hledejme řešení k problémům světové energetiky

Transkript

HLEDEJME ŘEŠENÍ K PROBLÉMŮM SVĚTOVÉ
ENERGETIKY
21. světový energetický kongres
WEC 2010, Montreal, Kanada
WEC/CME
Energetický komitét České republiky
Praha, duben 2011
HLEDEJME ŘEŠENÍ K PROBLÉMŮM SVĚTOVÉ ENERGETIKY
21. SVĚTOVÝ ENERGETICKÝ KONGRES WEC
Montreal, Kanada 12.–16. září 2010
21. světový energetický kongres již tradičně soustředil množství názorů na současný stav,
problémy, perspektivy a nadějné směry rozvoje energetiky navzájem propojeného a závislého světa
v 21. století. V tomto sborníku, určeném pro účastníky semináře k této významné události, se pouze
upozorňuje na řadu zajímavých myšlenek, které byly v rámci kongresu publikovány. Sborník se
soustřeďuje na problémové okruhy, které, z pohledu Energetického komitétu ČR WEC, jsou
považovány za nejdůležitější a k nimž se řadí problémy spojené s rozvojem energetiky
a elektroenergetiky jako celku, trhů s elektřinou, technologií výroby elektřiny s omezováním emisí
uhlíkatých látek, obnovitelných zdrojů, jaderné energetiky, propojování elektrizačních soustav a nové
tendence formování elektrických sítí. Tento pohled není a ani nemůže být úplný (více než 320
publikovaných referátů představuje přes 5 000 stran textu), a proto zájemce o další podrobnější
informace odkazujeme na plné znění referátů, publikované na internetových stránkách WEC, resp.
našeho Energetického komitétu.
21. SVĚTOVÝ ENERGETICKÝ KONGRES WEC
Montreal, Kanada 12. – 16. září 2010
ÚVODNÍ SLOVO
21. světový energetický kongres se s tříletou periodicitou uskutečnil v roce 2010 v Kanadě,
v provincii Québec, v jejím hlavním městě Montreal. K seznámení české odborné veřejnosti s
jednáním a výsledky Kongresu Energetický komitét WEC ČR připravil ve spolupráci s EGÚ Brno, a. s.
svůj již tradiční seminář i sborník.
Ve světě, kde globalizace je základním vývojovým trendem, je význam Světového energetického
kongresu pro formování světové energetické politiky 21. století nesporný. Právě proto se na Kongresu
podíleli vedle zástupců vedoucích představitelů energetických, technických, výzkumných a
poradenských společností i čelní zástupci politické sféry. Svým rozsahem byl Kongres v Montrealu
největším v historii – navštívilo jej téměř 7000 účastníků z více než 130 zemí světa, včetně 70 ministrů
energetiky.
Kongresu dominovalo téma udržitelného rozvoje lidské společnosti. Opětovně byly prezentovány
obavy, že svět jako celek i jeho energetika se zatím nenalézají na udržitelné trajektorii rozvoje a
nevyvíjejí se způsobem, který bude dlouhodobě přijatelný pro budoucí populaci. I přesto lze však
konstatovat, že výsledky jednání a závěry kongresu nevyznívají pesimisticky, ale naopak konstatují,
že existuje reálná možnost dosažení vytčených cílů a již dnes jsou známy nadějné cesty vedoucí k
hledanému udržitelnému rozvoji.
V rámci Kongresu byla prezentována řada názorů a námětů k podpoře rozvoje světové energetiky.
Základní prezentovaná fakta lze shrnout do následujících bodů:
•
Do roku 2030 se očekává růst světové spotřeby energie o 32-40 %, přičemž spotřeba
elektřiny poroste rychleji než konečná spotřeba energie.
•
•
Podpora úspor energie je již dnes globálním trendem – od vyspělého po rozvojový svět.
I přes výrazný rozvoj obnovitelných zdrojů energie v nejbližších dekádách budou mít i
nadále rozhodující úlohu fosilní energetické zdroje.
•
Nedostatek kapitálu představuje významnější riziko, než snižující se zásoby ropy a zemního
plynu a růst ekologických bariér pro využívání uhlí.
•
Zásoby fosilních paliv jsou podstatně vyšší, než se donedávna očekávalo a jejich využívání
omezují spíše ekonomické a ekologické než technické důvody.
•
Přístup k přijatelné energii a pojetí energie jako hnací síly ekonomického rozvoje jsou více
středem pozornosti než klimatické změny, přičemž výsledky jednání o ochraně klimatu
dosud neposkytují závazná pravidla k jejich celosvětové interpretaci.
Nadále je také nutno věnovat pozornost optimálnímu rozvoji základní infrastruktury energetiky a
podporovat budoucí vývoj inteligentních sítí.
Z myšlenek a idejí proslovených na Kongresu vyplývá, že jednou z hlavních celosvětových výzev
pro zajištění budoucnosti energetiky je řízení jejího rozvoje, které má dvě významné úrovně – národní
a mezinárodní. Na národní úrovni je nutná promyšlená energetická politika, na světové úrovni je nutná
podpora mezinárodní kooperace. Všeobecná ekonomická krize dokázala, že trh sám o sobě nevyřeší
všechny problémy a proto potřebujeme kvalitní energetickou politiku. Naše úsilí se musí soustředit na
nalezení nové rovnováhy mezi trhem a regulací. Současně si musíme být jisti, že národní energetické
politiky jsou koherentní a kompatibilní i na mezinárodní úrovni a respektují společné potřeby všech
ovlivňovaných subjektů.
Platí, že globální problémy vyžadují globální řešení. Prostředkem dosažení vytčených cílů je
všestranná spolupráce zemí, institucí, společností a vlád, spolupráce přes hranice států i kontinentů.
V závěrech Kongresu bylo konstatováno, že:
„Udržitelný růst v dalším rozvoji lidské společnosti není jen variantou, je nezbytností. Zatímco cíl je
jasný, cesty k němu jsou výzvou pro všechny z nás. Více než kdy jindy bychom měli spoléhat na
spolupráci mezi všemi účastníky procesu – vládami, podnikatelskou sférou, výzkumem i veřejností.
WEC může být hnací silou tohoto hnutí. Tento kongres demonstroval svou možnosti být katalyzátorem
nových myšlenek a nových vizí.“
Věřím, že toto konstatování Montrealského kongresu bude pozitivně přijímáno i naší odbornou
veřejností.
Jsme přesvědčeni, že provedená analýza směrů rozvoje světové energetiky a zásad světové
energetické politiky poskytuje pro naši energetiku, její formovanou energetickou politiku, pro
každodenní činnost ústředních orgánů, i pro každou energetickou společnost, dostatek užitečných
praktických podnětů.
K tomu bychom rádi přispěli jak prostřednictvím semináře, vztahujícího se k hlavním tématům
21. kongresu WEC, tak prostřednictvím tohoto sborníku a jeho širší verze publikované na webových
stránkách našeho Komitétu.
Miroslav Vrba
Předseda Energetického komitétu ČR/WEC
21. světový energetický kongres WEC, Montreal, Kanada, 12.–16. září 2010
OBSAH
ANOTACE
ÚVODNÍ SLOVO
21. SVĚTOVÝ ENERGETICKÝ KONGRES
1
1
CHARAKTERISTIKA KONGRESU
2
2
PRŮBĚH ZASEDÁNÍ A ZÁVĚRY KONGRESU
6
2.1
ZAHÁJENÍ KONGRESU
6
2.2
ZAMĚŘENÍ PRACOVNÍCH DNŮ KONGRESU
7
2.3
SOUHRNNÁ ZPRÁVA O KONGRESU
10
2.4
ZÁVĚRY KONGRESU
16
3
4
5
VYBRANÉ PREZENTACE MLUVČÍCH KONGRESU
20
3.1
ACCESSIBILITY (DOSTUPNOST) – 1. DEN
20
3.2
AVAILABILITY (PŘÍSTUPNOST) – 2. DEN
27
3.3
ACCEPTABILITY (PŘIJATELNOST) – 3. DEN
38
3.4
ACCOUNTABILITY (ODPOVĚDNOST) – 4. DEN
45
VÝSLEDKY ANKET K TÉMATŮM KONGRESU
50
4.1
50
4.2
52
4.3
54
4.4
56
VYBRANÉ REFERÁTY KONGRESU
60
5.1
61
5.2
ENERGETICKÁ POLITIKA A EKOLOGIE
5.1.1 Ekosystémové služby pro energetickou bezpečnost
61
5.1.2 Do nové epochy elektřiny s optimální integrací decentralizovaných zdrojů energie
- Projekt FENIX
63
5.1.3 Nový věk elektřiny
68
5.1.4 Energie bez emisí
73
PRIMÁRNÍ ZDROJE
75
5.2.1 Nezávislá analýza energetických zdrojů současného a budoucího světa
75
5.2.2 Inovace výroby elektřiny z uhlí jsou podstatné pro budoucnost
80
21. světový energetický kongres WEC, Montreal, Kanada, 12.–16. září 2010
5.2.3 Větrná energie: Eliminace vlivu nedostatečné síly větru a modelování nejistot
5.3
VÝROBA
89
5.3.1 Tři pilíře strategie pro strukturu výroby elektřiny – Analýza
89
5.3.2 Pružnost a spolehlivost v dlouhodobém plánování elektroenergetiky
96
5.3.3 Porovnání parametrů udržitelnosti obnovitelných, jaderných a fosilních paliv
pro výrobu elektřiny
99
5.3.4 Renesance nebo útlum jaderné energie
5.4
85
SÍTĚ
5.4.1 Směrem k obnově přenosové a distribuční infrastruktury pro dosažení cílů EU 2020
107
112
112
PŘÍLOHY SBORNÍKU JSOU JEN V ELEKTRONICKÉ FORMĚ NA WEBU HTTP://WWW.WEC.CZ
PŘÍLOHA 1: SEZNAM ZKRATEK
116
PŘÍLOHA 2: SEZNAM REFERÁTŮ KONGRESU
120
PŘÍLOHA 3: SEZNAM PREZENTACÍ Z JEDNOTLIVÝCH DNŮ KONGRESU
134
PŘÍLOHA 4: ŠIRŠÍ VÝBĚR REFERÁTŮ KONGRESU
140
21. SVĚTOVÝ ENERGETICKÝ KONGRES
21. světový energetický kongres (dále Kongres) se stal nejvýznamnějším mezinárodním
energetickým shromážděním roku 2010.
Kongres byl připraven Světovou energetickou radou (World Energy Council – WEC), která
představuje nejvýznamnější mezinárodní energetickou organizaci. Rada je akreditovaná v rámci OSN
a je to nezisková organizace, jejímž cílem je napomáhat ekonomickému rozvoji a mírovému
a udržitelnému energetickému zásobování. Tato mezinárodní asociace se sídlem v Londýně působí
již více než 85 let v oblastech energetického výzkumu a vývoje, mezinárodní studijní činnosti,
regionálních a technických programů na podporu opatřování energetických zdrojů, rozvoje výroby,
přepravy, přenosu, distribuce a užití energie.
Cílem WEC, která má své členské komise v 90 zemích, je monitorovat stav energetického sektoru
a vyhledávat řešení, napomáhající ekonomickému rozvoji průmyslových i rozvojových zemí.
