Prozkoumejte všechny služby z energetického sektoru, které nabízí platforma ENERGY-HUB

Kogenerace jako smysluplný́ doplněk výroby z OZE

27. 11. 2019
13:00
PRO-ENERGY Josef Jeleček

Diskuse o volbě palivového mixu v ČR se vede hlavně v souvislosti s výstavbou jaderného bloku. Není ale daleko příhodnější kombinace obnovitelných zdrojů a kogeneračních jednotek?

# technologie
# úspory
# teplárenství
# OZE
Kogenerace jako smysluplný́ doplněk výroby z OZE

ABSTRACT: The Czech energy mix is historically based on coal and nuclear energy. The government´s target is to replace coal with RES, extend the lifespan of nuclear PPs and build new reactors. However, the combination of RES with CHP seems to be a more suitable combination for balancing summer-winter electricity gaps.



DÍVEJME SE VPŘED

Svět se otepluje. Diskuse o tom, zda má smysl pro snížení oteplování něco dělat či ne, se odehrává spíše na úrovni politiků, z nichž někteří se snaží získat příznivce neustálým vytahováním už dávno „vyčpělých“ témat, jako je boj proti předražené podpoře OZE. Ano, ve snaze snížit emise skleníkových plynů se napáchalo dost špatného, jako třeba nemorální, neuřízená (či spíše zlobbovaná) podpora OZE před 10 lety. Chci připomenout, že naše společnost TEDOM nevlastnila a nevlastní ani watt předotované fotovoltaiky, právě proto, že mně to přišlo nemorální, i když lákavé to jistě bylo.

To se už ale stalo, vrátit to nelze a měli bychom se dívat vpřed. A taky se poučit, abychom takové chyby neopakovali. Ano, podpora měla být tehdy nižší, respektive legislativa pružnější, aby umožnila rychlejší snížení podpory. Globálně ale splnila podpora OZE svůj cíl, i když nás ještě bude stát dost peněz. Smyslem podpory bylo umožnit tehdy drahé technologii, aby se uplatnila na trhu v delším horizontu i bez podpory, a tak to bylo i propagováno. To se konkrétně u fotovoltaiky podařilo beze zbytku.

Trochu jiný příběh je podpora pěstování řepky. Ta se rozběhla za účelem „ozelenění“ pohonných hmot. To je dotováno kromě dotací na vlastní pěstování i dalšími dotacemi formou odpuštění spotřební daně ze zelené složky pohonných hmot. Z dnešního pohledu je to už ekonomicky a ekologicky naprosto nevýhodné a neefektivní, ale nebylo tomu tak vždy. Přesto v tom pokračujeme, i když okolní státy už to pochopily a tuto cestu brzdí – to rozeberu dále.

Evropa se snaží být lídrem v boji za ochranu klimatu, což je určitě dobře. Je dobré být lídrem v technologii, posouvá to celkový standard v dané zemi vpřed, s tím roste i životní úroveň. Lídři vyvíjejí technologie, exportují, jsou vzorem pro ostatní, montovny montují pro lídry komponenty. Nepromeškejme příležitost být v něčem lídry. Máme v Česku dost úspěšných firem s finálním výrobkem, naše společnost TEDOM je toho příkladem.

Bohužel osobně se nemohu zbavit pocitu, že Česká republika se ocitá v roli země, která jde proti proudu a tuto příležitost míjí. Místo abychom se snažili chopit příležitosti a do byznysu naskočit, bagatelizujeme snahu EU o snižování emisí skleníkových plynů a zesměšňujeme ji. Jenom populisticky v občanech vyvoláváme pocit nespravedlnosti a křivdy, že musí podporovat solární barony, čímž společnost dále štěpíme. Doplácí na to technologie, která za nic nemůže a která je dnes řádově levnější než před deseti lety. Ano, nese si stigma z minulosti, ale měli bychom se na to pokusit podívat více pragmaticky, protože dnes je situace absolutně jiná než před 10 lety. Jsem přesvědčen, že za ochranu klimatu pro naše děti se vyplatí si připlatit. A jestli se někdy prokáže, že člověk na klima nemá vliv, pak co je špatného na tom, že budeme vyrábět více energie z OZE, budeme mít vyšší účinnost, budeme prostě šetřit planetu?

Sestavili jsme Národně–klimatický plán. Pojali jsme jej konzervativně, nesnažíme se vytvořit stabilní podmínky pro obnovitelné zdroje. Vše vsázíme na jedinou riskantní kartu – na mohutnou výstavbu jaderných elektráren. Nic proti této snaze, jaderná energetika je bezemisní, já sám jsem na jaderné elektrárně pracoval, jaderné energetice věřím. Potíž je, že tuto víru nesdílí naši sousedé, a je tedy na místě očekávat jisté komplikace.

Nicméně bojujme, dává to smysl, ale nezavírejme si cesty pro případ, že tato sázka nedopadne úspěšně, což se může stát. Bylo by to velmi nezodpovědné. Určitě není dobrá strategie tvrdit, že postavíme jadernou elektrárnu i za cenu porušení evropských zákonů. Chápu, že je to vzkaz síly a odhodlání voličům, ne evropským institucím, ale osobně si nemyslím, že porušování zákonů je správná cesta, když už máme tu výsadu, že žijeme v právním státě (rozuměj EU). Právní stát je založen na respektování práva a respektování názoru většiny. Pokud EU zavede právní normy, měli bychom se jimi řídit a pokud se nám nelíbí, měli bychom usilovat o jejich změnu, nikoli je porušovat. Pak raději Czexit, ale řekněme to lidem jasně, ať mají čas se rozhodnout, kde žít, pokud ještě takové rozhodnutí budou moci udělat – to nebylo vždy možné, ale to už někteří zapomněli.

Říkáme, že nemáme podmínky pro výstavbu OZE, že jádro je jediným řešením. Není tomu tak, jenom myšlenkově stále žijeme v minulosti, od které se nejsme schopni odpoutat. Zodpovědně tvrdím, že máme podmínky pro takový rozvoj výroby elektřiny z OZE, který by bohatě pokryl velmi významnou část naší spotřeby – viz následující příklad.

Obrázek č. 1: Příklady malých kogeneračních jednotek
 

HUSTOTA VYUŽITÍ ENERGIE Z FVE ŘÁDOVĚ PŘEVYŠUJE ŘEPKU

Dnes pěstujeme řepku asi na 350 tis. hektarech, z toho na cca 125 tis. hektarech pro účely výroby metylesteru a jeho použití v dopravě. Když je dobrá sezóna, z 1 ha sklidíme 4 tuny řepky a z každé tuny dostaneme asi 48 GJ energie po odečtení energie na zasetí, pěstování, sklizeň a výrobu metylesteru.

Z 1 ha tedy vytěžíme asi 192 GJ energie ročně, tedy 55 MWh/rok. A to se prosím bavíme o energii tepelné, ze které, pokud chceme dostat energii mechanickou či elektrickou, která se dostane na kola automobilu, pak ještě počítejme, že 70 % energie ztratíme. Na 125 tisících hektarech tedy vyprodukujeme 6,9 TWh energie. Tyto hodnoty jsou optimistické, neboť 4 t/ha je opravdu velmi dobrá úroda, mnohdy se sklidí jenom 3 t/ha.

Pokud bychom postavili na stejná pole fotovoltaické panely, a můžeme je postavit kolmo, tak větší část řepky tam můžeme pěstovat i nadále. Na 1 ha lze nainstalovat 1 až 2 MW, počítejme konzervativně 1 MW. Při výrobě 1000 hodin peak dostaneme z 1 ha 1000 MWh elektrické energie, což je 20× víc, ale v našem případě jde o energii elektrickou oproti tepelné z řepky. Ze 125 tis. hektarů bychom tedy teoreticky dostali 125 TWh elektřiny. To je množství, které je 2× vyšší než naše roční spotřeba. Tolik elektřiny nepotřebujeme a tolik panelů tedy není třeba stavět. Navíc háček je v tom, že bychom měli elektřinu, pouze když svítí slunce. Nicméně výše uvedená kalkulace jasně ukazuje, že prostor pro výrobu z elektřiny z OZE i v ČR je více než dostatečný.

Můžeme tedy vyslovit závěr, že si ČR může stanovit významně ambicióznější cíle ve výrobě elektřiny z OZE.

Pokud k tomu najdeme odvahu, staneme se zemí aktivní, pozitivní a možná i technologickým lídrem v regionu, neboť jsem přesvědčen, že na to máme.

MIX OZE A JÁDRA SE NEJEVÍ JAKO PŘÍLIŠ VHODNÝ

Energetický mix tvořený z jádra (myšleno velký blok, pro malé reaktory toto nemusí nutně platit) a OZE nebude nikdy fungovat správně. Důvodem je sezónní nesoulad mezi výrobou a spotřebou. Slunce prostě svítí v létě, zatímco elektřinu potřebujeme i v zimě (ještě víc než v létě) a k tomu v zimě potřebujeme i teplo. A velký jaderný blok se reguluje těžko a není to ekonomické. Fotovoltaika se tedy ideálně doplňuje s kogenerací, každá z nich má svoji sezónu. Pokud nebude k fotovoltaice vhodný doplňující flexibilní zdroj, pak se stane to, že v létě se ceny elektřiny propadnou do záporu a v zimě bude nedostatek zdrojů. Budování fotovoltaiky musí jít proto ruku v ruce s budováním flexibilní kogenerace, která je také sezónní, ale v protipólu. Jedině tak dosáhneme rozumné a stabilní ceny na trhu, což platí pro celou Evropu, nejen pro Českou republiku.

INVERZNÍ VÝROBA Z OZE A Z KOGENERACE SE DOPLŇUJE

Je tedy žádoucí začít seriózně počítat s rozvojem vysokoúčinné kogenerace v logice: Pokud se někde vyrábí teplo, proč k tomu nevyrobit i elektřinu. Kogenerace pracuje s celkovou účinností kolem 90 % a je z principu velmi účinná. Pokud budeme vyrábět elektřinu s účinností 90 % z fosilního paliva, kterým zemní plyn je, tak to dává smysl, protože není úplně chytré ani reálné chtít přeskočit z výroby elektřiny z uhlí s účinností 35 % do absolutně bezemisního světa. Kombinace čistého OZE a relativně čistého, ale zato maximálně účinného KVET je ve střednědobém horizontu nejlepší řešení. Samozřejmě při zachování bezemisního základu z jaderných elektráren. Pootevření dvířek pro tento scénář nám přinese mnoho výhod:

  • Širší zdrojové portfolio. Podmínky na trhu se mění a zdroje, které se zdají výhodné dnes, nemusí být výhodné za 50 let, což je perioda, na kterou směřuje nová jaderná elektrárna.
  • Větší bezpečnost. Zvyšující se možnost teroristického útoku vzhledem ke stále většímu a těžko kontrolovatelnému pohybu lidí, z nichž ne všichni mají s Evropou dobré úmysly. Je těžší vyřadit z provozu tisíce decentrálních zdrojů než jeden klíčový.
  • Příležitost pro české firmy ,český kapitál. Decentrální výroba elektřiny je příležitost pro domácí podnikatele vstoupit do rostoucího byznysu, nikoli pouze příležitost pro jednoho zahraničního dodavatele jaderného bloku, kdy místní firmy vesměs dodají dělníky, dost možná také přistěhovalce, protože sami dostatek pracovní síly nemáme.
  • Příležitost exportovat. Pokud zvládneme decentrální technologii doma, můžeme ji exportovat i do zahraničí.

Příkladem může být i naše společnost TEDOM s českými vlastníky, která sice v Čechách vznikla, vyrostla a dále zde i podniká, nicméně velkou většinu byznysu již dnes realizuje v zahraničí, a to v tom nejvyspělejším na západ od našich hranic. Byli jsme schopni koupit německou společnost, která je stejně veliká, jako ta naše, a tuto společnost dále rozvíjet. I v ČR je kogenerace podporována, ale je nutné říct, že ve srovnání s jinými zdroji a s rostoucí cenou elektřiny na trhu celkem minimálně.

Jak jsem předeslal, já sám jsem příznivcem jaderné energetiky a osobně podporuji její maximální využití. Měli bychom se tedy soustředit na maximální prodloužení životnosti stávajících jaderných elektráren, přičemž se dá celkem realisticky očekávat, že Dukovany budou moci pracovat minimálně dalších 20 let a Temelín jistě za rok 2050. Do té doby se energetika zásadně změní. Přijdou nové technologie, které přinesou potřebnou flexibilitu a budou za dostupnou cenu. O tom jsme se přesvědčili v průběhu minulých 25 let, kdy energetikou prošla revoluce. Do té doby vidím jako ideální tento mix:

  • Základem určitě musí být stabilní výkon nejlépe jaderných elektráren.
  • Nad to potřebné množství fotovoltaických elektráren, primárně na střechách a brownfieldech, v kombinaci s rozumnou kapacitou akumulace pro překrytí krátkodobé nerovnováhy výroby a spotřeby, které budou dodávat elektřinu zejména v létě.
  • V kombinaci s vysokoúčinnou kogenerací na zemní plyn, později biometan či jiné „zelené“ palivo, na vykrytí sezonní spotřeby elektřiny a tepla v zimě.
  • S rozumnou elektrickou mobilitou:
    • primárně hromadná a nákladní doprava,
    • přechod na železnici (vlaky mají trakce, nepotřebují akumulátory, dostaneme kamiony z dálnic),
    • dále elektrická auta na krátké vzdálenosti do zaměstnání a na nákupy,
    • na dlouhé vzdálenosti auta na klasická paliva, např. v rámci sdílení.
  • To vše založeno na správné rovnováze – nic není černé ani bílé.

Na obrázku 2 je skladba zdrojů pro výrobu elektřiny, jak by mohla vypadat. Horní dvě barvy znázorňují doplňující se fotovoltaiku a kogeneraci, která je postavena na plochém základě výroby ze stabilních zdrojů, například jádra. Samozřejmě je možné podíl kombinace těchto dvou základních zdrojů flexibilně a v krátkém čase zvýšit, pokud by se nepodařilo JE postavit.

Obrázek č. 2: Skladba výroby vhodného zdrojového mixu ve střednědobém horizontu
 

O AUTOROVI

Ing. JOSEF JELEČEK absolvoval Fakultu strojní VUT v Brně na Katedře tepelných a jaderných strojů. Poté pracoval na různých technických pozicích v energetice. V roce 1991 založil společnost TEDOM, kde dnes působí jako generální ředitel a předseda představenstva. Od roku 2002 do dubna 2019 byl předsedou sdružení pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla COGEN Czech, kde stále působí v její radě. Dále je členem představenstva Svazu moderní energetiky a člen rady Českého plynárenského svazu.

Kontakt: josef.jelecek@tedom.com

související články

Aktuality v oblasti obnovitelných zdrojů energie

27. 11. 2019
14:00
PRO-ENERGY

Přinášíme vám výtah zajímavých novinek z médií z portálu energy-hub.cz v oblasti OZE, ekologie a hospodárnosti v období 9/2019 – 11/2019 (redakčně upraveno). 

# OZE

25 let EPC: Investice do úspor, která se zaplatí sama

27. 11. 2019
14:00
PRO-ENERGY

Úspory nákladů, vyšší efektivita a vždy lepší kvalita prostředí. To jsou hlavní důvody, proč se metoda EPC stále častěji…

# úspory
# trhy
# infrastruktura

Od fotbalu k pop music

27. 11. 2019
14:00
PRO-ENERGY

Na německém trhu energetických služeb chce ČEZ získat desetiprocentní podíl. S tím souvisejí akvizice, které už v Německu…

# elektřina
# úspory
# trhy

Téměř nulová spotřeba po česku

27. 11. 2019
14:00
PRO-ENERGY

Česká implementace směrnice EU od ledna 2020 zakáže stavbu budov s vyšší než „téměř nulovou spotřebou energie“. Pokud plánujete…

# budovy
# EU
# úspory
# legislativa

Dům z konopí

27. 11. 2019
14:00
PRO-ENERGY

To není sen drogově závislého, ale realita. Již pralidé z konopí běžně stavěli chýše a moderní člověk je možná zanedlouho…

# technologie
# budovy

DOMEXPO 2020

08. 12. 2019 18:00 - 10. 12. 2019 02:00
Agrokomplex Nitra
15. ročník komplexnej stavebnej výstavy a výstavy pre fotovoltiku a solárnu techniku

All for Power Conference 2019

09. 12. 2019 - 10. 12. 2019
Clarion Congress Hotel Prague
14. mezinárodní odborná konference a výstava.

Energetická bezpečnost ČR: Budoucí spotřeba energie

11. 12. 2019 09:00 - 12:00
hotel Andel’s, Stroupežnického 21, Praha 5
Energetická bezpečnost České republiky v kontextu budoucí spotřeby energie.

ENERGY-HUB je moderní nezávislá platforma pro průběžné sdílení zpravodajství a analytických článků z energetického sektoru. V rámci našeho portfolia nabízíme monitoring českého, slovenského i zahraničního tisku.

47464
Počet publikovaných novinek
1597
Počet publikovaných akcí
450
Počet publikovaných článků
ENERGY-HUB využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování jakéhokoli obsahu či jeho části veřejnosti je bez předchozího souhlasu výslovně zakázáno.
Drtinova 557/10, 150 00 Praha 5, Česká republika