Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Perspektivy využití zemního plynu při výrobě elektrické energie v ČR

11.06.2008  |  zdroj: Technik  |  126× přečteno      vytisknout článek

Jednou z oblastí, kde i v ČR končí období žití z podstaty, je energetika.

Od uskutečnění celospolečenských změn v zemích bývalého východního bloku na přelomu 80. a 90. let minulého století došlo téměř ve všech oblastech života k mnoha zásadním změnám. Jednou z oblastí, kde i v ČR končí období "žití z podstaty", je energetika. Obor, který je klíčový pro správné fungování hospodářství průmyslové země.

Prošel sice překotným vývojem (transformací a privatizací energetických společností, přeskupením majetkových podílů, změnou modelu fungování v souvislosti s liberalizací energetických trhů atd.), ale změny byly převážně administrativního charakteru. V oblasti "hardware" k zásadním změnám nedošlo. Výjimku tvoří dostavba jaderné elektrárny Temelín v roce 2000, která byla výsledkem racionálního rozhodnutí o osudu již rozběhnutého projektu z předchozích let a některá dílčí vylepšení, jako např. postupné odsíření hnědouhelných elektráren. Energetika ČR jako celek, ale dodnes stojí v podstatě na stejných základech jako před dvaceti lety.

Od května 2004 je ČR členem Evropské unie. Přestože počátky EU jsou spojené se spoluprací evropských zemí v oblasti energetiky (Evropské společenství uhlí a oceli, Smlouva Euroatom), k integraci evropské energetické politiky z důvodů odporu jednotlivých států doposud nedošlo.

Je zřejmé, že energetika dospěla do stavu, kdy řešení problémů v ní nahromaděných již nesnese dalších odkladů. K hlavním důvodům nezbytnosti změn patří dožívání hnědouhelných elektráren, omezené zásoby a očekávaná nerentabilita těžby uhlí, celosvětový růst cen primárních energetických surovin, rostoucí poptávka po elektřině a v neposlední řadě potřeba řešení dopadů na životní prostředí. Protože česká energetika je ve vlastnictví soukromých subjektů, energetický trh funguje v rámci globální ekonomiky a za splnění závazků v oblasti životního prostředí je odpovědný stát, výsledná podoba energetické politiky ČR musí být kompromisem zohledňujícím všechny tyto skutečnosti. Při pohledu na zdrojovou základnu pro krytí energetických potřeb ČR zjistíme, že i přes částečný odklon od orientace na uhlí současné složení palivoenergetického mixu ČR stále nedosahuje hodnot vytyčených Státní energetickou koncepcí ČR z roku 2004, ale že je ve srovnání s obdobnými prognózami vývoje a potřeb EU jako celku nadále velmi jednostranně zaměřena.

Vezmeme-li v úvahu výše uvedené skutečnosti a nejnovější závazky vyplývající z Energeticko-klimatického balíčku EU, pak je zřejmé, že podoba energetické politiky ČR musí doznat zásadních změn. V roce 2006 se energetika na produkci skleníkových plynů v ČR podílela z více než 80 %, z toho největší díl připadal na výrobu elektřiny. Z neobnovitelných zdrojů má v hnědém uhlí původ přes 60 % veškeré elektřiny vyrobené v ČR, na jádro připadá přes 30 %. Z černého uhlí se elektřina vyrábí v omezené míře, z ropy se v podstatě nevyrábí a stejně tak tomu je u zemního plynu. Necelá 2 % elektřiny, vyrobené z plynných paliv, pochází z plynu koksárenského a vysokopecního - tedy opět z uhlí. Výroba elektřiny v jaderných elektrárnách si přes její odmítání v mnoha zemích, především díky nulovým emisím CO2 postupně znovu vydobývá své místo na slunci. Výrobu v uhelných elektrárnách naproti tomu čeká, z důvodu značných dopadů na životní prostředí a tenčících se zásob "laciných" zdrojů, spíše útlum nebo investice do moderních technologií u pečlivě vybraných projektů. V poslední době se zejména v souvislosti s nejasnou budoucností systému obchodování s emisemi CO2 po roce 2013 začíná hovořit i o elektrárnách spalujících zemní plyn. Důvod je jasný, spálením 1 kg methanu, který tvoří zemní plyn z 98 % vznikne 2,74 kg CO2, zatímco spálením 1 kg koksu vznikne 3,66 kg CO2. Po přepočtu produkce CO2 na energetický obsah obou paliv a při vyšší celkové účinnosti plynových elektráren je vyznění bilance pro plyn ještě příznivější.

