Zemský ráj to na pohled II  
Budoucnost

Jak už bylo řečeno v první části, existuje ucelený návrh na přeměnu naši energetiky tak, aby byla postavena na obnovitelných zdrojích. Bez jádra a téměř bez uhlí. Podívejme se tedy, jak by vypadala naše budoucí krajina, podle ER pro ČR, vydané Greenpeace. ZDE


Častá a je třeba říct, že oprávněná výtka vůči jakýmkoli zdrojům energie je devastace krajiny. Otázka je, co si vlastně máme pod pojmem „zničená krajina“ představit. Při pohledu na desítky až stovky km2 „měsíční krajiny“ na místě severočeských uhelných dolů, se zdá vše jasné. Podobné to bude i při pohledu na jizvy lomů na těžbu vápence a dalších hornin. Mnoho lidí však vnímá jako zničenou i krajinu, na které vidí les větrníků nebo síť elektrovodů.

Protože žádný zdroj není absolutně dobrý, ani absolutně špatný, pokusím se jednotlivé elektrárny srovnat z hlediska jejich dopadu na krajinu a biodiverzitu – tedy druhovou rozmanitost rostlin i zvířat.


Jako výchozí vezmeme uhelné elektrárny. Podle Sdružení Calla, je těžbou uhlí zasaženo na území ČR 270 km2 (27000ha). ZDE Podle ER pro ČR to je 300 km2. Instalovaný výkon uhelných elektráren (2015) je 10838 MW. ZDE Znamená to, že na 1 km2 zničeného území připadá asi 40MW instalovaného výkonu. Produkce elektřiny netto (2015) 40614 GWh. Neboli z 1 ha krajiny získáme 1504 MWh el. energie. Přitom vlastní elektrárna s pomocnými provozy zabírá jen zlomek plochy. Například areál elektrárny Tušimice zabírá plochu cca 2 km2 a má instalovaný výkon 800 MW. (400MW/km2)


Nahradíme-li instalovaný výkon uhelných elektráren solárními zdroji, potřebujeme pro stejný instalovaný výkon plochu 216 km2 (50MW instalovaného výkonu/km2), ovšem ze stejného výkonu získáme cca 3 – 4 x méně elektřiny. Buď tedy celý výkon zálohujeme jiným zdrojem nezávislým na počasí (uhlí, biomasa, jádro) nebo budeme problém řešit podobně jako u větrníků přenosem na druhý konec Evropy s nadějí, že nám později někdo něco poskytne. Bohužel v zimě, kdy je největší spotřeba elektřiny, je taky nejkratší den. Solární a z velké části i větrné elektrárny v podstatě vždy fungují jako jedna velká neřiditelná elektrárna. Můžeme je sice prakticky libovolně vypínat v době přebytku, bohužel když slunce zapadne a/nebo se uklidní vítr, nebudeme mít elektřinu nikde. Solární elektrárny, které by byly schopny vyprodukovat stejné množství energie, jako uhelné v roce 2015, by pokrývaly plochu zhruba 750 km2. Výhodou solárních elektráren je možnost instalovat panely na budovy. Zde by zásah do krajiny mohl být naprosto minimální, avšak zůstává nutnost zálohování. Takže výkon panelů na střechách = výkon záložních elektráren v krajině.

 

Podle pokročilého scénáře ER pro ČR bychom do roku 2050 měli mít ve fotovoltaice instalovaný výkon 5,8 GW a produkci 8,8 TWh. Koeficient ročního využití (dále jen Kv) 0,115. Plocha, kterou panely zaberou, by byla přes 100 km2. Výhodou je možnost umístění na budovách, takže nemusíme jít do krajiny. Zůstává potřeba 100% zálohy.

Větrné elektrárny by v roce 2050 měly dodávat 12 TWh z instalovaného výkonu 5,8 GW. (KV 0,23)

Větrné elektrárny jsou na tom z hlediska koeficientu ročního využití lépe než fotovoltaika, (0,21/0,11) a navíc je jejich produkce výhodněji rozložena v průběhu roku. V zimních měsících je v průměru vyšší než v létě. ZDE Komplikace však nastanou v případě výběru místa pro instalaci VE. Pokud se podíváme na větrnou mapu ČR a srovnáme ji s riziky střetů s ochranou přírody, zjistíme, že většina největrnějších lokalit se překrývá s nejcennějšími lokalitami z pohledu ochrany přírody.

Zdroj: ZDE

 

 

Samozřejmě nám z technického hlediska nic nebrání postavit větrné farmy na hřebenech Jeseníků, Beskyd nebo Krkonoš, ale zkuste s tímhle nápadem přijít!

