Uhelné elektrárny mají na lidi i prostředí velké dopady, ale teď se bez nich neobejdeme

V říjnu schválila česká vláda národní klimaticko-energetický plán, který stanovuje růst podílu obnovitelných zdrojů energie na celkové spotřebě do roku 2030.

Stoupnout má ze současných 18 % na 30 %. Vláda také potvrdila odklon od uhlí do roku 2033. Na odchodu od fosilních paliv se navíc ve středu ráno shodly i téměř dvě stovky států v rámci klimatické konference COP28.

Navzdory tomu ale zůstává region střední Evropy silně závislý na uhelných elektrárnách. Aby zůstaly členské státy EU v souladu s dekarbonizačními cíli, musejí zásadně transformovat svůj energetický mix a udělat z „čistých“ zdrojů pilíře nové energetiky. Portál datové žurnalistiky Evropa v datech porovnal, jaké výhody a nevýhody s sebou jednotlivé zdroje energie přinášejí. 

Národní-klimaticko energetický plán navrhuje do roku 2030 zvýšit instalovaný výkon obnovitelných zdrojů na pětinásobek. Předpokládá také snížení poptávky po elektřině a odklon od uhlí. Podle predikcí provozovatele české přenosové soustavy ČEPS se má spotřeba elektřiny v budoucnu naopak výrazně zvýšit.

Skupina Sev.en Česká energie, druhý největší producent elektřiny v ČR, konec uhlí v Česku nevidí jako samozřejmost. Podle Gabriely Sáričkové Benešové, mluvčí skupiny Sev.en Česká energie bude v Česku poptávka po elektřině z uhlí i za deset let, protože ještě stále nebude k dispozici dostatečná kapacita jiných řiditelných zdrojů, které by byly schopné pružně reagovat na aktuální poptávku po elektřině. 

Uhlí a jádro zajišťují stabilitu sítě

V současnosti jsou jediným stabilním a řiditelným domácím zdrojem právě uhelné elektrárny, ze kterých pochází 40 % české energie a slouží i jako záložní zdroje. Důležitou pozici fosilních paliv v rámci českého energetického mixu mohou podle energetické skupiny po odklonu od uhlí nahradit elektrárny poháněné zemním plynem, zdroje spalující biomasu nebo zařízení využívající odpad, nejde však o plnohodnotnou náhradu.

„Obnovitelné zdroje energie mohou vzhledem ke své výrobě závislé na počasí nahradit pouze část spalovaného uhlí či plynu, nikoliv fosilní zdroje jako takové,“ dodává Sáričková Benešová. 

Společnost ČEZ, která je největším výrobcem elektřiny v Česku, počítá s ukončením výroby elektřiny v uhelných elektrárnách dříve než v roce 2030. Podle mluvčího Skupiny ČEZ Ladislava Kříže se kvůli výši cen povolenek výroba energie v tomto typu elektráren už ekonomicky nevyplatí. V otázce energetického mixu půjde o to, co je do roku 2033 časově zvládnutelné.

„V provozu zůstanou dvě jaderné elektrárny a vodní elektrárny, které však mají malý podíl na výrobě. Uhelné elektrárny budou nahrazeny obnovitelnými zdroji a dočasně plynovými elektrárnami. Pravděpodobně bude nutný i dovoz,“ shrnuje Kříž.

Stabilitu a flexibilitu může zajistit i tzv. přechodný zdroj – zemní plyn. „Evropská unie se k plynu přiklonila jako k environmentálně výhodnější náhradě uhlí. Po začátku války na Ukrajině se ale situace diametrálně změnila: levný plyn z Ruska je minulostí a Evropa spoléhá na vzdálenější zdroje, například zkapalněný plyn z USA,“ upozorňuje Kateřina Novotná, šéfredaktorka CSRD.cz.

„Ukazují se ale i další mínusy. Těžba a spalování fosilního plynu je spojená s výraznými emisemi metanu. Z environmentálního hlediska může být pak lepší spalovat uhlí. EU proto v rámci strategie zelené transformace navrhla tzv. methanovou strategii EU, její finální podoba byla institucemi dojednána v polovině listopadu. Omezení emisí methanu do roku 2030 zmiňuje například i závěrečná deklarace z klimatické konference COP28 z 13. prosince,“ dodává Novotná.

V produkci elektřiny vedlo v roce 2022 jádro

Podle údajů think tanku Ember přispěly v roce 2022 uvnitř EU největším podílem do celkového množství vyprodukované elektřiny obnovitelné zdroje energie jako celek. Podle Eurostatu z nich už v roce 2021 pocházelo téměř 38 procent elektřiny.

Na druhé příčce je se čtvrtinovým podílem následovala elektřina vyrobená v jaderných elektrárnách a třetí místo s 20 %y zaujaly elektrárny využívající zemní plyn nebo jiné průmyslové plyny. Uhelné elektrárny do energetického mixu v roce 2021 přispěly necelými 15 %.

Největší instalovaný výkon je ve větrných elektrárnách

S celkovou produkcí energie těsně souvisí instalovaný výkon. Zatímco ten je v rámci EU instalovaný v největší míře ve formě větrných elektráren, nejvíce elektřiny v roce 2022 reálně vyprodukovaly jaderné elektrárny. 

