Revoluce obnovitelných zdrojů nebo uhlí a plynu?

Výroba elektřiny z odstavených německých jaderných elektráren má být nahrazena obnovitelnými zdroji energie. Ovšem technická realita je poněkud složitější.

Obnovitelné zdroje v Německu z pohledu roku 2011
Pokud mám citovat slova jistého bývalého politika, tak z pohledu zastánců obnovitelných zdrojů (OZE) se jeví aktuální situace jako „nadmíru výtečná“. Ostatně potvrzují to i energetické scénáře prezentované ve studiích. Podle modelu švýcarského institutu Prognos, bude v roce 2023 instalováno sumárně 123 Temelínů v OZE (123 000 MW), z toho větrné elektrárny (VtE) 52 750 MW, fotovoltaické elektrárny (FVE) 56 000 MW, biomasa 9400 MW, voda 4300 MW, zbytek geotermální zdroje.
Tato zářivě optimistická vize však trochu začne ztrácet lesk, pokud si uvědomíme, že výroba z jaderných elektráren, která musí být dle schváleného vládního programu ukončena do konce roku 2022, je realizována v základní části denního diagramu zatížení, což si můžeme pro zjednodušení představit jako „režim nepřetržité výroby elektřiny“. Ostatně tento fakt jednoznačně dokládá podíl jednotlivých zdrojů v tomto segmentu výroby: hnědé uhlí 48%, jádro 46%, průtočné vodní elektrárny 6%.
Specifika výroby elektřiny v základní části denního diagramu zatížení
Toto výrobní pásmo je z technických a ekonomických důvodů určeno pro „největší dříče“, tj. zdroje pracující téměř nepřetržitě s nominálním výkonem, v létě, v zimě, ve dne, v noci. Energetici charakterizují „vytížení výrobních zdrojů“ tzv. koeficientem využití instalovaného výkonu. Tento ukazatel udává poměr roční výroby příslušného zdroje k teoreticky možné roční výrobě – takže ideální hodnoty 100% lze dosáhnout při provozu zdroje 365 dní x 24 hodin na nominálním výkonu. Porovnáme-li tento koeficient pro provozované jaderné elektrárny (Isar 2 = 92%, průměr = 83%) s VtE (23%) a FVE (11%), tak se začíná rýsovat problém. Stručně řečeno, přírodní podmínky neumožňují VtE a FVE pracovat v průběhu roku dostatečně dlouho a dostatečně stabilně.
S jistou mírou nadsázky lze tuto situaci připodobnit k problému majitele pekárny, který musí z důvodů vládního nařízení vyhodit z práce pekaře dříče, který stabilně pracuje celý rok na plný výkon (s výjimkou předem plánované řádné dovolené), a nahradit jej několika „environmentálně přijatelnými“ pekaři, kteří však pracují v závislosti na aktuálních klimatických podmínkách, a občas se ani nenamáhají přijít do práce, přičemž majitel pekárny musí trvale dodávat nasmlouvanou denní produkci pečiva.
Jinými slovy, větrné a fotovoltaické elektrárny jsou vzhledem k obtížně předpovídatelné a časově velmi proměnlivé výrobě absolutně nevhodné pro práci v základním pásmu denního diagramu, a také v tomto režimu nepracují. Pro úplnou informaci je nutné dodat, že existují teoretické možnosti, jak výrobu energie z OZE stabilizovat, např. prostřednictvím výrazného navýšení počtu přečerpávacích vodních elektráren. Ovšem v dimenzích náhrady ohromné roční výroby elektřiny z jádra (v r. 2010 celkem 140,6 miliard kWh, tj. 22,6% celkové výroby) to reprezentuje technicky téměř nerealizovatelná a ekonomicky zcela absurdní řešení.
Náhrada výroby z jaderných elektráren
A nyní se tedy konečně dostáváme k meritu věci. Z technického hlediska lze nejjednodušeji nahradit gigantickou produkci JE v základní části denního diagramu „velkokapacitními“ elektrárnami, jejichž provoz nezávisí na přírodních vlivech, především tedy uhelnými a plynovými. Uhelná energetika zareagovala téměř okamžitě po vyhlášení programu odstoupení od jádra v roce 2000 za vlády Gerharda Schrödera a v současné době se v Německu dostavuje 13 velkých uhelných elektráren s instalovaným výkonem 11 080 MW a termínem zprovoznění do konce roku 2014 (seznam dohledatelný zde). Z plynových zdrojů byla loni zprovozněna elektrárna Irsching 5 (845 MW) a letos v létě Irsching 4 (561 MW), které se již výrazně podílejí na vykrývání výpadku výroby osmi jaderných elektráren odstavených od poloviny března v rámci moratoria. V současné době se napouští technickým plynem první větev plynovodu Nordstream s přepravní kapacitou 27,5 miliard kubíků ročně, který tak od listopadu zajistí dodávky paliva pro plánované nové paroplynové elektrárny.
