Energie budoucnosti: chytrá a ekologická
… a elektřinu naši vezdejší dej nám dnes
Stejně životně důležitý jako krevní oběh pro naše tělo, je energie pro společnost. Její ceny i distribuce je alfou a omegou moderní průmyslové civilizace – ale nejen pro země, které se rády honosí přídomkem „vyspělé“. Obejít se dnes bez energie snad dokáží jen jihoameričtí indiáni v brazilských pralesích či Křováci v buších Kalahari, kteří ještě neztratili schopnost přežít v ryzí přírodě, kterou jsme my ostatní vyměnili za pohodlí (spěch a stress) nazývané „civilizace“.
Většina vyrobené elektřiny pochází z tzv. neobnovitelných zdrojů, což dělá vrásky nejen ekologům, ale i ekonomům. Zásoby uhlí, ropy a plynu nejsou nevyčerpatelné, takže inženýři neustále pracují na způsobech, jak vylepšit účinnost uhelných a plynových elektráren.
Fosilní zdroje: klasika s ručením omezeným
Velkou pozornost přitahuje v tomto ohledu hlavně plyn. Např. moderní paroplynové elektrárny již dosahují téměř 60% účinnosti, zatímco elektrárny spalující černé uhlí dosahují běžně kolem 45 %. V současné době existují různé technologie výroby elektřiny z uhlí: elektrárny s práškovým ohništěm (PC), moderní systémy cirkulačního nebo tlakového spalování ve fluidní vrstvě (CFBC nebo PFBC). Za perspektivní je však považován nyní hlavně systém s kombinovaným cyklem zplyňování uhlí (IGCC), a to nejen díky poměrně vysoké účinnosti (až 50-52 %, v budoucnu až 55 %), ale i nižším emisím (téměř o 99 % méně síry a o 40 % méně CO2) oproti klasickým úhelným elektrárnám.
Ideální se může zdát vodní energetika, ale také není bez problémů. Energie z vody je sice „čistá“, ale vodní díla potřebná k její výrobě jsou často problematickou záležitostí, zejména pokud jde o megaprojekty v obrovském rozsahu, které ovlivňují často nejen okolní prostředí. Příkladem může být čínská přehrada „Tři soutěsky“, nebo nyní často diskutovaný projekt brazilské přehrady Belo Monte s výkonem 11 000 MW (třetí největší hydroelektrárna na světě), která by měla zásadní vliv na Amazonii. Navíc je jejich výkon závislý na řadě přírodních faktorů, které nemůže člověk příliš ovlivnit.
Atom: věčné otazníky
Specifickou oblastí energetiky je jaderná energetika, založená na získávání energie uvolňované z atomového jádra. I když svou podstatou jaderná energie patří mezi neobnovitelné zdroje (používané palivo je uran, vázaný v horninách a plutonium, v některých případech pak také thorium), bývá považována za čistou, protože neprodukuje v podstatě žádné škodlivé emise (zejména CO2) jako klasické uhelné či plynové elektrárny, a řazena ke skupině ekologických energií. Ty jsou pro většinu veřejnosti obvykle spojovány s tzv. obnovitelnými zdroji. To však neznamená, že je zcela bez vlivu na životní prostředí – hlavním problémem v případě jaderné energetiky je radioaktivní vyhořelé palivo, které je nutné skladovat za přísných bezpečnostních opatření. A dalším je potenciální riziko zamoření v případě vážné havárie (kromě Černobylu to byla hlavně poslední havárie v japonské Fukušimě) provázené únikem radiace. To je však u moderních reaktorů pomocí nejrůznějších bezpečnostních opatření a technologií sníženo na minimum (i když samozřejmě teoreticky stále existuje). V současné době je výzkum zaměřen na vývoj fúzního reaktoru, který by místo klasického štěpení radioaktivních materiálů pracoval naopak na principu termonukleární syntézy vodíku na hélium podobně jako se to děje na Slunci. Tato technologie je sice slibná, a byla by skutečně čistá, ale k jejímu využití povede ještě dlouhá cesta. Takže pro uspokojení stále rostoucích energetických potřeb bude nutno během následujících desetiletí využít technologie již dostupné. I ty se však neustále zlepšují a vyvíjejí. V současné době se hovoří o reaktorech tzv. třiapůlté generace (předstupeň očekávaných nejmodernějších zařízení 4. generace, na jejichž vývoji se nyní pracuje).
Generační označení je vztahováno k prvním reaktorům pro civilní energetické využití – vůbec první jaderná elektrárna na světě byla uvedena do provozu v létě roku 1954 v ruském městečku Obninsk u Moskvy. Za první skutečně komerční jadernou elektrárnu je však někdy považována spíše britská Calder Hall (provoz zahájila v roce 1956). Ty nejmodernější se dnes budují např. ve finském Okilkutu či čínském Sanmenu, v Indii apod. Provozují je často země s mohutnou průmyslovou základnou, jejíž zásobování energií je často svázáno omezenými přírodními zdroji. Ale s jadernou energetikou koketují i bohaté země Golfského zálivu, které rozhodně netrpí nedostatkem fosilních paliv – např. Saúdská Arábie plánuje postavit do roku 2030 celkem 16 jaderných reaktorů.
Na jadernou energii sází ve své koncepci rozvoje energetiky i ČR. Nový aktualizovaný návrh státní energetické koncepce, který formuluje cíle české energetické politiky do roku 2050, počítá v energetickém mixu pro budoucí dekády především s rozvojem jádra, i když úvahy o zhruba dvou desítkách reaktorů různého výkonu jsou podle řady expertů spíše v rovině scifi.
Zelená energie: populární, ale nestačí
Nejpopulárnější jsou však v dnešní době ekologické, tzv. zelené zdroje energie – fotovoltaika, větrná energie, biomasa… I tady je však řada omezujících faktorů – od přírodních a klimatických podmínek až po legislativu. V roce 2009 byla vydána nová směrnice EU 2009/28/EC o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů. Podle ní jsou pro ČR závazné pouze celkové cíle vztažené k roku 2020. V tomto případě jde o podíl energie z obnovitelných zdrojů (OZE) na hrubé konečné spotřebě energie v ČR, který by měl k tomuto datu v ČR dosahovat 13,5.
ČR využívá k produkci elektřiny především uhlí. Loni se přímým spalováním uhlí vyrobilo 46 951 GWh elektřiny a stále dosahuje nadpoloviční objem celkové výroby energie. Druhým nejvýznamnějším zdrojem je jaderná energie, následují vodní elektrárny - hodnota instalovaného výkonu vodních elektráren v ČR je přes 1 GW, a představuje 8 % celkového instalovaného výkonu zdrojů pro výrobu elektřiny. Podíl připadající na zmiňované OZE je minoritní.
Obdobná je i situace ve světě, statistiky OECD vykazují na prvním místě tepelné elektrárny (loni zajišťovaly 62 % výroby elektřiny), následuje atom se zhruba pětinovým podílem (21,5 %) a poté vodní elektrárny s 13,5 %. Na nyní preferované obnovitelné zdroje připadalo loni jen něco málo přes 3 % výroby elektřiny, tento podíl by se však právě letos měl o něco zvýšit, nicméně „zelená“ elektřina se podílí na celkovém portfoliu vyrobené energie necelými 5 %. Jinými slovy: hodně se o ní mluví, ale v reálné podobě je to jen nepatrný zlomek z celkového objemu energie, která pohání náš svět. A i když se Evropa snaží dotáhnout tento podíl až na pětinu, bude to trvat ještě dlouho, než obnovitelné zdroje získají v naší energetické infrastruktuře (a hierarchii) nějakou podstatnější roli.
Na dodávkách energie se v ČR podílí zhruba tři desítky firem, od drobných dodavatelů až po energetické giganty jako je ČEZ, E.ON, či RWE. Kolik energie bude v ČR potřeba v následujících letech napovídá graf predikce spotřeby vycházející z údajů EGÚ.
664
