2: Transformace energetiky: přechod na obnovitelné zdroje

Vendula

Energetika, výroba elektrické energie, výroba tepla.

Petr

Klíčový sektor naší společnosti a taky sektor, který u nás produkuje nejvíce emisí skleníkových plynu.

Vendula

Podíváme se na energetiku ve vztahu k tématu našeho podcastu, tedy co je potřeba v oblasti energetiky udělat, abychom dosáhli do roku 2050 klimatické neutrality. Tzn. nevypouštěli do ovzduší víc skleníkových plynů, než kolik dokážeme z atmosféry odebírat.

Petr

Hned na úvod důležité říct, že energetika je v Česku zodpovědná za zhruba 40 % emisí skleníkových plynů.

Vendula

Ve vztahu ke klimatu se hodně mluví o tom, že bychom neměli tolik jezdit auty se spalovacími motory, ale emise z energetiky dělají skoro 3× tolik, co celá česká doprava.

Petr

A to, že bychom měli jíst méně masa, se taky často řeší, no emise z energetiky dělají 6× víc než celá zemědělská produkce.

Vendula

Energetika je ve vztahu ke snižování emisí takové nízko visící ovoce. Má obrovský potenciál pro snížení emisí, a navíc už poměrně dobře víme, jak jí dekarbonizovat.

Petr

Z jakých zdrojů se u nás tedy elektřina vyrábí? Hodně slyším o uhlí a jádru pak si taky všímám těch solárních elektráren na polích.

Vendula

Pojďme si představit hosta, který nám v tom za chvíli udělá pořádek.

časová známka: 01:29

Oldřich

Mé jméno je Oldřich Sklenář, vystudoval jsem Vysoké učení technické v Brně obor energetika. Krom toho také environmentální studia při fakultě sociálních studií na Masarykově univerzitě. Původně jsem pracoval jako projektant v energetice. V současné době pracuji jako analytik v Asociaci pro mezinárodní otázky.

Petr

Vendy ty máš beztak připravena nějaká čísla, že.

Vendula

To si piš, že mám. V Česku se ročně vyrobí zhruba 88 TWh energie. Z toho čistá spotřeba je méně 61 TWh, takže nám zbývá něco na export, což je okolo 13 TWh. Ztráty jsou obdobné 13 TWh.

Robot

Sama komplikovaná čísla, nikdo tomu nerozumí, co si teda z toho mám odnést.

Petr

Seznamte se s naším skeptickým robotem. Občas nám bude v podcastu pomáhat.

Vendula

Důležité vidět, že jsme významným exportérem energie vyrobíme víc, než potřebujeme.

Petr

Ještě, prosím, vysvětlit, co je to ta TWh?

Vendula

V hodinách jednotka energie. Pro představu, když chceš nechat svítit takovou běžnou 60 wattovou žárovku jednu hodinu, spotřebuje 60 watthodin. Běžná roční spotřeba jedné domácnosti je okolo 3 000 000 Wh, tedy okolo tří megawathodin, no a TWh je 1 000 000 MWh, takže celková roční výroba elektřiny v České republice je okolo 88 TWh, tedy asi 30 000 000 běžných domácností.

Robot

Děkuji za informace.

Petr

Tak, jakým způsobem se u nás energie vyrábí?

Oldřich

Největší podíl zaujímá uhlí v tom roce 2018 bylo nějakých 47 %, na druhém místě také výroba z jaderných elektráren, kdy vlastně v České republice máme 2 bloky v jaderné elektrárně Temelín a 4 bloky v jaderné elektrárně Dukovany. No, pak to jsou plynové zdroje, elektrárny na biomasu. A pak už je to v řádu jednotek procent, tak to jsou elektrárny vodní, solární tedy fotovoltaické v našem případě a větrné.

Vendula

O uhlí se mluví jako o nejšpinavějším zdroji pro výrobu elektřiny a u nás se z něj vyrobí zhruba polovina elektrické energie, za jaké procento emisí je zodpovědné.

Oldřich

Byť ten podíl je těsně pod polovinou, tak odpovídající emise z uhelných elektráren jsou téměř 90%.

Petr

90 % emisní stopy z výroby elektřiny můžeme smáznout s tím, že přestaneme využívat uhlí. Výhodou pro transformaci, která nás čeká, je to, že se to dá vyřešit několika málo velkými zásahy. Zkrátka zavřeme velké uhelné elektrárny.

Oldřich

Jednotlivé elektrárny mají často takový podíl, který odpovídá celým jiným sektorům.

Petr

Máme nějaký příklad pro srovnání?

Vendula

Jasně tak třeba my jsme se dívali na data z roku 2018 a 2 největší uhelné elektrárny Počerady a Prunéřov jsou zodpovědné za skoro tolik emisí, co celá osobní automobilová doprava.

Vendula

Dvě největší uhelné elektrárny jsou zodpovědné za skoro tolik emisí, co celá osobní automobilová doprava.

časová známka: 04:45

Petr

Teď se tu hodně navážíme uhlí, jak je to s emisemi z ostatních typů elektráren.

Vendula

Ať jsme fér, nedívejme se na produkci emisí během toho, co elektrárna vyrábí elektřinu, ale pojďme do toho započítat celý její životní cyklus.

Petr

A co tím myslíš životní cyklus elektrárny.

Vendula

Tzn. že si uvedeme množství emisí, které je spojené s výstavbou dané elektrárny, pak s tím, když běží a vyrábí energii a pak do toho započítáme emise, které vznikají při likvidaci, když už přestane sloužit.

Petr

Jednotky, které používáme, jsou gramy oxidu uhličitého na vyrobenou kilowatthodinu elektřiny.

Vendula

Emise skleníkových plynů nejsou jen z oxidu uhličitého, ale proto, aby se daly hodnoty srovnávat, používá se jednotka CO2 ekvivalent. Tzn. že emisní stopa ostatních plynů je přepočítaná na hodnotu, kolik by to vycházelo, kdyby se jednalo o CO2.

Petr

Tak se podívejme na to, jak to vychází u jednotlivých zdrojů.

Petr

Odpovídá Oldřich Sklenář.

Oldřich

U toho uhlí, tak je to přes 800 g CO2 ekvivalentní na kilowatthodinu. U zemního plynu, respektive kombinovaného cyklu, tak je to nějakých střední hodnota 490 g na kilowatthodinu. U fotovoltaiky je to méně než 50 g CO2 na kilowatthodinu, a to jsou většinou emise, které nejsou provozní během provozu. Tam žádné emise nevznikají. To jsou emise, které jsou spjaty vlastně s výrobou těch komponent, případně chtěl nějakou instalací. No, vlastně je to nějaká zátěž, která vznikne teda při výrobě těch jednotlivých součástí. A posléze, když fungují, tak už teda žádné emise nevznikají. Kdežto u těch fosilních zdrojů největší část emisí vzniká v průběhu jejich používání.

Oldřich

U větrných elektráren tam je to nějakých 11, 12 g CO2 na kilowatthodinu, takže ještě mnohem méně než u té fotovoltaiky, no třeba u biomasy, tak v tom hraje největší roli ta přepravní vzdálenost, na kterou vlastně nebo ze které ta biomasa svážena, aby se mohla energeticky využít.

Vendula

Pálení uhlí je z hlediska emisí opravdu nevýhodné, proč se tedy tak dlouho používá, má to i nějaké výhody?

Petr

Rozhodně, tak za prvé je to domácí zdroj. Máme ho tu v Česku prostě dost. A za druhé můžeme pozorovat obrovskou setrvačnost, máme uhlí, takže umíme s uhlím dobře pracovat, máme skvělé inženýry, kteří umí navrhnout uhelnou elektrárnu. No, když pak tihle profesoři učí na školách, tak zase vychovávají další generaci energetiků, kteří jsou dobří v navrhování uhelných elektráren. To se nás drží z generace na generaci, ale je taky fér říct, že díky fosilním palivům tu máme tak vysokou životní úroveň, jakou máme. Bez nich bychom se sem nedostali. Není to jen zlý špinaví zdroj, ale taky nástroj obrovského pokroku v naší minulosti.

Vendula

Odklon od uhlí je nutný, to je věc, na které se už dnes shodujeme napříč sektory. Můžeme si to představit jako takový energetický detox. Potřebujeme si zachovat naši životní úroveň a zároveň přejít na bezemisní zdroj elektřiny.

Petr

V tomto ohledu se situace v posledních letech hodně dynamicky vyvíjí.

Jan

A asi nejnázorněji, nejlapidárněji to lze popsat tím, že věci, který jsme před těma pěti rokama plus minus říkali my, dneska říká ČEZ. Ten svět se prostě fakt jako strašně posunul.

Vendula

My, kdo je to my?

Petr

My je v tomto případě Greenpeace, to byl Jan Rovenský, který pracuje jako energetický expert Greenpeace.

časová známka: 08:35

Vendula

Pojďme tedy otevřít téma dne, jak se zbavíme emisí z energetiky.

Petr

Než se pustíme potenciálu alternativních zdrojů pro výrobu energie a do toho, jaké máme v tomto směru vize, musíme si vysvětlit, jak vlastně funguje trh s elektřinou a rozvodná síť.

Vendula

Rozvodné síti musí být dodáváno, vždyť tolik elektřiny, kolik je odebírané. Kdyby to tak nebylo, síť by nefungovala tak jak má a muselo by dojít k odpojení některých uživatelů, tedy je potřeba zapínat a vypínat elektrárny podle poptávky po energii nebo uměle způsobit odběr, abyste nemuseli vypínat elektrárnu.

Petr

Trh s elektřinou se řeší v tzv. aukcích. Některé zdroje elektřiny jsou odkupovány prioritně, například jaderné elektrárny je náročné zapínat a vypínat a proto mají přednost. Soutěží se ale s cenou na tom taky stojí nabídky zelené elektřiny, které vám garantují, že elektřina, kterou jste si objednali, bude nakoupená z obnovitelných zdrojů, i kdyby třeba nějaká uhelná elektrárna nabídla lepší cenu.

Robot

A je to fakt doopravdy úplně zelená elektřina?

Petr

Je to trochu složitější. V zásadě se dnes dá mluvit o dvou úrovních.

Petr

Ta první je o tom, že ti poskytovatel garantuje, že za tvoje peníze opravdu vykoupí dané množství elektřiny z obnovitelných zdrojů. Pokud se ale zrovna nestrefíš do času, kdy obnovitelné zdroje vyrábí, dostaneš do zásuvky elektřinu, která zrovna je, z uhlí, jádra nebo plynu. Takto dneska funguje většina těch zelených poskytovatelů. Přínosem je, že svými penězi podporuješ trh obnovitelných zdrojů.

Robot

Na dobře, aspoň něco.

Petr

Druhá úroveň je mnohem náročnější, ale některé velké firmy se k ní už zavázali. Třeba Google nebo dříve zmíněná IKEA. Ta výzva spočívá v tom, že opravdu veškerá tvoje spotřeba je pokrytá výhradně z obnovitelných zdrojů. To má ovšem velké nároky na technologie skladování elektřiny a vypadá to, že tuto úroveň můžeme čekat tak do 10 let.

Robot

Ok, dobře.

Petr

Ale to jsem trochu odbočil, mluvím o věcech, ke kterým se Vendy teprve dostaneme.

Robot

Jo, tak pojď zpátky. Má ještě něco vědět o té síti.

Vendula

Důležité je taky vědět, že poptávka po elektřině není stabilní, někde větší třeba přes den a jindy menší třeba v noci.

Petr

Jak je to v průběhu roku?

Oldřich

Zatím stále v České republice ty odběrové špičky bývají tak někde většinu v polovině února. Samozřejmě jsou státy, kde to naopak. V takové Itálie špičky jsou naopak v letních měsících.

Vendula

Do budoucna se ale i u nás očekává větší odběr v létě. Důvodem jsou rostoucí teploty a větší potřeba klimatizování.

Petr

Rozdíly nejsou jen v poptávce, ale i v nabídce. Zejména u obnovitelných zdrojů energie, když nefouká větrná elektrárna nejede, když nesvítí slunce, tak solární elektrárna taky nejede.

Vendula

Energii zatím neumíme moc efektivně skladovat, tedy, že bychom si uložili energii získanou v létě z fotovoltaiky a použili v zimě.

Petr

Pokud tedy chceme postupně přecházet na obnovitelné zdroje a zároveň potřebujeme držet v síti stabilní napětí, potřebujeme nějaké vyrovnávací zdroje. Elektrárny, které můžeme rychle vypnout a zapnout. Tuto funkci dneska dobře plní plynové elektrárny, případně přečerpávací vodní elektrárny.

Oldřich

Takže máme tady tyhle ty zdroje, které nějakým způsobem se snaží vyrovnávat tu výrobu spotřebu, a to jsou typicky plynové elektrárny. Záleží na tom, v jakém režimu regulace fungují a někdy jsou to plynové turbíny, které se v podstatě točí, na volnoběžné otáčky a čekají na pokyn z dispečinku, aby mohly rychle přejít do toho režimu výroby, což souvisí s možnostmi regulace těchto zdrojů, kdy my nemůžeme něco takového chtít po jaderné elektrárně nebo uhelné, která najíždí na ten výkon mnoho hodinu a není úplně snadné s tím výkonem potom a příliš hýbat, takže z toho důvodu se používají právě v dnešní době jsou to ty plynové elektrárny v budoucnu o tu můžou být nějaké bateriové systémy a jiné.

Vendula

Plynové elektrárny, plyn je taky fosilní zdroj, jak jsou vlastně emisně náročné?

Oldřich

Tam vychází asi střední hodnota pro celý životní cyklus, tak u uhlí vychází víc než 800 g CO2 ekvivalentní na kilowatthodinu, kdežto u plynových elektráren, tak vychází nějakých přibližně asi 480 g CO2 na kWh, čili je to o něco méně. Na druhou stranu problém, o kterém se hovoří hlavně v poslední době, tak je ten, že tady je nutné do toho balíku emisí spjatých s tím daným, v tomto případě plynovým, zdrojem, tak je nutné zahrnout úniky, ke kterým dochází v procesu těžby, zpracování a přepravy toho zemního plynu do místa spotřeby.

Petr

I velmi malý únik může mít na klima velký dopad. Zemní plyn je totiž z velké části tvořen metanem a ten mnohem silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý.

Vendula

Tak to byl takový malý vhled do toho, jak funguje výroba elektřiny v Česku.

časová známka: 14:08

Vendula

Jak to tedy uděláme, abychom měli v roce 2050 čistou energetiku.

Oldřich

Já bych tohle téma možná rozdělil na 2 fáze. Ta první fáze tak je, řekněme, proces dekarbonizace do roků 2030, kdy to datum, o, ke kterému bychom podle některých studií měli vlastně opustit využití uhlí v energetice.

Petr

Konec uhlí v Česku v současnosti naplánován na rok 2038.

Vendula

O tom samotném termínu se hodně diskutuje. Je ale třeba si uvědomit, že není až tak důležité, když s uhlím skončíme, ale to, kolik jej do té doby ještě spálíme.

Petr

Říká se tomu uhlíkový rozpočet. Můžete si to představit, jako když kuřák přestává kouřit. Může si říct, že zcela skončí s kouřením za rok. To na čem ale hodně záleží, je jestli do té doby bude kouřit 20 cigaret každý den nebo bude kouřit první 3 měsíce 20, další 3 měsíce 10 a posledního půl roku jenom 2 cigarety denně. Datum konce stejné, ale pro jeho plíce to bude výrazný rozdíl.

Oldřich

Studie jsou různé mírně se liší. Ale společné mají většinou to, že se v nich počítá s výrazným růstem instalovaného výkonu a výroby z obnovitelných zdrojů, které v určité fázi vlastně doplňují plynové zdroje pro překlenutí období, kdy vlastně ty obnovitelné zdroje nejsou v provozu. Pak se může vyskytnout jako protiargument, že vlastně je to přechod z jednoho fosilního zdroje na jiný. Tady to spočívá v tom, že my jsme vlastně vybudovali pro pokrytí té špičkové spotřeby nové elektrárny, které by, ale na rozdíl od dnešních uhelných elektráren nefungovaly povětšinu času, ale fungovaly by pouze ve chvíli, kdy by byly ty odběrové špičky, případně by teda nevyráběly obnovitelné zdroje.

Oldřich

To, co tedy opravdu důležité, tak je správně nastavit podmínky podpory rozvoje obnovitelných zdrojů tak, aby se nestalo, že se dostaneme do situace, kdy uhlí nebude využitelné z ekonomických důvodů vzhledem ke stoupající ceně emisních povolenek, ale nebude současně jiný vhodný zdroj nebo sestava zdrojů, které by ho v tom mixu nahradily.

časová známka: 16:33

Vendula

Asi přemýšlíte nad tím, co jsou to ty emisní povolenky?

Petr

Podrobně se na ně podíváme v poslední epizodě, ale v zásadě jde o systém zpoplatnění emisí. Když produkujete emise, musíte za to zaplatit a díky tomu přestává být ekonomicky výhodné mít emisně náročný byznys.

Vendula

Musíme si dát opravdu pozor na to, jak nastavíme podmínky. Máme s tím z nedávné minulosti špatné zkušenosti.

Jan

Když se podíváte, co jako způsobil pro rozvoj obnovitelných zdrojů solární tunel v roce 2009, který v podstatě jako na nejmíň dekádu jako reputačně rozvoj obnovitelných zdrojů úplně odrovnal. A můžeme se bavit o těch příčinách o tom, jak moc to třeba bylo jako z některých politiků schválně, ale nicméně to prostě stalo, no a představa, že by se s některýma politickýma opatřeníma, který pro dekarbonizaci potřebujeme, přihodilo něco podobnýho, jo, tzn. že by to vedlo jako podobný díře do kapes lidí nebo veřejných rozpočtů, a v důsledku toho celou tu myšlenku diskreditovalo a je to, čeho se bojím vlastně asi úplně nejvíc.

Petr

Říká Jan Rovenský z Greenpeace.

Vendula

Výhodou poslední doby je, že obnovitelné zdroje jsou čím dál levnější.

Oldřich

Za poslední dekádu, tak u fotovoltaiky to bylo téměř desetinásobný pokles cen. Ve srovnání mezi lety 2010 a 2020, tak opravdu tady došlo k masivnímu poklesu cen.

časová známka: 18:10

Petr

První fáze dekarbonizace energetiky vyznamená odchod od uhlí a jeho nahrazení obnovitelnými zdroji a možná dočasně plynem, i když tam není tak úplně jisté, jestli je ta správná volba, jak říká o první fázi dekarbonizace Jan Rovenský.

Jan

Začít s opatřeníma, který budou znamenat největší úsporu emisí s co nejmenšíma nákladama. Očesávat ten strom odspoda nahoru, což fakticky znamená skončit s uhlím, ale a teď možná některý lidi překvapím, neskončit s ním co nejrychleji za tu cenu, že ho nahradíme plynem, což, je bohužel věc, která nám v některech sektorech v České republice reálně hrozí. Znamená to prostě, že vyženeme čerta o něco menším ďáblem, se kterým tedy možná potom budem válčit další 20 let.

Vendula

Tak to je nějaká první fáze dekarbonizace energetiky. Co nás čeká, abychom dosáhli úplné klimatické neutrality do roku 2050.

Oldřich

V našem případě by znamenalo úplně se oprostit od plynových zdrojů, případně teoreticky je provozovat v kombinaci s technologií „carbon capture and storage“. Současně tedy otázka, jakým způsobem vlastně nahradit stávající jaderné zdroje. Když si to vezmeme, tak elektrárna Temelín, tak ta bude provozována pravděpodobně někdy do roku 2060, takže ta nám ještě bude sloužit v roce 2050, ale stávající dukovanské bloky, tak těm by měla končit životnost někdy kolem roku 2035 a takže je samozřejmě otázka co dál, protože to je, jak bylo řečeno, tak vlastně jádro je u nás druhý největší výrobce elektrické energie. Teď jde o to, jakým způsobem nahradit tady tohle ten stabilní a poměrně velký zdroj. A samozřejmě jedna z cest, to je ta cesta, kterou se snaží jít současná vláda, ministerstvo průmyslu obchodu, tak je výstavba nového bloku v lokalitě Dukovany, který nejdřív vlastně by doplnil a posléze částečně nahradil ty stávající bloky a zase podle nějakého národního plánu rozvoje energetiky, tak se teoreticky počítá ještě jsem se dvěma reaktory v jaderné elektrárně Temelín a asi máme ještě historicky dané nějaké lokality, které byly vytipovány jako vhodné pro výstavbu jaderných elektráren, a tak, že to je lokalita Tetov a Blahutovice, a se kterými se počítalo v rámci dalšího rozvoje už vlastně za dob socialistického Československa. Takže to je teoreticky jedna cesta, která má samozřejmě mnohá úskalí a asi největším z těch úskalí je, že my vlastně víme, že máte málo času, máme tady nějaký omezený časový horizont, a máme tady omezené množství finančních prostředků, a když si to vezmeme, tak ty zkušenosti, minimálně teda z nějaké euroatlantické oblasti jsou takové, že jádro se staví velmi velmi dlouho. A je vlastně velmi velmi drahé.

Jde o to, že kdyby vlastně všechno běželo podle plánu, tak nejspíš nestihneme zprovoznit ten jeden, vlastně ten další dukovanský blok před rok 2040. A u tohoto bloku se počítá, že měl pokrývat přibližně jednu desetinu vlastně domácí spotřeby elektřiny. A teď co s tím zbytkem. Jde o to, že my vlastně ani nestíháme postavit dostatek jaderných elektráren na to, abychom byli schopni pokrýt tu budoucí poptávku, nehledě na to, že by to bylo velmi drahé.

Nestíháme stavět dostatek jaderných elektráren na to, abychom byli schopni pokrýt tu budoucí poptávku, nehledě na to, že by to bylo velmi drahé.

časová známka: 22:08

Petr

Jádro je tím pádem kontroverzní téma. Pojďme si na něj podívat blíže.

Vendula

Jaderné elektrárny nabízí v zásadě bezemisní zdroj energie. To je jejich výhoda, při produkci energie nevznikají skleníkové plyny. Mají ale hodně nevýhod, které musíme brát v potaz při rozhodování, jestli teda jádro do budoucna ano, nebo ne. A ty nevýhody jsou následující.

Petr

Nový blok jaderné elektrárny trvá postavit tak dlouho, že to prostě nestíháme včas.

Vendula

Navíc pokryjí jen tak málo naši budoucí spotřeby, že si musíme klást otázku, jestli to má vůbec smysl.

Petr

Výstavba jaderných elektráren je opravdu hodně drahá, a to i pro státní rozpočet.

Vendula

Je tu sice malé, ale pořád relevantní riziko jaderné nehody.

Petr

To a nakonec je tu ten obrovský problém skladování jaderného odpadu na dlouhá tisíciletí dopředu. To nás sice asi nebude trápit hned, ale těžko předvídat vzdálenou budoucnost.

Vendula

To, co nás do budoucna zajímá opravdu hodně, jsou obnovitelné zdroje energie. U nás zejména slunce a vítr.

Vendula

Pojďme se dopodrobna podívat na jejich potenciál v České republice.

Oldřich

Ač se to možná nezdá, čas od času tady stále zaznívají argumenty typu v České republice dost nesvítí, nefouká na to, aby to pokrylo naši očekávánou spotřebu, tak samozřejmě máme tady určité limity. Nicméně obnovitelné zdroje jsou v rámci České republiky schopné pokrýt její spotřebu.

Petr

Jaký je potenciál větrné energie v Česku.

časová známka: 23:50

Oldřich

S využitím tedy stávajících technologií větrných elektráren, tak jsme schopni pokrýt téměř jednu třetinu naší současné spotřeby elektrické energie.

Vendula

Největší potenciál pro stavbu větrných elektráren má Jihomoravský kraj, Vysočina, Moravskoslezský kraj. V každém z nich by mohly větrníky vyrobit přibližně tolik energie, jako vyrobí 1 blok Temelína.

Petr

Velký potenciál mají také horské oblasti. Tam se ovšem často nachází chráněná území, která bychom asi takovou výstavbou zatěžovat neměly.

Vendula

Jaké jsou nevýhody větrných elektráren?

Oldřich

Tady panuje spousta mýtů, není ani tak problém třeba nějaký infrazvuk nebo nějaké odletující kusy ledu, což se dá vždycky technicky nějakým způsobem ošetřit. Problém může třeba stroboskopický efekt, kdy větrníky jsou vůči okolní zástavbě v takové pozici, že vlastně přesně zastíní zapadající slunce a pak to může být velmi nepříjemné, kdy vlastně probíhá ten stín, které vrhají ty lopatky přes okna, ale to se dá ušetřit tím, že v všechno se to dá nějak nasimulovat a pak omezit ten provozní režim tak, aby k těmto jevům nedocházelo.

Petr

Některé nevýhody mají společné se solární energií. Na ty se podíváme za chvíli.

Vendula

Jaký je potenciál solární energie.

Oldřich

Výhoda fotovoltaiky je, že je velmi flexibilní v tom, jakým způsobem ji lze instalovat, kdy jedna z cest je umístit na střechy a případně fasády stávajících budov a což skýtá tu výhodu, že vlastně ta vyrobená elektřina také spotřebovávána přímo v těch budovách a tady zase podle dostupných studií tak opět téměř jednu třetinu současné spotřeby elektřiny, tak jsme schopni pokrýt fotovoltaikou umístěnou na střechách a fasádách budov. Jedná se o to, že to nejsou všechny střechy a všechny fasády, ale je to v podstatě zlomek celkové plochy, to vychází nějakých asi 18 % stávající střešní plochy. Plus nějaká plocha těch fasád a jsme schopni, jak jsem říkal, pokrýt vlastně téměř jednu třetinu spotřeby elektřiny.

Petr

Střechy fasády ale zdaleka nejsou jediné místo, kam se dá fotovoltaika umístit.

Oldřich

Je tady spousta jiných míst, které lze využít pro výrobu elektřiny z fotovoltaiky a můžou to být to například bývalé nějaké průmyslové či zemědělské areály. Můžou to být bývalé nebo opuštěné povrchové doly. Teď běží diskuze o tom kolik vlastně lze vyrábět z lokalit stávajících povrchových dolů na Mostecku. Tam ten potenciál taky není zanedbatelný. Existují práce, které tvrdí, že čistě z povrchových dolů, tak jsme schopni zase nějaký asi 15 % naší současné spotřeby pokrýt. A u těch brownfieldů, tak je to nějakých 22 %, můžou to být to plochy, jako jsou například protihlukové stěny podél dálnic, můžou to být krytá parkovací stání pro auta. Shodou okolností nedávno byla dokončena největší instalace tohohle typu a je to vlastně zaměstnanecké parkoviště před elektrárnou Dukovany. Zase tady to přináší tam ten benefit, že jsou stíněná ta zaparkovaná auta, takže nedochází po tom v letním období k přehřívání jejich interiéru. To, co se ukázalo, jako ne úplně dobrý nápad, tak je fotovoltaika integrovaná do silnic, kdy běžely ve světě pilotní projekty tohohle typu. Nicméně zkušenosti jsou takové, že dochází velmi rychle k opotřebení a následnému snížení výkonu a výroby z těch panelů.

Vendula

Chceme, aby se lidé v tématu změny klimatu lépe orientovali.

Petr

Aby věděli o řešeních, která máme k dispozici a můžeme použít.

Vendula

Chcete si na tom taky podílet.

Petr

Podpořte nás, prosím, finančně.

Vendula

Darovat můžete na našem webu 2050podcast.cz.

časová známka: 28:02

Vendula

Pojďme si zopakovat, jaký má fotovoltaika potenciál na uvedených místech.

Petr

Na střechách a fasádách pokryje zhruba 30 % naší spotřeby.

Vendula

Pokud zastavíme fotovoltaikou bývalé povrchové doly, pokryje to 15 % spotřeby.

Petr

A na brownfieldech to jsou ty plochy, kde prostě něco stálo a teď už jenom leží ladem, tak tam by to dělalo 22 %.

Vendula

Největší potenciál, kam ale umístit fotovoltaické panely, má tzv. agrivoltaika.

Petr

To má něco společného se zemědělstvím?

Vendula

Přesně tak. Podrobně jsme se na to zeptali našeho dalšího hosta. Jejím Martin Madej z Asociace pro mezinárodní otázky.

Robot

Agrivoltaika, to jako zastavíme úrodnou půdu, to ani omylem.

Petr

Znamená to, že místo pěstování plodin budu mít na poli solární panely?

Martin

To, co zmiňuješ, že jediné využití pozemku. Mám nějakej prostě jako lán luk a já na něj dám solární panely už tam dál nebude nic jiného nebo mám nějakou budovu, jo, na tu jsem solární panel už tam v tu chvíli na té střeše nebude nic jiného. Kudy teďka ten svět jde, co je teď novým velkým trendem je tzv. dvojí využití pozemku. Pokud jde o agrivoltaiku, tak je to využití současně pro zemědělství a současně pro fotovoltaiku. O co jde, na jednom půdním bloku jsou zároveň solární panely a zároveň plodiny a jsou umístěna takovým způsobem, aby ten zemědělec mohl volně obhospodařovat to pole, ať už je to tak, že obhospodařuje pod těmi panely nebo mezi těmi panely. A v tu chvíli on má ten výnos z toho pozemku dvojnásobný, má jednak samotné plodiny, které sklidí, a jednak ještě takovou energetickou sklizeň z té samotné fotovoltaiky.

Kdyby to bylo jenom takto, už to je dobrý, ale ve skutečnosti je agrivoltaika ještě lepší, protože to je symbióza energetiky a zemědělství. Co tím myslím, jsou na to už četné studie a případové studie ze zahraničí, kdy my vidíme, že mnohým plodinám svědčí určitá míry zastínění. Ony nemusí být celý den na tom sluníčku. Ve skutečnosti my víme už několik desítek let, že každá plodina má tzv. bod světelné saturace tzn. že určitý moment už není schopna získat více slunečního záření, než kolik potřebuje k tomu růstu a dále už jí to v podstatě v lepším případě nic nedodá v horším škodí. Vidíme, že ta rostlina uschne a zkrátka se zničí. A to je ten moment, kdy může nastoupit ten solární panel a část té energie, kteroužto rostlina nepotřebuje, si vzít.

Není to jednoduché naprojektovat, musíme vědět přesně, ve které ten moment jakoby už tu energii vzít, ale je kolem toho v tuto chvíli děsně velké množství zajímavé vědecké práce, máme na to už modely, které to dokážou různým způsobem předvídat, máme panely, které se dokážou nahýbat vlastně takovým způsobem, aby přesně dali těm plodinám přesně tolik energie, kolik potřebují a tímhle způsobem vlastně žijí přesně jakoby ty panely a ty plodiny symbióze. Ale nebylo by to úplně symbióza, kdyby jenom jedna pomohla druhému. Ono to druhé pomáhá tomu prvnímu. Panely, pokud nejsou někde na otevřené ploše, ale jsou mezi nebo nad určitou zelení, tak se tu tzv. evapotranspirací těch rostlin, vypouštějí tu vlhkost do ovzduší, se chladí. A tím, když se panely chladí, tak mají vyšší účinnost, když mají vyšší účinnost, mají větší energetický výnos, typicky jedno, dvě procenta. Není to moc, ale pořád je to lepší, než kdyby nebyly.

Mohli bychom vůbec pokračovat dál, protože vemte si ten zemědělec v momentě, kdy tam pracuje v tom stínu, je to pro ně určitě příjemnější, než když je někde na otevřeném poli. Máme tam výhody týkající se zadržení vody v krajině. Vemte si, že v momentě, kdy ta rostlina je zastíněna, nevypaří se z ní tolik vody, tím pádem ten zemědělec má nižší spotřebu. Hovoří se 12-34 %, naposledy jsem si z jedné případové studie vyčetl, že to je 20 % vody, kterou ten zemědělec ušetří tím, že nemusí zavlažovat. Ta voda potom může zůstat v krajině, neodpaří se. Tyto pole potom zase slouží dále pro biodiverzitu tím, že oproti tomu, když tam je jenom pole nebo jenom panely, tak slouží mnohem víc pro nějakou vlastně migraci živočichů než jindy.

Takže to jsou ty neskutečné výhody, které ta agrivoltaika přináší a to sice za nějaké vyšší ekonomické náklady, ale ne o tolik. V tuto chvíli se vlastně agrivoltaika pohybuje někde mezi tou obyčejnou pozemní fotovoltaikou a střešní fotovoltaikou a řekněme si narovinu, že mnohem vychází finančně i levněji než třeba jaderná energie.

Vendula

Martin nám udělal tak ucelenou přednášku, že nám přišla škoda, jej v tom přerušovat.

Petr

Technický potenciál agrivoltaiky je opravdu velký. Říká se, že pouhé jedno procento světové zemědělské půdy by stačilo pokrýt agrivoltaikou k tomu, abychom pokryli celou světovou spotřebu elektřiny.

Vendula

Nejde ovšem o to, bezhlavě stavět na každém poli, ale pečlivě rozmyslet a navrhnout agrivoltaiku tak, aby opravdu fungovala v symbióze s konkrétní plodinou a lokalitou.

Petr

Ve světě se agrivoltaika už hodně rozvíjí. Proč se nic neděje v České republice?

Vendula

V Česku je problém už jen s legislativou. Vůbec neznáme pojem dvojí využití pozemku. Zemědělec, který by si jí postavil na poli, by v lepším případě přišel o dotace a možná by se dostal do konfliktu se zákonem.

Petr

To by se ale mělo brzy změnit, a agrivoltaiku můžeme očekávat i na českých polí.

Petr

Solární a větrná energie má obrovský potenciál. I kdybychom neměli žádnou fotovoltaiku na polích. Pořád můžeme pokrýt v zásadě celou spotřebu elektřiny v Česku ze solárních a větrných elektráren.

časová známka: 34:23

Vendula

Tento způsob výroby elektřiny má ale i určité nevýhody, se kterými si budeme muset do budoucna poradit.

Oldřich

Většina obnovitelných zdrojů, tak je nestála v čase, což znamená, že jejich výroba závisí vlastně na přírodních podmínkách, které se sice dají nějakým způsobem namodelovat, takže, řekněme, v nějakém horizontu hodin, víme, jak bude foukat nebo svítit, takže poměrně přesně jsme schopni tu výrobu naplánovat. A samozřejmě jsou období, kdy opravdu nefouká, nesvítí a pak je nutné řešit vlastně akumulaci a využití nastřádané energie, kterou tyto zdroje vyrobí a vinou část, ať už roku nebo dne.

Petr

Musíme tedy řešit, jak vyrobenou energii skladovat. V rámci jednoho dne by to mohli řešit systémy baterií.

Vendula

Zásadní bude vyřešit možnost sezónní akumulace, abychom energii vyrobenou v létě mohli uložit a využít v zimě.

Oldřich

Zatím se zdá, že takovým vhodným řešením pro sezónní akumulaci, tak je také technologie „power to gas“, kde dochází k výrobě, ať už vodíku nebo nějakých jiných syntetických plynům, a sice tam velmi malá účinnost celého toho procesu, když si vezmeme vlastně to, že nějaký obnovitelný zdroj nejdřív vyrobí elektřinu, s pomocí té elektřiny, tak se vyrobí vodík a následně zpětně, když se z toho vodíku vyrobí elektřina, tak ta účinnost opravdu velmi nízká.

Petr

Tuhle chvíli není ale ani tak důležitá účinnost této technologie jako to, jak bude drahá a tím pádem konkurenceschopná.

Vendula

Je zajímavé se taky podívat na to, jak moc vlastně chceme být energeticky soběstační. Kdybychom totiž přemýšleli nad prostorem celé Evropy, dávalo by smysl zkrátka větrníky stavět na pobřeží Norska, fotovoltaiku ve Španělsku a energii dovážet.

Petr

A právě zelený vodík by mohl být médiem, které by energii mezi státy přinášel.

Oldřich

Cílem je vybudovat téměř 40 000 km vodíkovodů a napříč evropskými zeměmi tak, aby bylo možné dopravovat vodík, ať už od místa jeho výroby, čili typicky tam, kde jsou vhodné podmínky pro obnovitelné zdroje. A v našem případě to můžou být třeba farmy větrných elektráren na severu Evropy, nebo to můžou být solární elektrárny v jižních částech Evropy ve Španělsku, v Itálii, a tak, jak je dopravit vlastně od těchto zdrojů a možných zeleného vodíku ke spotřebiteli, případně propojit přístavní terminály se spotřebiteli.

Vendula

Tohle je jedno z míst, které má obrovský potenciál. Zatím ale nemáme úplně připravené technologie.

časová známka: 37:16

Petr

O vodíku a jeho potenciálu v energetice jsme se taky bavili s Martinem Madejem. Jak vlastně funguje přenos vyrobené energie do vodíku?

Martin

Ve skutečnosti existují 3 základní typy výroby vodíku a podle toho 3 základní barvy – šedý, modrý, zelený. Ten historicky nejstarší je šedý, který vlastně do dneska tvoří drtivou většinu produkce vodíku na světě, a to je takový, který se a vyrábí syntetizací různých fosilních paliv, vlastně je to proces, při kterém vzniká docela velké množství emisí skleníkových plynů. Je to něco, čemu bychom se chtěli do budoucna vyhnout.

Můžeme to udělat tak, že část nebo ideálně všechen ten oxid uhličitý a jiné skleníkové plyny zachytíme, a poté třeba uložíme. To je a potom právě princip CCS, potom se tomu říká modrý vodík.

A ta třetí alternativa neboli zelený vodík je takový, kdy my vlastně využijeme elektřinu z obnovitelných zdrojů, zelenou elektřinu, a potom v procesu, který se jmenuje elektrolýza, v kombinaci s vodou, jsme schopni získat na jedné straně molekuly vodíku H2 a na straně druhé a kyslíku O2. A to je proces, při kterém skleníkové plyny nevznikají, vzniká právě vodík, který můžeme potom dále různými způsoby zužitkovat, ať už v rámci konečné spotřeby nebo jako úložiště energie. Potom samozřejmě, že kyslík, který už dále možné volně vypustit do atmosféry.

Vendula

Občas tu zaznívá zkratka CCS, co to znamená?

Petr

CCS = carbon capture and storage, označuje technologie zachytávání uhlíku z atmosféry a jejich následné ukládání. Typicky se jedná o uložení do země.

Vendula

Dobře, máme vyrobený vodík. K čemu dalšímu ho můžeme používat, kromě skladování energie z obnovitelných zdrojů?

Martin

Dobře, řekli jsme to skladování, to je jedna důležitá vlastnost. Potom se hovoří tedy o vodíku jako o samotném palivu, tedy palivo v dopravě, palivo v průmyslu, typicky všude tam, kde potřebujeme získat opravdu velké množství typicky tepelné energie, ale i elektrické v krátkém časovém horizontu a třetí typ využití je tzv. „feed stock“ v angličtině, neboli možná, jestli by se dalo říct v češtině vstupní složka.

Petr

Vstupní složka?

Vendula

Jako součást některých chemických procesů, například při výrobě čpavku.

Martin

A v neposlední řadě se potom ten vodík může dál používat třeba ve spojení se oxidem uhličitým, který jsme zachytili a vytvářet tak metan, který známe jako zemní plyn jako fosilní palivo. Ale v tomto případě nevzniká vlastně jako vedlejší produkt při těžbě ropy, ale vzniká jako výrobním procesem za použití vodíku a oxidu uhličitého a my ho potom můžeme využívat úplně stejně jako běžně zemní plyn.

Petr

Vodík jako další energetická surovina. Po teoretické stránce to nezní špatně a uvidíme, jakým směrem se konkrétní technologie pro využití vodíku vyvinou.

časová známka: 40:43

Vendula

Bavili jsme se tu podrobně o výrobě elektřiny, o výhodách a nevýhodách obnovitelných zdrojů. Jak je to s tou druhou částí energetiky, což je výroba tepla? Pojďme se krátce podívat i na ní.

Petr

Teplárny u nás produkují přibližně 10 % celkových českých emisí, čtvrtinu energetiky.

Robot

Další čísla. To je ale dlouhá epizoda, co?

Petr

Jak funguje systém výroby tepla v Česku, když zrovna netopíme elektřinou, odpovídá Oldřich Sklenář.

Oldřich

Co se týče výroby tepla, tak v České republice jsou to řádově miliony odběratelů, jsou napojené na systém centrálního zásobení teplem, který využívá různých zdrojů. To může být buďto, no buď vlastně teplárny, což jsou elektrárny, které současně produkují tepelnou energii a bývají to často opravdu velké uhelné zdroje. Bývají to i rozptýlené kogenerační jednotky, které fungují na zemní plyn, které vyrábí současně tedy elektřinu a teplo pro dodávky koncovým spotřebitelům. Z velké části i ten systém dodávek tepla je závislých v podstatě na fosilních zdrojích.

Vendula

Jakým způsobem můžeme teplárenství dekarbonizovat.

Oldřich

No a teď je otázka, jak vlastně řešit ten přechod směrem od uhlí k jiným nějakým alternativním palivům. Vlastně v současné době ty možnosti jsou poměrně omezené. Pokud nepůjdeme do nějakých exotických řešení, které fungují v jiných zemích, třeba v omezené míře v Dánsku jsou místa, kde tam fungují o v podstatě solární teplárny, kde velkou část té energetické bilance pokrývají fototermické zdroje, které vlastně přes léto hlavně vyrábí tepelnou energii, která se akumuluje vlastně v obrovských podzemních zásobnících a kumuluje se do teplé vody a následně ta voda je používána potom pro dohřev toho teplonosného média, takže v průběhu zimních měsíců se vlastně vyrábí částečně z té energie, kterou si, kterou si naspořili v létě. Nicméně tenhleten způsob výroby tepla, tak je poměrně nákladný a samozřejmě zabírá i poměrně velkou plochu. Jsou tam nutné nějaké místní specifické podmínky, například pro stavbu těch podzemních zásobníků, takže tohle není asi úplně to většinová cesta, kterou bychom se mohli vydat.

Teď ta zvažovaná cesta provozovateli těch tepláren, tak je přechod na nějaká alternativní paliva, a to samozřejmě nese sebou určitá rizika. Tady se diskutuje buďto přechod na biomasu nebo na vlastně odpady. A s tím, že by se, že by se třídila tuhá spořitelna složka z odpadů, která by následně byla pálena vlastně v těch teplárnách. Zase zkušenosti ze severských zemí, tak jsou takové, že se zprovoznili takovéto zdroje, no a následně s tím, jak se zase vyvíjí sektoru odpadového hospodářství, jak se zvyšuje míra třídění a využití tříděného odpadu, tak najdou se zjistilo, že zatím chybí odpad na to, aby mohly spalovat. Jasně dá se to řešit potom nějakým dovozem, ale pak to už ztrácí docela nějaký ekonomický i environmentální význam, protože tady hraje velkou roli právě ta dojezdová vzdálenost. Čili, pokud my svážíme ty odpady z nějakého, čím dál tím většího okruhu, tak potřebujeme poměrně hodně energie už na tu samotnou dopravu.

Úplně ten stejný problém, tak se týká nějakého případného využití biomasy, kdy už dneska můžeme pozorovat to, že jsou samozřejmě zdroje uhelné, které fungují v režimu spoluspalování biomasy. Tzn. že kromě uhlí pálí také biomasu, no a tam je právě rozhodující pro ten přínos těchto zdrojů, tak je to z jaké vzdálenosti se ta biomasa dopravována. Problém je, že máme samozřejmě omezené zdroje v rámci České republiky. Ten černý scénář je, že bychom to dělali jako v některých evropských zemích. Třeba ve Velké Británii, kde mají plantáže někde v deltě Mississippi, tam pěstují nějaké rychle rostoucí dřeviny a ty potom štěpkují a dopravují s pomocí fosilních paliv přes oceán do místa vlastně toho spálení, což celková bilance samozřejmě nevychází úplně dobře.

Petr

Tak zatím jsme se bavili o dvou možnostech - spalování odpadu, což může narazit na to, že prostě nebudeme mít dost odpadu a spalování biomasy, kde je ale důležité počítat s tím, na jakou vzdálenost biomasu ke spálení přepravujeme.

Oldřich

Ten proces dekarbonizace sektoru teplárenství, tak bude taková hodně pestrá mozaika různých řešení, zase když se podíváme na nějaké existující práce, které se tomuhle tématu věnují, tak tam se počítá hodně třeba s využitím odpadního tepla, a to může být nějaké odpadní teplo z průmyslových procesů. A případně teďka takový zajímavý trend je vlastně to, že se využívá odpadní teplo z výpočetních procesů a kde vlastně to může být formou opravdu nějakých distribuovaných výpočtů, kde člověk si pořídí takové topné těleso, které vypadá jako běžný nějaký nástěnný radiátor, ale uvnitř toho tělesa, tak se skrývají mikroprocesory, které potom po nějakém připojení na síť, tak provádí zadané výpočetní úkony a odpadním produktem těch početních úkonů je teplo.

Vendula

Využít odpadní teplo z elektráren, z průmyslových procesů a výpočetních procesů. To jsou zajímavé nápady.

Oldřich

Další možností je využití tepelných čerpadel, což je takový jako elegantní způsob, jak využít tepelný potenciál, který se tady nachází kolem nás. Dopadem zvyšujícího se počtu tepelných čerpadel, které byť teda mají samozřejmě čím dál tím vyšší tzv. topný faktor, který vlastně udává ten energetický výtěžek tu energii získanou ku energii vložené, tak tady to vede k tomu, že se zvyšuje počet tepelných čerpadel a celková spotřeba tak vzrůstá, takže je to zase propojené se sektorem výroby elektřiny. Tzn. že tady budeme zase muset mít dostatek elektrické energie na to, abychom mohli tato tepelná čerpadla pohánět.

Petr

Možnosti dekarbonizace teplárenství jsou následující.

Vendula

Zaprvé, spalovat něco jiného než fosilní paliva. Mluví se o biomase a taky o odpadu.

Petr

Zadruhé, využívat odpadní teplo, které už stejně někde vzniká.

Vendula

Zatřetí, rozšířit využití tepelných čerpadel, což je ale úzce propojené s výrobou elektřiny.

Robot

Energetika výroba elektrické energie. Výroba tepla.

Petr

V současnosti 40 % českých emisí skleníkových plynu.

Vendula

Jsme doufejme, na dobré cestě, abychom českou energetiku transformovali a postupně přešli na klimaticky neutrální výrobu energií tak, abychom v roce 2050 mohli prohlásit emise za nulové.

Petr

Doufáme, že jste si spolu s námi udělali obrázek toho, jaké změny probíhají a jaké můžeme očekávat?

Vendula

My se na vás budeme těšit zase u další epizody.

Petr

A nezapomeňte se podívat na náš web 2050podcast.cz, kde najdete ke každé epizodě bonusové materiály, rozhovory a info grafiku, které vám pomůžou této problematice porozumět ještě lépe.

Vendula

Mějte se krásně na shledanou.