V roce 2021 dosáhly větrné elektrárny podle Eurostatu v rámci EU podílu na instalovaném výkonu 19 % a fotovoltaika 16 %. Trend ve zvyšování instalovaného výkonu obnovitelných zdrojů potvrzuje také zpráva Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii (IRENA). V roce 2022 podle ní vzrostl celosvětově výkon instalovaný v obnovitelných zdrojích o 9,6 %. Z celkového nově instalovaného výkonu představovaly obnovitelné zdroje dokonce 83 %.

Energetická paleta v Česku se od evropského rozložení o poznání liší. V tuzemsku byl v roce 2022 podle serveru Energy Charts největší instalovaný výkon v elektrárnách poháněných hnědým uhlím; druhou příčku obsadily jaderné elektrárny. Nejvýkonnějším obnovitelným zdrojem byly solární elektrárny, jejich podíl na konečné produkci elektřiny se ale pohybuje kolem 10 %, protože nejsou schopné vyrábět trvale.

Infografika – Produkce a instalovaný výkon v EU

Nedostatek vody kvůli výrobě elektrické energie

Výroba elektrické energie je nicméně podle studie z roku 2019 hlavní příčinou globálního nedostatku vody, obavy kolem těchto dopadů elektrické produkce rostou v oblasti obnovitelných i neobnovitelných zdrojů. Elektrárny potřebují vodu pro chlazení nebo přímo pro výrobu elektřiny.

Příkladem jsou hydroelektrárny nebo jaderné elektrárny, kde je voda nezbytná k chlazení. Typy udržitelnějších zdrojů, na které se v některých scénářích spoléhá jako na cestu k bezemisní produkci elektřiny (např. biomasa se zachycováním a ukládáním uhlíku), jsou právě na vodu velmi náročné.

Metastudie z roku 2019 se zaměřila na povrchové sladkovodní zdroje, jako jsou jezera a řeky, a podzemní vody. Analýza pokrývá spotřebu napříč technologickým cyklem, což zahrnuje palivo, provoz a infrastrukturu elektrárny.

Střední hodnoty spotřeby vody během cyklu dřevní a bylinné biomasy se podle studie pohybují kolem 85 tisíc litrů na vyprodukovanou megawatthodinu elektřiny, což je o řády více než u jiných typů zdrojů energie. Naopak nejméně náročné jsou na spotřebu vody větrné elektrárny, u nichž se mediánová hodnota pohybuje kolem 43 litrů vody. Dobře si vede také fotovoltaika.

Infografika – Emise a spotřeba vody

Většina nízkoemisních technologií pochází z Číny

Z hlediska znečišťování ovzduší a při zohlednění výrobního a dodavatelského řetězce jsou na prvním místě uhelné elektrárny. Přestože množství vypuštěných emisí uhlíku od roku 2000 v rámci Evropské unie významně snížily, stále zůstávají i v roce 2022 s 364 megatunami emisí hlavním producentem. Větrné, solární a vodní elektrárny s jadernými elektrárnami po boku jsou téměř bezemisní. 

Pokud ale vezmeme v úvahu celý výrobní a dodavatelský řetězec včetně dopravy a logistiky, je těžké posoudit, který z obnovitelných zdrojů energie je nejvíce a který naopak nejméně „zelený”.

Produkce solárních panelů, baterií i větrných elektráren se totiž podle studie Asociace pro mezinárodní otázky odehrává především v Číně. Podle závěrů klimatické konference COP28, které se účastní většina států světa včetně Česka, by do roku 2050 měly být světové emise nulové. A právě nízkoemisní či zelené technologie v tom budou hrát zásadní roli.

Vodík jako naděje pro lepší řiditelnost obnovitelných zdrojů

Kromě fosilních paliv se stabilitou a předvídatelností vyznačuje také bezemisní jaderná energetika. Ta je sice spojena s vysokými investičními náklady a dlouhou dobou výstavby elektráren, provozní náklady jsou ale relativně nízké.

Zásoby paliva se navíc v případě jádra dají vytvářet roky dopředu. Naopak předvídat produkci obnovitelných zdrojů je složité. „Zvláště v zimě, kdy je slunečního svitu málo a nefouká, bude mít naše soustava problém, protože spotřeba elektřiny je až o 40 % vyšší než v létě. Částečně elektřinu skladovat zatím umíme na pár dní, ale ne z léta na zimu,“ uvádí mluvčí ČEZu Ladislav Kříž. 

Podle programového ředitele Svazu moderní energetiky Martina Sedláka se solární a větrné elektrárny v rámci EU sezónně vykrývají. V rámci letošního roku překonala kombinace solárních a větrných elektráren s 524 TWh jadernou produkci s 514 TWh. Biomasa a bioplynové stanice pak dodávají mixu obnovitelných zdrojů flexibilitu. 

Mezi způsoby, jak se s horší řiditelností obnovitelných zdrojů energie vypořádat, patří produkce zeleného vodíku, nebo jiných plynů na bázi „power-to-gas“, jde ale zatím o velmi nákladná řešení. Další z možností je akumulace do teplé vody. Na úrovni okamžité regulace se pak prosazují bateriové systémy založené na lithiu nebo průtočné vanadové baterie. Možností efektivnějšího využití obnovitelných zdrojů je také agregace a flexibilita.   

zdroj: tisková zpráva