České jaderné plány jsou špatným politickým rozhodnutím

K lednu 2024 se přihlásilo 25 zemí k programu ztrojnásobení jaderné výroby, z toho pět zemí, které jádro nemají. Tento slib je v protikladu se současným stavem jaderné energetiky, s cenovým vývojem i rostoucí délkou výstavby.

Česká republika se stále více shlíží v jaderné výrobě elektřiny, a opakuje, že je to pro nás jediná možnost. O cenových rizicích, stále rostoucí době výstavby, jak ukazují nedávné stavby v Evropě, i o tom, že jaderná energie nám s klimatickou nouzí nepomůže, již bylo napsáno mnohé (zde, zde, zde, zde, zde, zde). Většinou se ale v diskusích neobjevuje, jakým konkrétním způsobem bychom měli zajistit dostatek energie pro Českou republiku.

Je příznačné, že se hovoří o výkonu elektráren, o terawatthodinách a o cenách, které budeme muset nakonec zaplatit. Je ale důležitější připomenout, že energetický koncept by měl být založen především na uspokojení energetických požadavků, a nikoliv jen na výrobě elektrické energie. A energetické požadavky a lze uspokojit sofistikovanějším způsobem než jenom spotřebou centrálně vyrobené drahé energie.

Jsou teoretické studie pro 100 % obnovitelné energie?

Často opakovanou tézí je, že Česká republika nemá dostatečný potenciál pro instalaci obnovitelných zdrojů. Je charakteristické, že české studie zcela opomíjejí jiné studie vytvořené pro Českou republiku renomovanými pracovišti na univerzitách nebo výzkumných ústavech západní Evropy či Spojených států. Můžeme uvést studii potsdamského klimatologického institutu, která hodnotí potenciál výroby elektrické energie v České republice na přibližně 190 terawatthodin, což odpovídá asi trojnásobku naší elektrické spotřeby. V tomto modelu byla respektována omezení pro výstavbu větrných elektráren v chráněných územích a model vychází pouze ze sluneční a větrné energie. Existují i další studie, které dávají za pravdu předpokladu, že většinu zemí lze zásobovat lokálně vyrobenou obnovitelnou energií. Často se cituje studie profesora Jacobsona ze Stanfordské univerzity, která dokládá, že 140 zemí může být zásobováno obnovitelnou energií či studie Christiana Breyera a jeho spolupracovníků z finské univerzity v Lappeenranta, která na základě počasí dynamicky modeluje dostupnost elektrické energie pro všechna odvětví spotřeby. Finský model naší energetiky je založen na historickém propojení české a slovenské energetické soustavy.

Breyer je rovněž spoluautorem kompilační studie o možnostech 100 % obnovitelného zásobování energií, kde bylo zkoumáno 181 prací. Většina recenzovaných studií zjistila, že 100 % obnovitelné energie je z technického hlediska možné, zatímco jen čtyři studie argumentují proti tomu. Studie docházejí k závěru, že 100 % obnovitelných zdrojů energie je možné v rámci odvětví elektřiny, zatímco jiné zjišťují, že tento cíl je technicky dosažitelný pro všechna odvětví v dlouhodobé perspektivě.

Větrná energetika je důležitou komponentou

Je zřejmé, že úplné zásobování obnovitelnou energií nelze dosáhnout pouze jedním zdrojem, příkladně fotovoltaikou, ale jen v kombinaci s dalšími obnovitelnými zdroji, především větrnou energií a s akumulací. Právě v introdukce větrné energetiky je v ČR potřeba vidět problém. Cílený boj proti větrné energii se v české společnosti objevil již dávno jako součást předvolební kampaně ODS, ale i jiných stran a byl dále posilován ve veřejné diskusi narativy o zohyzdění české krajiny a o údajném zhoubném působení listů větrných elektráren na avifaunu. Posouzeni estetiky větrných elektráren je jistě individuální záležitostí každého z nás a nelze vyloučit že určité skupině obyvatel se velké nové dynamické objekty v krajině líbit nebudou. Mezi nimi zřejmě ale budou tací, kteří se dávno smířili existencí dálnic, sekající krajinu na oddělené segmenty, sloupů vysokého a velmi vysokého napětí nebo betonových sídlišť tvořících při pohledu z dálky analogii hradeb středověkého města, o obrovských scelených lánech raději ani nemluvě.