Dle vyjádření zástupců ČEZ by elektrárny na plyn měly do roku 2013 tvořit až 20 % produkčního mixu, kterého má být dosaženo přesunutím části investic určených původně na projekty založené na spalování uhlí. Výstavbu elektráren na zemní plyn zvažují v ČR i další energetické společnosti jako Moravia Energo a United Energy.

Plynové elektrárny byly v minulosti méně konkurenceschopné díky relativně vyšším nákladům na provoz. Toto konkurenční znevýhodnění se však postupně vytrácí především díky promítnutí všech nákladů do ceny "levného" uhlí z tuzemských zdrojů. K průmyslové výrobě elektřiny se využívá buď jednoduchých plynových cyklů nebo paroplynových cyklů nejčastěji v kombinaci s kogenerační výrobou tepla nebo chladu.

KONCEPCE ENERGETICKÉ INFRASTRUKTURY VYŽADUJE PROMYŠLENOU KOMBINACI ZDROJŮ

Plynové elektrárny mají kromě vysoké účinnosti (až 55 % při výrobě elektřiny a až 90 % při kogenerační výrobě elektřiny a tepla či chladu) navíc několik dalších předností. Patří sem nízké investiční náklady, krátká doba realizace výstavby, snadný výběr lokality ke stavbě díky husté plynovodní síti a především snadná regulace a rychlý náběh na maximální výkon. To jsou vlastnosti vysoce ceněné za stávajícího stavu a jejich význam pak dále poroste s rozvojem větrných a solárních elektráren s nestabilní dodávkou. Nezanedbatelné jsou i nižší nároky na chladící výkon v porovnání s klasickými parními elektrárnami uhelnými a jadernými.

Koncepce obnovy elektrárenského parku ČR by měla být postavena na ideální kombinaci všech pilířových systémových zdrojů elektřiny, doplněných o spolupráci s dalšími decentralizovanými zdroji. Řazení jednotlivých zdrojů v diagramu zatížení, tj. grafickém znázornění průběhu zatížení elektrizační soustavy v čase, by pak mělo odrážet jejich charakteristické přednosti, včetně nákladů na pořízení a provoz. Ze srovnání cen elektřiny vyrobené z různých zdrojů metodou dlouhodobých marginálních nákladů vyplývá, že v podmínkách ČR jsou uhelné a jaderné elektrárny vzájemně konkurenceschopné při době využití instalovaného výkonu nad 7.000 hodin/rok, tj. v oblasti základního zatížení elektrizační soustavy. Pro oblast proměnného zatížení s potřebou regulačního výkonu jsou nejvhodnější elektrárny uhelné, ale jak se ukazuje, svůj význam zde mohou mít i elektrárny plynové. Ke krytí špičkové zátěže, tedy pro pásmo využití do zhruba 3.000 hodin/rok jsou předurčeny elektrárny plynové, umožňující snadné a rychlé najetí na maximální výkon a efektivní regulaci do maxima instalovaného výkonu. Těchto vlastností je možné účelně využívat i k poskytování regulačního výkonu, tedy k dosahování nezbytné rovnováhy mezi dodávkou a odběrem elektřiny z elektrizační soustavy v kterémkoliv okamžiku proměnného zatížení. Díky přirozené nerovnoměrnosti dodávek a odběrů elektřiny do a z elektrizační soustavy je instalace "vyrovnávacích" a špičkových zdrojů elektřiny nezbytná. Jako vhodné řazení typů elektráren se pak jeví:

1. jaderné;

2. uhelné;

3. plynové v paroplynovém cyklu;

4. plynové v jednoduchém cyklu.

