SRN a orientace na paroplynové elektrárny

Německo chce úbytek způsobený odpojováním jaderek nahradit především z obnovitelných zdrojů, tedy z rozšíření počtu větrných farem na souši a hlavně u severního pobřeží na volném moři a z rozšíření sítě solárních zařízení. Oba druhy energetických kapacit by se také napříště měly budovat s větší kapacitou než dosud.

Kolísání produkce proudu z větru a slunce

Bude ale též nutno vybudovat vyrovnávací kapacitu pro výrobu elektřiny pro situace, kdy nebude sluneční svit či nebudou vát větry, jež by roztáčely lopatky větrných farem. Musí se vytvořit "polštářová kapacita" pro pohotovostní použití v případech, kdy by produkce elektřiny ze slunce a z větrné energie byla nižší, než by bylo zapotřebí.

Odklon od jádra povzbudil v Německu průmyslové kruhy uvažující už dříve o modernizaci a rozšíření sítě tepelných elektráren spalujících černé a hnědé uhlí. Ale pozvedl i ty, kdo navrhují preferenci elektráren vyrábějících proud na bázi zemního plynu, eventuálně v kombinaci s parou. Dnes je v SRN podíl výroby elektřiny na bázi zemního plynu 12 %, dle názoru energetických odborníků by se měl významně rozšířit.

Přednosti výroby proudu z plynu

Z ekologického pohledu jsou výhody takovýchto výroben proudu zřejmé. Emise CO2 z nich jsou několikrát nižší. A z provozního či ekonomického hlediska je důležité to, že jejich výkon lze rychle nastavit či odpojit prakticky během vteřin, což platí i o případném zvyšování, resp. snižování výkonu během provozu, a to dle rozsahu požadavků odběratelů elektřiny. Jde o velkou výhodu oproti tepelným elektrárnám, kde obdobný proces trvá v nejlepším případě několik hodin.

Ve prospěch výroby proudu z plynu mluví i další fakt: oč méně plyn obsahuje oxidu uhličitého, o to více obsahuje vodíku. Také ten při spalování produkuje energii, oxiduje a mění se ve vodu.

Zemní plyn se spaluje pomocí stlačeného vzduchu a pohání turbínu o výkonu od 100 do 375 MW. Přitom vznikají horké zplodiny. Pokud jde o čistě jen plynovou elektrárnu, praxe byla či je zatím taková, že se odvádějí komínem do ovzduší.

Paroplynové jednotky

Dokonalejší míru využívání vykazuje vyšší typ plynové elektrárny, který kromě plynu využívá i páru. Paroplynová elektrárna bývá vybavena jednou až dvěma turbínami poháněnými plynem, ale kromě toho má ještě parní turbínu. Horké zplodiny z plynových turbín ohřívají kotel s vodou a vzniklá pára pohání zmíněnou parní turbínu. Pokud jde o účinnost, tak čistě plynová elektrárna dosahuje cca 40 % (u tepelných elektráren spalujících uhlí je to kolem 38 %), ale u paroplynových elektráren je to 60 %. Navíc produkuje o 60 % méně emisí CO2 než běžná tepelná elektrárna spalující hnědé uhlí.

Turbíny od Siemense

Vyšší účinnosti je dosahováno tím, že turbíny se vyrábějí tak, aby lépe než předchozí typy odolávaly vysokým teplotám. Nejnovější generace plynových turbín od firmy Siemens, instalovaná v elektrárně Irsching 4 v Bavorsku, je poháněna palivem o teplotě 1500 oC. Poprvé se tím při výrobě proudu dosáhlo tak vysoké teploty, dříve obvykle o hodnotě kolem 570 oC. Při výrobě turbín pro Irsching 4 se uplatnily tzv. nové materiály a bylo využito i nového a dokonalejšího způsobu chlazení lopatek.

Rychlé najetí na plný výkon

Pokud jde o zmíněnou rychlost nastartování výkonu, dá se v této elektrárně během 30 až 60 minut dosáhnout výkonu 350 MW. Dodatečnou parní turbínu lze zprovoznit během tří hodin, tedy poté, co se vytvoří z provozu plynových turbín dostatek páry potřebné k jejímu pohonu.

Údaje o časech potřebných ke zprovoznění té které elektrárny jednoznačně hovoří ve prospěch plynových či paroplynových jednotek, protože najetí uhelné elektrárny na plný výkon trvá 5 až 10 hodin. Co se týká snižování či zvyšování výkonu během provozu, pak v Irschingu 4 lze během minuty výkon zvýšit nebo snížit o 9 %, zatímco u uhelné elektrárny to trvá až 1 hodinu a zvýšení či snížení produkce je možné jen do - 6 %.

Názorové třenice

Plyn je dražší než uhlí, což výrobu proudu oproti jeho výrobě v tepelných elektrárnách prodražuje, namítají odpůrci posílení výroby elektřiny pomocí plynu. Stoupenci plynových elektráren ale oponují tím, že postavení a provoz plynových či paroplynových jednotek jsou mnohem levnější než budování anebo modernizace tepelných jednotek spalujících uhlí.

Například už jenom proto, že plynové elektrárny nemusejí být vybaveny drtírnami a jinými úpravnami uhlí a kapacitami, v nichž je nutno uhlí skladovat a starat se o udržení jeho potřebné kvality před spalovacím procesem.

Zaměření na plynové či paroplynové elektrárny považují jedni za výhodnou a lákavou možnost řešení situace výroby elektřiny v Německu v příštích letech. Druhá strana, zájmově spojená s provozovateli tepelných elektráren, lobbuje pro jejich posílení a modernizaci. Obě strany se snaží zapůsobit i na spolkovou vládu, aby k dané věci zaujala jasnější postoj než dosud a aby také naplánovala a uvolnila rozsáhlé finanční prostředky jak pro rozšíření a výstavbu plynových elektráren, tak pro rozšíření a modernizaci jednotek spalujících uhlí.

Stanoviska obou stran lze chápat: jedni argumentují nespornými technickými přednostmi výroby proudu s pomocí plynu, druzí by neradi opouštěli technicky sice již víceméně překonanou, ale tradiční, vyzkoušenou a zaběhlou výrobu proudu na bázi spalování fosilních zdrojů.