Na 1 km2 lze umístit v průměru VE o celkovém výkonu 7 MW, které vyrobí cca 12GWh el. energie. Větrníky je nutno stavět s odstupem 6 – 10 násobek průměru rotoru z důvodu turbulencí, které vznikají za listy, a které nepříznivě ovlivňují činnost dalších větrníků. Například německý větrný park BARD Offshore 1 v Severním moři, je tvořen 80 pětimegawattovými větrníky, postavenými na ploše 59 km2. ZDE Pro 5,8 GW instalovaného výkonu plánovaných ER pro ČR, bychom museli na ploše přes 800 km2, rozmístit 2900 dvoumegawattových elektráren. (Nebo 1160 pětimegawattových) Přednostně v kopcovitých oblastech relativně daleko od míst spotřeby. ZDE. Jaké důsledky by to mohlo mít na populace velkých ptáků, si můžete přečíst ZDE. V angličtině ZDE. Video ZDE.

Instalovaný výkon vodních elektráren by se měl do roku 2050 zvýšit z 1 GW na 1,4 GW. Domnívám se, že jde o zcela nereálný plán. Kapacita velkých elektráren je už prakticky vyčerpaná a v případě malých VoE to není o nic lepší. Často uváděný názor, že MVoE lze rozmístit rovnoměrně po celém území ZDE je v rozporu se současným seznamem MVE, kde je vidět, že převážná většina z nich je na několika větších řekách – Labe, Vltava, Morava, Dyje,... ZDE Zůstává sice ještě řada lokalit, kde jsou bývalé náhony k mlýnům, hamrům apod., ale na malých tocích dojde v případě sucha k takovému poklesu průtoku, že znemožní produkci elektřiny, resp. dochází ke konfliktům s vodáky, rybáři i orgány ochrany přírody, protože elektrárna musí ponechat tzv. minimální zůstatkový průtok mimo turbíny. ZDE, ZDE. Stavba nových větších hrází narazí na odpor místních obyvatel i na odpor orgánů ochrany přírody.

 

Geotermální elektrárny

Geotermální elektrárny jsou do značné míry exotickým zdrojem energie. Přesto ER pro ČR počítá s budováním elektráren s instalovaným výkonem 1,4 GW a produkcí 7,7 TWh. Jde o technologii málo vyzkoušenou, která nese značná rizika, je investičně velmi drahá a s „trvalou udržitelností“ to taky není slavné. V našich podmínkách je jedinou možností využití metody horkých, suchých hornin - Hot Dry Rocks (HDR). V tomto případě jsou základem nejméně 3 vrty – jeden injektážní a dva produkční, vedoucí do hloubky 3 – 5 km, kde je teplota 180 – 200°C. Uvádí se, že pro dostatečnou produkci elektrické energie je potřeba výměník o ploše 5 km2 až 10 km2 a vtlačování 50 l až 100 l vody za sekundu při tlacích až 40 MPa. Množství tepla odebírané elektrárnou je mnohem větší, než množství tepla, které do „těženého ložiska“ přichází z okolí, takže se horniny postupně ochlazují. Z 1 km3 hornin lze odebírat 30MW tepla, po dobu cca 30 let. Poté je nutno vybudovat nové vrty o několik km dále. ZDE S riziky při budování geotermální elektrárny se setkali obyvatele Basileje, kdy voda vtlačována do hornin v hloubce 5 km vyvolala zemětřesení o magnitudě 3,4, se škodami kolem 9 000 000 dolarů. ZDE Projekt byl následně ukončen. Projektovaná geotermální elektrárna v Litoměřicích počítá s Investičními náklady 1,1 ZDE - 2,5 miliardy korun. ZDE. Výkon 50 MW tepelných a 5 MW elektrických. (Tj. 220 miliónů – 500 miliónů Kč/MW). ER pro ČR předpokládá investiční náklady ve výši 10 300 €/kW a do roku 2050 pokles na neobyčejně optimistickou hodnotu 3180 €/kW. (278 000 Kč na 86 000 Kč) Jde tedy o podobnou částku jako u plánované dostavby JE Temelín, ale s kratší životností.

 

Biomasa

Biomasa je považována v našich podmínkách za velmi perspektivní obnovitelný zdroj energie. Elektrárny na biomasu mají navíc jednu nepopiratelnou výhodu - nejsou závislé na aktuálním počasí. Stačí sklidit dostatek paliva a můžeme topit ve dne i v noci, v létě i v zimě. Příští rok zase naroste. Navíc technologie pro pěstování energetických rostlin jsou často stejné nebo podobné, jako ty, které se používají pro pěstování potravin. Jsou rozšířené a vyzkoušené. Vlastní elektrárna zabírá podobně jako uhelná poměrně malou plochu. Navíc lze elektrárny na biomasu rozmístit po celém území, protože palivo vypěstujeme v okolí. Potíž nastane, pokud začneme řešit praktické problémy a začneme počítat.

