Stránky jsou archivovány Národní knihovnou ČR

Možné scénáře a rizika
vývoje elektroenergetiky v Česku

2018-04-17
V následujícím období se před českou elektroenergetikou objevuje několik závažných rizik a lze vidět několik možných scénářů, ze kterých se jeden nakonec realizuje. Jaký to bude, závisí na místních podmínkách i situaci a trendech v našem okolí i celé Evropě. Česko má sice schválenou svou energetickou koncepci, ale za dva roky od její aktualizace se pro její realizaci téměř nic neudělalo.

V současné době je největší část elektřiny vyrobena v elektrárnách na domácí hnědé uhlí, ty dodávají téměř 50 %. K tomu přidají nějaké procento plynové bloky a fosilní zdroje tak zajišťují o pár procent více než 50 %. Dalším zdrojem jsou jaderné bloky v elektrárnách Temelín a Dukovany, které dodávají okolo 35 %. Zbývající část přidávají obnovitelné zdroje.

Česká republika je nyní čistým vývozcem elektřiny s dostatečnými rezervami výroby i výkonu. Zároveň svou robustní sítí pomáhá zajišťovat transport elektřiny ze severu Evropy na jih a udržovat stabilitu v našem regionu. U elektřiny jsou značně omezené možnosti ukládání, proto je potřeba v každé době pokrývat potřebný výkon. U něho dochází k dosti značným denním i sezonním změnám v rozsahu zhruba mezi 5,5 až 10,5 GW. Menší výkon je potřeba o víkendech a svátcích a také noc potřebu sníží. Nižší výkon je požadován v létě a vysoký naopak v zimě. V současné době je k dispozici v uhelných blocích něco přes 10 GW, v plynových zhruba 2 GW a v jaderných přes 4 GW. Vodní a přečerpávací mají dohromady 2 GW. To pokrývá potřeby i se značnou rezervou. V posledních letech byla netto výroba 80 TWh a vývoz okolo 13 TWh, tedy zhruba 16 %.

První zlom okolo roku 2022

Česká republika bohužel nevyužila svou výhodu robustní energetiky z minula a připravenosti k stavbě nízkoemisních zdrojů. Dlouhým odkládáním potřebných kroků se dostala do situace, kdy se to může stát problémem. Velká část našich elektráren je už pokročilejšího věku, čerpá se tak hlavně z toho, co se vybudovalo dříve. Jen u části uhelných bloků byla provedena ekologizace na takové úrovní, aby splňovaly kritéria pro provoz přes rok 2022. Tato kritéria například nesplňuje i elektrárna Počerady. Před tímto rokem tak postupně může dojít u uhelných zdrojů k odstavení až 40 % výkonu. V tomto případě už přestaneme být vývozcem elektřiny a může nastat problém s pokrýváním sezónních špiček.

Situace by neznamenala příliš velký problém, kdyby podobný proces neproběhl v té době i u našich sousedů. Pro uhelné zdroje totiž platí společná evropská pravidla. V Německu dojde k uzavření všech jaderných elektráren a také řady uhelných zdrojů. Uhelné zdroje se odstavily nebo se vyřadí i v celé řadě dalších evropských zemí. Všude po Evropě panovalo v posledních letech období útlumu výstavby zdrojů jiných, než obnovitelných, závislých na počasí. Po roce 2022 tak sice budou přebytky produkce v době, kdy intenzivně fouká a svítí, ale pravděpodobně bude problém dovézt elektřinu například v době zimní inverze, kdy bude v Evropě vysoká spotřeba elektřiny a nebude foukat a svítit.

Rok 2022 už je hodně blízko a Česko by se na toto období mělo už nyní začít připravovat, aby je bez újmy překonalo. Do té doby se těžko postaví nějaké velké bloky. Bylo by však velmi dobré co nejefektněji využít současný systém HDO. Co lze stihnout, je vybudování určitého množství decentralizovaných menších zdrojů a určité zlepšení schopnosti regulace sítě.

Druhý zlom okolo roku 2035

Teoreticky by se sice daly Dukovany provozovat i přes 50 let, ale to je, nejen kvůli postojům našich sousedů, velmi nepravděpodobné. V roce 2035 tak začne probíhat jejich odstavování. Životnost skončí i některých zbývajících uhelných zdrojů. Do té doby bude potřeba zajistit náhradu velkého výkonu stabilních zdrojů schopných přispět k regulaci a stabilitě sítě. V tomto případě by však na rozdíl od předchozího bez zásadních akcí a investic došlo k opravdu krizové situaci.

V Evropě je shoda, že je třeba uhelnou energetiku utlumovat a velká část evropských států už vůbec s uhelnou energetikou nepočítá, jmenujme třeba Francii, Anglii, Švédsko, Dánsko a řadu dalších. U nás budou také ubývat zásoby uhlí, které jsou dostupné bez narušení limitů. Je tak nepravděpodobné, že by se náhrada odstavených zdrojů dala řešit uhelnými bloky. Možnosti obnovitelných zdrojů u nás jsou omezené.

Náhradu dosluhujících bloků u nás tak budou muset dominantně zajistit jaderné a plynové bloky podporované decentralizovanými obnovitelnými zdroji a inteligentním řízením sítě se zapojením „prosumerů“, tedy spotřebitelů, kteří jsou zároveň i producenti elektřiny v decentralizované podobě nebo přispívají k akumulaci energie.

Je třeba zdůraznit, že k oběma kritickým obdobím dojde v případě, že potřebný výkon i spotřeba zůstanou na současné úrovni. Zvýšením potřeb, například razantním rozběhnutím elektromobility či ekologizací průmyslu a tlaku na snížení celkové spotřeby energií s využitím elektrifikace (například masivnějším zaváděním tepelných čerpadel), se očekávaná rizika ještě prohloubí.

Byly popsány čtyři scénáře, které mohou nastat a to:

Supernízkoemisní (ČR má relativně velmi omezené možnosti pro všechny nízkoemisní zdroje, kromě jádra). Pokud by Česká republika chtěla relativně rychle nahradit fosilní zdroje a intenzivně přispět k nízkým emisím v Evropě, musela by postavit několik nových jaderných bloků. Zvláště, když část z nich musí postupně nahradit i dosluhující Dukovany.

Druhým pak scénář označovaný jako „ASEK“, který by sledoval zadání Aktualizované Státní Energetické Koncepce (ASEK), která byla přijata před dvěma roky. Počítá s tím, že se Dukovany budou provozovat nejméně do druhé poloviny třicátých let. Zároveň se postupně začnou stavět bloky, které doplní existující a část jejich výkonu nahradí také odstavované Dukovany. Podle ASEK by v roce 2040 měla jaderná energetika zajistit něco mezi 46 až 58 % výroby elektřiny, obnovitelné zdroje něco mezi 18 až 25 %, uhlí pořád ještě 11 až 21 % a zemní plyn mezi 5 až 15 %. V době okolo roku 2022 by mělo jádro mít současný výkon téměř 4,2 GW, uhelným blokům by mělo zůstat přes 6 GW, plynové bloky by měly mít kolem 2 GW, a ve vodních (včetně přečerpávacích) budou zhruba 2 GW. Je však třeba počítat s tím, že vždy část výkonu bude odstavena pro potřebu údržby, oprav či výměny paliva u jaderných bloků. I ze srovnání potřebného výkonu a výkonu dostupného tak vychází, že situace v té době se zdroji nezávislými na počasí bude tak na hraně možností. Jakýkoliv další nečekaný výpadek v té době může být problém.

Třetí a čtvrtý scénář jsou pak „Druhé Bavorsko“ a „Rychle druhé Bavorsko“, které nastanou, jestliže se nepodaří postavit nové jaderné bloky a elektroenergetika bude dominantně spoléhat na plynové bloky a dovoz větrné elektřiny ze severu Německa. Ke scénáři „Rychle druhé Bavorsko“ dojde, pokud se navíc předčasně odstaví elektrárna Dukovany, například pod intenzivním politickým tlakem Německa a Rakouska.

Konkrétní doporučení pro překonání kritických období

Pokud chceme splnit zadání naši státní energetické koncepce a překonat popsaná problematická období, musíme učinit řadu opatření. A to poměrně brzy. Nejdříve se podívejme na ta doporučení, která by nám pomohla překonat první zlom kolem roku 2022. Je třeba zdůraznit, že tato opatření jsou nutná při libovolném zmíněném scénáři.

U uhelné energetiky je třeba podpořit dokončení ekologizace u bloků, které budou provozovány po roce 2022. Musí být splněna požadovaná evropská kritéria. Uhelné elektrárny se ještě delší dobu využívat budou a je nutné, aby to bylo ekologicky přijatelným způsobem. Může být vhodné, po jistou velmi omezenou dobu pokrývající přechodové období, některé ekologicky problematičtější bloky neprovozovat, ale držet je ve strategické rezervě pro krizové situace, než se postaví potřebné náhrady. Vytvořit podmínky pro efektivní možnost budování decentralizovaných obnovitelných zdrojů a prvků podporujících regulaci a schopnost akumulace. S využitím HDO a dalších dostupných prvků inteligentního řízení podpořit stabilitu a flexibilitu sítě.

Pro zajištěny obměny zdrojů a udržitelného vývoje elektroenergetiky po roce 2035 podle scénáře ASEK je potřeba:

  1. Podniknout reálné kroky k výstavbě jaderných bloků. Pokud mají stát do doby odstavování Dukovan, musí se k nim přikročit co nejdříve.
  2. Zajistit rozvoj a podporu obnovitelných zdrojů v decentralizované efektivní podobě a zařízení pro akumulaci energie.
  3. Zavádění inteligentních sítí a prvků z průmyslu 4.0, které zajistí efektivní spolupráci mezi centrálními a decentralizovanými zdroji i „prosumery“.
  4. Využít efektivní možnosti úspor a zapojení elektromobility i elektrifikace průmyslu i do zefektivnění elektroenergetiky
  5. Pracovat na integraci evropské sítě a využití potenciálu spolupráce s blízkými i vzdálenějšími sousedy.

Závěr

Nyní jsme v období, kdy je potřeba českou elektroenergetiku obnovit a přebudovat. V Česku existují firmy, které se do produkce energetických zařízení úspěšně zapojují. Řada podniků funguje v jaderné energetice, ve výrobě kotlů a turbín pro plynové zdroje i elektrárny na biomasu a v produkci komponent větrných i fotovoltaických systémů. Jiné se začínají zapojovat také do výroby baterií a komponent chytrých sítí. Česko je jedním z největších výrobců automobilů. Nemůže si tak dovolit zůstat stranou směřování k elektromobilitě. Proto je nutné počítat s její interakcí s elektrickou soustavou.

Výtah z článku 11. dubna 2018
Vladimír Wagner oenergetice.cz