Výkon zbývajících jaderných elektráren s termínem odstavení do konce r. 2022 činí 12 700 MW a jak jsem již uvedl, tak v průběhu třech následujících let by mělo být k dispozici celkem 11 080 MW v nových uhelných elektrárnách. Nemusím snad ani zdůrazňovat, kdo je tedy v současné době favoritem na ukousnutí největšího sousta z úředně zrušeného jaderného koláče v rámci energetického mixu.
Aktuální rozvoj uhelné energetiky je natolik mohutný, že začíná výrazně znervózňovat plynaře, kteří mají zcela jinou představu o své budoucí roli. Avšak i při optimálním průběhu povolovacích procedur lze novou plynovou elektrárnu vybudovat a zprovoznit za šest let. A uhelná konkurence už dokončuje výstavbu. Plynaři však mají v ruce jeden trumf – v jejich prospěch hraje problematika emisních povolenek. Při prosazení „dostatečně kreativní“ ceny za tunu emisí CO2 mohou uhelným konkurentům značně znepříjemnit život a výrazně vylepšit svoji pozici na energetickém trhu. Spekulativně si lze rovněž představit tak vysoké ceny povolenek, že ani nejnovější generace uhelných elektráren s nejlepší možnou technologií (BAT) nebude ekonomicky rentabilní.
Kde jsou tedy mediálně oslavované obnovitelné zdroje?
Obnovitelné zdroje bezesporu čeká další mohutný rozvoj, už z toho důvodu, že jsou politickým tahounem a ústředním sloganem „energetické revoluce“ a německá elektrizační soustava je ještě schopna ještě další zdroje technicky „vstřebat a uregulovat“. Ovšem idealistické představy o budoucím vývoji a reálný svět nejsou vždy v souladu. Pokud se zaměřím na zdroje, které by měly v „zeleném“ energetickém mixu dominovat, tak není těžké nalézt možné budoucí problémy.
Již v současné době se objevují potíže s přenosem elektřiny z větrných parků na severním a severovýchodním pobřeží Německa do jižněji položených oblastí s vysokou průmyslovou spotřebou, a to z důvodu nedostatečné kapacity přenosových sítí (technické podrobnosti zde). Ovšem budování přenosových sítí nejvyšších napětí je velmi zdlouhavý proces (nejenom v Německu), který se velmi často protáhne i přes jedno desetiletí, což samozřejmě zcela zjevně nekoresponduje s vizemi o explozivním nárůstu počtu těchto zdrojů, lokalizovaných právě v této oblasti.
Fotovoltaické elektrárny by sice z logiky věci měly a mohly být stavěny převážně v jižních částech Německa, takže se částečně mohou vyhnout problematickému tranzitu sever-jih, nicméně s vysychající státní pokladnou stále více sílí kritické hlasy ohledně elementární smysluplnosti této technologie. Nedávno se dokonce vyjádřila přímo kancléřka Merkelová (např. zde), která se odvážila připomenout některá nepříjemná fakta. Například, že odvětví, které zajišťuje pouze dvě procenta výroby elektřiny, spotřebovává celou polovinu podpory pro veškeré obnovitelné zdroje, což je v silném nepoměru vůči jiným zdrojům s podstatně vyšší výrobou (VtE, biomasa). Zároveň lze toto prohlášení považovat za jasný signál o budoucím postoji spolkové vlády.
Zneužití užiteční idioti?
Výše uvedená fakta a souvislosti jsou samozřejmě obecně známy i v táboře propagátorů obnovitelných zdrojů, kteří začínají stále hlasitěji hovořit o „zneužití odstoupení od jaderné energetiky uhelnou lobby“ popř. o své roli „užitečných idiotů pro plynovou lobby“. Nechci sklouznout k takto expresivnímu slovníku, nicméně dovolím si konstatovat, že představa jednoduché náhrady jaderné energetiky obnovitelnými zdroji potřebuje řekněme výrazně zreálnit a „technicky dotáhnout“, což bude muset reálně zajistit „technická lobby“ a nikoliv tvůrci propagačních letáků o zelené energetice 21. století.
Sám za sebe konstatuji, že reálná čísla německé elektroenergetiky dokladují její velmi rychlé směřování k uhlí a následně zřejmě k plynu a nikoliv k obnovitelným zdrojům energie.
(Psáno pro blog.iDNES)
Petr Nejedlý