 

Představme si elektrárnu na biomasu o výkonu 100 MW, s koeficientem ročního využití 0,66. Tedy o něco méně, než je průměr uhelných elektráren. Ročně vyrobí přibližně 580 000 MWh, při spotřebě 580 000 tun biomasy. (Optimistická měrná spotřeba paliva je cca 1t/1MWh. Reálná je vyšší. ZDE) Zatímco uhelná elektrárna s výkonem 100 MW zabere i s dolem na těžbu uhlí 2,5 km2, pro ekologickou elektrárnu na biomasu budeme potřebovat při optimistickém výnosu kolem 10 t/ha 58 000 ha, tj. 580 km2. Jak vypadá pěstování biomasy v praxi, najdete ZDE. Jde o intenzivní zemědělství, s využitím vysokých dávek hnojiv a pesticidů. ZDE Nápady na zavádění nepůvodních invazních rostlin (křídlatky) a ještě je intenzivně hnojit, nemají s ochranou přírody nic společného. ZDE. V ER pro ČR se počítá s tím, že by většina elektráren na biomasu pracovala jako kogenerační jednotky – tedy společná výroba elektřiny a tepla. Následující výpočty jsou tedy pro celkovou potřebu energetické biomasy. Plán je získat 299 PJ energie v roce 2050. S využitím informací odborníků ZDE jsem se pokusil spočítat, jak velká plocha by byla potřebná pro získání 299 PJ z biomasy. Následující tabulka je převzata ZDE zkrácena a doplněna výpočtem plochy, potřebné k zajištění produkce 299 PJ (tj. 299 000 000 GJ) a výpočtem množství biomasy v tunách. Jak z ní vyplývá, potřebovali bychom mimo jiné i skladovací prostory na minimálně 20 mil. tun biomasy. Prostory, kde se dá hmota nejen skladovat, ale i dosoušet!

 

 

I ta nejvýnosnější plodina, kterou je ozdobnice čínská by vyžadovala téměř 1,3 miliónů ha. Má-li někdo námitky, že by byla zabraná půda pro pěstování potravin, je ujištěn, že by se energetická biomasa dala pěstovat na půdách nevhodných pro zemědělství. Obrátíme-li se však pro radu na odborníky, dozvíme se, že ozdobnice potřebuje v zásadě tu nejúrodnější půdu – cituji: „vyžaduje podobné podmínky jako kukuřice...asi 700-800 mm srážek za rok. Není-li dostatek srážek, může být doplňující závlaha nutná.“ – konec citátu. ZDE


A znovu výpočty pro představu, jak ohleduplně budeme s krajinou zacházet. Pro skladování biomasy potřebujeme skladovací prostory v objemu cca 5 - 10m3/t. (lisovaná sláma 0,1t/m3, štěpka cca 0,2t/m3 ZDE) sklady pro 20 miliónů tun biomasy by musely mít objem 150 – 200 miliónů m3. Pokud bychom skladovali 1 tunu/m2 podlahové plochy, potřebovali bychom vnitřní výšku skladů cca 5 – 10 metrů a zastavěná plocha by činila až 200 miliónů m2 = 20 000 ha = 200 km2. Biomasu nelze těžit postupně podle potřeby jako uhlí. Musí se sklidit naráz a na rok dopředu. V ER pro ČR se počítá s tím, že většina elektráren na biomasu bude fungovat jako kogenerační zdroje, tedy jako teplárny. Otázkou je, kde se bude teplo z tepláren využívat? Možná vás napadne vytápění budov. Při instalovaném výkonu 3,1 GW a produkci 18 TWh, vychází Kv 0,66. Odpovídá to situaci, kdy zdroje pracují v průměru 8 měsíců v roce, 24 hodin denně na plný výkon. Ovšem sama ER pro ČR uvádí, že po roce 2020 budou nové budovy samy pokrývat část své vlastní spotřeby z obnovitelných zdrojů. Nejjednodušším a tedy asi nejrozšířenější variantou bude zajištění teplé vody a vytápění ze solárních kolektorů. Vytápění z vnějších zdrojů tedy nebude potřebné.


Předpokládáme-li, že v roce 2050 budou téměř všechny novější budovy zateplené natolik, že budou vyžadovat vytápění jen při teplotách hluboko pod bodem mrazu, je zřejmé, že pro teplo nebude uplatnění. Je tady samozřejmě i celoroční potřeba technologického tepla pro průmysl, ale ER počítá zároveň s kogeneračními zdroji a plynovými (12 TWhe), které se hodí pro průmysl daleko lépe a geotermálními (3,7 TWhe). Nebude-li pro teplo využití, nejedná se o kogeneraci, ale o produkci elektřiny s nízkou účinností. Tedy mrhání zdroji.

Ještě jedno srovnání. Na obrázku vidíte letecký snímek JE Temelín s okolím.

 

 

Originál snímku najdete ZDE. Areál elektrárny zabírá přibližně 160 ha. Žluté plochy v okolí, jsou pole kvetoucí řepky. Zvýrazněná, červeně lemovaná pole představují přibližně stejně velkou plochu jako areál JETE – tedy 160 ha. Při výnosu 3t/ha a olejnatosti 50 %, z nich sklidíme 240 tun oleje – tj. cca necelých 265 000 litrů. (hustota řepkového oleje 0,91 – 0,92) Auta se spalovacím motorem se spotřebou 5l/100 km na toto množství ujedou 5 280 000 km. Elektromobily se spotřebou 20 kWh/100 km, budou potřebovat na stejnou vzdálenost 1 056 MWh. JE Temelín s výkonem 2 x 1050 MW, vyrobí potřebné množství energie za 30 minut. Na polích „vyroste“ stejné množství za 1 rok. Ani u jednoho zdroje nepočítám další náklady. Těžbu a zpracování uranu, ukládání odpadů, atd. u JE, ani náklady na obdělávání polí, sklizeň a výrobu MEŘO (metylester řepkového oleje), který teprve spalujeme v motorech.


Řada ekologických organizací je zapojena do kampaně Stop palmovému oleji ZDE. Jde o kampaň bojující za omezení spotřeby palmového oleje. V Indonésii a dalších tropických zemích jsou likvidovány původní deštné lesy pro vysazování plantáží olejných palem, ale rovněž je zabírána zemědělská půda využívána pro pěstování potravin. Dochází tedy k přeměně na „Zelenou poušť.“ ZDE a ZDE.

Bohužel v mnoha případech stejné organizace vášnivě obhajují rozšiřování ploch energetických plodin na našem území. Například Calla - sdružení pro záchranu prostředí, navrhuje přeměnit do 30 let na monokultury energetických plodin v ČR až 1,5 miliónů hektarů půdy ZDE. Již zmíněna organizace Greenpeace v ER pro ČR až 2,5 miliónů ha. Tady si dovolím malou odbočku k ekologickému zemědělství. Jedním ze zdůrazňovaných kladů ekologického hospodaření je uzavřený tok živin a vracení co největšího množství organické hmoty do půdy. Konvenční zemědělci na to prý nedbají, a proto je jejich půda mrtvá, bez organické hmoty. Zajímavé je, že balík slámy s nálepkou „Organická hmota“ je potřeba vrátit do půdy. Stačí, když na stejný balík dáte nálepku „Biomasa“, změní se jako kouzlem na palivo, určené k tomu, abychom ho obrátili v prach a popel. Obojí je skvělé a zachraňuje planetu. Rozumí tomu někdo?

Ale zpátky do reality. Toto je návod jak pěstovat rychle rostoucí energetické dřeviny? Cituji:

Podzimní příprava po sklizni předchozí plodiny zahrnuje:

  • postřik herbicidem na bázi glyfosátu

  • kultivace

  • podzimní orba

Jarní příprava plochy pro výsadbu řízků rychle rostoucích dřevin zahrnuje:

  • srovnání povrchu bránami

  • postřik herbicidem

Krátce poté následuje mechanizovaná výsadba řízků do půdy… Od dubna do června podle potřeby přidáváme dusíkaté hnojivo a v případě nutnosti se provádí postřik proti škůdcům a další postřik herbicidem proti plevelům. Až do skončení vegetace provádíme odplevelování mechanickou kultivací půdy... ZDE Kořenová konkurence plevelů vede ke značnému zpomalení růstu, proto je nutné plevel omezovat co nejdříve po výsadbě a pokračovat až do sklizně. Nejúčinnější metodou je kombinace chemické a mechanické kontroly plevelů. ... ZDE Důležitá je také činnost související s likvidací energetické plantáže, obvykle po 21 letech nebo později. Půdní nebo pařezovou frézou odstraníme pařezy s kořeny do hloubky 40–60 cm. Tato činnost je časově náročná a znamená druhý nejvyšší jednorázový výdaj v průběhu pěstování rychle rostoucích dřevin. Zemědělská půda je za rok po sklizni RRD použitelná k následnému pěstování jednoletých plodin, ale doporučujeme provést postřik herbicidem, hlubokou orbu a biologickou rekultivaci po dobu jednoho vegetačního období.“ – konec citátu. ZDE


