Oldřich Sklenář: Kromě nových přečerpávacích elektráren máme i jiné možnosti akumulace

Přečerpávací vodní elektrárny (PVE) zaujímají v české energetické soustavě důležitou roli, proto také stát řeší jejich výstavbu v nových lokalitách, jak připomněl ve svém komentáři Petr Palacký. Současně nesmíme zapomínat, že tyto projekty vyžadují specifické místní podmínky a jsou investičně i časově velmi náročné. Pokud se podíváme na příklad největší a asi nejznámější PVE u nás, elektrárnu Dlouhé stráně, zjistíme, že dnes by její výstavba při zohlednění inflace vyšla na přibližně 17 miliard korun. Při úložné kapacitě 3,7 GWh by tak měrná cena za jednu instalovanou GWh vycházela na 4,6 miliardy korun. Tato hodnota je samozřejmě pouze orientační, protože v praxi výslednou cenu kromě jiných faktorů výrazně ovlivňuje prostorová dispozice, respektive objem nutných terénních úprav.

Výstavba zmíněné PVE trvala dlouhých 18 let. Způsobeno to bylo mimo jiné i jejím přerušením v průběhu 80. let, nicméně dlouhá doba výstavby není u velkých vodních elektráren ničím neobvyklým. Například nová PVE Vinice se má stavět 14 let, přičemž náklady na její výstavbu mají dosáhnout 28 miliard korun. Celkové náklady na výstavbu nových PVE mají dosáhovat řádově desítek miliard.

Podle některých studií je přitom časové zpoždění oproti původnímu plánu, stejně jako související navýšení nákladů, u velkých vodních elektráren dokonce častější než při výstavbě jaderných zdrojů. Lze proto důvodně předpokládat že se nevyhne ani plánovaným projektům u nás.

Dobrou zprávou je, že PVE nepředstavují jediný dostupný způsob akumulace velkého objemu energie. Jednou z dalších možností je ukládání do tepla. Nemusí se přitom hned jednat o některou z vyvíjených vysokoteplotních technologií, ale může jít o "obyčejnou" akumulaci do teplé vody, která dává smysl zvláště v kombinaci s elektrifikací sektorů teplárenství a průmyslu při použití tepelných čerpadel (TČ).

Takto uložené teplo je následně využito nikoliv pro výrobu elektřiny, ale k dodávkám tepla, kdy de facto zvyšuje účinnost TČ, které už zajišťuje pouze případný dohřev na teplotu požadovanou odběratelem. Tím dochází k poklesu spotřeby elektřiny nutné pro provoz těchto TČ.

Průmyslová TČ mohou do budoucna zajistit většinu dodávek v rámci soustav centrálního zásobování teplem (CZT) v teplejší polovině roku. Současně mají potenciál pokrýt velkou část výroby technologického tepla v průmyslu. Dnes je pro tyto účely využíván především zemní plyn. Výroba tepla ve firmách představuje přibližně polovinu spotřeby této komodity v Česku (z toho odhadem polovina je využívána pro vytápění firemních budov a polovina pro výrobu technologického tepla).

Mezi hlavní výhody akumulace do tepla v porovnání s PVE patří násobně nižší územní stopa i náklady na výstavbu a především univerzálnost tohoto řešení, které - narozdíl od PVE - není závislé na specifických místních podmínkách a lze jej realizovat i ve stávající městské nebo průmyslové zástavbě. Tepelné zásobníky mohou v určitých případech představovat zajímavý designový prvek, případně plnit některé další funkce pro širokou veřejnost (rozhledna s kavárnou a restaurací, lezecká stěna apod.).

Nízké náklady i plošný zábor lze ilustrovat na příkladu berlínské "termosky", což je nedávno dokončený zásobník na teplou vodu vybudovaný za účelem podpory dekarbonizace teplárenské soustavy německého hlavního města.

Tepelně izolovaný válcový zásobník o průměru 43 metrů a výšce 45 metru je schopen uchovat 2,6 GWh tepelné energie ve formě vody ohřáté na 98 °C (což je limitní hodnota pro beztlaké provedení, existují ovšem i tlakové varianty s vyšší provozní teplotou). Při úložné kapacitě odpovídající 70 % kapacity Dlouhých strání se tento zásobník vejde na čtverec o straně 50 metrů. Pro srovnání pouze horní nádrž Dlouhých strání zabírá plochu 15,4 hektaru, tedy cca 60 krát více místa.

Uváděné náklady na výstavbu tohoto úložiště byly v přepočtu a při zohlednění inflace méně než 1,4 miliardy korun. Cena za jednu instalovanou GWh tak vychází přibližně 9 krát méně než je tomu v případě Dlouhých strání. V případě porovnání s bateriovými úložišti je rozdíl ještě výrazně větší.

Samozřejmě lze namítnout že hodnota GWh uložené ve formě elektřiny je nesrovnatelná s GWh uloženou v podobě tepla. V obecné rovině je toto tvrzení pravdivé, nicméně ve výše popsaném případě výroby tepla pomocí TČ platí, že uložené teplo umožňuje snižovat spotřebu elektřiny téměř 1:1.

Nabíjení tepelných zásobníků lze provádět buď přímo s využitím tepelného čerpadla (v tom případě účinnost nabíjecího procesu odpovídá aktuálnímu topnému faktoru TČ), případně s pomocí elektrokotle (účinnost nabíjení je blízká 1).

Už dnes je u nás provozována řada průmyslových elektrokotlů, které poskytují podpůrné služby výkonové rovnováhy domácí elektrizační soustavě. Podle studie Teplárenského sdružení z roku 2021 existuje potenciál pro navýšení jejich výkonu jen v rámci stávajících soustav CZT (bez uvážení akumulace nebo zapojení velkých TČ) na cca 500 MW. S využitím akumulace tepla roste tato hodnota na 1300 MW, což je pro srovnání více než souhrnný výkon šestice nově plánovaných PVE. Zapojení velkých TČ v teplárenství i průmyslu posouvá tuto hranici ještě dále.

Zatím největším provozovaným tepelným úložištěm u nás je akumulátor nacházející se v areálu brněnské Teplárny Červený mlýn o kapacitě 345 MWh. Vznikl přestavbou původních zásobníků na lehký topný olej.

Výstavbu dalších tepelných zásobníků plánuje například společnost ČEZ v areálech Teplárny Dvůr Králové a Elektrárny Mělník. V prvním případě má kapacita dosáhnout 60 MWh, ve druhém 650 MWh.

Akumulace do teplé vody představuje technologii, která ve spojení s elektrokotly a TČ umožňuje efektivní využití přebytků z OZE (čímž brání kanibalizaci trhu) při násobně nižších nákladech a ve výrazně kratším časovém horizontu v porovnání s výstavbou nových PVE.

---

reklama

---