Vznikne pod Lipnem přečerpávací elektrárna Dunaj – Vltava o výkonu 1000 MW?

ABSTRACT: A new interesting project of the pumped storage hydro PP in the CZ with the installed capacity of 1000 MW and the expected CAPEX of 40 bil. CZK, which interconnects the Donau and Vltava rivers, is waiting for an investor.

Zvolení výkonu 1000 MW, tedy stejného výkonu jako má jeden blok jaderné elektrárny Temelín (ale lze variantně uvažovat i s mnohem vyšším výkonem, který umožňují svojí mohutností stávající hotové nádrže na Dunaji a Lipno I. se svojí rozlohou 49 km²), předcházelo mnoho odborných studií, ekonomických analýz a cenových nabídek se závěrem, že takový výkon je zcela reálný. Podzemní stavitelství jde rychle dopředu a vrtné soupravy umí mnohem větší průměry, než jaký je pro stávajících 1000 MW zvolen. Jaká varianta výkonu a uspořádaní se v budoucnu zvolí, určí nezbytná studie proveditelnosti a posouzení vlivu na životní prostředí (EIA).

Zůstaňme ale u předpokládaného výkonu 1000 MW. Vyžadovalo by to provrtat ode dna lipenské vodní nádrže 486 metrů hlubokou díru pro potrubí o průměru 10,5 metru, v té hloubce vytvořit prostor pro umístění podzemní elektrárny osazené čtyřmi reverzibilními Francisovými turbínami, jaké se dlouhodobě osvědčují na přečerpávací vodní elektrárně (PVE) Dlouhé stráně, a dále vyrazit zhruba 30 kilometrů dlouhé potrubí spojující vodní nádrž Jochenstein s PVE Lipno.

V době, kdy Vltava má v létě nedostatek vody, by mohla odčerpat přebytky z Dunaje, zásobovaného tajícími ledovci. A naopak v období hrozících povodní by Lipno mohlo upouštět vodu do mohutného Dunaje, jehož hladina by se tím zvedla minimálně. Přitom by přečerpávací elektrárna vyráběla elektřinu.

Schématické znázornění přečerpávací vodní elektrárny Lipno – Jochenstein
 

POMOC PŘI ZIMNÍM A JARNÍM TÁNÍ

Konkrétně by to vypadalo tak, že v průměrně vodném roce by se asi 50 dnů z Dunaje nečerpalo vůbec, ale naopak by se přebytky pustily turbínovým chodem do Dunaje. Většinou je to při prudkém zimním až jarním tání, kdy se nyní u nás zastavuje často plavba pro vysoký stav (podjezd mostů). Při těchto průtocích by se voda Lipna rozdělila tak, aby Vltavská kaskáda měla vodu na plný výkon. V zimě má Dunaj obvykle vody málo, takže kromě získaných 1000 MW v naší PVE by se přebytky šumavské vody energeticky využily v podunajských elektrárnách.

Objem Lipna I. je při hladině stálého nadržení 309 502 000 m³. Převážná část provozu PVE s výjimkou zmiňovaných 50 dnů by měla probíhat v běžném denním cyklu, tedy cca 4 hodiny chodu turbínového ve špičkách se spotřebou 4 h × 3600 s × 260 m³/s = 3 744 000 m³ a cca za dalších 5 hodin by se načerpalo z Dunaje shodné množství zpět. (Pozn.: toto jsou čísla pro běžný denní cyklus, ale mohutnost nádrží zde umožňuje více než cyklus týdenní, viz dále.)

Pro srovnání: Hlavním úkolem PVE Dlouhé stráně je přispět k zabezpečení stability elektrizační soustavy, pro kterou je nezbytná rovnováha mezi aktuální spotřebou a výkonem dodávaným energetickými zdroji. Několikrát denně tak přechází z čerpadlového do turbínového režimu a naopak. Vlivem nástupu větrných a slunečních elektráren se výrazně zvýšila nestabilita systému. Proto v poslední době elektrárna přechází do čerpadlového režimu i během dne, zatímco dříve přecházela do tohoto režimu nejčastěji pouze v noci.

„Elektrárna podle našeho projektu toho bude umět mnohem více, a to nejen z energetického hlediska,“ říká autor návrhu Ing. Miroslav Cink.

Možné alternativní trasy propojení Dunaje s Lipnem
 

ODBORNÉ ZÁZEMÍ PROJEKTU

Cinkův návrh byl inspirován studií, vzniklou na půdě ČVUT téměř před 50 lety, a také úspěšnou realizací podobných staveb v režii českých firem, jako jsou již před šedesáti lety uvedená do provozu také podzemní špičkovací elektrárna Lipno I., PVE Dlouhé stráně, Vltavská kaskáda a další.

Hlavně se ale jeho návrh opírá o jeho vlastní bohaté profesní zkušenosti. V druhé polovině osmdesátých let, kdy se v Československu začala prosazovat stavba malých vodních elektráren, patřil Miroslav Cink k jejich prvním projektantům a později i dodavatelům. Zkonstruoval pro tyto účely nový typ vodní turbíny, která je dodnes známá pod jménem Cink.

Počátkem 90. let v rámci velké privatizace zakoupil v Karlových Varech továrnu a zavedl v ní výrobu vodních elektráren. Až do roku 2005, kdy firmu prodal bavorskému výrobci vodních elektráren a ten ji nadále pod názvem CINK Hydro – energy provozuje v Karlových Varech, dodal na konkrétní lokality ve 39 zemích na 400 turbosoustrojí. Nejen s turbínou Cink, ale i s turbínami Francis, Pelton a Kaplan. Šlo o různě veliké vodní elektrárny v rozmanitých přírodních podmínkách, nicméně propojení Dunaje s Vltavou a Labem by je svým rozsahem mnohonásobně překonalo. Nejde v tomto případě však o příliš megalomanský nereálný projekt, jehož přínosy by nevyvážily značné náklady?

PVE S VÝKONEM 1000 MW ZA ZHRUBA 40 MLD. KČ

„Od roku 2002 jsme se s odborným garantem na kompletní podzemní stavitelství Metrostavem a.s. dohodli na kolmých štolách do podzemní strojovny, umístěné na našem území. V roce 2016 na tyto parametry a uspořádání nacenili kompletní podzemní stavitelství na 21,45 mld. Kč s přesností plus minus 20 procent. Já jsem přesvědčen, že celkové náklady včetně technologie by se vešly i s rezervou do 40 miliard korun,“ uvádí Cink. „Navíc se během výstavby vytěží asi 9 milionů tun kvalitního štěrku, který se bezprostředně prodá za zhruba 2,5 mld. Kč. Ostatně je to v praxi ověřeno před více než 60 lety při výstavbě podzemní špičkovací elektrárny Lipno I.“

A kdyby byl požadavek na instalovaný výkon menší než uvažovaných 1000 MW, propojilo by se Lipno s vodním dílem Aschach místo Jochenstein. To by stavbu hodně zlevnilo, protože by podzemní přivaděč byl o tři kilometry kratší a měl by menší průměr. Možná by se snížil i počet reverzibilních jednotek a zmenšila by se strojovna umístěná u hráze, což je výhodné při běžném provozu i při povodních.

Pokud jde o technologickou stránku, počítá se s instalací čtyř shodných reverzibilních Francisových turbín, jaké jsou v PVE Dlouhé stráně.

Jak dále Ing. Cink upřesňuje, protože tlak bude o cca 80 m menší než na Dlouhých stráních, musí se snížit otáčky motorgenerátorů a rozběhového motoru, což se udělá na shodných mašinách přidáním pólů. Když je menší tlak, je i menší průtok, takže v tomto případě bude na plné hlcení 4 x 65 m³/s = 260 m³/s. V důsledku toho bude menší i výkon, tedy 4 x 250 MW = 1000 MW.

ZAJÍMAVÝ PROJEKT DNES JIŽ BEZ EVROPSKÉ PODPORY

Podle Ing. Cinka je další obrovskou energetickou výhodou možnost získání regulačního energetického zdroje s týdenním cyklem o výkonu 1000 MW i více a přes něj propojení podunajských německo-rakouských sítí s rozvodnou Dasný po stávající trase z Lipna I.

Toto zvýší česko-německo-rakouskou energetickou bezpečnost a také proto je to projekt evropský.

Jako evropský projekt jej podpořil i místopředseda Evropské komise Maroš Šefčovič, mající na starosti energetiku, když jej v roce 2014 česká vláda na návrh Czech Investu zařadila do tzv. Junckerova balíčku, investičního plánu pro Evropu. Bezprostředně na to se ozvala se žádostí o spolupráci londýnská investiční firma FORGATE GROUP a následně deklarovala písemným dokladem připravenost do projektu proinvestovat 2 miliardy EUR a koupit stoprocentní podíl majitele práv.

Pak však na původně vstřícném Ministerstvu životního prostředí ČR získal navrch opačný názor a projekt byl z Junckerova balíčku vyřazen. „Marně jsem se snažil zjistit, kdo ten projekt vyřadil a s jakými argumenty,“ uvádí Cink.

BEZ OBAV Z MÍCHÁNÍ VOD

Pokud hrála roli obava z nepříznivých vlivů smíchání vody Lipna a Dunaje, argumentuje Ing. Cink výsledky chemicko-biologických rozborů, které provedla VŠCHT se závěry:

• jedná se o velmi čisté vody,
• kvalita se blíží vodě pitné,
• vhodné pro vodárenské a rekreační účely,
• je kvalitnější než na biotopu Lipno.

A přidává další argumenty: „Pokud se mimo špičky do Lipna shodné množství napumpuje, bude bez přítoků Vltavy poměr míchání 1,2 % dunajské vody ve vltavské při 100% homogenizaci, ke které z časových důvodů mezi cykly nikdy nedojde.

Pod hrází se postupně dalšími přítoky poměr zmenší na nicotná množství (průměrný průtok na hrázi Lipna je 13,4 m³/s a Labe v Hřensku 319 m³/s). Kromě uvedeného bude téměř pitná mírně zásaditá voda Dunaje pro vodu kyselou a humózní vltavskou požehnáním.

V extrémně suchých letech se bude kromě čerpání využívat obrovská akumulační schopnost Vltavské kaskády, především Lipna a Orlíku. Ve dvoumetrové vrstvě Orlíku a Lipna je uloženo 152 mil. m³ vody. Ukládat dunajskou vodu do Vltavské kaskády můžeme omezeně se zachováním ochranných povodňových rezerv, ale do Lipna o rozloze 49 mil. m² mnohem odvážněji, protože ji umíme do Dunaje rychle vyprázdnit přes PVE v množství až 400 m³/s. Tato kombinace zajistí i v nejsušších obdobích celoroční splavnost Labe pod Střekovem, a to nejlépe v kombinaci s plánovaným jezem Děčín.“

No a energeticky na této vodě pro suchá období vydělá navýšením výroby více než 800 MW provozuschopných vodních elektráren na Vltavě a Labi s celkovým převýšením 593 m s využitelným tlakem na turbíny 506 m.

PRODLOUŽENÍ SPLAVNOSTI LABE

Když Miroslav Cink popisuje projekt, zdůrazňuje ještě jeden významný přínos, který by mohl mít. Ve spojení s dalšími opatřeními by bylo možné zajistit dostatečné průtoky pro celoroční plavbu od Střekova do Magdeburgu a zpět a z Kořenska do Orlíku a zpět.

Díky propojení Dunaje s Lipnem by nemuselo Povodí Vltavy realizovat prohrábky koryta pod vodním dílem Kořensko ani prodlužovat koleje zdvihadla malých lodí na hrázi Orlíku. A nemusela by nastat například taková situace, jako v případě dosud největšího remorkéru vyrobeného v ČR, který byl spuštěn na vodu 31. července 2018 a musel čekat na vodu pod Střekovem až do 12. února letošního roku.

„V extrémním suchu by bylo zapotřebí dodat Vltavě zhruba 10 milionů kubíků vody na celý týden. Toto množství umí přečerpávací vodní elektrárna načerpat za 14 hodin levně a někdy i se ziskem z odběru přebytečné energie ze sítí EU a hladina Lipna se zvedne maximálně o 16 centimetrů. Navíc elektrárny na Vltavě a Labi z toho množství vyrobí za týden 11 878 MWh elektřiny,“ tvrdí inženýr Cink. „Poměr míchání vody dunajské do vody lipenské je jen 3,2 %“.

NOVÝ ENERGETICKÝ REGULAČNÍ ZDROJ

Projekt velmi ocenil mimo jiné ředitel PVE Dolní stráně Vítězslav Chmelař, který k němu autorovi sdělil: „Projekt mi přijde velmi zajímavý. Financovat by ho musel budoucí provozovatel a stát jako součást protipovodňové ochrany a v rámci podpory splavnosti Vltavy a Labe. Zmiňujete, že by se realizací získal energetický regulační zdroj s týdenním cyklem. Také, že pro cyklus 2600 MWh se změní hladina Lipna jen o 4,9 cm. Toto je velmi důležitý ekonomický přínos. Jsem přesvědčen, že většina lidí není schopna domyslet do detailu tento přínos. O víkendu je velký přebytek elektrické energie k načerpání zásoby do Lipna na celý týden. PVE s týdenním cyklem je velmi málo a váš projekt je velkou budoucí příležitostí pro ČR a EU.”

„Prozatím je vládou schválena v budoucnu výstavba dalších dvou bloků jaderné elektrárny. Všichni, kdo tomu rozumí, vědí, že se to bez dalších vyrovnávacích regulačních zdrojů neobejde. Máme k dispozici zatím jen zhruba 1100 MW. Naše PVE i tento problém umí vyřešit do 5 let s nákladem do 40 mld. Kč po vydání stavebního povolení,“ říká Miroslav Cink.

„Až dosud jsem všechny práce na projektu financoval ze svého. Na studii proveditelnosti už mi ale nezbývá. Projektanti z ČEPS Investu, a.s., kteří projektovali i PVE Dlouhé stráně, nabídli před pěti lety, že studii provedou za 19,1 milionu korun. A dovedou zhotovit i EIA. Ve studii by se měla posoudit i možnost nahradit jeden ze dvou plánovaných bloků jaderné elektrárny v Temelíně či Dukovanech realizací této přečerpávací vodní elektrárny.“

Inženýr Cink seznámil s projektem také Kancelář prezidenta republiky. Reakce byla příznivá. Ředitel analytického odboru Mgr. Roman Lipták v dopise vloni v říjnu ocenil výhodnost a efektivitu projektu a konstatoval: „Pan prezident dlouhodobě podporuje rozvoj infrastruktury, kromě toho sleduje zabezpečení energetické bezpečnosti, ochranu před suchem, ale i povodněmi. Pravomoci prezidenta neumožňují přímo nařídit uvolnění finančních prostředků na studii proveditelnosti a EIA. To je plně v kompetenci vlády. Pokud vláda bude zvažovat realizaci studie proveditelnosti a EIA, pan prezident takovýto záměr může podpořit.“

Před lety vláda stáhla projekt z Junckerova balíčku. Zdá se ale, že nemusí být všem dnům konec. Podporovatelé projektu s ním seznámili místopředsedu vlády a ministra průmyslu a obchodu Karla Havlíčka a ten pozval ing. Cinka na prezentaci projektu. Jejím výsledkem byl příslib, že se pokusí zajistit finance na provedení studie a EIA.

Projekt má sice své odpůrce, nicméně je předkládán v době, kdy na trhu panuje značný hlad po flexibilních zdrojích, které budou schopné pružně reagovat na obtížně predikovatelnou výrobu z intermitentních zdrojů. Je téměř jisté, že postavit jinou novou velkou přečerpávací elektrárnu v českých podmínkách je prakticky nemožné. A postavit bateriová úložiště takto velkého výkonu a kapacity bude podstatně dražší.

Projekt tak čeká na přízeň investora, který myšlenku na tento zajímavý projekt vezme za své a zastřeší ho svým jménem a kapitálem.

O AUTOROVI

Jaroslav Winter je šéfredaktorem portálu Helpnet.cz zaměřeného na problematiku zdravotního postižení. V 70. a 80. letech minulého století se však zabýval jako redaktor a komentátor v deníku Mladá fronta energetikou, aktivně podporoval prosazování malých vodních elektráren a vývoj energetiky sleduje dosud.

Kontakt: winter@brezen.cz