Obnovitelné zdroje energie ve Finsku

Finský energetický sektor díky inovacím zažívá mimořádný rozmach. Finsko hledá způsoby, jak pro svou zem zabezpečit dodávky energie za přijatelné ceny a právě tento koncept může být velmi slibnou cestou. Finsko se díky inovacím daří přistupovat k čisté tranzici chytře a komerčně výhodně.

Inovativní řešení pro ukládání energie

Bez dostatečné kapacity okamžitě přístupných úložišť ztrácí obnovitelné zdroje z velké části své výhody a schopnost pokrývat spotřebu v době poptávky. Na počátku budování větrných i solárních elektráren těžilo Finsko z dostatečné kapacity hydroelektráren na severu země jakožto vyrovnávacích zdrojů, nyní však již musí masivně spoléhat na baterie a různá jiná inovativní řešení. Jednou z perspektivních cest je rovněž ukládání energie do písku.

Pískové baterie

Princip „pískového“ úložiště energie o kapacitě 8 MWh představili ve finském městě Kankaanpää na západě země. Jednoduchý princip profituje z efektivní přeměny elektrické energie na teplo, dlouhou životností a zanedbatelnými ztrátami. Co je na celém systému z dílny finských inženýrů ze společnosti Polar Night Energy nejzajímavější? Nízká cena a jednoduchost. Samotné „teplo“ je uchovávané ve speciální ocelové nádrži naplněné rozžhaveným pískem.

Písek je ohříván prostřednictvím energie vytvořené OZE na teplotu 500 °C a dle autorů projektu v takovém systému dochází k jen velmi malým ztrátám, což je jednoznačně velké pozitivum. V roce 2024 dokončila další, a to desetkrát větší projekt pískové baterie ve městě Pornainen s výkonem 1 MW, která je schopná uložit až 100 MWh tepelné energie.

„Baterie“ v podobě izolovaného kontejneru naplněného pískem je prostřednictvím tepelného výměníku nabíjena obnovitelnou energií z větrných a solárních elektráren, přičemž je schopna ukládat energii až do teploty 600 °C po několik týdnů až měsíců. V případě potřeby baterie prostřednictvím horkého vzduchu ohřívá vodu pro městské vytápění. Uloženou energii lze také využít pro výrobu páry či vysokoteplotní energie pro průmyslové provozy, které tak sníží svou závislost na fosilních palivech.

Čtěte také: Význam obnovitelné energie

Aktuálně se pracuje i na řešení pro přeměnu tepelné energie zpět na elektřinu (Power-to-Heat-to-Power) prostřednictvím turbíny, kde sice samozřejmě dojde ke ztrátám obnovitelné elektřiny, nicméně její využití bude možné načasovat přesně dle potřeby.

Pouze v městě Pornainen se očekává 70 % snížení emisí z městského vytápění, omezení spotřeby spalovaného dřeva na 40 % a snížení produkce oxidu uhličitého o 160 tun ročně. Firma Polar Night Energy má již nyní připravena řešení až do výkonu 10 MW, kde bude možné uložit až 1 GWh tepelné energie.

Největší písková baterie na světě, vyvinutá finskou společností Polar Night Energy, představuje významný krok vpřed v oblasti ukládání tepelné energie. Písková baterie v Pornainenu je pozoruhodná nejen svými rozměry, ale i technickými parametry. Instalace dosahuje výšky přibližně 13 metrů a šířky 15 metrů, což z ní činí jednu z největších svého druhu na světě. Systém je schopen poskytovat tepelný výkon 1 megawatt (MW) a ukládat až 100 MWh tepelné energie.

Systém funguje na principu ohřevu drceného mastku na teploty mezi 500-600 °C. Když je k dispozici nadbytek energie z větrných nebo solárních elektráren, tato elektřina je využita k ohřevu vzduchu, který následně prochází trubkami uvnitř baterie a zahřívá mastek. Díky vynikajícím izolačním vlastnostem je teplo uchováváno po dlouhou dobu s minimálními ztrátami.

Na rozdíl od běžného písku byl pro tuto instalaci zvolen drcený mastek, vedlejší produkt z výroby krbů finské společnosti Tulikivi. Mastek má lepší tepelné vlastnosti než běžný písek, což zvyšuje účinnost systému.

Čtěte také: České startupy a energie

Zavedení pískové baterie přináší obci Pornainen řadu významných výhod. Roční emise CO₂ ekvivalentu z místní sítě vytápění se sníží přibližně o 160 tun, což představuje pokles téměř o 70 %. Obec navíc zcela eliminovala používání topného oleje a snížila spotřebu dřevní štěpky přibližně o 60 %. Systém umožňuje efektivní využití přebytečné obnovitelné energie, což zvyšuje energetickou nezávislost obce.

Úspěch instalace v Pornainenu ukazuje potenciál pískových baterií jako efektivního a ekologického řešení pro ukládání energie. Společnost Polar Night Energy plánuje další rozšíření této technologie, což by mohlo znamenat zásadní posun v přechodu na obnovitelné zdroje energie a snížení závislosti na fosilních palivech.

Vzhledem k úspěchu této instalace je pravděpodobné, že podobné systémy budou zaváděny i v dalších regionech, které hledají efektivní způsoby, jak využít přebytečnou obnovitelnou energii. Finsko tímto krokem nejenže posiluje svou pozici lídra v oblasti obnovitelné energetiky, ale také inspiruje další země k implementaci podobných technologií. Tento projekt je dalším důkazem toho, že inovativní přístupy a technologie mohou hrát klíčovou roli v boji proti klimatickým změnám a při budování udržitelnější budoucnosti.

Podzemní úložiště tepla

Finsko se dlouhodobě zabývá inovativním využitím zbytkového tepla z průmyslových provozů a zelené energie pro městské vytápění. Aktuálně pracuje na největším podzemním úložišti tepelné energie na světě za 200 milionů eur. Projekt Varanto ve městě Vantaa, které sousedí s Helsinkami, bude dokončen v roce 2028 a bude mít úložnou kapacitu 90 GWh a objem 1,1 milionu kubických metrů.

Podzemní kaverny budou v hloubce cca 100 metrů a budou naplněny horkou vodou, jejíž teplota díky tlakování bude moci dosahovat až 140 °C. Systém bude tepelnou energii čerpat především ze zbytkového tepla průmyslových provozů, spalování dřeva, spalování nerecyklovatelného odpadu a obnovitelné elektřiny a bude řízen umělou inteligencí, která zajistí optimalizaci systému výroby a distribuce energie v každém okamžiku.

Čtěte také: Více o sluneční energii

Výkon by měl být dostatečný pro vytápění velké části města s jeho cca 250 tisíci obyvateli. Město Vantaa se pyšní robustním systémem dálkového vytápění, které se skládá z 600 kilometrů trubek, jimiž proudí 42 milionů litrů vody. Díky mimořádně široké síti dálkového městského vytápění se daří efektivně využívat zbytkové teplo z průmyslových provozů a datových center, stejně jako akumulovat levnou energii z obnovitelných zdrojů. Ve městě Vantaa se nyní buduje největší podzemní tepelné úložiště na světě.

Využití geotermální energie

Finsko je dlouhodobě lídrem v inovativních energetických řešeních, ale nedávné investice do geotermální energie posunuly jeho energetické ambice na zcela novou úroveň. Geotermální energie byla po léta významným obnovitelným zdrojem, ale v současnosti má ve Finsku ještě zvláštní důležitost. Vrtáním do hloubky několika kilometrů pod povrch se zde podařilo objevit téměř nevyčerpatelný zdroj tepla - geotermální důl.

Moderní technologie, jako je finský systém GM2000 od společnosti Geomachine, umožňují bezpečné a efektivní vrtání do hloubek až 6-7 kilometrů. Tím je možné využít energii z tepla, které proudí z tektonických desek. I když je vrtná technologie ve Finsku na pokročilé úrovni, vrtání do větších hloubek, například 20 kilometrů, je stále spíše teoretická možnost a vyžaduje další vývoj.

Přestože Finsko disponuje bohatými geotermálními zdroji, technologické nároky na využití této energie nejsou malé. Teploty, které mohou v hloubce přesahovat 500 °C, vyžadují specifická řešení, jako jsou velmi sofistikované výměníky tepla. Francouzská společnost CGG navíc přichází s plánem propojit využívání geotermální energie s výrobou zeleného vodíku a amoniaku. Tímto by se dala efektivně řešit problematika teploty a zároveň by vznikla ekologická paliva pro automobilový průmysl.

Tento systém může přispět k redukci emisí až o 95 %, což je pro Finsko zásadní krok k dosažení cíle stát se uhlíkově neutrální do roku 2035, o 15 let dříve než plánuje EU. Inspirace finského projektu přesahuje hranice a může posloužit jako vzor pro další země, zejména ty, které mají sopečnou aktivitu nebo významný pohyb tektonických desek. V dlouhodobém horizontu může geotermální energie zásadně ovlivnit světovou energetickou mapu a poskytnout stabilní a udržitelné řešení pro domácí i průmyslové aplikace.

