Česká a německá energetika: Musíme si pomáhat. Jak přesně?

aktualizováno 
V těsně předvánočním čase se uskutečnilo velice zajímavé setkání českých a německých odborníků z různých oblastí spojených s energetikou. Setkání uspořádaly společně česká Učená společnost a německá Akademie věd v Heidelbergu. Sympózium bylo příspěvkem vědecké obce k diskuzi o řešení jednoho z bolavých problémů současné společnosti.

Havárie elektrického vedení u Velkého meziřící v prosinci 2013 | foto: GA Energo technik

Mezi německou a českou energetickou koncepcí jsou dnes zásadní rozdíly. Obě země se ale do značné míry pohybují na "stejném energetickém hřišti", a tak vzájemné pochopení východisek i řešení je nezbytností. Přispět k němu chtěla i konference, která se konala 18. a 19. prosince v Praze, a na které se sešli především vědci zabývající se profesně energetikou.

Zásadní rozdíl mezi oběma sousedními státy spočívá v tom, že Česko má jako klíčovou komponentu pro svůj přechod k nízkoemisní energetice v oblasti produkce elektřiny jaderné zdroje. Další oblastí, která by ke snížení emisí měla v Česku přispět, jsou obnovitelné zdroje. Měly by to však být pouze malé decentralizované zdroje využívající vhodné místní podmínky, například zdroje na biomasu využívající zemědělský odpad v místě, fotovoltaika na střechách nebo větrné zdroje v ideálních větrných místech, kde nenarušují ekologickou situaci v místě.

Pro ty, kdo se nevešli

Zazněla celá řada velice zajímavých referátů, které z německé i české strany pokrývaly téměř všechna témata energetiky. Jde tak o velice dobrý přehled problémů, které v této oblasti nejen v našich dvou zemích jsou. Jednání tak může být zajímavé pro řadu zájemců. Proto bylo jednání natáčeno a videa i prezentace jsou přístupné ke stažení na stránkách Učené společnosti. Vzhledem k tomu, že prezentace byly určeny pro vystoupení na sympoziu a ne k neomezeně veřejné publikaci, je ke stažení třeba heslo. To je však možné každému vážnému zájemci poskytnout.

Hlavně jaderné, ale také obnovitelné zdroje, přispěly k tomu, že podíl produkce elektřiny z uhelných zdrojů poprvé v historii české energetiky klesl pod 50 %. Tuto z ekologického hlediska velmi dobrou zprávu zmínil už hned na začátku příspěvek českého ministra životního prostředí, který přednesla jeho náměstkyně Radka Bučilová. Během celého jednání však byl tento potěšující fakt zmíněn vícekrát. Vynikne to zvláště při srovnání ze situací v roce 2000, kdy byl podíl produkce elektřiny z uhlí větší než 70 %. Změna byla umožněna hlavně spuštěním Temelína a zvýšením výkonu bloků v Dukovanech. Přispěly však i zmiňované obnovitelné zdroje. Například bioplynové zdroje letos dosáhly rekordu v podílu na produkci elektřiny okolo 2,5 %.

V oblasti výroby tepla jsou v Česku snahy dominantně zaměřeny na velký potenciál úspor, spočívajících třeba v zateplování, a možností zapojení obnovitelných zdrojů, ať už jde o využití tepelných čerpadel, slunečních panelů pro produkci tepla nebo využití biomasy či odpadu. Důležité je také vyšší a efektivnější využití plynu a kogenerace.

V Německu je energetická koncepce postavena na odmítnutí využívání jádra. Přechod k nízkoemisní elektroenergetice je tak postaven čistě na využití obnovitelných zdrojů. V tomto směru se spoléhá hlavně na větrné zdroje na severu Německa. Velký výkon se má postavit i fotovoltaických zdrojů, ovšem kvůli jejich mnohem menšímu ročnímu využití výkonu, jejich produkce elektřiny už nebude mít tak vysoký podíl. To je vidět i na současné situaci. V postaveném výkonu i dotacích dominují v Německu zdroje fotovoltaické. Výkon větrných zdrojů je nižší. Přesto větrné zdroje vyrobí dvojnásobek toho, co se získá z fotovoltaických zdrojů.

Zvolená německá energetická koncepce však má také svá úskalí. V přechodné době musí do značné míry přinejmenším z jisté části nahradit jaderné zdroje fosilní elektrárny. Takže, na rozdíl od Česka, v Německu zůstal podíl produkce elektřiny z fosilních zdrojů zhruba stejný. V posledních letech se kvůli pokřivení trhu s elektřinou dotacemi do obnovitelných zdrojů navíc začala opětně zvyšovat produkce elektřiny z uhlí na úkor plynu.

