Emise vodních elektráren v kontextu české energetiky

Vodní elektrárny patří mezi nejstabilnější zdroje elektřiny. Využívají přirozenou sílu vody k výrobě čisté energie. Vodní elektrárna je zařízení, které vyrábí elektřinu z pohybu vody - konkrétně z jejího proudu nebo výškového rozdílu. Voda roztáčí turbínu, ta pohání generátor a ten vyrábí elektřinu.

Princip fungování vodních elektráren

Představte si, že voda teče přes hráz. Jakmile padá dolů, má velkou sílu, tzv. potenciální energii. Voda se zadrží v přehradní nádrži, takže vznikne výškový rozdíl (spád). Voda je pak podle potřeby vypouštěna na turbínu, která roztáčí generátor a vyrábí elektřinu. Výhodou je, že vše probíhá nepřetržitě. Dokud teče voda, vyrábí se elektřina.

Druhy vodních elektráren

Vodní elektrárny se dělí podle způsobu využití vodního toku a podle technického řešení:

• Přehradní vodní elektrárny: Voda se zadrží v přehradní nádrži, takže vznikne výškový rozdíl (spád).
• Přečerpávací vodní elektrárny: Jsou to v podstatě baterie pro elektrickou síť. V době, kdy je přebytek elektřiny (např. v noci), se voda čerpá z dolní nádrže do horní.
• Průtočné vodní elektrárny: Jsou umístěny přímo na řece, obvykle u jezu. Výrobu nejde regulovat - závisí na přírodě.
• Malé vodní elektrárny: Fungují na stejném principu jako ostatní typy, ale v menším měřítku. Využívají menší spád i menší množství vody.

Vodní elektrárny v České republice

Možná vás překvapí, že v Česku máme přes 1 500 vodních elektráren. Nejvýznamnější vodní elektrárny v ČR tvoří tzv. vltavskou kaskádu - soustavu přehrad a elektráren na řece Vltavě. Patří sem Lipno, Orlík, Kamýk, Slapy, Štěchovice a Vrané. Vodní elektrárny v ČR tvoří zhruba 3 % z celkové výroby elektřiny. Vodní elektrárny hrají v české energetice důležitou roli už desítky let - zejména ty velké, jako jsou přehradní nebo přečerpávací.

Emise vodních elektráren

Vodní elektrárny nevypouštějí emise skleníkových plynů, nevznikají při nich spaliny ani odpad. Na rozdíl od solární energie nebo větrné energie nejsou vodní elektrárny závislé na aktuálním počasí. Většina zařízení ve vodních elektrárnách má životnost 40-100 let. Výstavba přehrady nebo přečerpávací elektrárny je náročná na finance, čas i logistiku. Vodní elektrárny jdou stavět pouze tam, kde to dovolují přírodní podmínky - tedy dostatečný průtok, vhodný spád, stabilní geologické podloží a přístup k síti. Výstavba přehrad znamená zatopení rozsáhlých území, zásah do přirozeného toku řeky a ovlivnění vodních a suchozemských ekosystémů.

Čtěte také: Základní pojmy environmentální chemie

Sluneční, větrné i vodní elektrárny patří mezi obnovitelné zdroje energie, které neprodukují žádné přímé emise CO2. Nepřímé emise za životní cyklus elektrárny jsou však nenulové u všech zdrojů. Jedna taková analýza se nachází v příspěvku pracovní skupiny č. III. k 5. zprávě Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC) za rok 2014. Tato analýza uvádí nulové přímé emise CO2 u solárních, větrných, vodních, geotermálních i jaderných elektráren.

Co se týče emisí nepřímých, pak sluneční elektrárny vyprodukují za svůj životní cyklus v mediánu 41 až 48 g ekvivalentu CO2 na jednu kWh (záleží na druhu), větrné 11 či 12 g/kWh (záleží na tom, zda jsou umístěny na pevnině nebo v moři), vodní 24 g/kWh. Medián emisí za životní cyklus geotermálních elektráren je 38 g/kWh, zatímco jaderné elektrárny se podílí na emisích 12 g/kWh.

Emisní faktory různých typů elektráren

Jednotkovým emisím oxidu uhličitého z různých zdrojů se říká emisní faktor. Uvádí množství uhlíku, respektive oxidu uhličitého připadající na jednotku energie ve spalovaném palivu. Udává se v jednotkách t CO2/MWh. V České republice je oficiální emisní faktor elektřiny asi 0,43 tCO2/MWh. To znamená, že v průměru se při výrobě 1 megawatthodiny elektřiny v ČR se uvolní 0,43 tuny CO2, aneb 430 kg CO2. Emisní faktor je vážený průměr ze všech elektráren, kdy se uvažuje procentuální podíl jednotlivých zdrojů, tedy třeba uhelné elektrárny, jaderné, vodní.

Čísla pro různé typy elektráren nabízí materiál Emisní faktory Paktu starostů a primátorů pro členské státy EU, který vydala Evropská komise (anglicky). Emisní faktor uhelné elektrárny je asi 0,36 t CO2 ekv./MWh. Pro hlavní obnovitelné zdroje, tedy větrnou elektrárnu, fotovoltaickou i vodní elektrárnu se uvádí nula. Obnovitelné zdroje se tudíž podle tohoto dokumentu považují za tzv. bezuhlíkové. Abychom získali reálná měrná čísla z výroby elektřiny, je třeba uvažovat celkové emise všech skleníkových plynů během celé životnosti elektrárny. Musí se započítat např. stavbu/výrobu zařízení, jeho likvidace a případná doprava paliva.

Ze hodnocení měrných emisí skleníkových plynů i z dalších dopadů (např. vliv těžby a distribuce paliv na krajinu, místní znečištění ovzduší, znečištění vody) vychází, že obnovitelné zdroje elektřiny jsou lepší než neobnovitelné, tedy např. elektřina z uhlí, zemního plynu nebo popř.

Čtěte také: Přehrady a Bezpečnost

Dopady sucha na vodní elektrárny

Druhým pohledem je provoz vodních elektráren, které jsou přímo ovlivněny suchem skrze snížený průtok vodních toků. Dlouhodobě trvající sucho by mělo mírně se lišící dopady na každou z nich, přičemž náchylnější na omezení výroby by byly menší vodní elektrárny.

Výroba elektřiny z vodních elektráren dosáhla 1,63 TWh a v porovnání s rokem 2022 a výrobou 2,09 TWh tak byla výroba menší o 22 %.

Emisní faktory oxidu uhličitého pro různé druhy paliv

Pro orientační výpočet úspor emisí oxidu uhličitého dosažených změnou druhu paliva nebo sníženou spotřebou paliva lze použít údaje z následující tabulky:

Pramen: Vyhláška č. 425/2004 Sb.

Zatímco fotovoltaické a větrné elektrárny se rozšiřují rychlým tempem, vodní elektrárny zůstávají stabilním pilířem obnovitelných zdrojů. Jejich další využití v budoucnu leží hlavně v kombinaci malých vodních elektráren s bateriemi nebo jako součást energetických komunit. Vodní elektrárny fungují jednoduše, spolehlivě a ekologicky.

Čtěte také: Kompost a zahrada

tags: #vodní #elektrárna #emise

Oblíbené příspěvky:

• Brodek u Prostějova – protipovodňová opatření
• Příběhy zániku a naděje
• Harmonogram Svozu Odpadu
• Litoměřice: Kvalita ovzduší
• Vliv obnovitelných zdrojů na životní prostředí