Pět iluzí o obnovitelných zdrojích energie (I.)

Jsou nevyčerpatelné, snadno dostupné, čisté, levné a jednou nahradí stávající energetické zdroje. Skutečné požehnání energetiky. Co však z toho je pouhým zbožným přáním, co pravděpodobnou možností a co skutečně realitou?

Pojďme se nyní společně trochu zamyslet nad těmito tvrzeními.Iluze první: obnovitelné zdroje energie jsou nevyčerpatelnéCo je na tomto tvrzení iluzorního? Snad nechce autor polemizovat s tímto axiomem obnovitelných zdrojů? Řekněme, že je záhodno výrok trochu zpřesnit. Obnovitelné zdroje energie jsou skutečně nevyčerpatelné, ovšem v globálním měřítku. Problém je v tom, že lidstvo doposud musí vyrábět energii v lokálních výrobnách, ať už se jedná například o elektrickou energii nebo teplo. Náš každodenní život je naprosto neúprosně limitován všeobecně platnými fyzikálními zákony, především však zákonem zachování energie. Z určitého energetického systému nemůžeme v konkrétním čase a lokalitě získávat více energie, než do něj vstupuje. Nebo-li lokálně jsou vyčerpatelné naprosto všechny energetické zdroje, a totéž platí pro jejich energetickou produkci v čase. Co tím chci vlastně říci? Jednoduše to, že na určité ploše mohu instalovat pouze určité množství slunečních kolektorů, na které dopadá pouze určité množství energeticky využitelného slunečního záření. V určité lokalitě mohu instalovat pouze určité množství větrných turbín, které pracují v určitém pásmu rychlostí větru. Rovněž tak energetická výrobna na biomasu spotřebovává určité množství biologické hmoty, kterou lze vyprodukovat na určitém množství zemědělské plochy resp. s využitím určitého množství hospodářských zvířat. Pro funkci hydroelektrárny a přílivové elektrárny potřebuji zajistit určitý průtok vody. Z geotermálního vrtu v určité hloubce mohu získávat pouze určité množství tepla. A takto můžeme pokračovat ještě dlouho. Omílám zde naprosto triviální a notoricky známé skutečnosti? Dokonce učivo základní školy? No nevím, pokud se snažíte vést podrobnější technickou diskuzi s mnohými z „energetických vizionářů“, žel mnohdy velmi zanícených a humanitně vzdělaných „netechniků“, tak zjistíte, že jejich představy o převedení jejich vizí a hesel do každodenní technické praxe jsou mnohdy s těmito „trivialitami“ na štíru. Proto jsem považoval za nutné tuto nebetyčnou iluzi zmínit hned na začátku našeho povídání o obnovitelných zdrojích. To, že jsou obnovitelné zdroje energie v principu nevyčerpatelné, ještě neznamená, že z nich můžeme v konkrétním místě a čase vyrábět energii bez jakýchkoliv omezení.Iluze druhá: obnovitelné zdroje energie jsou snadno dostupnéCo je na tomto tvrzení iluzorního? Slunce, vítr, voda, biomasa, zemské teplo jsou přece všude okolo nás. Stačí si jen nabízenou energii vzít.  Situace se však podstatně zkomplikuje, pokud chceme vyrábět energii z určitého konkrétního zdroje, a to pokud možno v množství „větším než energeticky bezvýznamném“. Obnovitelné zdroje mají totiž jednu zásadní nevýhodu – a tou je velmi nízká koncentrace nositele energie v prostoru a čase:  Zkusili jste si někdy vypočítat plochu kolektorů, která by byla potřeba pro výrobu 12 milionů MWh elektřiny, což je stávající roční produkce obou bloků jaderné elektrárny Temelín? Pokud budeme uvažovat jako referenční sluneční elektrárnu v Bušanovicích u Prachatic s výrobou 600 MWh za rok a plochou kolektorů 0,62 ha, snadno vypočítáme plochu 12 400 ha.

Fotovoltaická elektrárna Serpa (Portugalsko) o výkonu 11 MWe
Zdroj: SunPower Corporation

Zkusili jste si někdy vypočítat, kolik by bylo potřeba instalovat větrných turbín o výkonu 1 MW, aby vyrobily jednoroční produkci Temelína, pokud v ČR pracují 1000 hodin za rok? Snadno se dopočítáme 12 000 vrtulí.

Větrná elektrárna MD70 v Grömitz (NSR) o výkonu 1,5 MWe
Zdroj: REpower Systems AG

Zkusili jste si někdy vypočítat plochu orné půdy, na které by musely být pěstovány speciální energetické plodiny s výnosem 20 t/ha a výhřevností 15 MJ/kg, aby jimi bylo možné ve stávajících parních turbínách vyrobit stejné množství elektřiny jako v Temelíně? Pokud se necháte poddat, je to přibližně 432 000 ha. Jen tak na okraj podotýkám, že se jedná o 41% plochy celého Jihočeského kraje a stejné množství energie jako z jednoho hektaru těchto plodin lze vyrobit rozštěpením 3g uranu.

Elektrárna na biomasu ve Wicker (NSR) o výkonu 15 MWe
Zdroj: Biomasse Rhein-Main GmbH

Zkusili jste si někdy vypočítat, kolik geotermálních elektráren s jedním injekčním a dvěma produkčními vrty o hloubce 5 000 metrů by bylo nutné vybudovat, abychom docílili tepelného výkonu temelínského reaktoru? (Jedná se 3 000 MWt, nezaměňovat s elektrickým výkonem na svorkách generátoru 1 000 MWe). Pokud budeme uvažovat jako referenční plánovanou geotermální elektrárnu v Litoměřicích, bude jich přibližně 55.

Geotermální elektrárna Nesjavelir (Island) o výkonu 4x30 MWe + 300 MWt
Zdroj: Encyklopedie Wikipedia (EN)

To, že se obnovitelné zdroje energie vyskytují bezprostředně okolo nás ještě neznamená, že jsou snadno dostupné pro výrobu energie.

Pokračování příště:
Iluze třetí: obnovitelné zdroje energie jsou čisté
Iluze čtvrtá: obnovitelné zdroje energie jsou levné

(Psáno pro server Nazeleno.cz a blog.iDNES)

Petr Nejedlý