Záře opatovického Temelína by spojovala Pardubáky s Hradečáky. Neměl by z ní...

V tomto roce tak je produkce elektřiny z uhlí v Německu vyšší než v Česku, ve fosilních palivech toto platí už řadu let. Je otevřenou záležitostí, jak dlouho toto období intenzivního využívání fosilních paliv k výrobě elektřiny v Německu potrvá. Zvláště, když jaderné zdroje zatím pořád produkují přes 14 % elektřiny a do deseti let budou všechny odstavené. Je pochopitelné, že je v Německu snaha o co největší zkrácení této doby.

V oblasti produkce tepla jsou německé trendy v energetické koncepci podobné těm českým, tedy důraz na úspory, zateplování a využití obnovitelných zdrojů a plynu.

Různé podmínky vedou k různé energetické koncepci

V řadě příspěvků bylo zmiňováno, že různost energetických koncepcí je dána zvláště rozdílností podmínek v obou zemích. Důležitým faktorem je, že Německo má značné zásoby uhlí a těžbu toho hnědého v posledních letech rozšiřuje. Černé uhlí naopak velmi intenzivně dováží, nyní například i velmi levné uhlí z USA. Je to umožněno i tím, že má mořské přístavy. Naopak se několikrát, například v prezentaci Františka Hrdličky ze Fakulty strojní ČVUT, objevily grafy, které ukazují rychlý úbytek zásob uhlí v Česku i v případě, že se s těžbou půjde za limity.

Česká republika také nemá pobřežní oblasti se stabilní a příznivou větrnou situací. Tam může koeficient ročního využití výkonu u větrných turbín překračovat i 45 %, jak prezentoval Frank Behrendt z Technické university v Berlíně. Ten také zmínil jeden zajímavý otevřený problém s využitím hlavně mořských větrných turbín. U těchto značně velkých, komplikovaných a sofistikovaných zařízení je zatím hodně otevřenou otázkou jejich životnost v slaném a značně agresivním a náročném prostředí.

Situaci v České republice ukázala Neela Winkelman-Heyerovská, která je ekologickou konzultantkou v Česku i Německu. Ta na větrné mapě a analýze Ústavu fyziky atmosféry AV ČR dokumentovala, že maximální technicky realizovatelný výkon je 2 700 MW. V Česku umožňují větrné podmínky daleko nižší roční koeficient využití, a tak by zmíněný výkon mohl umožnit vyrobit okolo 6 000 GWh elektřiny, což by mohlo vést k podílu na produkci elektřiny v Česku něco přes 6 %.

Je tedy vidět, že je zde potenciál pro zvýšení oproti současnému stavu, kdy je instalovaný výkon 260 MW a výroba něco přes 300 GWh (koeficient ročního využití výkonu necelých 14 %). Ale je také jasné, že u nás je potenciál větru omezený a opravdu nemůže významnějším způsobem přispět k náhradě uhlí a jádra. Zvláště, když si uvědomíme, že maximální technicky využitelný potenciál bývá značně vyšší než ten, který lze reálnými projekty zrealizovat. Navíc mohou těžko české větrné elektrárny se svou nízkou efektivitou ročního využití výkonu konkurovat německým v situaci, kdy je počasí podobné v celém regionu.

Česká republika se tak nemůže spoléhat na uhelné a větrné zdroje, které jsou a budou základem německé produkce elektřiny. Vzhledem k mnohem menší ekonomické síle Česka i jeho jednotlivých obyvatel si Česká republika také nemůže dovolit tak vysoký podíl fotovoltaických zdrojů jako Německo. Naopak si na rozdíl od Německa může dovolit využívat zdroje jaderné. V Německu je veřejnost velice striktně proti využívání jaderných zdrojů. To je podstatný rozdíl od Česka, kde má další využívání jádra u veřejnosti podporu. Je tak jasné, že v obou zemích je třeba jít jinou cestou.

Na jen velmi nesnadnou realizovatelnost německé cesty pro Česko ukazuje i srovnání s předpokládanou koncepcí produkce elektřiny v Bavorsku. Tu nastínil Alexander Martin. Bavorsko je náš nejbližší soused, který má velice podobné podmínky. Má zhruba stejnou plochu, počet obyvatel, geografické podmínky (výhodou z hlediska vyššího využití vodní energie jsou Alpy na jihu) a jedná se také o silně průmyslově zaměřenou oblast. V minulosti spoléhala při produkci elektřiny také velmi silně na jadernou energii.