Neboli: je potřeba vyhubit všechny divoké rostliny, aby nekonkurovaly našim bio. A když už se najde někdo, kdo by se zde mohl živit, je to škůdce určený ke zničení. A ještě jinak: „Toto je plocha, na které by se mohly pěstovat skvělé energetické rostliny. Zatím se tady drze roztahuje nějaká příroda, ale s tím uděláme krátký proces.“

Je pravda, že energie z biomasy je nezávislá na aktuálním počasí, ale může být výrazně ovlivněna celkovým ročním průběhem povětrnosti. Sucho v období intenzivního růstu a naopak mokro v době sklizně mohou ovlivnit celkový výnos až o desítky procent. Co by pro bioenergetiku znamenala kombinace suchého jara a léta, mokrého podzimu a mrazivé zimy s vysokou vrstvou sněhu, si asi těžko představíme. V souvislost s využíváním jakéhokoli zdroje energie – od malého domácího kotle na vytápění, až po velkou elektrárnu, se pravidelně setkáváme s pojmem účinnost zdroje. Jde o poměr mezi výkonem a příkonem. (ZDE) Výsledkem je číslo menší než 1, často uváděné v %. Zde se budeme zabývat poměrem energie v palivu a energie využitelné. Tepelné elektrárny mají účinnost mezi 20 až 50%. Typická účinnost uhelných elektráren se pohybuje kolem 30 – 35% a u nejmodernějších bloků provozovaných s párou v nadkritických parametrech, (teplota 560 - 580°C a tlak 24 - 25 MPa) přesahuje účinnost 42%, je-li chlazená studenou mořskou vodou, lze dosáhnout účinnosti až 49%. ZDE. Při využití zbytkového tepla například k vytápění, (kogenerace neboli kombinovaná výroba elektřiny a tepla - KVET) lze dosáhnout účinnosti přes 90%. Znamená to, že jen méně než 10% „vyletí komínem“.

 

Budete-li bydlet u lesa a doma provozovat starý kotel na dřevo, s účinnosti méně než 75% (horší než 3. emisní třída), můžete po roce 2022 dostat pokutu až 50 000,- Kč, za to, že plýtváte energií (ztráty jsou přes 25%) a znečišťujete ovzduší. Představte si, že tento kotel nahradíte automatickým kotlem na pelety. Jednak jde o velice komfortní způsob vytápění, a jednak mají tyto kotle typickou, výrobcem deklarovanou účinnost kolem 90% (88 – 93%). Takže jen 10% energie „vyletí komínem“. Opravdu?

Hmota pro výrobu pelet musí mít vlhkost pod 15%, zpravidla je tedy nutné umělé dosoušení. Samotná linka na výrobu pelet (drcení, lisování,...) má spotřebu až 150 kWh elektřiny/tunu pelet. Budeme-li brát elektřinu z elektrárny na biomasu, potřebujeme navíc cca 170 – 190 kg biomasy (štěpky,...)/tunu pelet. (1 tuna biomasy/1 MWhe) Přidejte energii na dopravu a případně u cíleně pěstované biomasy na „polní práce“, dostáváme se k hodnotám mezi 20 – 40% na dodatečnou energii – plus cca desetiprocentní ztráty ve vlastním kotli na pelety. ZDE A ještě jedno rýpnutí: Pro činnost elektroniky, odtahového ventilátoru, oběhového čerpadla, podavače paliva, apod., musí být automatický kotel na pelety napojen na elektřinu. Denní spotřeba elektřiny za provozu se pohybuje kolem 1 kWh. V závislosti na délce topné sezóny to je 150 – 250 kWh ročně. ZDE

 

Poznámka redakce

Článek bude mít pokračování

Autor: Jan Kašinský
Datum: 04.03.2017
Tisk článku

Campus 3 Cahier d'exercices - Girardet J. Pecheur J. Molinie M.
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 224 Kč
cena: 221 Kč
Campus 3 Cahier d'exercices
Girardet J. Pecheur J. Molinie M.
Související články:

(Eko)logické zemědělství I     Autor: Jan Kašinský (21.03.2016)
(Eko)logické zemědělství II     Autor: Jan Kašinský (23.03.2016)
Zemský ráj to na pohled I     Autor: Jan Kašinský (03.03.2017)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni