Kolik bioplynových stanic je potřeba na zálohování JE Temelín?

Jakkoli se otázka v nadpise může jevit zvláštně, na rozdíl od mnohých argumentů ze strany zástupců „velké“ energetiky má logický základ. Než si na ni odpovíme, pohlédněme trochu hlouběji do souvislostí tvorby legislativy, do pozadí ovlivňování veřejného mínění a do mystérie plánování v energetice. Od doby, kdy se začala formovat velká energetika (v podstatě vždy založená nejprve na existenci veřejných podniků, teprve později privatizovaných), se díky propojení politiky s podnikáním stále daří přesvědčovat veřejnost o potřebě výstavby nových zdrojů, neboť pokrok (rozuměj růst spotřeby energie) nelze dle jejich mínění zastavit.

Jedno staré úsloví však říká, že nic nemůže růst do nebe. Je to jednoduché a logické, fyzikální zákony platí pro všechny stejně. Nikoli už tak zákony peněz. Přesto mají ekonomové a politici jedno společné, hromadně se modlí ke společné ikoně – k ekonomickému růstu. Jak dlouho je ale takový růst udržitelný? Porovnáme-li jej s přírodním procesem růstu, například u stromu, tak je jasné, že v určitém okamžiku strom již neroste, pouze sílí a přibývá. Jakmile se naplní jeho čas, ať stářím či chorobou, umírá a uvolňuje místo jiným, přičemž jeho pozůstatky pomáhají růstu stromů nových.

Jedním z důvodů, proč tato paralela nefunguje v oblasti chování lidské společnosti, je možná fakt, že v období sílení stromu, kdy již neroste, nýbrž je součástí ekosystému a vytváří podmínky pro jeho reprodukci, dozrají 2-3 lidské generace, které si mnohdy „nepatrné“ proměny stromu ani nestačí povšimnout. Ekonomové a politici tak stěží mohou zahrnout tuto paralelu do teorií, kterými se řídí a kde vše podléhá porovnání v mnohem kratším období. Daleko důležitější, než nevratné zničení 1000 let starého ekosystému pro ně může být změna kurzu akcií v průběhu jediného dne.

Hovoříme-li o udržitelném rozvoji, ten se zcela jistě neobejde bez udržitelné energetiky. Udržitelnost energetických systémů nespočívá ve hledání „méně škodlivých“ zdrojů a technologií, jak se nás snaží mnozí přesvědčit, nýbrž ve vyřešení otázky potřeby a spotřeby energie. Základ nastoupení tohoto řešení spočívá v pochopení logiky a nepřekročitelnosti přírodních zákonů. Jedinou cestou poté, kdy si to konečně uvědomíme, je spotřebovávat pouze takové množství energie, která je nám nabízena z tzv. obnovitelných procesů. Jejich podstatou je v našem případě energie slunečního záření, jejíž nedostatek zřejmě budeme muset začít řešit za nějaké 4 miliardy let…

Nastává doba, kdy se ztěžka začínají přebujelou industriální energetikou probojovávat vysoce efektivní technologie, jak v oblasti přeměny energie (často se používá obrat „výroba energie“, přičemž energie vyrobit nelze), tak i v oblasti spotřeby. Žijeme v době, kdy dosažení faktoru 4 a více (tj. více než dvojnásobné zvýšení efektivnosti při polovičních vložené energii) již není nic neobvyklého. Taková řešení však stále nejsou příliš populární z pohledu převládajícího byznysu. Stejně tak i velká energetika si kolem sebe vyhloubila příkop, který není lehké překonat. Bariéra cen energie daných „ekonomikou úspor z rozsahu“, navíc bez započtení externalit je skutečně stále těžko překonatelná.

Novou možnost nám v brzké době snad poskytne neméně těžce schvalovaný zákon o podpoře elektřiny z obnovitelných zdrojů. Podaří-li se nám podpořit prosazení rozumných výkupních cen pro jednotlivé způsoby energetického využití biomasy, je zde velká šance na zajištění poměrně zajímavého podílu bioenergie na trhu s elektřinou.

Podle všeho to pro začátek vypadá slibně pro rozvoj bioplynových stanic. To je nakonec logické. Třebaže se investičně jedná o poměrně náročnou technologii, setkává se zde více výhod a tyto synergie mohou vést k podstatně vyšší efektivnosti investice. Navíc parametry moderních bioplynových stanic ukazují, jakým směrem se může ubírat nové, diverzifikované energetické zásobování. Rozumnou velikostí stanice se ukazuje zhruba 0,5 MW elektrického výkonu, který je zajištěn spolehlivými motorovými kogeneračními jednotkami. Výroba elektrické energie se pohybuje v případě dobrého řízení fermentoru nad 8 000 hodin ročně, optimálně 8500 hodin nominálního výkonu. To představuje cca 4,2 GWh elektrické energie ročně. Tepelný výkon cca 600 kW je zhruba z 20 – 30 % využit pro ohřev fermentoru, zbytek je při této velikosti stanice možné využít pro vytápění domů v blízkosti, drobných výrob (např. sušárny ovoce) nebo malé průmyslové zóny.

Jednotkové investiční náklady se pohybují ve srovnatelné výši nebo níže, než uvažované náklady na výstavbu nových ultranadkritických uhelných elektráren. Odtud plyne úvaha o zálohování jaderné elektrárny, neboť ta by měla být ve velikosti výkonu největší jednotky v soustavě a tou je jeden temelínský 1000 MW blok. V současnosti je tento záložní výkon udržován v uhelných elektrárnách. Na zajištění výkonu obdobných parametrů, nicméně celkově lepších vlastností (rovnoměrně rozloženého v elektrizační soustavě, menší zranitelnosti, výroby energie blízko místa spotřeby) by bylo vhodné postupně vybudovat zhruba 2 000 bioplynových stanic o průměrném výkonu 500 kWe. Bioplynové stanice umožňují, v případě, že by byly vybaveny náhradními (zdvojenými) generátory, pracovat až několik hodin denně na dvojnásobný výkon – v závislosti na kapacitě fermentoru a plynojemu. Takto připravený záložní výkon by byl sice náročnější na systémovou regulaci, ale vzhledem ke své diverzitě by byl podstatně méně zranitelný.

Ale i v případě, že by nebyla záložní funkce tohoto projektu plně využita, jeho synergický efekt by byl obrovský. Zajistila by se diverzifikovaná výroba ve výši až 8 TWh ročně. Jedná se samozřejmě o velmi ambiciózní cíl, ale za určitých předpokladů a v dostatečně dlouhém období reálný. Jeho efekty jsou nabíledni:

• Cca 10 % podíl na hrubé výrobě elektřiny zajištěné z čistě domácího obnovitelného zdroje.
• Významná pomoc zemědělcům, neboť kromě neutralizace živočišných odpadů a jejich přeměny na hnojivo je možné s výhodou používat i rostlinou produkci.
• Významný podíl na nárůstu sběru (separace) a využití biologicky rozložitelných komunálních a průmyslových odpadů.
• Produkce kvalitního hnojiva a podpora stabilizace uhlíkového cyklu – návratu živin do půdy.

Jako spoluautor sumarizace potenciálu obnovitelné energie na území ČR do roku 2050 jsem si vědom překážek tak rozsáhlého záměru, neboť zdroje biomasy nejsou neomezené a je nutno počítat s rozdělením jejího potenciálu mezi různé procesy a technologie. Výroba 8 TWh elektřiny pouze z bioplynu by si vyžádala velmi cílevědomé přesměrování mnoha technických i administrativních opatření tímto směrem a využití značné části cíleně pěstované biomasy. Neznamená to ovšem, že k tomu nemůže dojít, stejně tak, jako například může být v budoucnu z biomasy získáván vodík ve velkém.

Také jiné záměry v oblasti obnovitelných paliv jsou ambiciózní, ale z energetického hlediska poněkud méně efektivní. Jedná se zejména o předpokládanou výrobu lihu za účelem přidávání do PHM a naplnění Směrnice 2003/30/EC, která sice možná pomůže z velké části požadovanou kvótu naplnit, ale energeticky je její přínos minimální z důvodů vysoké energetické náročnosti celého produkčního cyklu.

Jak již to bývá, politici si často pletou nebe s odrazem hvězd na vodní hladině a často to zřejmě dělají i záměrně, neboť je to tak jednodušší. A děláme to i my, obyvatelé domněle civilizovaného světa. Málokdo si dnes dokáže představit, že by bylo možné z dnešního na plýtvání a na zvyšování spotřeby čehokoli založeného způsobu života přejít na vysoce efektivní systém uspokojování potřeb na bázi čistě obnovitelných energií. Stejně tak si málokdo asi dokáže představit rychlý konec naší civilizace, který může nastat ve velmi blízké budoucnosti v důsledku dlouhodobého překračování asimilační schopnosti globálního ekosystému. To je realita, před kterou se jen marně snažíme uhýbat pohledem...

Tweet

Regulace teploty plynových motorů

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu