Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu

Vystačili bychom jenom s obnovitelnými zdroji?

  14:03aktualizováno  14:03
Může nám stačit elektřina z větru, slunce a vody k pokrytí veškeré spotřeby? Podle některých modelů ano, ale realita - ať už jde o skladování energie, nebo stavbu nových elektráren a vedení - je poněkud složitější, píše fyzik Vladimír Wagner.

Fotovoltaické panely | foto:  Radek Cihla, MAFRA

V časopise Respekt vyšel rozhovor Martina Uhlíře s Ulrichem Plattem o energetice. Ulrich Platt byl přítomen na sympoziu německých a českých odborníků, které u nás proběhlo v prosinci minulého roku (více zde). V rozhovoru se tvrdí, že lze celoevropskou elektroenergetiku postavit čistě na elektřině produkované z obnovitelných zdrojů, dominantně z větru ze severu Evropy a fotovoltaiky na jihu. A dokonce, že ji lze reálně vybudovat do 20 let a cena elektřiny stoupne minimálně.

Pro to, aby evropská energetika byla postavena čistě na zmíněných zdrojích, musí být splněny dva základní předpoklady. Musí být vyřešen problém s masivním ukládáním energie. Ulrich Platt uvádí, že je pro jeho ideu potřeba takové úložiště, které dokáže týden dodávat celý potřebný evropský výkon.

Zároveň také uvádí, že dnes si pro efektivní ukládání energie dovedeme představit pouze přečerpávací elektrárny. I kdyby byli obyvatelé alpských zemí a Norska ochotni vybetonovat všechna horská údolí, což určitě nejsou, tak by to stačilo na malý zlomek zmíněných potřeb.

Všechny ostatní v současné době představitelné možnosti jsou pouze ve stadiu vývoje a malých prototypů, u kterých není vůbec jasné, jestli vůbec a kdy bude možné je masivněji nasadit. A už vůbec nelze nic říci o jejich ceně a ekonomice. Je však jasné, že to bude trvat spíše několik desetiletí. Budování těchto masivních zásobníků pak, máme zkušenosti ze stavby jiných velkých energetických staveb, také nebude jen pár let.

Druhým předpokladem je výstavba velkého množství transkontinentálních vedení velmi vysokého napětí. O náročnosti stavby těchto linií je možné si udělat představu ze situace v Německu, kde se teprve nyní podařilo stanovit trasu prvního 800 km dlouhého vedení, které už se plánuje déle než deset let. To by mělo umožnit zásobovat Bavorsko, které má už v příštím roce odstavit první ze svých dosud fungujících jaderných elektráren, elektřinou z větrných elektráren ze severu.

Pochopitelně se zvedl obrovský odpor dotčených obyvatel, zejména právě v Bavorsku. Je tak jasné, že jen vyřízení formalit s vlastníky pozemků, stanovení přesné trasy a vyřízení potřebných úředních dokumentů potrvá řadu let, takže postaveno určitě nebude ani za dalších 10 let.

Debata k plánované výstavbě větrné elektrárny u Střížovic.

Proč na našem dvorku? Z debaty k navrhované výstavbě větrné elektrárny u Střížovic.

A to je zmíněných 800 km oproti potřebám, které se předpokládají v dané vizi kolegy Platta, zanedbatelná část. Představa, že francouzský farmář bude svolnější poskytnout své pozemky k tomu, aby sluneční elektřina ze Španělska byla dodána do Německa či Česka, je utopií. Prohlášení, že novou energetiku, představenou kolegou Plattem, lze postavit za 20 let, je opravdu nesmysl.

Po odstavení Jaderné elektrárny Grafenrheinfeld začnou Bavorsku problémy, stavba klíčového vedení ze severu na jih se teprve připravuje a ani potřebné zálohovací plynové zdroje nejsou připraveny.

Jak nejčistěji?

Kolega Platt nehledá nejefektivnější a nejekologičtější energetický mix, který by dodal Evropě čistou a levnou elektřinu. Hledá cestu, jak splnit politické zadání německé vlády formulované v Energiewende. Toto zadání je formulováno dvěma prioritami.

První je rychlé uzavření jaderných elektráren a zákaz využívání jaderné energetiky. Druhou pak je, co největší podíl větrné a sluneční produkce. Problém je, že v případě neexistence možnosti masivního ukládání energie do zásobníku, které jsou schopny dodávat výkony v řádu gigawattů po řadu dní až týdnů, to vede k velice neefektivnímu a drahému energetickému mixu s vysokým využitím fosilních paliv.

Projekt na supersíť obnovitelných zdrojů elektřiny Desertec.

Projekt na supersíť obnovitelných zdrojů elektřiny Desertec. Zatím je v podstatě jen na papíře .

Je to vidět právě na průběhu německé Energiewende. Německo potřebuje v průměru 60 GW výkonu a v maximu 80 GW. Problém je, že jak sluneční, tak větrné elektrárny se na velkých regionech chovají často kvůli počasí zasahujícího celou oblast jako jedna velká elektrárna. Aby v době, kdy fouká a je třeba noc nebo je nad regionem oblačnost, byl celý výkon zajištěn obnovitelnými zdroji, musí být výkon větrných turbín dohromady přes 60 GW. A přesně toto Německo plánuje (dnes má zhruba 33 GW). Pak máme povětrnostní situaci, kdy třeba v létě nefouká, ale je jasno. Pak je potřeba mít více než 60 GW ve fotovoltaických elektrárnách. I to je plán Německa (dnes má i zde zhruba 33 GW).

Ale pak jsou docela často, a někdy i dlouhodoběji, třeba kolegou Plattem zmiňovaný týden, podmínky, kdy ani nefouká a ani nesvítí slunce. Třeba při zimní inverzi. A to nad rozsáhlým regionem zahrnujícím velkou část Evropy. Pro tyto případy musí mít Německo zálohu v klasických zdrojích. Protože si zakázalo jádro, musí to být zdroje fosilní.

Trojí záloha

Na každý potřebný gigawatt výkonu tak musí mít místo jedné hned tři různé elektrárny. Je pravda, že i v klasickém mixu, jako je u nás, se musí zálohovat. Ale stačí mít zálohu pro jeden zdroj s největším výkonem. V německém (a také dánském) modelu však musíte zálohovat celý potřebný výkon. Tento model vede k obrovskému přebytku výkonu. V době, kdy svítí a fouká, můžete mít i více než trojnásobek potřebného výkonu. A nevíte, co s ním dělat. Většina elektráren pak stojí. A dost těžko lze věřit, že bude levnější model, ve kterém musíte pro stejné množství elektřiny postavit místo jedné elektrárny hned tři a přitom dvě z nich, fotovoltaická a větrná, se zatím bez dotace výkupních cen neobejdou.

Podívejme se ještě na ekologická hlediska. Kolega Platt sám zdůrazňuje, že využití biomasy už příliš zvýšit nejde. Výstavba většího počtu nových velkých přehrad je nejen v Německu těžko představitelná. Pokud vezmeme větrné elektrárny, je koeficient ročního využití jejich výkonu zhruba 30 až 40 procent. Závisí to na tom, kde se větrníky nacházejí. Některé velké mořské turbíny se dostanou i přes 40 %, naopak třeba v Bavorsku, podobně jako u nás, to spadne až k 20 %. Koeficient ročního využití fotovoltaických elektráren v našem regionu je okolo 10 %.

Docela často se však stane, že svítí slunce i fouká vítr a musí se část těchto elektráren vypnout. Znamená to, že i po dosažení výkonu zmíněných více než 60 GW pro vítr i fotovoltaiku, dodají tyto elektrárny za rok pouze okolo 40 % potřebné elektřiny. Je však pravděpodobné, že je toto číslo nadsazené. V minulém roce, kdy měly oba tyto typy elektráren výkon zhruba poloviční, dodaly dohromady méně než 14 % německé produkce elektřiny, což je podíl doposud fungujících německých jaderných elektráren.

Největší solárně-termální elektrárna na světě s názvem Ivanpah Solar Electric...

Největší solárně-termální elektrárna na světě s názvem Ivanpah Solar Electric Generating System se rozprostírá na ploše zhruba 13 kilometrů čtverečných a je blízko hranice mezi státy Kalifornie a Nevada. Ve střední Evropě je tato technologie nepoužitelná, vyžaduje většinu roku bezmračné počasí.

I když přidáme vodní zdroje a výrobu elektřiny z biomasy, zjistíme, že pořád ještě musí dodat okolo poloviny elektřiny fosilní zdroje. Spoléhání se na fosilní zdroje vidíme i v reálném průběhu německé Energiewende. Zatímco v Česku produkce elektřiny z fosilních paliv od roku 2000 docela významně klesla, v Německu ve stejné době stoupla a v minulém roce se v Německu trhaly rekordy v produkci elektřiny z hnědého uhlí i v dovozu černého uhlí (více ve starším článku na Technetu). Podobný vývoj je vidět i v Dánsku, kde sice podíl větrné elektřiny překročil 30 %, ale fosilní zdroje stále dodávají téměř 50 %. A to ještě hodně pomáhá výměna dánské větrné energie za vodní ze Švédska a Norska.

Energiewende tedy naplnila priority popsané na začátku: uzavírají se jaderné bloky v Německu a postavily se velké výkony větrných a fotovoltaických elektráren. Bylo to však vykoupeno intenzivním využíváním fosilních zdrojů, hlavně uhlí, a značným zvýšením cen elektřiny pro spotřebitele. Elektřina pro spotřebitele patří v Německu i Dánsku k těm nejvyšším v Evropě. Tvorba ceny elektřiny na současném trhu a důvody toho, že současná cena elektřiny na burze je nízká a cena pro spotřebitele je vysoká, jsou popsány zde.

A to se ještě nepostavilo žádné z klíčových vedení, které mají přenášet elektřinu z větrných elektráren na severu na průmyslový jih. Kvůli tomu se tak přetěžují vedení a ohrožuje stabilita sítě jak v Německu, tak i u sousedů. Stejně tak se ještě plánuje zdvojnásobit výkon fotovoltaiky a větrných parků a odstavením zbývajících jaderných bloků přijde Německo o 14 % produkce, které je třeba nahradit. Je tak jasné, že využívání fosilních paliv a cena elektřiny pro spotřebitele půjdou v Německu ještě nahoru. Pokud bude chtít Německo ve vzdálenější budoucnosti využívání fosilních paliv snížit, bude to znamenat další zvýšení nákladů a pravděpodobně velmi velké.

Společně a levněji. Ale jde to?

Je pochopitelné, že tak Německo hledá cesty, jak náklady, které by mohly ještě i hodně narůst, zmírnit. A jednou z možností je přenesení Energiewende do celé Evropy. Kolega Platt má pravdu v tom, že, pokud Energiewende probíhá v celé Evropě, je to efektivnější a levnější než v případě, že probíhá v jednotlivých státech odděleně.

Na druhé straně je ovšem otázka, jestli mají státy, jako Francie, Švédsko nebo i Česko přijmout německá pravidla, která u nich povedou ke stejně neefektivní produkci elektřiny s vysokými emisemi a cenou elektřiny pro spotřebitele. Zvláště ve Francii by nejspíše spotřebitelé násobné zvýšení ceny elektřiny asi těžko snesli. A velmi důležitá je i otázka bezpečnosti v situaci, kdy je produkce elektřiny vzdálená tisíce kilometrů od spotřebitele a závislá na fungování jediného dlouhého klíčového vedení.

Elektrické dráty

I v rozhovoru kolega Platt nepopírá, že jejich práce je v situaci, kdy nejsou známy technologie hromadného ukládání obrovského množství energie. Je velmi těžké odhadnout, kolik budou stát a jak efektivně budou pracovat potřebná uložiště energie, když ještě žádné větší neběží. V takovém případě jsou všechny ekonomické úvahy na vodě. Nikde ve světě není stát, kde by existovala elektroenergetika s nízkým podílem fosilních zdrojů postavená pouze na obnovitelných zdrojích. Opravdu tak nelze říci, jestli lze něco takového uskutečnit a jaká by byla cena elektřiny pro spotřebitele z takového systému.

Naopak Švédsko, Švýcarsko, Francie i Ontario ukazují, že lze postavit elektroenergetiku téměř bez fosilních zdrojů založenou na kombinaci jádra a obnovitelných zdrojů. Pokud bych postupoval způsobem jako kolega Platt, tak můžu argumentovat tím, že existuje reálný rychlý množivý reaktor o výkonu 600 MW, který v Rusku už desetiletí funguje a letos se spouští další dva nové takové reaktory v Rusku a Indii, které mají být následovány už komerčním budováním těchto zařízení.

Vladimír Wagner

Je český jaderný fyzik. Pracuje na oddělení jaderné spektroskopie v Ústavu jaderné fyziky AVČR v Řeži u Prahy. Zabývá se výzkumem horké a husté jaderné hmoty pomocí srážek relativistických těžkých iontů a možnosti transmutace jaderného odpadu intenzivními toky neutronů

Byl členem Nezávislé energetické komise II, která pod vedením Václava Pačesa a Dany Drábové připravovala pro Ministerstvo průmyslu a obchodu analýzu stavu a perspektiv vývoje české energetiky.


Ukazuje se tak, že v budoucnu lze reálně počítat i s využitím všeho potenciálu skrytého v uranu a mít palivo pro jadernou energetiku na tisíciletí. Lze tak Evropě nabídnout reálnější a již ověřený projekt cesty za bezemisní a pro spotřebitel daleko levnější elektřinou, než je v jeho nabídce. Využila by se kombinace jaderné energetiky a obnovitelných zdrojů. Ty by se dominantně využívaly v decentralizované podobě, kde jsou nejefektivnější.

Kolega Platt mluví o teoretických úvahách a opravdu nejde o něco, co by bylo realizovatelné v nejbližších desetiletích. Akademické a teoretické úvahy o různých možnostech a hypotetických modelech jsou v pořádku a dokonce důležité. Problém však nastane, pokud někdo takový model takto nechápe a vezme jej jako podklad pro současnou energetickou koncepci. A to se bohužel u nás děje, jak to dokumentuje třeba energetický expert Zelených Milan Šimoník například v tomto článku nebo Bedřich Moldán, jehož vizi dodávek elektřiny ze Sahary jsem rozebíral v tomto textu.

Text byl převzat ze serveru Osel.cz, původní text najdete zde.

Autor:






Hlavní zprávy

Najdete na iDNES.cz



mobilní verze
© 1999–2016 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je součástí koncernu AGROFERT ovládaného Ing. Andrejem Babišem.