Teoreticky ano, ale narazíme na problém jak stabilizovat elektrizační soustavu. Jedním problémem, který je dnes výrazný v SRN, jsou toky výkonů, které je zapotřebí přenést v jiných směrech, než tomu bylo dříve, tento problém lze částečně řešit i bez stavby nových vedení. Stačí přebudovat rozvodny a provozovat linky jako HVDC (Vysoké stejnosměrné napětí), čímž vzroste potenciální kapacita na 140%.

Druhým, daleko podstatnějším, je nestabilita dodávky do sítě, která je závislá na okamžitých povětrnostních podmínkách. S výkyvy výkonu může dojít jak k výkyvům napětí tak i frekvence, což pro dnešní citlivou elektroniku může představovat značný problém, proto je nutné udržovat odchylky těchto parametrů co nejmenší.

12.4.2012 byl uveřejněn můj blog s názvem: Solární revoluce? Proč ne, ale... V něm jsem napsal, že odpovídající záložní technologie nebude ještě několik let dostupná, mýlil jsem se, společnost Siemens totiž oznámila, že má hotovu bateriovou jednotku Siestorage pro nasazení v EPS, která by měla být schopná vyrovnávat výkyvy mnohem rychleji, než současné elektrárny. Proto je podle mne na čase přehodnotit možnost širšího nasazení některých OZE.

Ve vztahu k výkonům obnovitelných zdrojů budu vychzet z materiálu Asociace pro využívání obnovitelných zdrojů energie , ve kterém jsou uvedeny dostupné výkony pro jednotlivé zdroje, podle mne, mnohem reálněji, než v jiných materiálech.

Sluneční elektrárny

Pro fotovoltaiku je vyčleněn dostupný potenciál 5 300MW, který platí za předpokladu využití pouze vhodných zastavěných ploch a s odečtením potenciálu pro termální kolektory. Předpokládaná výroba se pohybuje okolo 5 500GWh elektřiny.

Vodní elektrárny

Jelikož většina vhodných míst je již využitá a nelze počítat s výstavbou nových velkých elektráren, je celkový výkon vypočítán na 1 134MW (bez PVE), celková roční výroba by pak byla asi 2 280GWh (teoretický je však možné získat až 13 100GWh).

Větrné elektrárny

Přestože je jim vytýkáno hyzdění krajiny, je jejich výroba více méně rovnoměrně rozložena, na rozdíl od FVE, do všech ročních období, bohužel pracují často nárazově. Teoretický dostupný potenciál stanovuje studije na 3000MW, roční výrobu pak na 4 000GWh.

Geotermální elektrárny

Oproti jiným studiím jsou zahrnuty i geotermální elektrárny, což působí v našich podmínkách jako velmi zvláštní, z 97% se však jedná o technologii HDR (hot dy rockhot dy ro ck).

Z hydrotermálních zdrojů o teplotách větších, než 130°C lze údajně získat instalovaný výkon 100MW, Technologií HDR lze však získat až 3 400MW. Studie bohužel neuvádí kolik elektřiny by bylo možné takto vyprodukovat, nechť je koeficient ročního využití 79,6%, podobně jako u našich jaderných elektráren. Z toho vychází roční výroba asi na 24 400GWh.

Pokud by byly vybudovány tyto kapacity v obnovitelných zdrojích, byl by závazek ČR splněn, dokonce by byl překročen i celoevropský, který je stanovan na 20%. Jenže takovéto množství solárních a větrných elektráren by značně přesáhlo současné regulační kapacity sítě, ve špičkových hydroelektrárnách máme instalováno cca 800MW, paroplynové elektrárny pak v současnosti disponují asi 450MW, elektrárny přečerpávací pak asi 1 170MW, celkově lze vykrýt během několika minut výpadek 2 420MW a eliminovat náhlý přebytek 3 550MW odstavením PPE a VE a spuštěním čerpadlového reřimu PVE.

Jak by síť fungovala?

Krátkodobé výkyvy způsobené nestálostí větru a přechodnou oblačností by vyrovnávaly právě ony bateriové jednotky, které by zároveň tlumily maxima jednotlivých elektráren, jejich centrální instalace by patrně nebyla vhodná.

Po určité době by tyto jednotky vyslaly požadavek na centrální dispečink na aktivaci dalších elektráren, v první řadě vodních, tím by klesla zátěž baterií, po další době, kdy by byly stále zatíženy by vyslaly další požadavek na spuštění PPE, tím by se jejich zatížení minimalizovalo a vyrovnávaly by jen výkyvy dané spotřebou, po určité době by došlo ke spouštění např. geotermálních elektráren (dále GtE)(biomasa není uvažována pro výrobu elektřiny ale jen tepla) a zastavení chodu velkých hydroelektráren, následně by byla produkována energie pro doplnění bateriových jednotek na určitou kapacitu.
Pokud by došlo k poklesu spotřeby, nebo nárustu výkonu OZE, muselo by dojít k čerpání vody do horních nádrží PVE, po jejich odstavení by došlo k omezování výkonu PPE a GtE, opět by došlo k výraznějšímu využívání bateriových jednotek.

Kritická období

Problém může nastávat ve dvou ročních obdobích, v létě a v zimě, zatímco v létě by síť mohla být přesycena proudem, v zimním období by se proudu naopak nemuselo dostávat.

Za předpokladu, že by v létě svítilo slunce a začal vát silný vítr, mohlo by docházet k přebytkům až 8 500MW (výkon MVE lze jen těžko odhadnout), spotřeba je asi 7 000 – 7 500MW, jsme tedy v regulačním rozsahu PVE. V některých obdobích dne by však muselo dojít k aktivaci ostatních elektráren, což by nepředstavovalo problém, vzhledem k faktu, že se jedná přibližně o špičkové zatížení. Po většinu období by však nastával souběh i s jinými zdroji.

V zimě by mohla nastat kritická situace, během špičky kdy je zatížení skoro 11 500MW by nefoukalo a bylo zataženo, velké vodní elektrárny by dodávaly 2 420MW, geotermální oněch 3 500MW, tím by požadovaný výkon klesl na 5 580MW. Tento výkon by musel být dodán nějakým dalším zdrojem.

Nabízí se použít plyn, tedy stejná zařízení, jako pro regulaci, jejich účinnost by byla ještě posílena chladným počasím. Jenže vyvstává problém, jaký by byl vlastně výkon těchto zařízení, ten by měl krátkodobě být schopný spolu s vodními elektrárnami pokrýt výpadek 100% výkonu solárních a větrných elektráren dohromady, tedy asi 6 530MW. Jenže při spalování plynu dochází k uvolňování CO2, což je skleníkový plyn, navíc by bylo vhodné tato zařízení instalovat v současných teplárnách, které doposud spalují uhlí, to by mělo za následek ekologizaci jejich provozu, navíc je otázkou, jestli by i přestavba všech velkých tepláren a kotelen v zemi přinesla požadovaný výkon, nebo jestli by bylo nutné vystavět jen čistě elektrárny pro dosažení požadovaného výkonu.

Jelikož jsou dobře známá období, kdy dochází k významnému celodenímu nárustu spotřeby elektřiny a tepla, nemusel by být problém do energetického mixu včlenit jaderné zdroje, které by byly v provozu právě v období zvýšených energetických nároků, tím by došlo k významnému snížení spotřeby importovaného plynu.
Jelikož jsou asi 2/3 plynu původem z Ruska, mohli bychom se dostat do situace jako před několika lety Slovensko. Proto by zároveň s výstavbou plynových elektráren a přestavbou tepláren, mělo dojít k opatřením, která by snížila spotřebu importovaného plynu, tomu mohou pomoci technologie podzemního zplyňování uhlí, například za pomoci bakterií, využití odpadního tepla z GtE, nebo instalace termálních kolektorů pro přípravu teplé vody a částečně i pro vytápění, dále pak využití biomasy v zařízeních malého výkonu a v domácnostech. Tepelná čerpadla se pro takto sestavenou síť nehodí, protože zhruba stejné množství energie, jaké „načerpají“ z okolí musíme vyrobit v parní či plynové elektrárně, zejména kvůli účinnosti turbín, navíc by bylo zapotřebí instalovat zhruba 1000MW výkonu.

Shrnutí

Zásobování s velkým podílem obnovitelných zdrojů elektřiny lze docílit, nicméně síť musí být vybavena dostatečnými regulačními kapacitami pro krátkodobé výpadky (baterie) a nejlépe paroplynovými elektrárnami pro vykrývání výkyvů v řádu několika minut až měsíců, dále by neměly být opomenuty ani jaderné elektrárny pro posílení soustavy v zimním období, náhradou uhelných elektráren by se mohly stát za určitých podmínek elektrárny geotermální, bohužel jejich nasazení prozatím brání vysoká pořizovací cena v našich podmínkách.

Karel Schweitzer