Plynové zdroje jsou v porovnání s ostatními mimořádně vhodné pro decentralizovanou výrobu elektrické energie. Zemní plyn lze snadno a s vysokou účinností transformovat do konečné, požadované formy energie a odpadní teplo místo jeho maření výhodně použít k vytápění, popř. chlazení objektů či jiným technologickým účelům. Umístění zdroje v místě spotřeby významně snižuje ztráty elektřiny v rozvodech a zvyšuje odolnost elektrizační soustavy proti případným výpadkům. Okamžitý náběh, snadná regulace a schopnost ostrovního provozu jsou rovněž vlastnosti, které naplňují požadavky kladené na záložní zdroje v provozech, kde z rozličných důvodů nesmí dojít k přerušení dodávek elektřiny. Plynová zařízení nabízejí vysokou variabilitu výkonů, nízké investiční náklady, poměrně nenáročnou výstavbu, výhodný poměr zastavěný prostor/výkon a možnosti blokového rozšíření. Jediným nezbytným předpokladem pro jejich provoz je existence distribuční sítě zemního plynu v dostupné vzdálenosti. Mezi nejrozšířenější zdroje výroby elektřiny z plynu patří:

Plynová turbína - výhodná k použití pro největší průmyslové, popř. residenční aplikace. Jednoduché cykly se používají především ke krytí špiček potřeby elektrické energie. U systémů s instalovaným výkonem nad 3 MW lze spaliny použít k výrobě páry pro pohon turbíny v paroplynovém cyklu. Obecně lze spaliny použít k předehřevu přívodního vzduchu vstupujícího do spalovací komory, v průmyslových aplikacích k výrobě procesní páry nebo chladu, k technologickému ohřevu či k rezidenčnímu vytápění.

Mikroturbína - kompaktní vysokorychlostní výrobní jednotka, používaná v menších průmyslových a komerčních objektech k výrobě tepla a elektřiny. Hlavním členem je soustrojí turbíny, kompresoru a generátoru na společné ose. Díky stabilnímu spalovacímu procesu a jednoduché konstrukci mají zařízení s mikroturbínou oproti spalovacím motorům nižší emise a hlučnost.

Spalovací motor - klasický pístový motor upravený pro spalování plynu. Využití obdobných prvků jako u sériově vyráběných naftových motorů vede k minimalizaci investičních nákladů. Chladící systém produkuje horkou vodu, teplo výfukových plynů lze využít k výrobě páry. Výkon motoru je možné regulovat podle okamžité potřeby elektřiny. Jednotky jsou vyráběny v širokém rozsahu výkonů a své uplatnění nacházejí často jako záložní zdroje při výpadku dodávek elektřiny.

Parní stroj - zatím nejnovější forma využití parního stroje klasické konstrukce, vhodné pro rodinné domy. Princip spočívá v ohřevu vyvíječe páry plynovým hořákem. Vznikající pára pohání píst propojený se zabudovaným lineárním motorem, který vyrábí elektřinu. Odpadní a kondenzační teplo je využito pro vytápění objektu.

DECENTRALIZOVANÁ VÝROBY ELEKTŘINY

Decentralizovaná výroba elektřiny v místě její spotřeby zvyšuje bezpečnost zásobování, umožňuje využití odpadního tepla k vytápění či chlazení objektů a eliminuje ztráty při rozvodu elektřiny. Podaří-li se vytvořit distribuční sítě elektřiny jako inteligentní, výkonová pružnost decentralizovaných zdrojů umožní takovýto systém funkční nouzové zásobování i v krittických případech, kdyby došlo k rozpadu nadřazených částí elektrizační soustavy.

Protože plynárenská infrastruktura spadá do kategorie s rizikem přijatelným, popř. podmíněně přijatelným, tedy o řád nižší než u soustavy elektrizační, mohou plynárenské technologie sehrát důležitou úlohu v případě krizových stavů a situací. Jedinou slabinou plynových spotřebičů tak zůstává jejich závislost na elektřině z vnějšího zdroje, kterou by do budoucna bylo vhodné řešit již ve fázi vývoje zařízení.

AUTOR: (čpú)


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist