Daniel Višňovský: Je naše představa o energetické budoucnosti reálná? Aneb proč nám hrozí, že nám bude zima ještě letos

Kolik Temelínů vlastně potřebujeme?

Licence | Některá práva vyhrazena

Foto | centralniak / Flickr

Za prvé, data, ze kterých jsem vycházel, pocházejí ze zdroje https://view.officeapps.live.com/op/view.aspx?src=https%3A%2F%2Fwww.bp.com%2Fcontent%2Fdam%2Fbp%2Fbusiness-sites%2Fen%2Fglobal%2Fcorporate%2Fxlsx%2Fenergy-economics%2Fstatistical-review%2Fbp-stats-review-2022-all-data.xlsx&wdOrigin=BROWSELINK.

Je to excelový soubor obsahující historická data týkajících se všech možných energetických statistik od roku 1965, tedy je z nich patrný nejenom stávající stav, ale i vývojové trendy.

Takže tolik ke zdroji, ze kterého jsem vycházel, a který považuje většina insiderů z oblasti fosilních zdrojů jako jeden z nejvěrohodnějších.

Takže popořádku: Jako výchozí stav jsem uvažoval rok 2019, u kterého se dá říci, že byl poslední normální. Další roky byly poznamenány lockdowny, došlo k drastickým rozpočtovým schodkům, které jsou naprosto neudržitelné, a nezanedbatelná část výdajů (a tudíž i spotřeby) nebyla pokryta reálnou produkcí.

Nicméně, pokud vezmu rok 2021, tak v tomto roce byla o něco nižší spotřeba ropy, asi o 4 procenta, nižší spotřeba uhlí, ale o odpovídající procentuální podíl naopak vyšší spotřeba plynu. Je to logické, lidé tolik necestovali za prací, nějakou dobu bylo dokonce omezeno i cestování mezi okresy, a i přeprava nákladů byla nižší, kvůli výpadkům ve výrobě.

Takže v zásadě lze říci, že data včerejška samozřejmě dnes v zásadě platí. Zároveň bych chtěl podotknout, že jde o problém fyzikálně technický, a socioekonomická situace s tímto nemá nic společného – žádný zdroj sociální energie nevyužíváme.

Obavy dalšího diskutéra nesdílím, i kdyby někdy v půlce zimy došlo k vyprázdnění plynových zásobníků, stále budou tyto události pouhým slabým odvarem toho, co nás čeká v roce 2050, pokud jedinými zdroji energie bude pár reaktorů v Dukovanech, a pár v Temelíně, plus řekněme dvacetinásobek současného instalovaného výkonu ve FVE a VE, plus ty nefosilní a nejaderné zdroje, které již využíváme nyní, přičemž jejich potenciál je již dnes plně využit, a spíše – v případě biomasy jsme se dostali za hranici udržitelnosti využíváním hmoty z lesů postižených kůrovcovou kalamitou.

Ano, bylo by opravdu vhodné, aby se přehodnotil přístup k územním ekologickým limitům, nicméně, stále je potřeba mít na zřeteli jednu věc - to, že vzroste cena, nemusí nutně vést k tomu, že se vyplatí další těžba, protože je stále mít na zřeteli, že těžba nějaké energetické suroviny vyžaduje nějaké energetické vstupy, a v okamžiku, kdy objem vložené energie do produkce energetické suroviny převýší objem energie, který nám surovina poskytne, přestává tato surovina být energetickým zdrojem, a těžba za účelem získání energie ztrácí smysl.

Co se týče ruské otázky…… myslím, že i zde je velká skupina diskutérů, kteří se vidí v komunitní energetice – tedy produkce pro vlastní potřebu, a obchodovat přebytky. Tak přesně tohle ovšem dělá komunita občanů Ruské federace – těží si svých cca cca 700 miliard kubíků plynu ročně, spotřebovává 480 miliard, a co zbude, to obchoduje. Tyto dva údaje jsou z roku 2021. Při této příležitosti bych chtěl zdůraznit, že již v roce 2012 došlo k situaci, kdy největší plynová pole na Sibiři – Novoj Urengoj, Jamburg a Medvežije – se dostaly za zlom produkce, a těžba na těchto od té doby klesá.

A druhá věc, už tehdy, aby mohlo Rusko dostát svým závazkům v Evropě, nakupovalo pro svou potřebu turkmenský plyn. Od té doby došlo k tomu, že se otevřela poslední velká plynová pole na území kontinentálního Ruska, tedy Karsko Jamallská pánev, na kterou jsou napojeny oba Nordstreamy. Rusko sice disponuje 1/5 všech světových zásob zemního plynu, jenomže velká část z toho se nachází v kontinentálním šelfu Severního ledového oceánu, a zatím tyto nejsou využívány, a Rusko nedisponuje technologiemi ani know-how, aby tyto mohlo samostatně využít.

Je tedy otázkou, do jaké míry je vůbec Rusko schopné produkovat tolik plynu, aby to pokrylo Evropskou poptávku, a ceny se vrátily na předkrizovou úroveň, obzvláště, pokud ten plyn exportuje i jinam, než do Evropy.

K dalšímu: Předpokládal jsem, že diskutéři budou rozporovat mnou uvedené údaje u energetických toků, ale očekával jsem to zejména u ropy, nikoli u uhlí či plynu, kde mně to přijde být jasné. Takže: produkci elektřiny vyrobené v uhelných elektrárnách by skutečně pokryla produkce něčeho, jako 2,5 Temelína, tedy 5 GW instalovaného výkonu, a diskutéři správně přišli na to, že výroba elektrické energie z uhlí nám poskytuje jako vedlejší produkt i suroviny, které budeme muset vyrábět jinou cestou, a tím pádem dalšími energetickými vstupy.

Pokusím se tedy dobrat k potřebné náhradě přes instalovaný výkon, tedy metodu, která byla použita k diskusi. Tedy elektrická energie + druhotné suroviny TE – 5GW – 2,5 Temelína. Je to všechno? Nikoli. Uhlí se využívá jako palivo v lokálních topidlech, takže můžeme připočíst 150 000 lokálních topidel po průměrných 20 kW, a násobilka nám napoví, že jde o 3 GW instalovaného výkonu, tedy dalších 1,5 Temelína. Je to tentokrát všechno? Není. ČR je typická tím, že ve velké míře využívá centrálních zdrojů vytápění, ať již v podobě tepláren, či městských výtopen, z nich dost velká část spotřebovává uhlí. Zde bych chtěl zdůraznit, že hlavní důvod při přechodu těchto na alternativní paliva nebyly nějaké ekologické pohnutky, ale to, že hrozilo, že tyto zůstanou bez hnědouhelného paliva, a to dokonce již v roce 2020.

Těch tepláren je v ČR 36 (některé již uhelné nejsou), ve kterých probíhá kombinovaná výroba elektřiny a tepla, a výtopen, ve kterých se vyrábí z uhlí pouze teplo bez elektřiny je řádově okolo stovky. Pokud se budeme pokoušet jejich energetický tok nahradit energií z jádra, pak budeme muset postavit něco, jako další 3 Temelíny.

A tady bych se pozastavil u jedné věci: Samozřejmě se najde někdo, kdo poznamená, že tepelný výkon reaktoru je násobně větší, než elektrický výkon na svorkovnici generátorů - nicméně, ten VYUŽITELNÝ tepelný výkon za turbínou je velice omezený, to teplo je nízkopotenciální, a hodí se tak k vyhřátí skleníků přilehlých k jaderné elektrárně. Rozhodně tento nelze použít k vytápění přilehlého města, nebo dokonce vzdálenějších lokalit. Proč? Platí druhá věta termodynamická. I když budete mít k dispozici milion litrů vody o teplotě 50 stupňů, neohřejete si s tímto vodu na čaj ani v malém hrníčku.

Pokud tedy bude požadavek na 1 GW tepelného výkonu z reaktoru, bude potřeba tento odebrat někde na středotlakém stupni turbíny, a ta bude mít nižší výkon o 1 GW násobeno tepelnou účinností turbíny jaderné elektrárny.

V ČR je napojeno na centrální zdroje tepla asi polovina domácností, velká část občanské vybavenosti, dále některé školy, nemocnice, zdravotní střediska, dokonce i část průmyslu. Dohromady je těch odběrných míst, které jsou vytápěny centrální zdrojem tepla na uhlí více než milion. Pokud vezmeme, že instalovaný příkon spotřebičů je průměrně 6 kW na odběrné místo (nezapomenout na to, že ten spotřebič je i vodovodní baterie s přívodem teplé vody), pak dojdeme k tomu, že na náhradu této energie pro centrální zásobování teplem budeme potřebovat 6 GW instalovaného výkonu, z čehož pouze menší část bude možné nahradit horkovody, protože ta spotřeba je poměrně dost rozptýlená. To jsou tedy 3 další Temelíny.

Je to vše? Jistěže ne. Myslím, že každý má doma nůž, nějaké další nářadí, a asi je těžko myslitelné, že bychom se po roce 2050 chtěli navrátit do neolitu, a používat pazourkové nástroje. Takže pak tu máme ještě Liberty, a Moravia Steel, kde probíhá primární metalurgie, kde koks vyrobený z uhlí je použit jako energetický zdroj, a jako redukční činidlo. A tady jde do tuhého, protože tepelný příkon těch vysokých pecí přesahuje 2 GW, a ten proces nelze realizovat přímo elektřinou, ale vodíkem, vyrobeným elektrolýzou v něčem, co bychom mohli nazvat terantický elektrolyzér. Ptáte se, co je to za slovo? No, pokud je 17 MW gigantický elektrolyzér, pak něco, co je 100x větší, bude elektrolyzér terantický. Vidíte, ten odchod od fosilních zdrojů bude vyžadovat i novou terminologii. Takže řekněme, že na výrobu vodíku pro vysoké pece budeme potřebovat instalovaný výkon 3 GW, což je 1,5 dalšího Temelína.

Sečteno a podtrženo, 2,5 + 1,5 +3 + 1,5 = 8,5 čehosi, co je jako Temelín současné velikosti. Tedy můj původní odhad 6-8 byl spíše konzervativní.

A nyní k tomu plynu. Dvě poznámečky: Uváděl jsem, že ten energetický tok je PRŮMĚRNÝ, a je 10 GW. Postačí tedy tento výkon? Jistěže ne. Tímto tokem bychom nahradili ty plynovody, ale nikoli ty zásobníky, které umožňují to, že plyn, který přiteče v létě, můžeme spotřebovávat v zimě. Takže pokud budeme uvažovat koeficient nerovnoměrnosti spotřeby tohoto zhruba 2,5, pak vychází zhruba, že abychom pokryli výkonovou špičku v zimě, budeme potřebovat 15 GW instalovaného výkonu, z čehož tedy část bude v podobě tepelné energie.

Namítnout můžete to, že většina těch bloků pojede pouze v zimě, stejně jako u toho uhlí. Ano, to přesně odpovídá realitě, centrální zdroje tepla také obvykle jedou v létě na jeden kotel ze čtyř, a domácí plynové a uhelné kotle v létě nepracují.

Také je potřeba vzít v potaz, že spotřeba plynu pro vytápění je velmi rozptýlená, a bylo by technicky velmi obtížné, ne-li nemožné stavět hustou síť horkovodů do každé obce. Tedy uvažujme, že výroba v těchto zařízeních by byla kombinovaná, a že nelze říci, že když má jaderná elektrárna tepelný výkon 3 GW a elektrický 1 GW, že těch 2 GW lze smysluplně využít. Stále platí druhá věta termodynamická. Takže pokud chceme z bloku odebírat 1 GWt, pak se elektrický výkon snižuje na 0,7 GWe.

A další: I zde platí, že energetickou surovinu používáme k neenergeticklým účelům. Konkrétně k výrobě hnojiv, a opět s menší účinností, než doposud. Pokud například budeme dusíkatá hnojiva vyrábět nikoli přímo ze zemního plynu, ale z vodíku, pak výsledný energetický vstup bude vyšší, než kolik by dal ten plyn, pokud bychom jej spálili. Z čehož je dohromady zřejmé, že těch 5 Temelínů jako náhrada za plyn, je spíše konzervativní odhad.

Samozřejmě, v diskusi zazněla myšlenka, že nejlepší energie je ta ušetřená. Jednoznačný souhlas.

Jenomže realita je taková, že o to se snažíme už zhruba dvě dekády, většina toho, co bylo možné zateplit již zateplené je, ty subjekty jsou na to většinou zadlužené. A vše zbourat, postavit znovu v pasivním standardu, řeší jenom část problému, a stálo by desítky bilionů Kč.

K dalšímu: Opravdu je velký rozdíl, pokud najednou budete stavět jednu jadernou elektrárnu, a 10 jaderných elektráren najednou. Vyvstávají totiž otázky – Kkdo, kde, z čeho, a za co.

Pan Míl upozorňoval, že tržní kapitalizace ČEZu je asi 160 miliard, tudíž že bude vůbec problém s poskytnutím záruk na financování na jednu jadernou elektrárnu, a nyní k té ceně. Nikde nikdy na této planetě se nepodařilo postavit jadernou elektrárnu v předem plánovaném termínu, za předem plánované peníze. Těch 180 miliard za 1,2 GW by odpovídalo ceně někdy z roku 2016, dnes je rok 2022, a ceny materiálů, energií, a staveních prací jsou minimálně dvojnásobné.

A nyní to nejdůležitější: Je potřeba si uvědomit, že politici udělají užitečného MAXIMÁLNĚ to, co slibují v předvolebních kampaních. A tady v ČR jaksi selhává občanská společnost, protože pravdou je, že řešení energetické budoucnosti po politicích nikdo nevyžaduje! I v současné době můžeme vidět, že občané v ulicích žádají okamžité řešení, a to pouze důsledků, protože příčinou současných cen energie není ani selhání trhu, ten zcela správně prostřednictvím cen indikuje skutečný stav, ale nedostatečný energetický tok, který máme k dispozici, a řešením není žonglovat cenami na úkor zadlužení a investic do budoucnosti, ale naopak, ponechání cen přirozenému vývoji s tím, že subjekty podnikající v energetice budou mít povinnost zisky reinvestovat. Současně nastavený kurz, a nejenom v ČR, je cesta ke kolapsu civilizace tak, jak tuto popisuje například Joseph Tainter nebo Jared Diamond.