Obnovitelné Zdroje Energie: Cesta k Čistší Budoucnosti

Trend obnovitelných zdrojů energie v posledních letech narůstá. Chcete poznat obnovitelné zdroje energie a principy jejich fungování blíže? Obnovitelné zdroje energie, tedy takové, kterých je v principu nekonečná zásoba, jsou základem energetiky budoucnosti. Ta se má obejít bez fosilních paliv a nemá zvyšovat množství uhlíku v atmosféře. Spoléhat proto musíme na přírodní síly, a to nejen na slunce, vítr nebo vodu, ale i na dřeviny a rostliny, které snadno znovu dorostou.

Co je Obnovitelná Energie?

Co přesně je tedy obnovitelná energie? Obnovitelná energie pochází ze zdrojů nebo procesů, které se neustále obnovují. V podstatě je to energie, která je udržitelná. Když slyšíte pojem „alternativní energie“, obvykle se vztahuje také na obnovitelné zdroje energie.

Typy Obnovitelných Zdrojů Energie

Mezi tyto zdroje energie se řadí energie ze slunce, větru, vody, biomasy, bioplynu a energie ze zemského jádra. Hlavní typy obnovitelné energie jsou solární, větrná, vodní, přílivová, geotermální a biomasa. Dalšími typy jsou termální energie oceánů a bioplyn.

Sluneční Energie

Sluneční světlo je jedním z nejhojnějších a volně dostupných zdrojů energie na naší planetě. Množství sluneční energie, které dopadne na zemský povrch za jednu hodinu, je větší než celková energetická potřeba planety za celý rok. Energie ze slunečních paprsků se dá získat pomocí solárních panelů, které jsou z 98 % tvořeny křemíkovými moduly. Ty jsou vyrobeny až ze 70 % ze skla a přibližně 20 % tvoří hliníkový rám. Podle organizace EDF představuje množství solární energie, které za pouhou hodinu dorazí na povrch země, více než celkovou energetickou potřebu planety po celý rok. To zní jako ideální řešení. Kolik solární energie můžeme skladovat a používat, však do značné míry závisí na počasí a denní době, na výnosu sluneční energie. V České republice jsou nejsilnější měsíce od dubna do srpna. Po zbytek roku se vyrábí nižší množství energie.

Větrná Energie

Vítr je vydatným zdrojem čisté energie. Když je počasí větrné, vítr je vynikajícím zdrojem obnovitelné energie a buduje se stále větší počet větrných farem. K získávání elektřiny z větrné energie se používají turbíny, které pohánějí generátory, jež pak dodávají elektřinu do sítě. Ty však zahrnují instalaci obrovských větrných turbín, které mnozí lidé považují za ohyzdný prvek v krajině, dokonce i když jsou umístěny daleko na moři. Kromě toho mnoho odborníků varuje před uhlíkovou stopou a náklady na konci životnosti větrných turbín.

Čtěte také: Definice emisí a imisí

Vodní Energie

Vodní energie jako obnovitelný zdroj energie je jedním z komerčně nejrozvinutějších zdrojů. Pokud jde o vývoj, nejvyspělejším obnovitelným zdrojem energie je vodní energie, která zahrnuje výstavbu přehrad nebo bariér a dostupnost velké nádrže na vytvoření řízeného toku vody, který pohání turbínu. Vybudováním přehrady nebo hráze lze využít velkou nádrž k vytvoření řízeného průtoku vody, který bude pohánět turbínu a vyrábět elektřinu. Tento zdroj energie může být často spolehlivější než solární nebo větrná energie (zejména pokud se jedná o přílivovou, nikoliv říční energii) a také umožňuje skladovat elektřinu pro použití, když poptávka dosáhne špičky. Energie přílivu a odlivu je podobná vodní energii a liší se v tom, že spoléhá na přírodu, která dvakrát denně produkuje přílivové (odlivové) proudy, které se používají k pohonu turbínových generátorů. To znamená, že zdroj energie není nepřetržitý, ale je přinejmenším předvídatelný.

Geotermální Energie

Geotermální energie je získávána z tepla, které je přirozeně uloženo v zemské kůře. Využívání této energie je založeno na tom, že teplota v hloubkách Země roste s rostoucí hloubkou. Geotermální energie využívá přirozené teplo nacházející pod zemským povrchem, a lze ji použít k výrobě elektřiny nebo tepla pro vytápění domácností. Pro získání geotermální energie se nejčastěji používají geotermální elektrárny. Tyto elektrárny jsou stavěny v oblastech s vysokou teplotou zemské kůry a jsou schopny využívat tepelnou energii k výrobě elektřiny. Pro výrobu elektřiny se používají geotermální vrty, které se vrtají do hloubky až několik kilometrů, a kde se získaná voda zahřívá a vytváří páru. Její dostupnost však není zaručena, přičemž Island vyrábí mnohem více tohoto typu energie, než například Velká Británie.

Biomasa

Jedná se o přeměnu pevného paliva z rostlinných materiálů na elektřinu. A konečně energie z biomasy zahrnuje spalování organických materiálů za účelem výroby elektřiny. Biomasa sice v zásadě zahrnuje spalování organických materiálů za účelem výroby elektřiny, ale v dnešní době se jedná o mnohem čistší a energeticky účinnější proces. Zatímco všechny výše uvedené možnosti mají své výhody a nevýhody, skladování energie z obnovitelných zdrojů představuje hlavní výzvu s ohledem na maximální využití těchto alternativních zdrojů energie. definice pojmu biomasa - ust. § 2 odst. 1 písm. b) zák. č. účinnost biomasy při využití pro produkci tepla = cca 90 %, při kombinované výrobě elektřiny a tepla = 50 až 90 %.

Výhody a Nevýhody Obnovitelných Zdrojů Energie

Pravděpodobně největší výhodou obnovitelných zdrojů energie je jejich snadná dostupnost. Například sluneční paprsky, které jsou největším zdrojem energie na naší planetě, jsou dostupné takřka celoročně. Podobně je na tom i větrná a vodní energie. Jedním z hlavních důvodu, proč se čím dál tím více upouští od neobnovitelných zdrojů energie, jsou dopady na přírodu. Obnovitelné zdroje energie jsou značně závislé na rozmarech počasí. Z toho plyne i jejich hlavní nevýhoda. Díky klimatickým změnám je navíc počasí čím dál nepředvídatelnější.

Skladování Energie z Obnovitelných Zdrojů

Zahrnuje čerpání vody směrem vzhůru, její uchovávání v nádrži a uvolnění přes turbíny. Podle zprávy IEA o obnovitelných zdrojích energie bude více než 50 % nové evropské kapacity v oblasti vodní energie v roce 2025 pocházet z přečerpávacích vodních skladovacích kapacit, zejména ve Švýcarsku, Portugalsku a Rakousku. Zahrnuje skladování přebytečné energie, obvykle z obnovitelných zdrojů nebo odpadního tepla, na pozdější použití. Využívá k ukládání elektrické energie gravitaci nebo pohyb (například setrvačník). Všeobecně je uznáváno, že nejúčinnější způsob skladování(a dodávek) energie pocházející z obnovitelných zdrojů je prostřednictvím systémů pro skladování energie z obnovitelných zdrojů na bázi akumulátorů. Použití lithium-iontových akumulátorů pro skladování energie z obnovitelných zdrojů nabízí uživatelům vynikající dodávku energie v kombinaci s bezkonkurenční úrovní udržitelnosti, flexibility a použitelnosti. Díky dvěma provozním režimům - samostatnému nebo hybridnímu provozu při použití s generátorem - umožňují systémy pro skladování energie na bázi akumulátorů Li-Ion, jako jsou jednotky ZBP a ZBC společnosti Atlas Copco, vyrovnávání rozdílných úrovní poptávky po energii. Současně přinášejí snížení provozních nákladů a minimalizaci celkových nákladů na vlastnictví (TCO). Systémy skladování energie od společnosti Atlas Copco nabízejí tichý provoz a minimální údržbu, takže jsou ideální pro telekomunikační instalace na vzdálených místech nebo na staveništích v metropolitních oblastech. Pokud fungují jako hybridní úložné systémy, jsou ideální pro vyrovnávání špiček v poptávce a nízkých zatížení. Nejúčinnější systémy využívající akumulátory pro skladování energie z obnovitelných zdrojů jsou založeny na dobíjecích lithium-iontových (Li-Ion) akumulátorech. Tyto lehké, ale vysoce výkonné akumulátory se staly preferovanou volbou z mnoha důvodů. V neposlední řadě za tím stojí schopnost lithium-iontového akumulátoru o hmotnosti 1 kg uložit 150 watthodin na kilogram (Wh/kg). Porovnáme-li lithium-iontový akumulátor s olověnými akumulátory, první technologie má delší životnost a lepší výkon pro nepředvídatelné a proměnlivé zatížení a při vysokých teplotách. Výkon niklmetalhydridového akumulátoru v průběhu času a za vysokých teplot je lepší než u olověných akumulátorů, ale je přesto slabší než to, co nabízejí lithium-iontové akumulátory.

Čtěte také: Přírodní prvky

Obnovitelné Zdroje Energie v Evropě a České Republice

V rámci Evropské unie došlo k dohodě na zvýšení ambice u cílů pro obnovitelné zdroje a energetickou účinnost. I v roce 2020 tvoří obnovitelné zdroje energie 37,5 % hrubé spotřeby elektřiny v EU. Jedná se o navýšení z 34,1 % v předchozím roce, přičemž větrná a vodní energie představují více než dvě třetiny celkové elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů. V roce 2020 se v Evropě poprvé vyrobilo více energie z obnovitelných zdrojů než z fosilních paliv. Výsledek byl ještě těsný, jde o 38 % ku 37 %, trendy jsou ale zjevné - podíl uhlí klesá a obnovitelné zdroje rostou. Dvojice slunce a vítr překonala výrobu energie z uhlí již v roce 2019, od té doby svůj náskok ještě prohlubuje. V roce 2020 bylo Švédsko v Evropě na prvním místě se 60 % energie získanými z obnovitelných zdrojů. Podle organizace EDF v současnosti obnovitelné zdroje energie produkují 26 % světové elektřiny, a do roku 2024 se očekává podíl ve výši 30 %. Česko ale za zbytkem Evropy zaostává. V současnosti má jeden z nejnižších podílů obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny. Téměř třikrát menší, než je průměr EU. Více má i Polsko, Maďarsko a Slovensko. V portfoliu energetických zdrojů, které využívá Skupina ČEZ, mají své nezastupitelné místo i obnovitelné zdroje šetrné k životnímu prostředí. Z hlediska výroby elektrické energie sice zatím nehrají rozhodující roli, jejich význam však do budoucna výrazně poroste. ČEZ si v rámci strategie Čistá energie zítřka vytyčil cíl investovat do roku 2030 za příhodných podmínek legislativy a regulace v ČR až 40 miliard korun do nových obnovitelných zdrojů. Jde především o projekty fotovoltaických elektráren umístěných primárně na brownfieldech, znehodnocených průmyslových plochách, na výsypkách dolů. Největším provozovatelem ekologických elektráren na bázi obnovitelných zdrojů je v rámci Skupiny ČEZ společnost ČEZ Obnovitelné zdroje. Její výrobní portfolio o celkovém instalovaném výkonu více než 200 MW tvoří průtočné a akumulační vodní elektrárny na Labi, Divoké Orlici, Berounce, Vydře, Chrudimce, Moravě a Svratce.

V současnosti má jeden z nejnižších podílů obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny. Téměř třikrát menší, než je průměr EU. Více má i Polsko, Maďarsko a Slovensko. Možnosti Česka v oblasti obnovitelných zdrojů jsou omezené. Nemůžeme se ve větší míře opřít o sílu řek valících se z hor. Není tu tak silný vítr jako u mořského pobřeží a slunce nesvítí tolik jako například v jižní části Evropy. Nižší množství slunečního svitu i větru však ve výsledku znamená, že elektřina z těchto zdrojů bude v Česku výrobně dražší. Slunce a vítr ale nejsou stabilní zdroje energie - a to je jejich hlavní nevýhoda. Nelze ji vyrábět až v momentě, kdy je elektřina potřeba, vše se podřizuje aktuální síle větru nebo slunečnímu svitu. Tyto nevýhody jsou v principu zanedbatelné, pokud jde jen o malou část energetického mixu. Ale v momentě, kdy mají obnovitelné zdroje hrát v energetice klíčovou roli, je nutné tento problém řešit.

V momentě, kdy svítí slunce a fouká vítr, ale poptávka není úměrně vysoká, zůstává na trhu přebytek elektřiny. Její cena proto klesá a může dosáhnout i záporných hodnot. V takovém případě dává smysl elektřinu ukládat či prodávat až v okamžiku, kdy její cena zase vzroste. Příkladem takového fungování mohou být přečerpávací elektrárny. Zatím jde ale o nákladná řešení, proto se pozornost věnuje i záložním zdrojům. Kupříkladu elektrárny na biomasu mohou teoreticky sloužit pouze jako záloha a sekundovat nevyzpytatelným obnovitelným zdrojům. Požadavky na podporu jsou ale stále nižší, a to díky levnějším technologiím i kvůli dražší energii z uhlí. Česko má možnost využívat stovky miliard z emisních povolenek i peníze z Evropské unie na transformaci energetiky.

Drtivá většina českých fotovoltaických elektráren byla postavena v letech 2009 a 2010. Od státu mají garantovaný výkup elektřiny na 15 let za více než 12 korun za každou kilowatthodinu, tedy zhruba desetinásobek tržních cen elektřiny. Tyto peníze tvoří podstatnou část plateb na podporu obnovitelných zdrojů na fakturách domácností i ve výdajích státního rozpočtu. Po roce 2025 tedy tyto výdaje skončí. 45 miliard ročně. Tolik stojí podpora obnovitelných zdrojů elektřiny Česko v současnosti. Z poloviny se na ní podílí státní rozpočet, z poloviny lidé v cenách elektřiny. Podle studie ČVUT a Komory OZE [1] je nutné investovat 136 miliard korun, aby Česko do roku 2030 splnilo své cíle na podíl obnovitelných zdrojů ve výrobě elektřiny. A více než 500 miliard korun je podle studie McKinsey & Company [2] odhadovaná výše investic do obnovitelných zdrojů mezi lety 2030 a 2050. V částce je započítáno i nutné posílení rozvodných sítí.

Obnovitelné zdroje energie jako takové ale investičně náročné nejsou a lze je budovat i v malém rozsahu. I jednotlivé domy mohou využívat slunce k ohřevu vody či k výrobě elektřiny. Větrné elektrárny si mohou budovat obce nebo firmy samy a dosahovat tak určité míry nezávislosti na trhu s elektřinou. Na podobné investice lze navíc získat dotace, na ty mohou dosáhnout jak domácnosti, tak firmy. „Česká republika bude potřebovat nové zdroje. Obnovitelné zdroje energie vítáme a doporučujeme, je to určitě lepší cesta než leckdy nesmyslné úsporné strategie. Výroba elektrické energie je téma, které u nás (nejen) v poslední době hodně rezonuje. Řeší se klimatická změna, emise i stavba nových jaderných bloků v elektrárně Dukovany. Jak je na tom ale výroba elektrické energie v ČR obecně? Jaké nás do budoucna čekají změny? A jak to postihne koncové spotřebitele? V Česku vyrábíme většinu elektřiny z hnědého uhlí a jádra. Hnědé uhlí tvoří přibližně 44 % výroby, jádro pak 37 %. Zbytek mixu doplňuje plyn (6 %) a obnovitelné zdroje (14 %). V rámci obnovitelných zdrojů pak vyrábíme elektřinu z biomasy a bioplynu a využíváme také vodní, větrné elektrárny a fotovoltaické elektrárny.

Čtěte také: Složky ekosystému podrobně

Mezi nejznámější české elektrárny pravděpodobně patří ty jaderné - Temelín a Dukovany - najdete je v Jihočeském kraji a na Vysočině. Uhelné elektrárny se pak nacházejí hlavně v příhraničních oblastech, mezi největší patří Tušimice, Počerady, Dětmarovice a Prunéřov. Vodní elektrárny jsou třeba na Vltavě (Lipno, Orlík a Slapy) nebo v Jeseníkách (přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně). Jak a kde probíhá výroba elektřiny v ČR většinou asi tušíme, ale jak bude náš energetický mix vypadat za pár (desítek) let? V plánu je samozřejmě zvýšení podílu obnovitelných zdrojů. Evropská unie totiž nastavila velmi ambiciózní cíl - 42,5 % do roku 2030. Česko má zatím v plánu 30 % obnovitelných zdrojů do stejného roku - a i to je velmi ambiciózní. Pokud však chceme snižovat emise a zpomalovat klimatickou změnu, jsou tyto cíle nezbytné. Český stát proto podporuje rozšíření obnovitelných zdrojů skrze dotace a finanční pobídky na fotovoltaiku, domácí větrné elektrárny i biomasu a bioplyn. A podpory i pobídek bude přibývat.

V plánu (a v procesu) je však také snížení emisí rozšířením jaderné elektrárny Dukovany, které přinese stabilní dodávky bez emisí navíc. Pokud neplánujete do obnovitelných zdrojů investovat sami, pravděpodobně změny ani nepoznáte. Elektřina z jaderných elektráren je vyráběná značně efektivně a dodávky jsou tak velmi stabilní. A obnovitelné zdroje zase mohou přinést úspory, jelikož náklad na jejich provoz je mnohem menší než třeba u uhelných elektráren, takže (pokud vše půjde tak, jak má) nedojde ani ke zdražením. Přechod na obnovitelné a nízkoemisní zdroje energie je pro zpomalení změny klimatu prostě potřeba. Současný český energetický mix závislý na fosilních palivech jistojistě projde změnami, aby splnil cíle EU i české vlády. Jako koncový uživatel to ale pravděpodobně nepoznáte.

Energetický Mix v ČR

V České republice je energetický mix tvořen různými zdroji energie. Následující tabulka ukazuje přibližné procentuální zastoupení jednotlivých zdrojů:

tags: #z #jakych #obnovitelnych #zdroju #energie #se

Oblíbené příspěvky:

• Seminární Práce z Environmentální Geologie
• Přírodní útvary nebo dílo civilizace?
• Bioodpad Libochovice a okolí
• Studie o emisích řepkových olejů
• Jak na ucpaný odpad