Nízké ceny elektřiny a elektrokotle

Vysoký počet hodin se zápornou cenou elektřiny ve Finsku odstartoval boom elektrokotlů, jejichž celkový výkon by se měl během tří let ztrojnásobit ze současných zhruba 500 MW na více než 1,5 GW. Instalovaný výkon větrných elektráren se od roku 2020 ztrojnásobil na současných téměř 7 GW, výkon solárních elektráren vzrostl z 0,2 GW na více než 1 GW. Důsledkem tohoto rozvoje je mimo jiné vysoký počet hodin s velmi nízkou či dokonce zápornou cenou elektřiny.

V loňském roce museli výrobci elektřiny ve Finsku platit za dodávku do sítě ve 467 hodinách. Využít nízkých cen elektřiny chtějí finští dodavatelé tepla, kteří podle Montelu plánují do roku 2026 zprovoznit zhruba 1 000 MW nových elektrokotlů. "Přepnout z biomasy nebo fosilních paliv na elektřinu v období nízkých cen elektřiny může větším energetickým společnostem přinést milionové úspory," uvedl senior analytik ze společnosti Axpo Riku Merikoski.

Kanibalizační efekt u obnovitelných zdrojů

Výrobci elektrické energie ve Finsku vítají plány teplárenských společností na instalaci flexibilních spotřebičů elektřiny a doufají, že pomohou zmírnit problémy s kanibalizačním efektem na ceny elektřiny u obnovitelných zdrojů energie. Ten probíhá v hodinách, kdy vysoká výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů převyšuje poptávku a ceny elektřiny v důsledku toho padají až do záporných hodnot.

Podle Merikoskiho by plánovaná instalace zhruba 1 000 MW elektrokotlů mohla pomoci, avšak aktuální plány na další investice do větrných a solárních elektráren tento pozitivní efekt de facto vyruší. "Aby byl zvrácen trend rostoucího počtu hodin se zápornou cenou elektřiny, bylo by jich potřeba mnohem více," dodal Merikoski.

Obnovitelné zdroje a těžba kryptoměn

Finsko se zavázalo k ambicióznímu cíli: být uhlíkově neutrální do roku 2035. Jak toho chce dosáhnout? Sází na chytrou kombinaci obnovitelných zdrojů jako jsou větrná, solární, vodní a bioenergie. Představte si systém, kde se větrné turbíny a solární panely spojí v jeden celek. Když fouká, energii dodává vítr. Když svítí slunce, nastupuje solární energie. Pro těžbu a provoz datacentra, které vyžaduje stabilní přísun energie 24/7, je toto řešení zásadní.

Finsko je pro těžbu ideální. Díky své poloze má obrovský potenciál pro větrnou energii, která je silná hlavně v zimě. A i přes dlouhé zimy si našlo cestu k solární energii, kterou podporuje masivními investicemi. Do roku 2030 chtějí navýšit kapacity větrné a solární energie až na 7 GW, respektive 2 GW. Studené podnebí Finska je navíc přirozenou výhodou. Provoz ASIC minerů generuje obrovské množství tepla, které je třeba odvádět. Finsko ukazuje, že udržitelná těžba není jen sen. Je to realita, která je v plném proudu.

Finsko v mezinárodním kontextu

V žebříčku zemí nejvíce využívajících obnovitelné zdroje energie jsou na vrcholu převážně státy západní Evropy, využívající vítr, Slunce, atom a vodu. Země na vrcholu seznamu magazínu Energy mohou svá vysoká procenta výroby obnovitelné energie do jisté míry připsat bohatým přírodním zdrojům. Island táhne geotermální energie, Norsko obrovské kapacity vodních elektráren a Dánsko výroba větrné energie.

Finsko usiluje o dosažení net zero do roku 2035. Je přední zemí ve veřejných a soukromých výdajích na výzkum, vývoj a testy v oblasti energetiky a je také světovým lídrem v oblasti biopaliv druhé generace vyráběných ze dřeva.

tags: #obnovitelné #zdroje #energie #Finsko

Oblíbené příspěvky:

• Ochrana přírody Adršpašska
• Co je to skládka Nové Město?
• Plán MPO pro snižování emisí
• Recenze ubytování Makov
• Energetická Transformace