Větrná energie je nezbytnou součástí energetického obnovitelného mixu, protože v obdobích s malým slunečním svitem je to právě vítr, který pomůže pokrývat energetickou spotřebu.

Ústředním motivem energetické koncepce České republiky by měl být decentrální charakter energetického systému. Důvodů pro decentralitu je více, sociální aspekt, vlastnictví zdrojů a akumulátorů v držení malých subjektů, obcí a jednotlivců, malý tlak na tvorbu zisku a resilience. Hlavní součástí energetického konceptu by měly být energeticky soběstačné regiony, energeticky soběstačná města a energeticky soběstačné obce. Takových příkladů bohužel v České republice máme velmi málo, můžeme uvést Kněžice s odpadářskou bioplynovou stanicí.

Praktické příklady v okolí ČR

V sousedním Německu je ve velmi podobných klimatických podmínkách mnohem více pozitivních příkladů; můžeme jmenovat bavorské 13tisícové město Hassfurt, ležící 140 km od našich západních hranic. Elektrické podniky Hassfurt provozují od roku 2019 vodíkovou kogenerační jednotku, která generuje dvakrát více energie, než činí místní spotřeba, výhradně z obnovitelných zdrojů.

Region zásobovaný obnovitelnou energií Rhein Hunsrück v roce 2019 vyrobil o 2/3 více elektrické energie na hlavu než Česká republika v témže roce. Okres má 103tisíc obyvatel a jeho energetická spotřeba je kryta z fotovoltaiky, větru a biomasy. Vývozem obnovitelné energie získává nemalé finanční částky. Podobně je na tom rakouská spolková země Burgenland, která rovněž přebytky své obnovitelné energie vyváží.

Další významnou součástí decentrálního uspořádání je energetická sanace domů. Je známo že budovy ve střední Evropě spotřebovávají 40 % celkové energie, elektrické i tepelné. V západní Evropě bylo již postaveno nebo zrekonstruováno více budov do solarplus módu. Jsou to budovy, které během roku vyrobí více energie, než samy za stejné období spotřebují. Do této formy byly rekonstruovány jak stávající budovy, například výšková budova technické univerzity ve Vídni, ale v této formě byly vystavěny i budovy nové, jako radnice ve Freiburgu/Breisgau. Provozní zkušenosti dokládají, že vložená investice se na úsporách energií vrátí během 7 až 8 let. S ohledem na podíl energie, který budovy spotřebovávají je toto opatření mnohem výhodnější, a to jak energetického, tak především ze sociálního hlediska. Jediný, pro koho to bude nevýhodné je energetický monopolista, ale to by mělo být většině veřejnosti v podstatě lhostejné. Realizovaná energetická sanace domů by zamezila tomu nejhoršímu, energetické chudobě. V rozvinuté společnosti, v níž, jak se většina domnívá žijeme, je zcela nepřípustné, aby především osaměle žijící lidé museli uvažovat nad tím, zda si uvaří jídlo nebo zda si trochu zatopí.

Akumulace do vodíku

Decentrální možnost představuje lokální akumulace do vodíku. Ve švédském Mariestadu na břehu jezera Vänern, 1000 km severně od Prahy, je již delší dobu v provozu školka, která je celoročně energeticky zásobována velkou fotovoltaickou elektrárnou na budově a akumulovaným vodíkem. Ten se v palivovém článku v obdobích s minimem slunečního svitu mění na elektřinu a teplo. Uvedená oblast ve Švédsku má asi o 20 % méně slunečního svitu než Česká republika.

V Německu působí firma PICEA, která dodává akumulační vodíkový systém s palivovým článkem, který podle velikosti tlakových nádrží na vodík může celoročně zásobovat dům nebo malou firmu.

Je třeba stále mít na mysli, že obnovitelný energetický systém pozůstává ze zdrojů energie a akumulace. Poslední technologický pokrok ukazuje na to, že pro akumulaci nebudeme potřebovat výlučně drahé lithiové baterie. Americká firma FORM ENERGY již delší dobu provozuje železo vzdušnou baterii o velikosti 10 megawattů. Baterie je schopna akumulovat elektřinu na 100 hodin a pokrýt tak několikadenní výpadky dodávek elektřiny. Ve srovnání s cenou lithiových baterií ukládají železo vzdušné baterie energii za desetinu ceny. Železo je v zemské kůře přítomno v 5 %, nejedná se tedy o nedostatkový materiál. Form Energy začne vyrábět a montovat své železo-vzdušné bateriové systémy v továrně Weirton pro širokou komercializaci v polovině až koncem roku 2024. Továrna bude mít v plném provozu roční výrobní kapacitu 500 megawattů baterií. Železo vzdušná baterie neobsahuje žádné toxické nebo hořlavé materiály.

Podobnou materiálově nenáročnou cestou akumulace energie se zabývá holandská firma AQUA BATTERY, která má technologii schopnou uskladnit v podstatě libovolné množství energie na libovolnou dobu. Tato baterie pracuje jako redox flow baterie a je založena na roztoku kuchyňské soli. Elektrolýzou tohoto roztoku připraví zásobní roztoky a v případě potřeby elektrické energie se čerpají do elektrolytického generátoru.

Využití synergie

Při integraci obnovitelných zdrojů energie je výhodné zaměřit se na synergii. Jednou z možností je instalace fotovoltaiky v zemědělství (agrovoltaika), kde může vedle výroby elektřiny a zajištění dodatkových příjmů pro zemědělce přinášet další pozitivní působení. V Německu bylo 8,7 MW fotovoltaiky využito na ochranu malin před nepříznivým počasím. Instalace optimálně orientované fotovoltaiky omezuje vysušování půdy působením zvyšující se teploty klimatickou změnou, a to i pro instalace fotovoltaiky v pouštích. V čínských pouštích, především v centrální části severní pouště Gobi bylo instalováno přes 100 km² fotovoltaiky. Dálkovým průzkumem Země bylo zaznamenáno ozelenění na ploše cca 30 km².

Jinou možností synergie obnovitelné energetiky je využití ploch vodních nádrží pro sezonní zajištění tepla. Zvýšenou teplotou trpí vodní nádrže: zvyšuje se množství sinic a řas, které vypouštějí do vody toxické látky. To může vážně ohrozit zásobování pitnou vodou v případě vodárenských nádrží. Dalším důsledkem zvýšené povrchové teploty hladiny nádrží je zvýšený výpar, který v našich podmínkách může činit až 0,9 metru za rok, s hlavním podílem v letních měsících. Teplotu vody z povrchu hladiny nebo z přítoku lze zvýšit průmyslovým tepelným čerpadlem poháněným v letním období obnovitelnou energií a uskladnit pro sezónní využití v podzemní zásobníku. V dánském Vojens je již několik let v provozu velký podzemní zásobník horké vody pro vytápění o objemu 200.000 m³. Náklady na vybudování 1 m³ dosahují u velkých zásobníků nízké ceny 30 euro. Teplá voda se zde ohřívá ve slunečních kolektorech.

Klesající náklady na obnovitelné zdroje

Pakliže se podíváme na stále narůstající náklady na jadernou energii, na stále rostoucí dobu výstavby a na druhé straně na stále klesající náklady na akumulaci i výrobu obnovitelné elektřiny je orientace české energetiky na jádro mnohonásobnou chybou. Vedle vysokého a dlouhodobého finančního zatížení odběratelů budou mít jaderné reaktory postavené ve vnitrozemí stále větší problémy s chlazením v letních měsících. V minulosti byla již v několika zemích částečně omezena výroba s ohledem na vysokou teplotu říční vody a je pravděpodobné, že obdobné odstávky budou stále častější. To by samozřejmě zvýšilo náklady na vyráběnou elektřinu.

Podle Americké národní laboratoře pro obnovitelnou energii NREL lze očekávat k roku 2030 střední hodnotu LCOE okolo 30 USD/MWh, při současném přepočtu asi 0,7 Kč/kWh. V této ceně sice není započtena akumulace do baterií, vodíku, ani posílení sítí. Ani při započtením těchto nákladů není pravděpodobné, že by náklady na jadernou elektřinu byly nižší.

Co navrhujeme?

Jaderné elektrárny nechat dosloužit a nové nestavět. Finančně a legislativně podpořit energetickou sanaci budov a nasměrovat dostupné investice do obnovitelných zdrojů a akumulačních technologií, s výhodou na místech starých tepelných elektráren. Uzákonit, že investoři větrných parků jsou povinni jistou část investice nabídnout lokálním investorům, tedy obcím nebo občanům. Uzákonit povinnost instalace obnovitelné energetiky při rekonstrukcích střech a na nových stavbách. Zrychlit a zjednodušit pro obnovitelné energetické stavby povolovací procesy.