Obnovitelné Zdroje Energie: Cesta k Udržitelné Budoucnosti

Za posledních pět let se v energetice globálně hodně změnilo, prioritními tématy jsou energetická bezpečnost a také závazky v oblasti snižování emisí. Evropa už zdaleka není jediným tahounem dekarbonizace na světě. Velký skok dopředu dělá Čína, ozelenění průmyslu a dopravy podporuje třeba i USA. Kromě toho se výrazně mění cenové podmínky u nových technologií, třeba u fotovoltaik je pokles cen v poslední době jasně znatelný.

Spojené státy americké mají relativně čerstvý zákon (Inflation Reduction Act), který navzdory svému formálnímu označení prakticky slouží pro dotování zelených průmyslových technologií. V Číně zase využívají naplno svých zásob nerostného bohatství i know-how spojeného s vývojem nových technologií.

Významným faktorem je i cena jednotlivých technologií. Například u fotovoltaik je patrný dlouhodobý pokles s tím, jak se postupně rozšiřují po celém světě. Nižší cena přispívá k tomu, že do budoucna klesá i odhadovaná poptávka po plynu - obnovitelné zdroje dokáží vyrobit potřebnou energii levněji a navíc nejsou závislé na těžbě v konkrétních nalezištích.

Zdroje Energie v České Republice

Energetika v Česku je odjakživa ovlivněna dostupností zdrojů. A jde jak o obnovitelné, tak neobnovitelné zdroje energie. Za poslední desetiletí jsme ale prošli řadou změn, které mají za cíl snížit závislost na fosilních palivech a podporovat rozvoj obnovitelných zdrojů.

Zdroje na výrobu elektrické energie můžeme rozdělit na:

Čtěte také: Zelený plyn v ČR

• Jaderná energie
• Obnovitelné zdroje
• Neobnovitelné zdroje

Neobnovitelné Zdroje

Neobnovitelný zdroj energie je jednoduše ten, který jednou vyčerpáme. Tyto zdroje jsou opakem obnovitelných - nejen, že se nám jejich zásoby krátí, ale jejich využívání produkuje velké množství CO2 a přispívá ke globálnímu oteplování. Řadí se sem zejména fosilní paliva jako uhlí, ropa, zemní plyn a někdy i rašelina. Přesto že se fosilní paliva nepřestávají přirozeně vytvářet, tento proces je příliš pomalý na to, abychom je mohli považovat za obnovitelný zdroj.

Neobnovitelné zdroje jsou u nás stále dominantní, podíl těch obnovitelných ale postupně roste.

• Uhlí: Patří mezi nejvyužívanější zdroje energie v ČR. V roce 2022 se uhlí podílelo na výrobě elektřiny přibližně 44 %. Spalování uhlí je však největším zdrojem emisí CO2.
• Jádro: Je dalším stěžejním neobnovitelným zdrojem energie. V roce 2022 tvořilo jádro zhruba 37 % veškeré vyrobené elektřiny.
• Zemní plyn: Má v českém energetickém mixu stále významnou roli, i když ho musíme dovážet. V roce 2022 tvořil zemní plyn asi 6 % z celkové výroby elektřiny. Má sice nižší emise CO2 ve srovnání s uhlím, ale i tak se snažíme postupně snižovat závislost na něm.

Obnovitelné Zdroje

Mezi obnovitelné zdroje patří zejména uhlíkově neutrální a takzvané nevyčerpatelné zdroje - sluneční světlo, déšť, vítr, vlny nebo geotermální teplo. Dalším populárním obnovitelným zdrojem, i když ne uhlíkově neutrálním, je dřevo.

• Biomasa a bioplyn: Hrají důležitou roli v českém energetickém mixu, kdy tvoří téměř polovinu energie z obnovitelných zdrojů.
• Sluneční energie: Zažila v Česku boom kolem roku 2010 a počet fotovoltaických elektráren se stále rozšiřuje.
• Vodní energie: Se skrze elektrárny se podílí na výrobě zhruba 4 % elektřiny.
• Větrná energie: Se u nás využívá hlavně v Ústeckém a Karlovarském kraji.

Biometan jako Alternativa Zemního Plynu

Ekologický zemní plyn, tedy biometan, se vyrábí z bioplynu. Ten vzniká při rozkladu organických látek (např. bioodpadu) bez přístupu vzduchu - odborně se procesu říká anaerobní fermentace.

Jako suroviny se používají:

Čtěte také: Pravidla soutěže - emise

• zemědělská biomasa (hnůj, kejda, travní senáže, siláž kukuřice),
• potravinářský odpad (zbytky z výroby potravin a nápojů, zkažené suroviny),
• bioodpad z domácností (tříděný sběr, gastroodpad),
• čistírenské kaly z odpadních vod.

Výsledkem je směs, která obsahuje převážně metan (50-70 %) a oxid uhličitý (CO₂). Aby bylo možné tento bioplyn posílat do plynárenské soustavy, musí projít tzv. upgradací - čištěním a oddělením CO₂. Tím vzniká biometan, který má čistotu metanu nad 96 % a je prakticky nerozeznatelný od zemního plynu.

Biometan se proto považuje za uhlíkově neutrální palivo. Kdyby se bioodpad nechal volně rozkládat, uvolňoval by do atmosféry metan - plyn, který má 28-34× silnější skleníkový efekt než CO₂.

Využití biometanu:

• Doprava: Po stlačení na bioCNG nebo zkapalnění na bioLNG pohání osobní vozy, autobusy i nákladní auta.
• Energetika a teplárenství: Biometan lze s vysokou účinností využít v kogeneračních jednotkách - chytrých zařízeních, která dokážou během jednoho spalování vyrobit zároveň elektřinu i teplo.
• Průmysl: Biometan slouží nejen jako palivo, ale i jako surovina v chemickém průmyslu - například pro výrobu hnojiv či plastů.

Geotermální Energie

Geotermální energie může již za současných technologických a legislativních podmínek v Česku nahrazovat zemní plyn a uhlí také v menších soustavách centrálního vytápění a chlazení. Může se tak stát významným a někde i dominantním zdrojem tepla a chladu pro komerční využití v teplárenství, průmyslu, veřejném sektoru a developerských projektech.

Z pohledu tržního potenciálu jsou v Česku perspektivní zejména technologie mělké geotermální energie, využívající soustavy vrtů a vysokoteplotních tepelných čerpadel.

Čtěte také: Ústecký kraj: emise plynů

Srovnání se Sousedními Státy

V rámci Evropské unie mají fosilní paliva, jádro i obnovitelné zdroje zhruba třetinový podíl. Když se ale podíváme na jednotlivé státy, tyto rozdíly mohou být docela výrazné. Zatím co třeba Švédsko a Finsko spoléhají zejména na jádro a obnovitelné zdroje, naprostá většina elektřiny na Kypru a v Estonsku se vyrábí pomocí fosilních paliv.

Polsko má nejvyšší podíl využívání uhlí na výrobu elektřiny ze všech států Evropské unie, zatímco Česká republika je na druhém místě. Je nutno zmínit, že Polsko vůbec nevyužívá jádrovou energii, na rozdíl od Slovenska, kde je jádro hlavním zdrojem energie.

Výroba Elektřiny z OZE v EU

Dle studie European Electricity Review 2023 společnosti Ember vyplývá, že OZE čím dál více dominují na trhu s elektřinou v Evropské unii. Výroba elektřiny ze slunečního záření vzrostla v roce 2022 o rekordních 39 TWh, což představuje nárůst o 24 %. Produkce elektřiny ze slunce vzrostla meziročně na 203 TWh. Celkem tak solární elektrárny vyprodukovaly 7,3 % veškeré elektřiny v EU. Z větru EU v roce 2022 vygenerovala 420 TWh elektřiny, čímž dosáhla 15% podílu na výrobě elektřiny z tohoto zdroje.

Největší producenti elektřiny ze slunečního záření v roce 2022:

• Německo: 59 TWh
• Španělsko: 33 TWh

Největší producenti větrné energie v roce 2022:

• Německo: 126 TWh
• Španělsko: 62 TWh

Nadpoloviční podíl větrné energie v elektroenergetickém mixu mělo Dánsko, které jí vyrobilo 19 TWh, což odpovídá 55 % vyrobené elektřiny.

Výroba Elektřiny z OZE v ČR

česká republika není pro rozvoj obnovitelných zdrojů nejvhodnější lokalitou, zároveň pak velká část veřejnosti a také politické reprezentace byla k jejich protežování velmi skeptická. Výroba elektřiny z OZE v Česku tedy zaostává za zbytkem Evropské unie. V loňském roce podíl solárních a větrných elektráren na celkovém objemu vyrobené elektřiny loni v České republice činil 3,7 %. Větrné a solární elektrárny v Česku vloni za prvních devět měsíců roku vyrobily přes 2,52 TWh elektřiny. Celkem bylo v Česku za stejné období vyrobeno více než 62,24 TWh, nejvíce z uhelných a jaderných elektráren.

Za posledních pět let se objem elektřiny vyrobené ze solárních či větrných elektráren v tuzemsku zvýšil o 13,6 %. V celé EU pak nárůst činí téměř 88 %.

Rok 2022 byl ovšem z několika důvodů pro obnovitelné zdroje v Česku i tak rekordní. Zprovozněno bylo 33 760 fotovoltaických elektráren s celkovým výkonem 288,8 MW, což zvedlo meziroční růst o 366 %.

Zároveň s tím si v prvních vlnách dotací z Modernizačního fondu a dalších fondů určených na transformaci energetiky zájemci rozdělili první dotační tituly na výstavbu solárních elektráren nebo bioplynových stanicí. Z dlouhodobého hlediska je klíčový rozvoj větrné energie, která může vykrýt spotřebu v zimních měsících, kdy pro ni panují nejpříhodnější povětrnostní podmínky. Naopak v letních měsících může spotřebu energie saturovat elektřina z fotovoltaických elektráren.

Podpora Obnovitelných Zdrojů

Změna klimatu se děje, a tak i u nás pracujeme na tom, abychom snížili její dopady. Jednou z cest je právě snížení závislosti na fosilních palivech. Zavádíme proto různá opatření k podpoře obnovitelných zdrojů energie.

• Podpora fotovoltaiky a větrné energie: Fondy a dotace pro rozvoj obnovitelných zdrojů energie podporují nové instalace fotovoltaických panelů a větrných elektráren.
• Uhelný phase-out: Postupný odklon od uhlí, tzv. phase-out, je zásadní krok na cestě k čistější energii.

Kogenerační jednotky (KGJ)

I v nejmodernějších paroplynových elektrárnách je účinnost výroby elektřiny pouze 60%, zbylé teplo odchází nevyužito. Proto by elektřina měla být vyráběna přednostně v kombinované výrobě elektřiny a tepla v kogeneračních jednotkách (KGJ) či paroplynových teplárnách.

Zajímavý je vývoj plynové kogenerace v Německu, kdy se od roku 2017 systematicky podporují kombinovaná řešení plynové KVET s OZE, nazývaná inovativní KVET (iKVET). Například projekt iKVET ve městě LEMGO kombinuje plynové KGJ 2x2,5 MWe se solárními kolektory solárními kolektory 9000 m2 a tepelným čerpadlem o výkonu 1 MWth využívající teplo z řeky.

Na podzim schválená novela zákona o podporovaných zdrojích energie č.382/2021 Sb. přináší celou řadu změn. U podpory elektřiny z KVET je to zejména nově garantovaná doba životnosti 15 let a možnost čerpat podporu na modernizované výrobny.

tags: #plyn #obnovitelné #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Likvidace odpadu v ČR a ve světě
• Návrat k přírodě v renesanci
• Jak kompostovat shnilé plody
• Účinné metody upozorňování na znečištění ovzduší
• Dopad jaderných elektráren na životní prostředí