Kvantový skok – ale kam?
Na začátek je vhodné vysvětlit opatrnou formulaci zprávy o údajném prvenství. Již v roce 1891 dánský profesor fyziky Poul la Cour vyráběl vodík z elektřiny z větrných elektráren elektrolýzou vody, vyrobený vodík skladoval v plynojemu a následně využíval v plynových lampách k osvětlování objektů. Z následujícího popisu hybridní elektrárny poblíž Prenzlau je zřejmé, že v zásadě odpovídá historické koncepci Poula la Coura, ovšem realizované v současných technologických podmínkách.Popis hybridní elektrárny PrenzlauPro potřeby blogu si vystačíme se zcela elementárním výkladem principu funkce elektrárny:
Technologické systémy elektrárny Prenzlau
Zdroj: ENERTRAG (NSR)
Základem pilotního projektu elektrárny jsou tři větrné turbíny s nominálním výkonem 2 MWe. Ve standardním provozu dodávají elektřinu do elektrické sítě. V případě „nadvýroby“ elektřiny z větru, kdy provozovatel elektrické sítě aktuálně vyráběnou elektřinu nepotřebuje, je elektrický výstup z větrných turbín automaticky připojen na přívod elektrolyzéru, který rozkladem vody vyrábí vodík (120 Nm3/hod.) a kyslík (60 Nm3/hod.). Vodík je skladován v pěti nádržích (31 bar, celkem 1 350 kg) a může být následně dodáván např. do speciálních plníren pro „tankování“ do automobilů.
Vodíkové hospodářství bylo integrováno do větrné elektrárny především proto, aby bylo možné využít vodíku jako akumulačního média a zajistit tak výrobu elektřiny i v klimaticky nepříznivých podmínkách a takto vyrovnávat kolísavou výrobu elektřiny. Takže v případě potřeby je nashromážděný vodík přiváděn z nádrží, směšován s bioplynem (max. 70% vodíku) a výsledná směs je využívána jako palivo pro dvě CHP jednotky pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla.
Dostupné informační zdroje udávají příkon elektrolyzéru 0,5 MW, výkon CHP jednotek 2x0,35 MWe (roční výroba 2 776 MWh) a 2x0,34 MWt (roční výroba 2 250 MWh). Vodíkové hospodářství a CHP jednotky tedy zajišťují „vodíkem zálohovanou“ výrobu elektřiny v pásmu 0,7 MWe, tj. pouze malou část celkového instalovaného výkonu 6 MWe. Jedná se však o pilotní projekt, jehož cílem je prezentovat relevantní provozní výsledky, k čemuž postačuje i stávající skromná dimenze jednotlivých systémů. Jenom pro srovnání měřítek: stávající výkon větrných elektráren v Německu činí cca 27 000 MWe, přičemž ve „zvláště vydařených dnech“ kolísá jejich výkon v rozmezí 20 000 MWe za 24 hodin.
Takže nyní trochu realismu
Hybridní elektrárna je bezesporu velmi zajímavé technické dílo. Ovšem, jak je v poslední době zvykem, tak se na tyto výzkumné technické projekty nabaluje velké množství environmentalisticko-politického mediálního balastu. Většinou ve formě výkřiků o tom, že klasická energetika je tímto excelentním technickým řešením definitivně vyřízena a nacházíme se na prahu technologické revoluce směle směřující k energetickému komunismu s výrobou dostatku energie z obnovitelných zdrojů a vodíku. Pro některé profesionální zelené literáty z oblasti energetiky je to sice házení hrachu na zeď, nicméně dovolím si připomenout některé skutečnosti.
O vodíku
Nemá cenu nosit dříví do pěstěného lesa, proto technicky orientovaným čtenářům mohu doporučit stránky České vodíkové technologické platformy, kde naleznou velmi dobře zpracované informace o rozmanitých technologiích výroby vodíku, palivových článcích, vodíkových spalovacích motorech, účinnosti technologií, systémech skladování vodíku a bezpečnosti. Již po zběžném pročtení i nezasvěcený čtenář rychle zjistí, že pro techniky vodík rozhodně není a ani v budoucnu nebude jednoduché médium.