Na rozdíl od Česka však musí poslouchat německou vládu, jak také poznamenal Alexander Martin. To znamená, že musí do roku 2022 odstavit i zbývající čtyři jaderné elektrárny s celkovým výkonem 5,5 GW. Jejich produkci je třeba nahradit. Část dovozem, část obnovitelnými zdroji, ale velkou část také zdroji fosilními. To vede k tomu, že v každém případě zde dojde ke zvýšení emisí oxidu uhličitého. Podle prezentovaných a velmi optimistických plánů bude tento vzrůst do roku 2023 pouze o 20 %. Je však třeba zdůraznit, že takto nízké zvýšení předpokládá významný import elektřiny, dominující využití plynu a nízký podíl uhlí ve fosilních zdrojích a téměř 17 % podíl fotovoltaiky na produkci elektřiny.

Avšak finanční zátěž, kterou realizace takové vize přinese, alespoň podle mého názoru, neunese ani bohatý německý spotřebitel. A ukazuje to i vývoj z posledních let. Takže lze čekat méně fotovoltaiky a větší podíl uhlí, a tím i vyšší nárůst emisí při produkci elektřiny. Zatímco zvýšení produkce oxidu uhličitého v Bavorsku se schová v celkové situaci Německa, Česko by těžko mohlo splnit evropské cíle ve snižování emisí s takto intenzivním růstem produkce oxidu uhličitého v elektroenergetice.

Ilustrační snímek

Prioritou by měl být výzkum

V řadě příspěvků se zdůrazňovalo, že přechod k nízkoemisní energetice je dominantně závislý na vědeckém výzkumu a nových objevech. Bez zásadního pokroku v efektivitě slunečních článků nelze počítat s tím, že by se jejich masovější využití obešlo bez dotací. Je třeba zdůraznit, že rekordy v efektivitě v laboratořích jsou často hodně daleko od hodnot realizovatelných v masové praxi. Je také třeba zmínit, že cena panelů začíná tvořit menší část celkové ceny. Nutnost zásadního pokroku v této oblasti zmiňoval jak Eduard Hulícius tak Zdeněk Havlas, oba z ústavů Akademie věd ČR.

Nejkritičtější slabinou pro využití fluktuujících obnovitelných zdrojů je však nemožnost efektivního masivního ukládání energie. V této oblasti není kromě přečerpávacích vodních elektráren žádná jiná možnost zatím schopna masivního a efektivního využití v praxi. A čeká se na opravdu zásadní zlom v oblasti základního a aplikovaného výzkumu.

Jak zmínil Zdeněk Havlas, je zde zásadní potenciál právě v oblasti chemického ukládání. Zde by například dlouho uvažovanou možnost využití produkce vodíku pro ukládání a transport energie mohla zastoupit produkce a spalování metanolu. To má potenciál uložení zhruba 5 kWh/l. A nemá řadu nebezpečných stránek spojených s manipulací s vodíkem. Právě v oblastech chemie a biochemie a jejich využití pro energetiku by mohl být také značný potenciál pro česko-německou spolupráci.

V základním a aplikovaném výzkumu se nikdy neví, která cesta bude tou pravou a k čemu nás zavede. Proto je třeba zachovat široký záběr výzkumu a jeho rozmanitost. Zdůraznil to například Jan Mlynář z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR, který prezentoval výsledky v oblasti zkoumání fúze. Ukázal, že v této oblasti má Evropa stále velmi silnou pozici, která byla oceněna i tím, že se v současnosti největší tokamak ITER, který by měl ukázat možnost budoucí realizace termojaderného reaktoru, buduje v Evropě.

Ovšem v Asii se nyní vybudovalo několik supermoderních tokamaků (Jižní Korea, Čína) a plánují se další. Je tak otázka, zda by nebylo rozumnější alespoň malou část financí v současnosti Evropou posílaných ve formě přímých dotací do ceny na fotovoltaické panely do čínských výroben, nedat raději na evropský energetický výzkum. Zdá se, že nyní se kromě průmyslu začínají nejen do Číny přesouvat i produkce špičkové technologie a vědecký výzkum, a to nejen v energetice.

Klíčová je spolupráce

Nejkritičtějšími problémy, které musí řešit nejen Česko a Německo, ale celá Evropská unie, je situace, která je vyvolána masivními dotacemi do obnovitelných zdrojů a lze ji označit jako kolaps trhu s elektřinou. Ten je zároveň doprovázen problémy s nízkou cenou na trhu s emisními povolenkami. Cena elektřiny na trhu je proto tak nízká, že se nevyplatí investovat do žádného nedotovaného zdroje.

Výměna starých zdrojů se tak v řadě případů úplně zastavila. Týká se to hlavně stabilních klasických zdrojů, které jsou klíčové pro udržení stability sítě. Nízká cena elektřiny na burze však nevede k nízké ceně elektřiny pro spotřebitele. Právě naopak, cena elektřiny na burze už začíná být jen malou částí celkové ceny pro spotřebitele a daleko větší část začínají tvořit náklady na OZE dotace a síťové služby. I to je důvod, proč nejvyšší cenu elektřiny pro spotřebitele mají v Evropě Dánsko a právě Německo, což jsou státy s největším podílem dotované elektřiny z fluktuujících obnovitelných zdrojů.

Fluktuující zdroje se navíc neobejdou bez záloh, které se však díky omezené době, kdy pracují, a neustálé provozní pohotovosti investorovi nevyplatí. Je tak třeba řešit hrazení těchto pohotovostních kapacit, které udržují stabilitu sítě. Nastavení trhu způsobuje, že kromě dotovaných zdrojů se vyplatí provozovat pouze již postavené zdroje s minimálními provozními náklady (jaderné a vodní) a pak už jen nejstarší uhelné elektrárny. Výsledek vidíme právě v Německu, které se tak vrací od plynu k uhlí se všemi příslušnými ekologickými dopady.

O nutnosti změny pravidel vytvářejících trh s elektřinou hovořil nejen Lubomír Lízal z České národní banky. Bez radikálních změn na národní i mezinárodní úrovní není evropská energetika udržitelná. Je však třeba hledět na problém v širokém kontextu. Například přílišné zvýšení cen emisních povolenek nemůže akceptovat polská elektroenergetika, která je z více než 90 % postavena na uhlí. Ostatně by ji těžko ustála i elektroenergetika německá, která bude muset po přechodnou dobu určitě intenzivně využívat fosilní paliva.

Nutnost vytvoření rozumného právního rámce bez inflace velkého množství proti sobě jdoucích pravidel rozebíral Johann-Christian Pielow z Univerzity v Bochumi. V energetice je třeba v co největší míře omezit nutnost takových "protiprávních retroaktivních" kroků, které vedou k soudním a arbitrážním sporům. Jako bylo okamžité odstavení jaderných bloků v Německu v roce 2011 nebo solární daň v České republice, kterou se stát snažil napravit předchozí chyby v dotačních zákonech týkajících se obnovitelných zdrojů.

Bez nastavení nových pravidel, které by zohlednily i nutnost hrazení nákladů spojených s přepravou elektřiny i přes hranice několika států, nelze zajistit budování evropské elektrické sítě, která by umožnila přepravu elektřiny z míst vhodných pro obnovitelné zdroje do míst spotřeby. Tato oblast je v česko-německých vztazích možná tou nejproblematičtější. Jak ukázal Miroslav Vrba z ČEPS, nastávají už teď situace, kdy z výkonu 8000 MW vyrobených ve větrných zdrojích na severu Německa jde přes Polsko a Česko celých 3500 MW. A to se mají výkony těchto větrných zdrojů ještě násobně zvyšovat. Taková situace je velmi nebezpečná a hrozí výpadky s dalekosáhlými dopady.

V tomto směru však existuje obrovský potenciál pro spolupráci, na který poukázal Hynek Beran z České společnosti pro energetiku. Česká republika by posílením svých vedení vysokého napětí a stabilními zdroji po cestě, právě třeba ve formě jaderných bloků, pomohla transportovat velká kvanta elektřiny z větrných elektráren k místům spotřeby na jihu Německa a Rakousku nebo k alpským vodním zdrojům.

Větrný park BARD v Severním moři

Větrný park BARD v Severním moři. Mořské větrné elektrárny velmi pravděpodobně budou kvůli vysokým nákladům přibývat v příštích několika letech jen velmi pomalu, pokud vůbec.

Pokud by se našly možnosti, jak hradit potřebné náklady, mohlo by Česko přispět významně k udržení stability sítě v této části Evropy, která je potřebná pro všechny zde ležící státy. Je zde obrovský potenciál pro spolupráci v oblasti vývoje sítě přepravující elektřinu na obrovské vzdálenosti i vývoje místních vysoce decentralizovaných sítí (smart grid). Ať už při výpočetním modelování, vývoji potřebných zařízení i při přípravě pravidel pro zákonné prostředí.

Vladimír Wagner

Je český jaderný fyzik. Pracuje na oddělení jaderné spektroskopie v Ústavu jaderné fyziky AVČR v Řeži u Prahy. Zabývá se výzkumem horké a husté jaderné hmoty pomocí srážek relativistických těžkých iontů a možnosti transmutace jaderného odpadu intenzivními toky neutronů

Byl členem Nezávislé energetické komise II, která pod vedením Václava Pačesa a Dany Drábové připravovala pro Ministerstvo průmyslu a obchodu analýzu stavu a perspektiv vývoje české energetiky.


Účastníci se shodli, že je třeba respektovat výběr energetické politiky souseda a využít synergie a možnosti spolupráce, které existující rozdíly poskytují. Zároveň se v řadě příspěvků konstatovalo, že cesta v energetice v obou sousedních státech se sice značně liší, ale v obou je jedním z hlavních cílů zajištění nahrazení fosilních zdrojů zdroji s nízkými emisemi a zajištění stabilních, bezpečných a cenově dostupných dodávek elektřiny. Na nutnost zohlednění ekologických a sociálních aspektů poukazovaly zvláště referáty Václava Cílka, Bedřicha Moldána.

Obě země si tak právě na základě své různorodosti mohou poskytnout řadu cenných zkušeností. Pokud se Německu intenzivním výzkumem podaří dosáhnout průlomu v efektivitě fotovoltaických zdrojů nebo se podaří najít efektivní možnosti ukládání energie, bude z toho těžit Česko i celý svět. Pokud se naopak podaří Česku a ostatním státům, které budou dále rozvíjet jadernou energetiku, vyřešit problém s recyklací a využitím vyhořelého jaderného paliva a ukončení palivového cyklu, bude z toho těžit i Německo, které má vyhořelé palivo z dosavadního využívání jaderných zdrojů. Jedině otevřená diskuze a úzká, konstruktivní spolupráce je platformou, která má největší možnost pomoci energetice obou sousedů. V budoucnu se tak plánují podobná setkání, která by potřebný dialog a spolupráci umožnila.

Autor:

Nepřehlédněte:

Nejčtenější

Miliony uživatelů řeší problémy s Windows 10. Někomu i zrudla obrazovka

Aktualizace Windows 10

Kontrola aktualizací Windows se v poslední době Microsoftu nedaří tak, jak by měla. Nové aktualizace přinášejí řadě...

USA by mohly prohrát omezený konflikt s Čínou, soudí vědci ze Sydney

Americká ponorka USS Hawaii na manévrech RIMPAC 2018 u Havajských ostrovů

Vojenská nadřazenost Američanů v Jihočínském a Východočínském moři je věcí minulosti. Jejich ozbrojené síly jsou...

Kdy ani ochranný oblek nepomůže. Co dokáže granát nebo zákeřná motýlí puma

Podívejte se s námi k pyrotechnikům PČR

„Pokud mě uvidíte utíkat, snažte se mě předběhnout.“ Vtip, který laika pobaví, ale z pohledu pyrotechnika je otřepaný a...

Proč byli někteří dinosauři tak velcí? Měli něco, co savci ne

Jedním z evolučních důvodů gigantických rozměrů sauropodů byla pasivní obrana...

Největší suchozemští tvorové všech dob, pravěcí sauropodi, byli výrazně větší než všechna zvířata, která známe z naší...

Firma chtěla krávy bez rohů. Na zvláštní chybu přišli, než zvíře snědli

Geneticky modifikovaný organismus (v tomto případě kráva)

Americká společnost se pokusila genetickou úpravou skotu zbavit krávy bolesti a chovatele práce. Vytvořila plemeno bez...

Další z rubriky

Podílel se na revolučním objevu. Teď se bojí, jak ho veřejnost přijme

Samuel Sternberg se podílel na objevu nástroje na editaci genu (CRISPR)

Geneticky modifikované děti jsou nezodpovědný, hloupý experiment, myslí si Samuel Sternberg. Americký genetik, který se...

Většinu dinosaurů jsme popsali až v novém tisíciletí, prvního před 195 lety

Nákres zubů a fragmentu spodní čelisti megalosaura, objevené roku 1797 ve...

O současnosti coby zlaté éře dinosauří paleontologie se mluví již nějaký ten rok. Je to však pravda? Skutečně prožíváme...

Geneticky upravení kozlové planetu neovládnou, řekl vědec v Rozstřelu

Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR v diskusním pořadu Rozstřel....

Petr Svoboda z Ústavu molekulární genetiky AV ČR byl hostem pondělního Rozstřelu na téma výzkum kmenových buněk, při...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz