tisk ]Uhelný paradox energetické revoluce
Němci rozpoutali energetickou revoluci, aby nahradili výrobu elektřiny v jaderných elektrárnách obnovitelnými zdroji. Jak je tento záměr plněn?
Více než rok již uplynul od faktického zahájení nové éry německé elektroenergetiky, kterou lze datovat vyhlášením moratoria na provoz starších jaderných bloků od poloviny března 2011. Dostatečná doba na sumarizaci prvních výsledků.
Při pohledu do roční zprávy AGEB za rok 2011 (dokument 5.3.2012, tabulka 11) zjistíme, že výroba elektřiny brutto v Německu meziročně poklesla z 628,1 TWh (2010) na 614,5 TWh (2011), tj. o 13,6 TWh (-2,2%). Faktický pokles spotřeby brutto však činil pouze 1,9 TWh (-0,3%), takže snížená výroba se musela logicky projevit sníženým exportem elektřiny. V absolutních hodnotách to představuje výrazný pokles exportního salda z 17,7 TWh (2010) na 6,0 TWh (2011). V této souvislosti je nutné zmínit ještě jeden fenomén, kterým je stoupající četnost „vynucených exportů elektřiny“, kdy němečtí síťoví operátoři nejsou schopni dostatečně zregulovat náhlé zvýšení výroby v „neřiditelných OZE“(myšleno fotovoltaika a vítr) v rámci národní sítě, a posílají po Evropě dárečky s překvapením ve formě neočekávaných vysokých přetoků elektřiny po přenosových linkách sousedních států (podrobnosti zde, zde, zde).
Při podrobnějším studiu aktuálního zastoupení jednotlivých zdrojů, opět v meziročním srovnání oproti r. 2010, zaznamenáme výrazný pokles výroby elektřiny v jaderných elektrárnách (-23,2%). Pokles výroby z ropných produktů je sice rovněž výrazný v relativním vyjádření (-16,3%), ovšem fakticky nevýznamný vzhledem k nesrovnatelně nižšímu ročnímu objemu výroby. Dále můžeme konstatovat mírný pokles výroby z černého uhlí (-2,2%), plynu (-3,2%) a ostatních zdrojů (-2,7%). V souladu s proklamovaným cílem energetické revoluce došlo k výraznému navýšení výroby v OZE (+18,7%), takže celkový podíl elektřiny z OZE za r. 2011 dosáhl 19,9%. Naopak environmentálně jaksi neladí navýšení výroby z hnědého uhlí (+4,9%).
Nárůst výroby v OZE samozřejmě není žádným překvapením. Jedná se o výkladní skříň energetické revoluce a jistá část politického spektra přímo hýří návrhy na ještě rozsáhlejší politickou a především ekonomickou podporu. Ale problematika nárůstu výroby elektřiny ze „špinavého“ uhlí stojí za bližší pozornost, protože zvláště hnědé uhlí převzalo po jaderné energetice štafetový kolík nežádoucí technologie, kterou je nutné co nejdříve zakázat.
Příčinu „nestandardního“ zvýšení výroby z hnědého uhlí ve srovnání s poklesem výroby ostatních zdrojů odhalíme na základě elementárního rozboru režimu výroby elektřiny v jednotlivých typech elektráren. V Německu jsou hnědouhelné a jaderné elektrárny převážně provozovány v tzv. základní části diagramu zatížení. Zjednodušeně řečeno se jedná o pásmo, které se nachází pod minimem zatížení elektrizační soustavy. Nejedná se o bezvýznamnou veličinu. V roce 2011 bylo v tomto pásmu vyrobeno více než 45% veškeré elektřiny.
Z technického pohledu se jedná o stabilní základnu systému výroby a spotřeby elektřiny, na kterou navazují tzv. pološpičková a špičková část diagramu zatížení. V těchto pásmech vyrábí další elektrárny zařazené v energetickém mixu (např. černé uhlí, plyn, vodní, včetně přečerpávacích atd.), které síťoví operátoři využívají v rámci poměrně komplikovaného systému regulace výroby dle proměnlivé aktuální spotřeby. Elektrárny pracující v základní části diagramu zatížení teoreticky mohou pracovat nepřetržitě po celý rok s nominálním výkonem, protože regulaci soustavy zajišťují jiné elektrárny zařazené v pološpičkovém a špičkovém pásmu.
Z ekonomické logiky vyplývá, že základní pásmo je určeno pro největší „dříče“ s nejnižšími náklady na jednotku vyrobené energie. U našich západních sousedů jsou zde zastoupeny pouze tři typy výrobních zdrojů: hnědé uhlí, jádro a průtočné vodní elektrárny.
Zařazení v základním pásmu diagramu zatížení je občas poněkud naivně interpretováno jako „privilegium energetických monopolů“, ovšem už se poněkud zapomíná na skutečnost, že je vykoupeno plněním velmi striktních technických požadavků síťových operátorů. Prostě provozovatel elektrárny musí disponovat dostatečně stabilní, výkonnou, regulovatelnou, provozně spolehlivou a ekonomicky efektivní výrobní technologií, která je m.j. schopna přesně dodržovat dlouhodobě předem dohodnutý výrobní diagram a naprosto spolehlivě pracovat za všech klimatických podmínek.
Klimatické podmínky jsem zmínil zcela úmyslně, aby i čtenáři bez elektrotechnického vzdělání pochopili, že v tomto provozním režimu nemohou pracovat např. větrné a fotovoltaické elektrárny, u kterých je výrazné kolísání výroby v závislosti na aktuálním počasí nedílnou součástí principu jejich funkce. Technické důsledky jsou zřejmé a žádný revoluční legislativní akt je doposud nebyl schopen změnit - ačkoliv je v Německu v současné době instalováno více než 50 000 MWe (tj. 50 temelínských bloků) ve fotovoltaice a větru, jejich zastoupení na výrobě v základní části diagramu zatížení je nulové. Fundamentální problém spočívá ve skutečnosti, že bez masivního nasazení ekonomicky přijatelných technologií akumulace značně velkých množství elektřiny nelze ani formulovat nějakou optimistickou vizi o hypotetickém budoucím uplatnění OZE v tomto provozním režimu. Jinými slovy, problém nespočívá v kvantitě OZE, nýbrž v „kvalitě“ jejich funkce. I kdyby byly vybudovány OZE v rozsahu 100 Temelínů (což je mimochodem plánováno), tak problém nekompatibility OZE s nestabilní výrobou s požadavky na stabilní výrobu v základním pásmu diagramu zatížení nebude vyřešen, naopak se ještě více vyhrotí.
Energetická revoluce v Německu je provázena mediálně vděčným heslem na téma „nahrazení jaderných elektráren obnovitelnými zdroji“. Ovšem statistická data za necelý první „revoluční rok“ 2011 jasně dokladují, že i přes výrazný nárůst výroby v OZE došlo rovněž k podstatnému navýšení výroby elektřiny z hnědého uhlí, a to navíc při poklesu celkové výroby. Na základě statistických údajů a výše prezentovaných technických omezení si dovoluji vyslovit názor, že náhrada jaderných zdrojů bude zajišťována spíše uhelnými elektrárnami a nikoliv OZE.
Energetické společnosti samozřejmě staví OZE „co dotace dovolí“ a nechávají volně plynout „mediální vlny“ na téma jejich nezastupitelné role v energetickém mixu, avšak reálnou výrobní základnu modifikují na základě ekonomicko-technických kritérií a prognóz dalšího vývoje, které zřejmě směřují od hnědého k černému uhlí a v dlouhodobém horizontu k plynu. Alespoň tak usuzuji ze stavu výstavby elektráren v Německu s předpokládaným termínem zprovoznění do konce roku 2014 – aktuálně je ve výstavbě celkem 13 elektráren s instalovaným výkonem 11 080 MW, z toho tři na hnědé a deset na černé uhlí. Plynové elektrárny byly v posledních letech vybudovány dvě (Irsching 4 a 5).
Na závěr si dovolím poznamenat, že „plnění plánu“ energetické revoluce, reprezentované pouze procentním zastoupením výroby elektřiny z OZE, je určitou „mediální zkratkou“ pro technicky méně zasvěcené revolucionáře. Skutečné výsledky této revoluce totiž mohou být v dlouhodobém horizontu dosti vzdáleny od počátečních představ environmentálních hnutí. A příčinou nemusí nutně být „kontrarevoluce“ energetické lobby, nýbrž fyzikální principy funkce a technologická omezení obnovitelných zdrojů.
Petr Nejedlý
Převzato z Nejedly.blog.idnes.cz se souhlasem autora