Vybudování vodíkové infrastruktury
Je zřejmé, že podmínkou smysluplnosti kombinace masivního využití OZE a velkovýroby vodíku z „přebytečné elektřiny“, řekněme v rámci technické koncepce elektrárny v Prenzlau, je existence rozvětvené a propracované vodíkové infrastruktury. Jedná se např. o využívání vodíku pro pohon statisíců až jednotek milionů vozidel a odpovídající infrastrukturu „čerpacích stanic“. Odhlédneme–li od řady technických problémů, zmíněných v odkazovaných textech technologické platformy, hovoříme minimálně o desítkách let intenzivního budování a bilionech eur nákladů. Již z tohoto hlediska může zůstat klasická energetika naprosto v klidu. Rovněž připomínám, že německá vláda vyhlásila v srpnu r. 2009 velmi ambiciózní plán zavádění elektromobilů (předpoklad 1 milion vozů do roku 2020), takže vozy na vodíkový pohon představují z tohoto pohledu konkurenční koncepci, zcela nepochybně z pohledu dalšího „odsávače“ státních dotací na výzkum technologií.
Cyklus „elektřina – vodík – elektřina“ aneb jak nám předci dávají na frak
Další potenciální možností je využití vodíku jako média pro akumulaci energie, což umožní regulaci výroby elektřiny z větrných a fotovoltaických elektráren dle potřeb síťových operátorů. Ovšem nic není zadarmo, až už hovoříme o energii nebo o penězích.
Technologická platforma udává účinnost výroby vodíku elektrolýzou vody ve výši cca 85% a ztráty energie pro vysokotlaké skladování v plynné fázi cca 30%, v kapalné fázi cca 40%. Za těchto podmínek jsme schopni vodík vyrábět a relativně krátkodobě přechovávat. Pro následnou velkovýrobu elektřiny ve spalovacích turbínách v paroplynovém cyklu lze předpokládat obdobné hodnoty jako pro nejmodernější turbíny na zemní plyn, tj. účinnost 60%. Dovolím si tvrdit, že nasazení vodíkových palivových článků ve výkonových rozmezích „velké energetiky“, řekněme v řádu alespoň stovek MW, je prozatím hudbou budoucnosti. Nicméně ani palivové články zřejmě nepřekročí účinnost 60%. Takže na konci tohoto technologického řetězce docházíme k výsledné hodnotě účinnosti akumulace elektřiny „přes vodík“ cca 30-35%. Nejenom z tohoto ale ještě z mnoha dalších technologických důvodů se předchozí generace techniků rozhodly elektřinu akumulovat jednodušeji, efektivněji a v podstatně větším množství, prostřednictvím potenciální energie vody v přečerpávacích vodních elektrárnách, a to s výslednou účinností akumulace energie cca 75%.
Braniborský premiér Matthias Platzeck označil elektrárnu Prenzlau za "kvantový skok kupředu" v oblasti zelené energetiky. Ovšem z hlediska účinnosti akumulace elektřiny začíná vodíková technologie skákat s výrazným handicapem oproti technologiím, které již desítky let používáme. Na druhou stranu je skutečně schopna splnit požadované technické zadání, tj. zajistit akumulaci energie. Zvláště v podmínkách, kdy pro uživatele a provozovatele není prioritní ekonomika projektů.
Potřeba přizpůsobení sítí masivnímu rozvoji obnovitelných zdrojů
Technická řešení typu hybridní elektrárny Prenzlau jsou logickým důsledkem prudce se zvyšujícího podílu větrných a fotovoltaických elektráren v elektrizační soustavě, které akcelerují potřebu výzkumu nejrůznějších forem akumulace velkého množství energie, protože výstavba přečerpávacích vodních elektráren stagnuje.
Vodíkové technologie jsou v energetice studovány více než sto dvacet let a již několikrát se v minulosti hovořilo o jejich brzkém přechodu do všední technické praxe. Ovšem stejně jako jiné technologie se musí vyrovnat s fyzikálními, technologickými, materiálovými a ekonomickými limity a matematicky řešeno se „systémovými okrajovými podmínkami“. A teprve budoucnost ukáže, zda budou všechny tyto limity a podmínky skutečně nastaveny tak, aby vodíková energetika opravdu překročila rámec výzkumných a demonstračních projektů typu elektrárny v Prenzlau a stala se nepřehlédnutelnou součástí energetického mixu.
(Psáno pro blog.iDNES)
Petr Nejedlý
Petr Nejedlý
Čiré šílenství
Komisař EU pro energetiku Günther Oettinger ostře kritizoval aktuální stav německé energetické transformace.
Petr Nejedlý
Problematické tepny energetické transformace
V Německu konkretizují plány výstavby nových přenosových linek umožňujících vyšší integraci obnovitelných zdrojů do energetického mixu. Nová vedení však obyvatelé nechtějí.
Petr Nejedlý
Návrh reformy podpory obnovitelných zdrojů v Německu
Nová spolková vláda plánuje výrazně přibrzdit rozvoj obnovitelných zdrojů, protože stávající systém podpory dospěl až na samou hranici financovatelnosti.
Petr Nejedlý
Rok 2014 – obrat v jaderné energetice EU?
V letošním roce jsou očekávána důležitá rozhodnutí, která ovlivní připravované projekty nových jaderných elektráren v Bulharsku, České republice, Finsku a Velké Británii.
Petr Nejedlý
Čtyři klimatičtí mušketýři
Čtyři přední klimatologové zveřejnili otevřený dopis světovým politikům s výzvou k podpoře jaderné energetiky jako prostředku v boji proti změnám klimatu.
Další články autora |
Studentky rozrušila přednáška psycholožky, tři dívky skončily v nemocnici
Na kutnohorské střední škole zasahovali záchranáři kvůli skupině rozrušených studentek. Dívky...
Stovky amerických obrněnců se v řádu dnů nepozorovaně přemístily do Česka
Několik set vozidel americké armády včetně obrněnců Bradley nebo transportérů M113 se objevilo ve...
Podvod století za 2,4 miliardy. Ortinskému hrozí osm let a peněžitý trest 25 milionů
Luxusní auta, zlaté cihly, diamanty a drahé nemovitosti. To vše si kupoval osmadvacetiletý Jakub...
Zemřel bývalý místopředseda ODS Miroslav Macek. Bylo mu 79 let
Ve věku 79 let zemřel bývalý místopředseda ODS a federální vlády Miroslav Macek, bylo mu 79 let. O...
Moskva se chlubí kořistí z Ukrajiny: Abramsy, Leopardy i českým BVP
V Moskvě ve středu začala výstava západní vojenské techniky, kterou používá ukrajinská armáda a...
Podporujeme kulturu nahoty. Obec na Sardinii jako první umožní nudistické sňatky
Obec San Vero Milis na severu středomořského ostrova Sardinie jako první v Itálii umožní sňatky...
Demonstrace v Tbilisi pokračují. Premiér odvolal návštěvu Spojených států
Gruzínská policie začala zatýkat demonstranty, kteří i ve čtvrtek pokračovali v metropoli Tbilisi v...
Izrael zasáhl budovu bezpečnostních sil v Damašku, osm vojáků utrpělo zranění
Při izraelském vzdušném úderu byla ve čtvrtek večer zasažena budova syrských bezpečnostních sil na...
Záplavy na jihu Brazílie si vyžádaly desítky obětí, přehradám hrozí kolaps
Rozsáhlé záplavy, které v těchto dnech sužují jih Brazílie, mají nejméně 29 obětí. Dalších 60 lidí...
Akční letáky
Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!
- Počet článků 157
- Celková karma 0
- Průměrná čtenost 3028x
Seznam rubrik
Oblíbené knihy
Co právě poslouchám
- Magdalena Kožená: Ah! Mio Cor (Händel Arias)
- Magdalena Kožená: Bach arias
- Jean-Baptist Lully: Te Deum
- Magdalena Kožená: Lamento (Bach family arias)
- Magdalena Kožená: Vivaldi