefektivnější cestou kombinace jaderných a obnovitelných zdrojů. Fotovoltaika velmi dobře vykrývá denní špičky, zvláště, když se vhodnou orientací panelů podaří pík její výroby rozšířit. Jaderné bloky jsou pak vhodné pro pokrytí základního zatížení. To je v zimě vyšší, což se dá reflektovat vhodným rozvrhem výměny paliva a přestávek na údržbu. Pokud bychom předpokládali zhruba současnou spotřebu a její průběh, optimální jaderný výkon pro pokrytí základního zatížení je okolo 7 GWe. Dalo by se to zajistit dvěma bloky s výkonem 1,2 GWe, které by nahradily současné čtyři bloky v Dukovanech, a přidáním dvou stejných bloků ke stávajícím dvěma v Temelíně. Pokrytí denních špiček by zajistilo zhruba 4 až 5 GWp fotovoltaiky. Realistické zvýšení větrných zdrojů by mohlo umožnit jejich instalovaný výkon zhruba 1 GWp. Jen ještě připomenu, že v době, kdy budou výborné sluneční podmínky, bude mít Bavorsko velké přebytky elektřiny se slunce. V době, kdy bude hodně foukat, bude mít velké přebytky větrné elektřiny sever Německa.

Čtěte také: Česká republika a OZE

Pokud by se podařilo alespoň mírně navýšit vodní, hlavně přečerpávací, elektrárny a ty na biomasu, které by se dominantně využívaly pro regulaci a přidal větší potenciál akumulace, který je realisticky dostupný, tak by se mohl silně snížit potřebný výkon, a hlavně využití fosilních zdrojů. Celkový výkon uhelných a plynových zdrojů by pak mohl klesnout pod 3GWe. Pokud by se využívaly v režimu kapacitních plateb, tak by se roční emise oxidu uhličitého z výroby elektřiny u nás dramaticky snížily, pětkrát až šestkrát. Z hlediska reálných emisí skleníkových plynů by možná bylo vhodnější nenahrazovat za každou cenu uhelné bloky novými paroplynovými. Rozumnější bude je nahrazovat přímo nízkoemisními. Pokud vezmeme data o české spotřebě elektřiny a podmínky pro provoz na počasí závislých zdrojů z minulých let, tak by takový mix dokázal plně zajistit výkonovou potřebu i celkovou výrobu.

Je pravděpodobné, že přechod na elektromobilitu a elektrifikaci dalších odvětví, například zavádění tepelných čerpadel, povede ke zvýšení spotřeby elektřiny a nutnosti se s tím vyrovnat. Pokud by se podařilo ve třicátých a čtyřicátých letech zavést komerční malé modulární reaktory nebo dramatický průlom v možnostech akumulace, bylo by naopak možné odejít od fosilních zdrojů rychleji.

Současná Energetická Koncepce ČR a Obnovitelné Zdroje

Smutnou skutečností české energetické koncepce je apriori zamítnutí jakékoliv jiné než jaderné cesty, s doplňkem plynu, stejně emisně ničivého jako uhlí, a s malým doplňkem obnovitelných zdrojů. Neproběhla žádná řádná odborná, veřejná či politická diskuse nad návrhy zásadně jiné energetické koncepce, nebyly přeloženy žádné alternativy. Naproti tomu se stále opakuje, že v ČR nemáme pro obnovitelné zdroje podmínky. A to přesto, že v blízkosti ČR jsou realizované projekty úplného zásobování obnovitelnou energií a nesčetné teoretické studie potvrzují veliké potenciály obnovitelné energie.

Do roku 2024 navrhuje MPO stát podpořit výstavbu 3000 MW plynových zdrojů a dotovat elektrárnám a teplárnám 500 Kč za tunu CO2 z uhlí při výrobě tepla. Větrných elektráren chce přitom podpořit pouhých 180 MW a fotovoltaických zdrojů nic. V české energetické koncepci se hrubě podceňují výhody obnovitelné energie, ale dostupné potenciály. Příkladem může být mimo jiné podceněný energetický potenciál střech, kde se pro ČR uvádí odhadem podíl 18 %, zatímco ve vídeňské studii Solarkatastr bylo na základě geodat zjištěno teoretických 70 % střešní plochy využitelné pro solární termiku či fotovoltaiku. To jen ve Vídni odpovídá ploše asi 38 km2. Z této plochy se 6 km2 považuje za velmi dobře a 32 km2 za dobře se hodící. Těžko tento rozdíl s českým odhadem svádět na malou únosnost střech, když se plošná hmotnost fotovoltaiky uvažuje ve velikosti 11-12 kg/m2. Pro sníh se předpokládá u střech se sklonem od 40° do 60° zatížení 40 kg/m2.

Potenciál Obnovitelné Energie

Nejnovější teoretické studie potvrzují vysoký potenciál obnovitelné energie. V práci jsou uvedeny abstrakty 56 recenzovaných (peer-reviewed) článků od 18 nezávislých výzkumných skupin se 109 autory po celém světě, které podporují výsledek, že energii pro elektřinu, dopravu, vytápění či chlazení budov a/nebo průmysl lze spolehlivě dodávat se 100 % nebo téměř 100 % obnovitelnou energií na různých místech po celém světě.

V práci Potsdamského institutu jsou uvedeny potenciály pro zásobování obnovitelnou energií, které byly odvozeny na základě přírodních podmínek i lokálních okolností a zohledňují také sociální a ekologické podmínky. Ve studii autoři počítali pouze s možností větrné a sluneční energie, přičemž stranou ponechali odpadní biomasu a vodní a geotermální energii. Studie zpracovává potenciál různých zemí i jejich regionů a dochází k závěru, že většina oblastí, s výjimkou velkých aglomerací může být zásobena z lokálních zdrojů energie.

Na základě těchto předpokladů autoři konstatují, že všechny evropské země lze plně ve všech segmentech spotřeby zásobovat pomocí lokální sluneční a větrné energie. Výjimku tvoří pouze některá větší města, ale jejich spotřeba může být doplněna obnovitelnou energií z okolí. Pro zajištění konstantní dodávky energie jsou nutné techniky skladování a přeměny energie.

Srovnání s Německem

V Německu je mnoho okresů, regionů, měst a obcí, které jsou plně zásobovány obnovitelnou elektřinou. Často vyrábí přebytky, které vyvážejí a dále pracují na rozšíření obnovitelné energie v segmentech tepla a dopravy. Navzdory tomuto propadu docházelo v Německu až do roku 2020 k relativně stálému růstu podílu zelené elektřiny. Objem obnovitelné elektřiny se zdvojnásoboval každých sedm let - z přibližně z šesti procent v roce 2000 na dvanáct procent v roce 2007, kolem 27 procent v roce 2014 a necelých 50 procent v roce 2020. V České republice naproti tomu se prakticky nic neinstalovalo. Jako by se čekalo na spásnou novou technologii.

V Německu, které bylo svého času považováno za vlajkovou loď obnovitelné energetiky, zbrzdila velká koalice pod vedením Angely Merkelové dynamiku rozvoje obnovitelných zdrojů. V roce 2013 poklesl nárůst instalací ve fotovoltaice, v roce 2016 u bioplynu a od roku 2018 u větrné energetiky. Hlavními příčinami byl přechod z fixní výkupní ceny na výběrová řízení a nárůst byrokracie při schvalování.

V případě, že by instalace větru a fotovoltaiky pokračovaly historicky nejvyšší dosaženou rychlostí z předešlých let, mohlo by mít Německo již dnes 100 % obnovitelné elektřiny v síti.

Nové Technologie a Skladování Energie

Dochází rovněž k podstatným změnám v technologiích i v teoretických koncepcích obnovitelných zdrojů. Perovskitová fotovoltaika, jejíž produkce je mnohem levnější, než klasická křemíková má ambice vysoké účinnosti. Účinnost perovskitových laboratorních vzorcích solárních článků se zvýšila z 3,8 % v roce 2009 na 25,7 % v roce 2021 v kompozici s jedním přechodem a v tandemových článcích s křemíkem na 29,8 %. Vedle zmíněných železo vzdušných baterii je dalším řešením středně a dlouhodobé skladování vodíku nebo zemního plynu bohatého na vodík v porézních formách v podzemí. V minulosti se při skladování plynu pozorovala mikrobiální metanace jako vedlejší efekt. Vznikl koncept podzemní biometanace, který využívá mikrobiální metabolismus k přeměně vodíku a oxidu uhličitého na metan. Praxe spočívá ve vhánění plynného vodíku a oxidu uhličitého do podzemních struktur během špiček výroby energie, které se následně částečně přeměňují na metan. Výsledná plynná směs bohatá na metan se při vysoké spotřebě energie odebírá.

Obnovitelné zdroje energie v roce 2024 vyráběly podle Global Electricity Report již 32 % světové elektřiny. Nárůst výroby zejména solárních a větrných elektráren byl jen za minulý rok rekordních 858 TWh (což je patnáctinásobek celkové spotřeby Česka v roce 2024). Obnovitelné zdroje jsou dominantním trendem v globální energetice a vyrábí již téměř třetinu elektřiny. V České republice jsme zatím stále pozadu, přestože máme velký potenciál a evropské peníze na investice. Problémem jsou složité a zdlouhavé povolování, nepružné podmínky pro připojování do sítě a malý důraz politiků.

Česká republika se přitom Evropské unii zavázala k plánu Fit for 55. Evropská komise stanovila ambiciózní cíle pro rok 2030 v oblasti dekarbonizace, rozvoje obnovitelných zdrojů a zvyšování energetické účinnosti. Podle balíčku opatření Fit for 55 by měly státy snížit emise skleníkových plynů alespoň o 55 % oproti výchozímu roku 1990, současně by měly zvýšit podíl obnovitelných zdrojů na konečné spotřebě energie, a to na přibližně 30 %. K plánu se zavázalo i Česko, naplnit cíle se mu ale zřejmě nepodaří.

Podíl fosilních paliv a obnovitelných zdrojů na výrobě energie se v Česku za poslední roky významně proměnil. Od roku 1990 Češi snížili spotřebu pevných fosilních paliv z 63 % na 33 %, současně zvýšili podíl obnovitelných zdrojů a jaderné energie, a to o 12 %. Energetický mix se tak významně mění ve prospěch obnovitelných zdrojů. Přesto je u nás podíl uhlí na výrobě elektřiny stále zhruba trojnásobný oproti průměru EU. Obnovitelné zdroje se pak velmi často omezují jen na fotovoltaiku.

Česko pak má z geografického hlediska největší potenciál v kombinaci solární a větrné energie. Výroba z fotovoltaických elektráren je nejvyšší na jaře a v létě, zatímco větrné elektrárny nejvíce vyrábí na podzim a v zimě, kdy nejvíce fouká. Tyto zdroje se tedy vhodně doplňují. Nedostatečně dimenzovaná distribuční síť ovšem v některých regionech neumožňuje připojování nových zdrojů.

Podle dat agentury IRENA (International Renewable Energy Agency) jsou již nyní obnovitelné zdroje ekonomicky konkurenceschopné. Průměrné náklady na výrobu elektřiny z fotovoltaiky a větru klesly na 30-50 USD/MWh, což je výrazně pod úrovní fosilních zdrojů, které se často pohybují mezi 70-100 USD/MWh. Ačkoliv je návratnost investic ovlivněna regulatorní nejistotou a nejednoznačnými pravidly trhu, investice do komunitních řešení, solárních panelů a tepelných čerpadel přece jenom narůstají.

tags: #nemame #prirodni #podminky #pro #obnovitelne #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Inspirace domem v temné přírodě
• Udržitelná běžecká obuv
• Turistika v Nízkých Taurách
• Otázky z fyziky pro ZŠ
• Okno do přírody: Kokořínsko