Podporuje rovněž fundované mezinárodní diskuse, které se periodicky konají po celé naší planetě;
WEC analyzuje časový rámec a cesty udržitelného užití energetických zdrojů v zájmu prospěchu
celého lidského společenství. Podrobné údaje jsou na stránkách www.worldenergy.org.
Československo patřilo k zakládajícím členům WEC v roce 1924 (prvním představitelem byl
prof. Dr. Ing. Vladimír List) a naši představitelé i přední odborníci z různých oborů energetiky
spolupracovali s WEC ve všech historických etapách. Od roku 1993 působí v České republice jako
národní komitét (WEC Member Committee) Energetický komitét ČR/WEC, který je asociací
společností, organizací a firem z energetických odvětví uhelného průmyslu, plynárenství,
elektroenergetiky a teplárenství, včetně dodavatelských, výzkumných, studijních a poradenských
organizací a technických universit. Energetický komitét ČR/WEC má v současné době celkem 17
členských organizací. Další údaje jsou uvedeny na stránkách www.wec.cz.
Kongres se koná každé tři roky a pokládá se za nejvýznamnější energetické fórum, jehož se
zúčastňují tisíce odborníků, účastníků z celého světa. Nejnovější Kongres hostil kromě členů WEC
i další účastníky ze zemí produkujících a spotřebovávajících energii, zástupce institucí,
mezinárodních organizací, reprezentanty energetických společností, experty z celého světa a mnoho
dalších účastníků, kteří se zajímají o otázky a problémy energetiky.
21. kongres se konal ve dnech 12.–16. září 2010 v Montrealu, hlavním městě provincie Québec
v Kanadě. Zúčastnilo se ho asi 7000 delegátů z více než 130 zemí světa. Kongresu bylo zasláno více
než 320 odborných referátů a v rámci jeho jednání byla na programu řada prezentací u promítaných
„posterů“ a společná zasedání formou „kulatých stolů“ za přítomnosti vysokých představitelů vlád a
světové energetiky, včetně 70 ministrů energetiky z různých zemí.
Samostatným paralelním programem, avšak s návazností na činnosti Kongresu, byl program
„Future Energy Leaders Programme“ (FELP) pro mladé profesionály v oboru energetika z mnoha
zemí.
V delegaci České republiky se 21. kongresu zúčastnili představitelé Ministerstva průmyslu
a obchodu ČR, Energetického regulačního úřadu, zástupci energetických organizací a Energetického
komitétu ČR/WEC, autoři přijatých referátů a mladí profesionálové participující na programu FELP.
duben 2011
strana 1
1
CHARAKTERISTIKA KONGRESU
Cílem kongresu bylo vymezení hlavních problémů a nadějných cest k dosažení udržitelného
rozvoje energetiky, a to na národní, regionální i globální úrovni.
Heslo Kongresu “Hledejme řešení k problémům světové energetiky“ bylo rozčleněno do čtyř
základních témat, formálně označovaných jako čtyři „A“:
•
Accessibility – dostupnost.
•
Availability – přístupnost.
•
Acceptability – přijatelnost.
•
Accountability – odpovědnost.
Po slavnostním zahájení Kongresu dne 12. září 2010 byly následující čtyři pracovní dny (13. až
16. září 2010) věnovány postupně jednotlivým výše uvedeným základním tématům. Pro pracovní
jednání Kongresu byly připraveny prezentace, které přednesli vybraní mluvčí WEC. Přehled
prezentací je uveden v příloze 3 (v elektronické formě na stránkách www.wec.cz). Vybrané
prezentace, zajímavé z hlediska české energetiky jsou podrobněji okomentovány v kapitole 3 tohoto
sborníku.
Kromě zmíněných prezentací zástupci energetiky jednotlivých zemí dodali k tématům kongresu
324 referátů, jejichž seznam je uveden v příloze 1 (v elektronické formě na stránkách www.wec.cz).
Z těchto referátů byl proveden širší výběr 182 referátů, které mohou být podnětné pro české
odborníky. Přehled vybraných referátů spolu se stručnou charakteristikou (anotací) jsou uvedeny
v příloze 4 (v elektronické formě na stránkách www.wec.cz) .
V rámci sborníku není možné publikovat podrobnější přehled všech referátů, neboť tyto referáty
představují více než 5000 stran textu. Pro ilustraci projednávané problematiky je v kapitole 5 tohoto
sborníku uveden komentovaný abstrakt z 12 vybraných referátů.
Vzhledem k rozsahu problematiky je výběr prezentací a referátů v tomto sborníku nutně velmi
zúžený a může být i považován za poněkud subjektivní. Případné zájemce o další referáty proto
odkazujeme na internetové stránky www.worldenergy.org, kde jsou všechny originální referáty
dostupné.
Čtyři základní témata Kongresu jsou natolik obsáhlá, že v zájmu přehlednosti byla dále rozdělena
na užší podtémata. V dalším textu je uvedena stručná charakteristika základních témat a vymezení
detailnějších podtémat.
1. ACCESSIBILITY – DOSTUPNOST
Téma je vymezeno sloganem: „Uspokojení poptávky po energii – Globální výzvy vyžadují globální
řešení.“ Téma zahrnuje problematiku energetické chudoby, jejího odstraňování a souvisejícího
nárůstu spotřeby energie zejména v rozvojových zemích. Téma se také soustřeďuje na potřebu řízení
rostoucí spotřeby energie naší planety.
Na Zemi stále roste spotřeba energie, přitom ale asi 1,5 mld. obyvatel nemá přístup k elektřině
a velká část populace nemá přístup k obvyklým komerčním zdrojům energie. Je stále jasnější, že růst
energetické spotřeby, pozorovaný v posledních letech po celém světě, nelze jednoduše extrapolovat
pro příští období. Demografický a ekonomický růst v rozvojových zemích bude do budoucna
vyžadovat využívání dalších nových zdrojů. Světová ekonomická krize způsobila částečné zpomalení
spotřeby energie, ta však v dalších letech znovu poroste a bude vyžadovat rozsáhlá řešení
v globálním, regionálním, národním i lokálním rozsahu. WEC sleduje vývoj energetických potřeb
strana 2
duben 2011
a doporučuje vhodná řešení, ale výzvy, před nimiž světová energetika stojí, zůstávají nadále
naléhavé.
Podle původních předpokladů bylo téma rozděleno do 7 podtémat. Na vlastním zasedání
Kongresu byl počet podtémat u prvního tématu rozšířen na 13 (kurzívou jsou uvedena dodatečně
zařazená podtémata):
1.1
Reakce na prudký růst spotřeby v rozvojových zemích;
1.2
Vymýcení energetické chudoby;
1.3
Energie pro městské aglomerace (megacity);
1.4
Geopolitika, energetické trhy a obchod;
1.5
Bezpečné, účinné a čisté energetické soustavy přesahující hranice;
1.6
Těsnější integrace v zájmu adekvátnosti infrastruktury a účinnosti;
1.7
Rizika zásobování energií;
1.8
Regionální program WEC – Afrika;
1.9
Regionální program WEC – Evropa – Technologický posun k nízkouhlíkovému trhu;
1.10 Regionální program WEC – Asie;
1.11 Regionální program WEC – Severní Amerika;
1.12 Regionální program WEC – Latinská Amerika – Stávající a budoucí výzvy;
1.13 Studie WEC – Energetická předvídavost: Kritické neurčitosti v strategiích budoucnosti.
V uvedených tematických skupinách bylo předneseno 35 prezentací, jejichž přehled je uveden
v příloze 3 (v elektronické formě na stránkách www.wec.cz).
2
AVAILABILITY – PŘÍSTUPNOST
Téma je vymezeno sloganem: „Jaký je správný energetický mix pro dlouhodobou stabilitu?“ Téma
zahrnuje problematiku optimálního mixu zdrojů a konečné spotřeby energie. Soustřeďuje se na
jednotlivé zdroje energie, jejich dostupnost, perspektivy do budoucna a očekávaný podíl na konečné
spotřebě energie.
Světové energetické zásoby primárních zdrojů energie zůstávají od energetické krize v 70. letech
minulého století na přibližně stejné úrovni. Fosilní paliva představují základ i pro budoucí dodávky
energie. Obavy z klimatických změn a rozsah těžby ropných produktů v příštích 10–20 letech,
prezentované v posledním období, jsou novou výzvou k aktualizaci přístupu k výhledovým plánům.
WEC bude i nadále usilovat o posouzení všech aspektů a zásad pro stanovení vhodné skladby
budoucího energetického mixu příštích let.
Obnovitelné zdroje v některých oblastech světa zaznamenávají rychlý růst, avšak z důvodu, že se
rozvíjejí z velmi nízkých výchozích hodnot, jejich příspěvek ke krytí spotřeby i do roku 2030 bude
pravděpodobně stále spíše skromný.
Velkou výzvou pro energetické trhy bude vliv kolísání cen ropy a rostoucí necitlivost trhu na tyto
změny. Vlády zemí se budou muset více zapojit do řešení závažných energetických problémů.
Novým zdrojem energie, zvláště v Severní Americe, by se měl stát plyn získávaný z olejových
břidlic a písků. Je také zřejmé, že jaderná energie zůstává důležitým zdrojem energie, i když
v současnosti se její podíl v celosvětovém měřítku přechodně mírně snížil. Největší a prudký rozvoj
jaderných elektráren je zaznamenáván v současnosti v Číně, Indii, Jižní Koreji a některých
rozvojových zemích.
duben 2011
strana 3
Elektřina je nejdůležitější formou energie pro konečnou spotřebu. V příštích 25 letech její
spotřeba, podle odhadu údajů Mezinárodní energetické agentury (IEA) i amerického ministerstva
energetiky (DOE), poroste v průměru o 2,3 % ročně, což je vyšší hodnota než celkový růst konečné
spotřeby energie, který se očekává ve výši do 2,0 % ročně. Při výrobě elektřiny se spotřebovává
40 % primárních energetických zdrojů a tato hodnota dále poroste. Celosvětová účinnost výroby
elektřiny se pohybuje mezi 30 až 33 %, což je ovlivněno dlouhodobou životností starších výroben,
zvláště elektráren spalujících uhlí. Při zavádění moderních energetických bloků s kombinovaným
cyklem na spalování plynu (CCGT) a vlivem nových, vysoce účinných bloků spalujících uhlí poroste
celková účinnost výroby elektřiny výhledově na hodnoty nad 40 % v roce 2035.
Podle původních předpokladů bylo pro druhé téma Kongresu plánováno 7 dílčích podtémat. Na
vlastním zasedání Kongresu byl počet podtémat ke druhému tématu rozšířen na 12 (kurzívou jsou
uvedena dodatečně zařazená podtémata):
2.1
Energetické zdroje a technologie dnes a zítra;
2.2
Řešení dostatečného, čistého a bezpečného energetického zásobování fosilními palivy;
2.3
Výzvy spojené s účinnými a čistými fosilními palivy;
2.4
Jaderná energie: renesance nebo útlum;
2.5
Obnovitelné a alternativní energie v struktuře energií;
2.6
Energetická účinnost: „nový zdroj“ energie a jeho rozměr;
2.7
Nekonvenční zdroje fosilních paliv;
2.8
Uhlovodíky z arktických zdrojů;
2.9
Studie WEC – od zranitelnosti k energetické udržitelnosti: voda pro energii;
2.10 Prezentace politiky WEC – energetická efektivnosti a její indikátory;
2.11 Komise WEC pro čistší fosilní paliva;
2.12 Přehled energetických zdrojů.
3
ACCEPTABILITY – PŘIJATELNOST
Téma je vymezeno sloganem: „Energetická řešení pro živou planetu“. Téma zahrnuje
problematiku vlivu energetiky na životní prostředí a klima a zabývá se také možnými sociálními
důsledky rozvoje energetiky.
Udržitelnost dalšího rozvoje a přijatelnost z hledisek environmentálních jsou nezbytnými
předpoklady dlouhodobých scénářů rozvoje energetiky na naší planetě. Je nutné vždy provádět
komplexní posouzení vlivu na životní prostředí, ale pozornost je nutno věnovat i potenciálním
sociálním dopadům. Rovněž je nutné stanovit roli a účast veřejnosti v procesu schvalování
rozvojových záměrů a v navrhovaných variantách dávat přednost energeticky účinným, úsporným
a z hledisek životního prostředí přijatelným systémům a technologiím.
V rámci tématu byly zdůrazněny potenciální vlivy skleníkových plynů na klima při využívání
fosilních paliv. Výrazným aktuálním tématem byla havárie při těžbě ropy z léta 2010 v Mexickém
zálivu. Obavy jsou i z možných ekologických vlivů nové rozsáhlé těžby olejových břidlic a písků.
Nutností se stává ochrana zásob čisté pitné vody. Vývoj efektivních a udržitelných energetických
politik pro praxi je komplexní úlohou zahrnující velký počet zainteresovaných stran (stakeholderů).
strana 4
duben 2011
Podle původních předpokladů bylo v rámci třetího tématu plánováno 6 dílčích podtémat. Na
vlastním zasedání Kongresu byl jejich počet rozšířen na 11 (kurzívou jsou uvedena dodatečně
zařazená podtémata):
3.1
Úplný životní cyklus – jediný spolehlivý rámec pro ocenění vlivů;
3.2
Zapojení veřejnosti a její zainteresování do rozhodování: základní faktor úspěchu;
3.3
Cesta (cestovní mapa) k účinným energetickým politikám;
3.4
Energeticky účinné systémy zásobování aglomerací;
3.5
Energie pro dopravu;
3.6
Energie a klimatické změny;
3.7
Velké energetické projekty;
3.8
Studie WEC – Pravidla energetických trhů a investic;
3.9
Studie WEC – Výkonnost a provoz elektráren;
3.10 Studie WEC – Interkonektivita;
3.11 Studie WEC – Biopaliva.
4
ACCOUNTABILITY – ODPOVĚDNOST
Téma je vymezeno sloganem: „Strategie, regulace a financování“. Téma je zaměřeno na
problematiku úlohy státu ve vztahu k investorům nových energetických projektů.
Financování energetických projektů vyžaduje jasně stanovené politiky a stabilní regulační
pro optimální využívání zdrojů a přiměřenou návratnost investic. Dosažení rovnováhy mezi
hledisky není snadné, a proto je nutná intenzivní spolupráce veřejného a soukromého sektoru
jsou nutné nové formy partnerství podnikatelské sféry s vládami. V uvedených rámcích
sledována a společně zajišťována hlediska všech zainteresovaných stran.
rámec
těmito
a také
budou
V rámci čtvrtého tématu bylo plánováno a také probíráno 6 dílčích podtémat:
4.1
Energie, potraviny, přírodní zdroje a životní prostředí: shrnutí bilance;
4.2
Vývoj nových energetických strategií mezinárodní kooperace;
4.3
Sdílení zkušeností: příklady úspěšných iniciativ v transferu technologií;
4.4
Investice do přechodu: rizika a přínosy;
4.5
Nástroje managementu k zajištění přijatelnosti a udržitelnosti projektů;
4.6
Regulace energetického sektoru: kontinuální proces učení.
Po projednání čtvrtého tématu v poslední den kongresu byly prezidentem WEC shrnuty hlavní
závěry Kongresu, které jsou podrobněji uvedeny v kapitole 2.4.
Celkově byl průběh Kongresu shrnut v samostatné zprávě, jež je uvedena v kapitole 2.3 a jejíž
originál lze nalézt na internetových stránkách www.worldenergy.org.
duben 2011
strana 5
2
PRŮBĚH ZASEDÁNÍ A ZÁVĚRY KONGRESU
Národní komitéty WEC postoupily pořadatelům Kongresu jako podklad pro zasedání přes 320
referátů, zaměřených k tématům, uvedeným v kapitole 1. Vlastní zasedání zahrnovalo 158 prezentací
ve 42 pracovních sekcích. Dále se uskutečnily kulaté stoly s prezentací prezidentů významných
společností a ministrů energetiky, regionální fóra, ministerské fórum a fórum mladých energetických
specialistů. Ministerského fóra se zúčastnilo 11 ze 14 ministrů energetiky Kanady, kteří se také
podíleli na kulatém stolu o zásadních otázkách světové energetiky a energetické politice Kanady
posledních let.
2.1
ZAHÁJENÍ KONGRESU
Úvodní projev kongresu přednesl Pierre Gadonneix, prezident WEC.
Ve svém projevu uvedl, že existují tři hlavní fronty, na nichž musí dnešní energetika bojovat
novými nástroji trhu a regulace: ekonomický růst, ochrana klimatu a sociální otázky.
První frontou je ekonomický rozvoj. Aby uspokojila rostoucí spotřebu, potřebuje energetika
významné investice, a proto je nutná dlouhodobá vize. V průmyslových zemích zaznamenáváme
přitom značnou opatrnost těch, co rozhodují o dlouhodobých investicích, a to v důsledku nejistot trhu,
vysoké nezaměstnanosti a doznívající recese. Plány vlád a jejich úsilí o stimulaci jsou potřebné
a odůvodněné. Deficit veřejných financí vyvolává nové otázky stran národní politiky podpory čistých
technologií na národní, regionální i mezinárodní úrovni. Tato situace odrazuje od dlouhodobých
investic a vede buď k nedostatečným akcím a ke „krátkodobosti“ investic do technologií, které jsou
levnější, ale jsou spojeny s výraznějšími negativními vlivy na životní prostředí. To může být určitou
krátkozrakostí. Musíme nově promyslet rozdělení úloh mezi trhem a regulací, potřebujeme
dlouhodobě orientované energetické politiky a intenzifikaci rozhodování o udržitelných investicích.
Druhou hlavní frontou je ochrana klimatu. V minulém roce téměř 80 zemí podepsalo v Kodani
dohodu o omezení globálního oteplování do roku 2020 o 2 °C. Zavázaly se uplatnit konkrétní opatření
k redukci svých emisí CO2. Stále však zůstává rozpor mezi vytčeným cílem a konkrétními závazky
zúčastněných zemí. Oteplování tedy spíše dosáhne hodnoty 3 až 4 °C. To otevírá otázku nákladů
přechodu k nízkouhlíkové ekonomice, vlivu těchto nákladů na ekonomický růst a otázku efektivního
sladění ekonomického růstu s ochranou klimatu.
Vzrůstají také oprávněné obavy o sociální otázky: transformace energetiky musí být pro všechny
přijatelná, jinak nebude dosaženo všeobecného konsenzu. To znamená nenechat nikoho na vedlejší
koleji, věnovat více pozornosti nerovnosti a energetické chudobě. Musíme se ujistit, že celá naše
energetika, naše investice, naše služby se budou adaptovat na nový životní styl a mezi jiným i nové
urbanizaci. Dále je třeba podpořit přijatelnost všech druhů infrastruktury, které využíváme, jako jsou
doly, ropné a plynové vrty, naše rafinerie, uhelné, plynové a jaderné elektrárny, solární a větrné
farmy. Žádná technologie není bezvýhradně bezpečná a jakákoli nehoda nás může všechny ovlivnit.
Musíme proto prosazovat dialog a koordinaci mezi námi a veřejností a adaptovat odpovídajícím
způsobem naše regulace a procesy. Musíme stále otevřeněji komunikovat s ostatní společností o
infrastrukturách, jejich bezpečnosti a jejich vlivu na životní prostředí. To vše musí být šířeno a
publikováno v reálném čase: je naší povinností naslouchat, informovat, vysvětlovat a nastane-li
potřeba, korigovat. To vše vyžaduje odpovědnost.
Pokrok v našich výzvách znamená spojit naše síly a podporovat různorodost a inovativní myšlení.
Náš kongres poskytuje jedinečnou možnost sdílet naše vize, naše myšlenky a praxi s cílem nalézat,
nebo společně si prezentovat cesty, jak nově bilancovat trh a zlepšit regulaci, jak vytvořit chytré
regulační rámce, které učiní růst udržitelným pro všechny. Je nutno zdůraznit, že je to jedinečná
strana 6
duben 2011
příležitost učit se jeden od druhého. To se týká zejména našich kolegů a přátel z rozvojových zemí,
s nimiž sdílíme jejich jedinečné názory a zkušenosti.
2.2
ZAMĚŘENÍ PRACOVNÍCH DNŮ KONGRESU
Vlastní pracovní jednání Kongresu probíhala ve čtyřech dnech od 13. do 16. září 2010.
1. den – 13. září 2010
Téma dne: Accessibility (dostupnost)
Energetičtí experti se v prvním dnu vyjádřili k tomu, že energetika se musí pohybovat vpřed od
tradičních zdrojů k jejich diverzifikaci, od fosilních paliv k alternativním, jako větrné, solární a jaderné.
Transformace energetiky si však vyžádá určitý čas a v mezičase budou nezbytná určitá náhradní
řešení, aby se pokryly nově rostoucí požadavky, vyplývající z růstu populace a rostoucí spotřeby
nových trhů rozvojových zemí.
Klíčový mluvčí Khalid Al-Falih, prezident Saudi Aramco (státní energetická společnost Saudské
Arábie) soudí, že uhlí, ropa a zemní plyn budou poskytovat 4/5 energie i v nejbližších dekádách.
V mezidobí se však mají vyvinout technologie, které učiní ropu ekologicky přijatelnější a účinnější.
Pokud jde o poslední událost, únik ropy v Mexickém zálivu, dodal, že celkový obraz ropného
průmyslu je určitě lepší, než by se zdálo z posledních měsíců. Současný průmysl je daleko
způsobilejší, technologické prostředky jsou více sofistikované a zásobovací řetězec ropy je
spolehlivější než kdykoliv v minulosti.
Podle názoru dalšího klíčového mluvčího Petera Vosera, šéfa Royal Dutch Shell, zemní plyn
reprezentuje revoluci v energetické bezpečnosti, zvláště v oblasti výroby elektřiny. Je to palivo, které
poskytuje nejrychlejší a nejlevnější cestu ke snížení emisí uhlíku v nejbližších letech.
Odpolední plenární zasedání adresovali mluvčí vlivu náhrady ropy v energetickém zásobování.
Dotace ceny substituentů podle Seada Vilogorace (United Nations Economic Commission for
Europe) zkreslují rovnováhu mezi nabídkou a poptávkou. Navíc tyto produkty produkují také značné
objemy CO2. Výrobci energie potřebují spolehlivé kapitálové trhy a koherentní regulační rámec
investic, který není vždy k dispozici; lze jen doufat, že vlády i podnikatelé dosáhnou konsenzu, jak
nadále postupovat v této oblasti.
V rámci další plenární prezentace Oleg Aksyutin (Gazprom) usoudil, že energetická bezpečnost
zemí je klíčovou součástí celkové bezpečnosti, a tedy jejich energetické politiky. Ruský systém
rozvoje plynárenství vychází „z plánovaného pojetí bezpečnosti dodávek zemního plynu“.
Kulatý stůl dopoledního zasedání diskutoval téma dne „dostupnost“. Uspokojení poptávky po
energii představuje globální výzvu a vyžaduje globální řešení. Za předsednictví Jamala Satira
(Energy, Transport and Water – The World Bank) se zasedání zabývalo otázkou, jak se bude
zvyšovat energetická spotřeba po zotavení ekonomik po světové krizi, včetně nezbytného
doprovodného požadavku dosáhnout účinnější spotřeby a integrace alternativních energií do hlavního
proudu zásobování energií.
WEC k tématu vydala studii udržitelnosti energetického zásobování, kde byla podtržena
nezbytnost zařazení tohoto tématu do energetické politiky. Podle této studie všeobecný růst populace
a nebezpečí globálního oteplování vyžaduje vícestranné agendy, zaměřené na ekonomický rozvoj,
národní bezpečnost, sociální prospěch a ochranu životního prostředí. Ze závěrů studie lze uvést:
•
Dosažení udržitelnosti dodávek energie v jednotlivých zemích ovlivňuje velký počet faktorů.
duben 2011
strana 7
•
V mnoha zemích lze zaznamenat podporu udržitelnosti energetiky pomocí ambiciózních
a pružných programů.
•
Rozsah a komplexnost výzev zaměřených na udržitelnost energetiky neustále rostou.
2. den – 14. září 2010
Téma dne: Availability (přístupnost)
Přístupnost energie a hledání správného energetického mixu v zájmu dlouhodobé stability byly
tématy druhého dne Kongresu.
Zatímco fosilní zdroje budou stále významným prvotním zdrojem zásobování energií, roste
potřeba i alternativních zdrojů v zájmu dostatečného zásobování i ochrany prostředí. Mnozí řečníci
diskutovali o potřebě hlubší spolupráce mezi vládami na globální i regionální bázi i o efektivnějších
vztazích mezi vládami a energetikou. To vše je v zájmu rychlejšího rozvoje alternativních zdrojů
a přístupu k energii méně rozvinutých oblastí.
Dopolední kulatý stůl řízený panem Fatihem Birolem, hlavním ekonomem a ředitelem IEA,
diskutoval jak rostoucí obavy z klimatické změny a výzvy spojené se zvýšením těžby ropy vyvolávají
tlak na energetiku a vedou k hledání způsobu rozšíření energetického mixu o nové alternativní zdroje
energie. Skupina zástupců pěti energetických společností hovořila o konvenčních zdrojích energie,
včetně uhlí, které budou nadále hlavním zdrojem avšak využívaným ekologicky příznivým způsobem.
Vinay Kumar Singh z Indie osvětlil důležitost uhlí pro svou zemi a také popsal úsilí Indie o omezení
ekologických vlivů. Theirry Vandal, Hydro-Québec, upozornil na význam energetických úspor pro
další vývoj. Další téma se dotýkalo zdokonalování přenosových sítí a přepravních soustav, které
podle Leonharda Birnbauma z RWE musí zajistit uspokojení rostoucí spotřeby. Budoucí energetický
mix, jako subjekt energetické politiky vlád, by měl být v souladu se společenskými potřebami, což
není vždy splněno. Podle Patricka Krona, Alstom, neexistují žádná zázračná řešení, ale důraz by
měl být kladen na úspory energie. Fosilní paliva budou i nadále rozhodující, ale prioritou by se mělo
stát zavádění technologie CCS. Korea podle Ssang-Su Kima sází na rozvoj uhelných i jaderných
kapacit, důraz bude položen na jádro, které by mělo zajistit více než 40 % elektřiny v období kolem
roku 2030.
Klíčoví řečníci Richard George a Gregory Boyce z USA popsali výhledy uplatnění ropy a uhlí při
krytí expanse energetických potřeb. Přitom je nutno dosáhnout podstatně nižších negativních vlivů na
životní prostředí v průběhu těžby i užití. Nové technologie, zaměřené na ekonomický růst a sociální
přínosy, by měly poskytnout „zelenou výrobu“ z uhlí, tj. výrobu při uhlíkových emisích blížících se k
nule. Uhlí by mělo přispět i ke snížení energetické chudoby v oblastech, v nichž více než polovina
populace nemá k energii přístup. Zelená výroba je podle tohoto názoru jediným udržitelným zdrojem
energie z uhlí.
Podle Shosuke Moriho z Japonska konkurence v oblasti fosilních paliv poroste, jelikož rozvojové
země budou usilovat o růst spotřeby. Významnou roli by mohla sehrát elektřina. Zvýšení užití
elektřiny pro elektromobily by mohlo přispět ke snížení současných emisí automobilů (cca 4,8 mld. t)
o téměř 1,4 mld. t.
strana 8
duben 2011
3. den – 15. září 2010
Téma dne: Acceptability (přijatelnost)
Přijatelnost energetiky znamená nalézt energetický mix, co nejméně zatěžující životní prostředí
a klima. Dále je nutno zajistit rozvoj energetiky, mající širokou podporu veřejnosti.
Otevírací referát Lestera Browna, USA diskutoval tzv. „Plán B“ – výzvu ke snížení emisí
uhlíkatých látek během příštích let o plných 80 %. Pro boj s klimatickými vlivy je podstatný rozvoj
obnovitelných energií. Odvolal se na příklad Texasu, bohatého na ropu, který se stal největším
producentem větrné energie. Rozšiřování energetického mixu a co nejrychlejší zvýšení podílu
obnovitelných zdrojů je nadále vysoce aktuální. Je těžké předvídat náklady na obnovitelné zdroje a
proto se doporučuje snížit daně z příjmů a zvýšit daně na uhlíkové emise.
Dopolednímu kulatému stolu předsedal ministr životního prostředí Kanady Jim Dentice.
Odborníci vyjádřili názor, že je nutno vypracovat akční plán boje proti klimatickým změnám, přijatelný
pro rozvinuté i nové ekonomiky. Technologie jsou k disposici, je však nutné je dostat do reálné praxe.
Podle Pierra Lamace mnohé problémy nejsou technické. Je nutné, aby vlády ve spolupráci
s energetickými odborníky vytvořily stabilní energetickou politiku, umožňující investorům financování
rozvoje. Podle Davida Kima, Korea, dojde-li opět k poklesu cen ropy, obnovitelné zdroje budou
zranitelné. Jaderná energie musí být součásti řešení směřujících k omezování emisí.
Jose Antonio Muniz Lopes, Brazílie, rovněž zdůraznil význam konsistentní energetické politiky
pro sektor.
Podle Anne Lauvergeon, Francie, k ochraně klimatu potřebujeme efektivní a udržitelné řešení
rozvoje energetiky. Je nutno dosáhnout široké akceptace jaderné energie jako klíčového prvku
energetického mixu budoucích let. Jaderný průmysl vykonal významný pokrok v recyklování
vyhořelého paliva. Je pravda, že výstavba jaderných elektráren je drahá, ale dlouhodobě je jaderná
energie vysoce konkurenceschopná. Jaderná energie je přirozeným doplňkem obnovitelných zdrojů.
V porovnání s obnovitelnými zdroji, které jsou nevyzpytatelné, je jaderná energie stabilním zdrojem.
V dalším významném projevu se Liu Zhenya, Čína, dotkl pokroku země v oblasti inteligentních
sítí. Přispívají k vyšší inteligenci, interaktivitě a pružnosti elektrizační soustavy a vedou ke zvýšení její
účinnosti. Elektrizace dopravy vyvolá další růst nároků na elektřinu.
Odpolední zasedání zdůraznilo potřebu dalšího pokroku v ochraně životního prostředí, potřebu
souhlasu veřejnosti, včetně jejího zapojení do rozhodovacího procesu a nezbytnost jasných pravidel
regulace. Značný nevyužitý ekonomický potenciál se nachází v energetických úsporách.
4. den – 16. září 2010
Téma dne: Accountability (odpovědnost)
Čtvrtý den Kongresu pokrýval otázky odpovědnosti. Financování energetických projektů vyžaduje
jasnou energetickou politiku a stabilní regulační rámec, aby bylo zajištěno optimální využití zdrojů a
dosažena přiměřená návratnost investic. Dosažení rovnováhy mezi těmito hledisky není jednoduché
a bude vyžadovat bezprecedentní úroveň veřejné a soukromé kooperace a nové formy partnerství
soukromého sektoru s vládou.
Prezentace byly svěřeny Pierru Gadonneix, prezidentu WEC a Christophovi Frei, generálnímu
sekretáři WEC. Pascal Lamy ze Světové obchodní organizace (WTO) zdůraznil úlohu regulace
v odpovědném ovlivňování trhů.
duben 2011
strana 9
V rámci jednání čtvrtého dne Kongresu se konal i ministerský kulatý stůl, jehož se zúčastnilo 7
ministrů energetiky. Došlo se k závěru, že jaderná energie musí být akceptována jako klíčová
komponenta energetického mixu.
Závěrem dne Pierre Gadonneix shrnul závěry Kongresu, které jsou uvedeny dále v samostatné
kapitole 2.4.
2.3
SOUHRNNÁ ZPRÁVA O KONGRESU
Celkové vyhodnocení Kongresu od Dr. Johannese Teyssena (viceprezident WEC Europe) je
v plném znění uveřejněno na webové stránce www.worldenergy.org. Kongres navštívilo cca 7000
účastníků z více než 130 zemí, včetně 70 ministrů energetiky. Byla to největší účast v historii
Kongresů. Přítomni byli hlavně zástupci energetického sektoru, politici, konzultanti a zástupci
mezinárodních energetických agentur. Strana spotřebitelů byla zastoupena poněkud méně.
V rámci Kongresu byla publikována následující hlavní fakta:
•
Do roku 2030 se očekává růst světové spotřeby energie o 32–40 %.
•
V nejbližších dekádách budou mít i nadále rozhodující úlohu fosilní energetické zdroje.
•
Nedostatek kapitálu představuje daleko významnější riziko než zásoby ropy, zemního plynu
a uhlí.
•
Zásoby fosilních paliv jsou podstatně vyšší, než se donedávna očekávalo, zejména díky
břidličným plynům.
•
Přístup k přijatelné energii a pojetí energie jako hnací síly ekonomického rozvoje jsou více
středem pozornosti než klimatické změny.
•
Výsledky jednání v mexickém Cancunu pravděpodobně opět neposkytnou závazná pravidla
ochrany klimatu.
Nejdůležitější témata Kongresu lze formulovat ve třech bodech:
•
Rostoucí poptávka po energii, spolehlivé zásobování energií a jeho zajištění mixem
konvenčních a obnovitelných zdrojů.
•
Dramatické změny na zdrojové straně zásobování energií zejména díky nekonvenčnímu
zemnímu plynu.
•
Rozvoj infrastruktury energetiky čelí možnému ohrožení v důsledku nedostatku financí.
Základní výsledek diskuse potvrzuje, že zajištění energie je ústředním problémem všech zemí.
Široká dostupnost energií je předpokladem ekonomického růstu a prosperity. Různé země ovšem
mají v tomto směru rozdílné aktuální úkoly.
V průmyslových zemích je nutná transformace energetického systému. V Severní Americe to
znamená obnovu stárnoucí infrastruktury s velkým důrazem na bezpečnost zásobování. Japonsko a
Jižní Korea usilují o zlepšení bilance skleníkových plynů využitím jaderné energie, což současně
snižuje jejich závislost na dovozu. Evropě dominují diskuse o ochraně životního prostředí a klimatu.
Ve všech regionech se klade mimořádný důraz na energetickou efektivnost, v Japonsku především
na straně spotřeby. Všeobecný důraz se klade na udržitelnost zásobování. Současně se vedou
diskuse i o její přijatelnosti a konkurenceschopnosti. Podstatný růst energetické spotřeby se
v rozvinutých zemích neočekává.
Všeobecně se soudí, že transformace energetických soustav je realitou, problémy jsou však
s jejím financováním. Náhrada současných, většinou dobře fungujících systémů technologiemi
strana 10
duben 2011
příznivými pro klima (jaderná energie, CCS, obnovitelné zdroje) je spojeno s enormními investicemi
v porovnání s budováním nebo obnovou konvenčních energetických systémů. Finanční situace
státních i soukromých společností je však už vysoce zatížena investicemi posledních let.
Řešení je obtížné bez stabilního a konzistentního regulačního rámce. Podle Pierre Duhaima
základním problémem přijatelnosti není technologie, ta je k disposici. Udržitelný rozvoj (potřebný
s ohledem na růst populace) bude problematický v současné atmosféře rostoucího napětí mezi
energetikou, vládou a veřejností. K dosažení přijatelného konsenzu je nutná spolupráce všech
zúčastněných stran.
Podle analýz WEC transformace energetických systémů si vyžádá do roku 2030 více než
20 bilionů USD. Ústředním problémem je tedy financování, které si transformace energetických
systémů vyžaduje.
Rozhodující je i racionální užití energie všemi subjekty energetiky. Růst energetické efektivnosti
(účinnosti užití energie) je nejlepší trvalou změnou.
Pro oblasti růstu (zejména Brazílie, Rusko, Indie, Čína) je nejdůležitějším faktorem rozsáhlé
koordinované budování energetických systémů, což je náročné s ohledem na rozvoj průmyslu i růst
populace. Rozvoj energetiky je motivován snahou opatřit dostatek energie. Preferují se konvenční
a spolehlivé technologie. Obnovitelné zdroje jsou součástí energetického mixu, ale nedominují
s ohledem na potřebu konkurenceschopnosti rozvoje.
Podle názoru Fatiha Birola (IEA) energetická politika Číny bude určovat v budoucnosti ceny ropy.
Energetické potřeby Číny vzrostly z úrovně cca 50 % potřeby USA kolem roku 2000 na srovnatelnou
úroveň, přestože měrná spotřeba energie na obyvatele v Číně dosud činí pouze jednu třetinu
průměru zemí OECD.
I pro rozvíjející se země představuje energetická efektivnost důležitou úlohu, jak zdůraznil Dadi
Zhou. Čína plánuje zvyšování energetické efektivnosti v nejbližší dekádě o 3 až 4 % ročně. V Číně se
také masivně investuje do výroby elektřiny. Staví se 300 GW ve vodních elektrárnách, 70 GW v
jaderných elektrárnách, 80 GW v elektrárnách na zemní plyn, 150 GW ve větrných elektrárnách a 20
GW v solárních elektrárnách, ale obnovitelné zdroje budou představovat jen zlomek potřebné výroby.
Uhelné elektrárny nyní obstarávají 70 % čínské výroby elektřiny, ale tato hodnota má klesnout do
roku 2050 pod 40 %.
Fatih Birol (IEA) upozornil i na další významnou položku energetické spotřeby v rozvojových
oblastech – dopravu. V současnosti se v těchto zemích provozuje cca 1 mld. automobilů, ale tento
počet do roku 2030 vzroste o další miliardu. Uvedený nárůst bude kritický z pohledu energetické
bezpečnosti a emisí. Regulace by měla ovlivnit, jak tato vozidla budou provozována.
Značná pozornost se na Kongresu věnovala energeticky chudým zemím a boji za snížení
energetické chudoby. S ohledem na zaměření tohoto sborníku se zde zmíněné otázce podrobněji
nevěnujeme.
Daniel Yergin (ředitel CERA, Velká Británie) upozorňuje na významnou zákonitost energetiky bez
rozdílu země: je to zákonitost dlouhé doby přípravy a realizace energetických projektů. Týká se to i
očekávaného nástupu využívání břidličného plynu, který nabude na významu až po 15 až 20 letech
intenzivních příprav. Rozvoj světové energetiky urychlí růst příjmů i populace v rozvojových zemích a
s tím souvisí nutnost výstavby infrastruktury energetiky. Celkové tempo růstu světové spotřeby bude
mít mimořádný dopad na celý energetický průmysl. Spotřeba ropy bude v tomto období klesat a
lidská společnost bude stále závislejší na elektřině. Nově se tak otevře otázka paliv pro výrobu
elektřiny. Významnou úlohu v tomto směru může převzít také břidličný plyn.
duben 2011
strana 11
Fatih Birol (IEA) vítá signály kladného vývoje udržitelnosti energetiky. Vidí je především
v připravovaném investičním programu Číny ve výši 700 mld. USD, v prodloužení životnosti jaderných
elektráren v Německu a v plánu na zvyšování energetické účinnosti v USA.
Jednotlivé země budou maximálně využívat své vlastní zdroje, konvenční i nekonvenční. Země
chudé na vlastní energetické zdroje (Japonsko, Jižní Korea, Francie) se rozhodují pro jadernou
energii v zájmu snížení zranitelnosti ekonomiky. Další vývoj vyžaduje kreativitu, konvenční zdroje by
se měly využívat při současném rozvoji využití zdrojů nekonvenčních. Širší koncepce energetického
mixu však byly na Kongresu nabízeny jen vzácně. Výjimkou bylo vystoupení Anne Lauvergeon z
Francie, podle níž neexistuje jedno magické řešení, ale je potřebné připravit řešení několik s důrazem
na řešení bez uhlíkových emisí. Autorka považuje jadernou energii a obnovitelné zdroje za
kompatibilní a komplementární.
K jednotlivým zdrojům energie a k energetické infrastruktuře lze uvést ještě několik poznámek:
•
Ropa
CERA (Cambridge Energy Research Associates – www.cera.com) očekává všeobecné
zvýšení zájmu o ropu hlavně v rozvojových zemích, zatímco Evropa a Severní Amerika už
dosáhly vrcholu. Technologií EOR („Enhanced Oil Recovery“ – injektáž CO2) může být
podstatně zvýšena produkce stávajících ropných polí. Zásoby Saudské Arábie vystačí na cca
80 let, těžbu však nemohou dosti dobře zajišťovat jen soukromé společnosti. Kanada
intenzivně rozvíjí těžbu z ropných písků.
•
Jaderná energie
Diskuse různých technologií byla vedena ve velmi otevřeném duchu. Jaderná energie
a obnovitelné zdroje se nepovažují za konkurenční, ale komplementární a kompatibilní zdroje
bez emisí CO2. Speciálně v rozvinutých zemích se jaderné elektrárny považují za příspěvek
ke spolehlivému, přijatelnému a ekologicky příznivému zásobování energií.
Podle Jima Ferlanda (Westinghouse) je v současnosti ve výstavbě cca 60 jaderných
elektráren, tj. nejvíce od roku 1960, a tyto představují nadějnou rozvojovou variantu
následující hned po obnovitelných zdrojích.
Japonsko (Shosuke Mori) dosáhlo toho, že při zvýšení výroby elektřiny 3,5krát od roku
1970 se emise CO2 zvýšily pouze 2,5krát díky uplatnění vyšší výroby jaderných elektráren.
K roku 2020 bude k disposici v nových jaderných elektrárnách dalších 12 GW. Také Jižní
Korea (Ssang-Su Kim) usiluje o zvýšení své energetické bezpečnosti a nezávislosti zvýšením
podílu jaderné energetiky na výrobě z dnešních 28 % na cca 40 % do roku 2030. Čína, která
již provozuje 11 jaderných elektráren, staví v současnosti (např. Lu Huaxiang) dalších 22
jednotek a dalších 12 projektů bylo schváleno pro realizaci.
Pokud jde o jaderný odpad, zástupci Areva vysvětlují, že v současnosti se už nabízí
inovovaný kompletní palivový cyklus včetně přepracování. V tomto případě zbývají potom
pouhá 4 % odpadu. Rusko i Kazachstán nabízejí mezinárodní úložiště a tato nabídka by
mohla být pro mnohé země velmi zajímavá. Naproti tomu USA, Finsko a Švédsko preferují
úložiště ve vlastní zemi.
•
Zemní plyn
Situaci dramaticky mění nekonvenční zemní plyn. Zásoby konvenčního zemního plynu se
odhadují na 187 tcm (tcm = 1012 metrů krychlových), zatímco břidličný plyn by mohl
poskytnout až 456 tcm. Jeho zásoby by mohly dlouhodobě určovat situaci na budoucím trhu.
Odhadované zásoby mohou pokrýt spotřebu na celé století.
strana 12
duben 2011
Uplyne však mnoho let, než zásoby nekonvenčního zemního plynu budeme moci těžit
ekonomicky a odpovědně (Peter Voser). Je proto nutno rozlišovat řešení dostupná dnes a
potenciální řešení dostupná v budoucnosti. Elektrárny na zemní plyn ale mohou vyrábět
elektřinu již dnes při nižších emisích. Růst spotřeby zemního plynu je odhadován do roku
2020 o 25 % a do roku 2050 o 50 %.
Rusko (Oleg Aksyutin) si formulovalo plán rozvoje plynárenství a předvídá nárůst spotřeby
plynu o 20 až 25 % do roku 2020. Gazprom hledá investice pro své energetické projekty.
Pokládá zemní plyn z pohledu ekonomiky za nejbezpečnější zdroj energie.
•
Uhlí
Světová spotřeba uhlí se do roku 2030 může zvýšit až o 90 % oproti současnosti.
Čína podle sdělení IEA připravuje na severozápadě velké uhelné revíry a může se stát
exportérem tohoto paliva.
Pro udržení životního standardu Indie (Vinay Kumar) je uhlí stále nejdůležitějším zdrojem
energie, který pokrývá 54 % energetických potřeb rychle rostoucí ekonomiky. Indie však musí
uhlí stále dovážet. Nové výkony (cca 100 GW) připravované do roku 2020 budou rovněž
využívat toto palivo. Těžbu obstarávají státní podniky.
Zásoby uhlí Nového Zélandu (Rob Whitney) na obyvatele jsou stále vyšší než kdekoliv ve
světě a obnášejí cca 15 mld. tun. Vyvíjejí se technologie zplyňování a připraveny mohou být
i technologie zkapalňování.
Naproti tomu Kanada se připravuje na uzavírání svých uhelných elektráren v nejbližších
10 až 15 letech s výjimkou několika málo vybraných novějších děl.
•
Obnovitelné zdroje
Mezinárodní agentura obnovitelných zdrojů (Abu Dabi) je optimistická, pokud jde
o budoucnost obnovitelných zdrojů a předpokládá jejich dalších rozvoj. Už dnes představují
obnovitelné zdroje cca 18 % celkové spotřeby, do roku 2030 by tento podíl mohl dosáhnout
50 %. Sluneční energie by mohla být využívána v mnohem větším rozsahu, neboť je
všeobecně dostupná. Racionální rozvoj obnovitelných zdrojů předpokládá vytvoření sítě
odborníků, aby v jednotlivých lokalitách mohly být použity nejúčinnější technologie.
CERA připravuje studii dalších perspektiv obnovitelných zdrojů. Existuje názor, že cenový
rozdíl mezi fosilními a obnovitelnými zdroji se bude zvětšovat a posílí se pozice fosilních
zdrojů.
•
Klimatické změny
Předchozímu kongresu WEC v Římě dominovalo téma klimatických změn, a to s ohledem
na očekávání výsledků COP 15 v Kodani. Montreal se vyznačoval deziluzí v tomto směru,
konference v Kodani a Cancunu se málokdy zmiňovaly, a když tak bez optimistických
očekávání.
Nicméně klimatické změny na pořadu Kongresu byly a nejednou se zdůrazňoval význam
výroby elektřiny bez emisí CO2. Je pozoruhodné, že téma zajímalo především rozvinuté
země. Rozdílné je stanovisko Evropy na jedné straně a USA a Japonska na straně druhé.
USA a Japonsko zdůrazňují především hledisko konkurenceschopného a spolehlivého
zásobování energií, zatímco Evropa klade větší důraz na snižování emisí.
Cenným příspěvkem WEC k tomuto tématu je studie „Power Generation Performance“.
Ve výsledcích se uvádí, že investice 80 mld. USD mohou vést ke snížení emisí CO2
o 1 mld. tun. To je považováno za poměrně nenákladnou a efektivní cestu.
duben 2011
strana 13
•
Infrastruktura – sítě
Častým tématem na Kongresu byly inteligentní sítě (“smart grids”), avšak motivace
jednotlivých zemí pro jejich rozvoj je výrazně rozdílná. USA chtějí dosáhnout lepší využití
svých sítí, Čína usiluje o dálkové přenosy značných objemů energie. V Evropě by měly
představovat prostředek spotřebitele k regulaci vlastní spotřeby. Podle odhadu WEC
jednotlivé přístupy souvisí s existující sítí. Německo a Texas mohly rozvinout uplatnění
obnovitelných zdrojů díky vysoce rozvětveným sítím. Jiné země, jako Brazílie a Ghana, dávají
přednost ostrovnímu využití obnovitelných zdrojů, jelikož v jejich zemědělských oblastech
schází jakákoliv infrastruktura.
Na Kongresu byly také představeny oficiální studie k aktuálním problémům světové energetiky,
jejichž zpracování a publikaci zorganizovala WEC. Zde je uveden stručný přehled jejich charakteristik.
Uvedené studie jsou v plném znění dostupné na stránkách www.worldenergy.org, v sekci
„Publications“.
Biopaliva
(Biofuels)
V několika málo posledních letech se dosáhl významný pokrok na poli alternativních paliv pro
dopravu, především etanolu a bionafty. Při vývoji potřebných technologií včetně normativních
předpokladů sehrál významnou roli automobilový průmysl a odvětví výroby bionafty. Úkolem je
vyvinout biopaliva, která nekonkurují potravinovému řetězci, která jsou udržitelná a jejichž uhlíková
stopa je známá a představuje čistý zisk.
Základním cílem zadání úkolu (Task Force) bylo identifikovat a hodnotit nejdůležitější výrobní
technologie a překážky urychlování vývoje a nasazení těchto technologií, uplatnění těchto technologií
ve světě a doporučit způsob odstraňování překážek.
Výbor systémů čistších fosilních paliv a CCS po Kodani
(Committee on Cleaner Fossil Fuel Systems, Carbon Capture and Storage after Kopenhagen)
S ohledem na zvýšený zájem o environmentální vlivy fosilních paliv je příkazem doby nalézt čistší
a efektivnější technologie jejich spalování. Čistší systémy mohou omezit nepříznivé důsledky jejich
užití a využití jejich předností, aby mohly lépe přispívat ekonomickému a sociálnímu rozvoji. Čisté
technologie se rychle rozvíjejí a představují značný rozvojový potenciál, zejména v rozvojových
zemích.
Politiky a indikátory energetické efektivnosti
(Energy Efficiency Policies and Indicators)
Komise pro politiku a indikátory energetické efektivnosti, spolu s francouzskou agenturou
životního prostředí a energetiky (ADEME), se soustřeďuje na hodnocení trendů energetické
efektivnosti ve světě a interakci mezi politikou energetické efektivnosti a odpovídající výsledky
ekonomik. Vyhodnocení efektivnosti je prováděno souborem speciálních indikátorů.
strana 14
duben 2011
Prognóza energetiky – Transformace kritických nejistot do strategií pro budoucnost
(Energy Foresight – Turning critical uncertainties into strategies for the future)
Energetické systémy mají komplexní povahu a jejich rozvoj zahrnuje různorodé obtížně slučitelné
faktory. Tato komplexnost, doprovázená neurčitostí, omezuje možnosti spolehlivých predikcí.
Scénáře WEC, díky různorodosti členské základny, mají komplexní charakter a tím hrají důležitou
úlohu pro četné uživatele z různých sfér činnosti.
Interkonektivita
(Interconnectivity)
Liberalizace trhů s elektřinou v mnoha zemích a oblastech, spolu s oddělením výroby elektřiny od
přenosu, byly poznamenány existencí úzkých profilů (“bottlenecks”), omezujících další rozvoj
funkčních trhů. Je proto nezbytné posilování propojení mezi zeměmi. Cílem této studie WEC je
kvalitativní i kvantitativní hodnocení potenciálních přínosů správně navržených, udržovaných a
provozovaných přenosových infrastruktur, využívajících soudobé technologie a praktiky
managementu, včetně technologie inteligentních sítí. Zadání úkolu (Task Force) zohledňuje stávající
infrastruktury a analyzuje diskutované projekty, včetně environmentálních a socio-politických aspektů
a možností využití nových technologií.
Parametry výroby elektřiny
(Power Generation Performance)
Struktura trhů, technologie, environmentální standardy a další faktory mění způsoby provozu
elektrizačních soustav a vytváří nové výzvy pro operátory elektráren celého světa. K působení
iniciativ, zaměřených na vlastnosti elektráren, k umožnění sběru informací, k analýzám a podpoře
výměny informací jsou nutné nové strategie a širší spolupráce. Hlavním cílem ustavené komise je
podporovat mezinárodní výměnu informací včetně informací o nejlepší praxi a efektivnějším využití
výroben i zdrojů. Toho lze dosáhnout zlepšením komunikace v mezinárodním měřítku, srovnávacími
(benchmarking) workshopy a prezentacemi. V rámci procesů soustavného sběru dat o spolehlivosti je
vytvářena databáze indikátorů vlastností elektráren, u níž se předpokládá možnost přímého vstupu
organizací a energetických společností.
Pravidla obchodu s energií a investice
(Rules of Energy Trade and Investment)
Studie WEC identifikovala otázku jasnějších mezinárodních pravidel obchodu energií
a energetických investic jako potenciální problém energetiky. Péče o bezpečnost zásobování
spotřebitelských zemí se stále více zdůrazňuje v globálním obchodu. Dohody světové obchodní
organizace (WTO) upravují přeshraniční pohyb energie různými cestami, ale dosud se nezabývají
energií koordinovaným způsobem a ponechávají řadu aspektů bez jasné odpovědi, zvláště pokud jde
o nové formy jako biopaliva nebo o uhlíkovou stopu. Zadáním úkolu (Task Force) je systematická
analýza vlivu pravidel transakcí na mezinárodní obchod a příprava doporučení ke zdokonalení
pravidel. Cílem je také přímá spolupráce WEC s WTO a dalšími mezinárodními organizacemi (jako
OECD, IAEA, UNCTAD atd.), aktivními na poli přípravy nových obchodních smluv.
duben 2011
strana 15
Přehled energetických zdrojů
(Survey on Energy Resources)
Tato publikace, vycházející každé tři roky, je cenným podkladem pro exekutivu energetiky,
modelování energetiky, tvůrce scénářů a výzkum energetických technologií. Její obsah je pravidelně
vyhledáván energetickými organizacemi jako IEA a IAEA i všemi, kteří se zabývají rozvojem
energetiky. Je to jediný zdroj informací pro výzkum energetiky, který se tvoří na bázi informací
jednotlivých zemí. Zkoumá se také konzistence použitých dat. Výsledkem poslední verze je dokument
o 600 stranách, použitelný ve světovém měřítku i pro regionální účely.
Zranitelnost udržitelné energetiky
(Vulnerabilities to Energy Sustainability)
Už dřívější studie WEC identifikovaly čtyři položky zranitelnosti, které je nutno překonat:
disponibilitu lidských zdrojů, úzká místa výroby, zdroje vody a logistické kapacity. Jmenované položky
zkoumaly čtyři pracovní skupiny a jejich nálezy se staly součástí integrované finální studie. Ve
spolupráci s vládami a akademickou obcí, při respektování regionálních charakteristik, každá skupina
vymezila své specifické problémy a definovala požadavky na politiku a finance k jejich zvládnutí.
Studie poskytuje důležité informace pro rozhodování v energetice, pro vlády a rozvojové organizace
a určuje také rizika energetické a sociální udržitelnosti. Zvláštní důraz byl položen na specifika
oblastí, která byla zahrnuta do souhrnných doporučení. Studie byla kompletována od prosince 2008
do zahájení Kongresu.
Hodnocení světové energetické a klimatické politiky
(World Energy and Climate Policies Assessment)
Cílem studie je roční hodnocení energetických politik, regulace a standardů efektivnosti,
zaměřených na ochranu klimatu, růst a rovný přístup k energii. Jelikož opatření energetické politiky
nemusí být přenositelná mezi oblastmi, studie respektuje jejich regionální charakteristiky. Dosažený
pokrok je porovnáván s rozvojovými cíly WEC. Studie dále zlepšuje pozici WEC publikováním
výsledků hodnocení a možností využití ověřené praxe některých zemí jinými zeměmi.
2.4
ZÁVĚRY KONGRESU
Pierre Gadonneix, prezident WEC, ve svém závěrečném hodnocení uvedl:
Kongres učinil významný krok při identifikaci hlavních směrů našeho úsilí:
•
Vytýčili jsme novou agendu sektoru energetiky;
•
Vymezili jsme skutečné překážky, možnosti a výzvy;
•
Nalezli jsme cestu, vedoucí ke stabilizaci naší energetické politiky a k podpoře mezinárodní
spolupráce.
Našim konečným cílem musí být udržitelný růst.
V době, kdy většina zemí se snaží překonat ekonomickou krizi, růst je legitimním a hodnotným
cílem. Bude-li růst doprovázen přístupností a pohotovostí energie, zvýší se životní úroveň lidstva.
Nicméně, k růstu, který byl zajištěn v minulosti, je nutno zvládnout navíc tři problémy:
Tím prvním je bezpečnost zásobování.
strana 16
duben 2011
Je zjevné, že musíme investovat do infrastruktury, aby držela krok s růstem spotřeby. Krize
narušila mnohé investiční záměry. Současný stav sektoru tekutých paliv narušuje obnovení
ekonomického růstu. Mnohé rozvojové země musí vynakládat až 4 % svého HDP na import ropy
a plynu. Je to tolik, co země OECD vynakládaly v průběhu předchozích dvou ropných šoků.
V některých rozvojových zemích tento ukazatel dosahuje hodnoty až 15 % HDP.
Druhým problémem je ochrana životního prostředí a boj proti změnám klimatu.
Sektor energetiky, který je odpovědný za více než 60 % emisí skleníkových plynů, musí být na
prvním místě v akcích proti změnám klimatu.
Posledním problémem je nerovnost napříč zeměmi a národy. Poptávka po energii sleduje krok za
krokem jakýkoliv ekonomický rozvoj. Nerovnosti brání rozvoji a potlačují spotřebu. Udržitelnost mj.
znamená také sociální rovnost.
Ve vztahu k cílům potlačení energetické chudoby nevidíme žádný pokrok. To je důvod, proč této
problematice WEC věnuje zvláštní akci „Přístup k energii“ (Energy Access).
Nemáme žádnou alternativní volbu. Model růstu aplikovaný v minulosti není nadále udržitelný,
ničí naše životní prostředí. Omezení růstu také není žádnou volbou, vede k růstu nerovností. Více
než kdy jindy musíme pracovat na zdravém přechodu energetiky k rokům 2030–2050. Musíme nalézt
udržitelný rozvoj, který podpoří ekonomický růst, zajistí ochranu životního prostředí a povede k větší
rovnosti. Potřebné technologie jsou k dispozici.
Na straně spotřeby rovněž existují možná řešení, musíme se na ně zaměřit a investovat do nich.
Na straně výroby jsou k disposici vyspělé a konkurenceschopné technologie. Kromě jiného bychom
měli mít na zřeteli zejména:
•
jaderné zdroje 4. generace,
•
zachycování a ukládání oxidů uhlíku,
•
účinnější fotovoltaické technologie,
•
akumulaci elektřiny,
•
udržitelná biopaliva druhé generace.
Naše planeta disponuje dostatkem přírodních zdrojů k pokrytí spotřeby. Reálným problémem není
jejich celková úroveň, ale nerovnost jejich distribuce napříč národy a skutečnost, že zajištění
bezpečnosti zásobování zvýší ceny energie.
Pokud jde o ropu a zemní plyn, odhaduje se, že zásoby vydrží dvě staletí za předpokladu využití
nekonvenčních zdrojů. Budeme muset ovšem otevírat stále méně dostupné a nákladnější zdroje.
Budeme k tomu potřebovat sofistikované a nákladné technologie. Musíme se navíc postarat, aby
budoucí technologie vykazovaly nejvyšší standardy bezpečnost. Tato stránka bezpečnosti bude
prioritou dalšího postupu.
Uhlí máme k dispozici na několik staletí.
Jaderné palivo při použití druhé a třetí generace výrobních technologií znamená zásoby na dvě
až tři staletí. Přechod ke čtvrté generaci jaderných technologií znásobí toto trvání 50násobně.
Významným je i světový potenciál vodní, větrné a sluneční energie. Náš přehled energetických
zásob – „WEC Survey of Energy Resources and Technology“ – systematicky hodnotí stav i náklady
na získávání primárních energetických zdrojů.
Jsou tu další problémy: Využití fosilních paliv je pod tlakem ekologických a klimatických problémů.
Voda a pozemky představují rovněž obrovskou výzvu. Kolem roku 2025 bude 1,8 mld. lidí žít
v regionech s naprostým nedostatkem vody. Vztah energie–voda–potraviny je důležitým problémem,
na který se musí soustředit budoucí činnost WEC.
duben 2011
strana 17
Podíváme-li se do budoucnosti, zjišťujeme, že přechod ke skutečně udržitelnému růstu nebude
snadný, neboť:
•
Bude nákladný – „čisté“ technologie jsou podstatně nákladnější než ty tradiční. Současně
bude nutno udržet sociální náklady, způsobené restrukturalizací ekonomiky na minimu.
•
Transformace bude muset být přijatelná pro všechny. V opačném případě půjde o selhání.
Akce napomáhající těm nejchudším bude klíčovou prioritou tvorby veřejné politiky.
To jsou kritické problémy, které musíme vzít v úvahu, věřím, že Kongres přispěl k posílení zájmu
o ně. Souhrnně lze říci, že inovace, které se dotknou energetické politiky, institucí a řízení budou
stejně důležité jako technologické inovace.
Zde bych vyjmenoval jednu z fundamentálních výzev pro zajištění naší budoucnosti. Mám na
mysli řízení (governance). Má dvě významné úrovně, národní a mezinárodní. Na národní úrovni je to
energetická politika, na světové úrovni je to mezinárodní kooperace.
Všeobecná krize dokázala, že trh sám o sobě nevyřeší naše problémy. Už jsem to řekl před
několika dny a Kongres posílil můj názor – neviditelná ruka trhu sama o sobě nevyřeší všechny naše
problémy. Potřebujeme energetickou politiku.
Musím konstatovat, že poruchy regulace se také vyskytují a není snadné definovat, co je to
správná energetická politika. Musíme proto nalézt novou rovnováhu mezi trhem a regulací. Současně
si musíme být jisti, že tyto veřejné energetické politiky jsou koherentní a kompatibilní na mezinárodní
úrovni a skutečně oslovují naše partnery.
Studie WEC „Odhad obecné politiky energie a klimatu“ (Assessment of Energy and Climate
Policies) usiluje o vymezení základních principů stanovení zdravé politiky regulace.
Hráči na poli energetiky potřebují dlouhodobý horizont. Časový rámec energetiky je dlouhodobý:
investice vyžadují periodu od 3 do 15 let, elektrárny, které se staví, budou pracovat 30 až 60 let.
V našem sektoru je horizont 2030 až 2050 relevantnější než horizont do roku 2020.
Dlouhodobá politika vyžaduje vzít v úvahu ceny. Je nutné plánování nástupu nových technologií,
zejména těch, co jsou vyspělé a připravené pro komerční využití. Měli bychom připravit a organizovat
nástup nových zralých technologií v nastávajících 20 letech. U technologií, které ještě nejsou vyzrálé,
půjde o podporu výzkumu a vývoje a také podporu experimentálních projektů.
Naše chování a zvyky by se také měly změnit. Zde by měly sehrát významnou úlohu normy
a standardy.
Ceny by v energetice měly stimulovat investice, garantovat energetickou bezpečnost
a podporovat úspory energie.
WEC vyvine úsilí k podpoře výměny zkušeností, jak dospět k efektivnímu růstu a podpořit sdílení
zkušeností.
Některé inovace, jako např. inteligentní sítě a inteligentní domácnosti, by mohly být skutečným
katalyzátorem změny energetického chování. Tyto změny by naučily chápat cenu energetických
zdrojů a vedly by k většímu úsilí o efektivnost a odpovědnost.
Musíme vzít v úvahu i výzvy urbanizace a změnit je v příležitosti. Jak ukazuje studie „Energie
a urbanistické inovace“ (Energy and Urban Innovation), k roku 2030 se počítá s novými 2 miliardami
obyvatel, je to ekvivalent sedmi městských aglomerací jako je Šanghaj nebo Djakarta, nebo jednomu
novému Londýnu každý rok.
Naše úsilí by se mělo doplňovat mezinárodní spoluprací, jsem přesvědčen, že překážky lze takto
odstranit.
strana 18
duben 2011
Například klima. Někteří byli rozladěni výsledky kodaňského summitu, neměli bychom však
zapomínat ani na jeho přínosy. Například jsme se dohodli na bezprecedentní mobilizaci více než 140
představitelů zemí a parlamentů a ubezpečili jsme se, že více než jindy chápeme stávající problémy
a jsme připraveni jednat. Z tohoto hlediska je Kodaň novou hybnou sílou. Měli bychom na tomto
základě stavět, nesmíme krizi pokládat za podnět k ochraně a isolacionismu.
Existují dvě oblasti, v nichž je třeba ještě mnohé vykonat:
•
musíme podpořit racionální a efektivní energetické politiky a rozšířit odpovídající cíle, přijaté
více než 70 zeměmi;
•
musíme vytvořit nové prostředky k efektivnímu využití veřejných i soukromých fondů a mj.
podpořit transfer technologií.
Studie WEC „Pravidla obchodu energií a investice“ (Rules of Energy Trade and Investment) je
příspěvkem k řešení problematiky udržitelného rozvoje energetiky.
Udržitelný růst v dalším rozvoji lidské společnosti není jen variantou, je nezbytností. Zatímco cíl je
jasný, cesty k němu jsou výzvou pro všechny z nás. Více než kdy jindy bychom měli spoléhat na
spolupráci mezi všemi účastníky procesu – vládami, podnikatelskou sférou, výzkumem i veřejností.
WEC může být hnací silou tohoto hnutí. Tento kongres demonstroval jeho možnosti být
katalyzátorem nových myšlenek a nových vizí.
Sdružení představitelů všech energetických sektorů a zemí, WEC, je impozantním mozkovým
trustem, který podporuje kooperativní řešení problémů. Jeho technické programy a regionální plány
umožňují okamžité relevantní akce. Jeho klíčové studie byly navrženy tak, aby poskytly vedoucím
činitelům politiky a obchodu potřebné informace a náhled na podobu budoucnosti při respektování tří
kritérií: rovnosti, růstu a ochrany klimatu.
duben 2011
strana 19
3
VYBRANÉ PREZENTACE MLUVČÍCH KONGRESU
Z prezentací přednesených na 21. kongresu byly vybrány ty, které jsou zajímavé z hlediska české
energetiky a které mohou přinášet nové podněty pro naše energetické experty. Přehled vybraných
prezentací, doplněný stručným výtahem jejich obsahu, je náplní této kapitoly.
3.1
1.
NÍZKOUHLÍKOVÁ BUDOUCNOST – STRATEGIE A VIZE EU
– ÚLOHA TECHNOLOGICKÉHO ROZVOJE
(Fabrizio Barbaro, Španělsko)
Prezentace stručně shrnuje záměry energetické politiky EU a její cíle, kterými jsou:
•
udržitelnost,
•
bezpečnost zásobování,
•
konkurenceschopnost.
Formálně se tyto záměry označují jako „cíle 20–20–20“, což znamená do roku 2020 dosáhnout:
•
snížení emisí CO2 o 20 %,
•
zvýšení podílu obnovitelných zdrojů na konečné spotřebě energie o 20 %,
•
růst účinnosti – snížení předpokládané konečné spotřeby energie o 20 %.
Technologickým pilířem evropské energetické politiky je tzv. SET plán, jehož základní myšlenkou
je učinit nízkouhlíkové technologie dostupnými a konkurenceschopnými. Zmíněný plán je zaměřen
na Evropské průmyslové iniciativy (European Industrial Initiatives – EII) a podporuje zapojení
průmyslu do výzkumu a vývoje, inovací a urychleného nasazení nízkouhlíkových energetických
technologií do života. Plán má zasáhnout všechny cílové sektory, kterými jsou:
•
větrná energie,
•
sluneční energie,
•
biomasa (s důrazem na druhou generaci biopaliv),
•
inteligentní elektrické sítě,
•
CCS,
•
účinnější a bezpečnější jaderné elektrárny,
•
elektrické a vodíkem poháněné automobily,
•
energeticky účinné produkty a služby.
Záměr je podporován řadou významných projektů EU demonstračního charakteru, např.:
•
Projekt Downvind, který přestavuje příbřežní (offshore) větrný park s 5 MW turbinami
(Skotsko, Severní moře, 2009).
•
Větrný park (Estinnes, Mons, Belgie, 2009) se čtyřmi turbínami o celkovém výkonu 7 MW je v
provozu, sedm dalších bude následovat.
•
Projekt sluneční elektrárny ve Španělsku (Sevilla, Španělsko, 2009).
•
Projekt elektrárny na biopalivo 2. generace (Choren Plant, Německo, 2009).
strana 20
duben 2011
•
Vize inteligentního města roku 2015; postup od budov s nulovou spotřebou energie k městům
bez energetické spotřeby.
•
Projekt CCS v ropném poli Sleipner Oil Field, 2008 v Severním moři a 12 dalších projektů,
vybraných v rámci tzv. „European Recovery Plan“ se zahájením v 2010 a provozem před
rokem 2015.
Záměr přepokládá dodatečné financování vyspělejších a levnějších energetických technologií
obnosem kolem 50 mld. EUR pro nejbližších 10 let (2010–2020).
2.
ROVNÝ PŘÍSTUP K ENERGII: ENERGIE UHLÍ
(Gregory H. Boyce, USA )
Světová energetika má širší cíle než ty, které byly uvedeny v předchozí prezentaci. Jde
především o mimořádně náročný záměr vymýcení energetické chudoby, který je prioritou číslo 1 a má
vést k opatření elektřiny pro všechny do r. 2050.
Uhlí je jediné palivo, které může pokrýt rostoucí potřeby energie světa, ale mají-li se současně
plnit vytčené ekologické cíle, musí nastoupit pokročilé technologie.
Vyspělé ekonomiky spotřebují na jednoho obyvatele i desítky MWh/rok, ale v energeticky chudých
zemích je to často jen několik desítek kWh.
Mohli bychom doložit, že ekonomický rozvoj je v pozoruhodné korelaci se spotřebou elektřiny
a s ohledem na její rozhodující způsob výroby i na spotřebu uhlí. V poslední dekádě vzrostla spotřeba
tohoto zdroje o 46 %. Žádný z ostatních primárních zdrojů nezaznamenal takový růst. Spotřeba
zemního plynu vzrostla o 27 %, vodní energie o 25 %, ropy o 10 % a jaderné energie o 7 %.
Uhlí v současné světové energetice nemá náhradu, nelze je vyloučit z energetické bilance. Pro
ilustraci dodejme, že jeho zcela teoretická náhrada by si vyžádala miliony větrných elektráren.
Uhelné elektrárny a všeobecně spalování uhlí jsou ovšem jedním z největších zdrojů emisí
skleníkových plynů. Řešení je nasnadě, znamená „zelené uhelné technologie“, CCS, IGCC s CCS
a rekonstrukci stávajících elektráren na jednotky s nadkritickými parametry páry. Řešením může být
náhrada dnešních cca 1000 GW tradičních uhelných elektráren nadkritickými. Jejich náhrada by
mohla být současně ekonomickým stimulem, zdrojem energetické bezpečnosti a environmentálních
přínosů. Tato rekonstrukce by znamenala:
•
4,3 bil. USD v ekonomických přínosech;
•
21 milionů pracovních míst;
•
snížení emisí o 1,5 mld. tun CO2, což je to ekvivalent 325 milionů vozidel.
V souhrnu lze považovat za žádoucí:
•
Vyloučení energetické chudoby a podpora rozvíjejících se ekonomik vyžaduje, aby polovina
nové výroby elektřiny byla zajištěna na bázi uhlí.
•
Náhradu 1000 GW tradičních uhelných elektráren lze zajistit pokročilými technologiemi.
•
100 základních projektů CCS by mělo být ve světě do roku 2020.
•
Nové projekty transformace uhlí na plyn, chemikálie a tekutá paliva ve světě do 2020.
•
Komercializace a využití další generace CCS k dosažení emisí blízkých nule.
duben 2011
strana 21
3.
ÚLOHA VĚTRNÉ ENERGIE – POSUN K NÍZKOUHLÍKOVÉ STRUKTUŘE
(Carsten Hein Westergaard, Holandsko)
Autor pokládá větrnou energii za zdroj vyspělý a spolehlivý, což dokládá několika fakty. Zatímco
uhelné elektrárny vyžadují za rok v průměru 46 dnů odstávky (poruchy, údržba), jednotky větrných
elektráren se obejdou v průměru se 7 dny, které dokonce nevyžadují každý rok. Zatímco při zahájení
jejich éry v osmdesátých letech minulého století jejich průměrné výrobní náklady dosahovaly téměř
400 USD/MWh, v současné době tato hodnota pohybuje spíše kolem 100 USD/MWh (ilustrováno
následujícím obr. 3.1). Větrná energie se jeví v současné době jako konkurenceschopná. Dodejme,
že tato vlastnost se netýká všech alternativních obnovitelných zdrojů, hlavně solárních elektráren
a pokročilých technologií užití vodní energie (vlny, příliv apod.). Počet pracovních míst, souvisejících
s rozvojem tohoto typu zdroje, rovněž není zanedbatelný
Obr. 3.1 KONKURENCESCHOPNOST VĚTRNÉ ENERGIE
Grid Parity
2x Grid Parity
3x
4x
5x
Podle předpokladů by se rozvoj větrné energie mohl odehrávat na základě scénáře,
znázorněného na připojeném obr. 3.2. Tento scénář se opírá o prognózu cen paliv podle IEA
a předpoklad 60% podílu obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny v roce 2050.
strana 22
duben 2011
Obr. 3.2 SCÉNÁŘ IEA VÝROBY ELEKTŘINY V EVROPSKÝCH ZEMÍCH OECD
4.
ÚZKÉ PROFILY ZÁSOBOVÁNÍ ENERGIÍ
(Nikola Rajaković, Slovinsko)
Realitou evropských elektrických sítí je nedostatek mezisystémových přenosových kapacit.
Možnou odpovědí na tuto skutečnost by kromě investic do posílení sítí mohla být optimalizace
provozu, umožňující lepší využití sítí. Zde se uplatní metody managementu úzkých míst (“congestion
management methods”), které mají zvláštní důležitost pro efektivnost mezinárodního obchodu
s elektřinou a zajišťují bezpečnost provozu ve střednědobém i dlouhodobém horizontu.
Hlavním cílem managementu úzkých míst je identifikace omezení rizika vzniku nebezpečných
provozních režimů v průběhu přípravy (plánování) provozu a posléze při řízení provozu v reálném
čase. Procedury lze rozdělit na čtyři kroky:
•
plánování a koordinace údržby významných elementů sítě v oblasti;
•
výpočty a alokace přenosových kapacit na bázi roku, měsíce, týdne, dne a v průběhu dne;
•
predikce úzkých profilů následujícího dne (DACF – Day Ahead Congestion Forecast) ve
vazbě na analýzy možných poruch – kontrola provozu systémovým operátorem pomocí
kritéria n-1 na základě regionálního modelu;
•
dispečerské zásahy v reálném čase.
Prvním krokem postupu je koordinace schémat údržby elementů sítí oblasti. Provozovatelé
přenosových sítí (TSO) regionu jižní a východní Evropy každoročně organizují setkání, na němž
diskutují a koordinují provoz sítí. Schémata se mohou aktualizovat, resp. měnit pouze na základě
koordinace všech TSO oblasti.
duben 2011
strana 23
Druhý krok je zaměřen na výpočty a alokace přenosových kapacit na bázi roku, měsíce, týdne,
dne a v průběhu dne.
Používají se nové metody výpočtů, odvozené z provozu liberalizovaných trhů s elektřinou. Přitom
se aplikují následující metody:
•
Metoda omezení transakcí – je založena na zveřejněných hodnotách přenosových kapacit
nebo tocích výkonů, bilaterálně nebo koordinovaným způsobem:
–
princip prvního požadavku („first come-first served”);
–
poměrné rozdělení („pro-rata system ”);
–
explicitní aukce (separátní nezávislé na obchodu s energií);
–
implicitní aukce (obchod s přenosovou kapacitou je součástí obchodu s energií).
•
Metoda rozdělení a propojení trhů
•
Metody „re–dispečinku“ ve dvou základních verzích:
–
vnitřní re–dispečink;
–
koordinovaný přeshraniční re–dispečink (obchodování přes pult).
Třetí krok je založen na predikci úzkých míst následujícího dne a analýze důsledků poruch. TSO
prověřují bezpečnost provozu regionálních sítí, a to na základě kritéria n-1.
TSO jsou zavázáni denně aktualizovat matematický model svých sítí 400 kV a 220 kV a prověřit
pro charakteristické hodiny následujícího dne. Modely se ve formátu UCTE předávají všem partnerům
v propojení, což umožňuje následnou analýzu bezpečnosti pro zvolené hodiny. Jestliže kritéria
bezpečnosti nevyhovují (vzniká přetížení, nestabilita napětí apod.) TSO má právo v dotčeném úseku
změnit program předávaných výkonů nebo program výroby ve vlastní soustavě.
Výsledky ověřování bezpečnosti mohou být také využívány pro účely rozvoje soustav. Pokud se
výsledky soustřeďují formou měsíční a roční statistiky, mohou informovat o úzkých místech soustavy.
Čtvrtý krok spočívá v akcích dispečinku v reálném čase. V případě ohrožení má dispečer právo
přijmout opatření k vyloučení nebezpečí destrukce prvků sítě, omezování dodávek nebo systémové
poruchy.
5.
HLUBŠÍ INTEGRACE INFRASTRUKTURY – ADEKVÁTNOST A ÚČINNOST
(François Meslier, Francie)
Současné dění ve světové energetice můžeme označit za třetí energetickou revoluci. Po epoše
uhlí a ropy bude následovat nízkouhlíková energetika a udržitelný rozvoj, v němž bude hrát elektřina
dominantní roli. Rozvoj energetických trhů, které jsou součástí tohoto vývoje, vyvolává potřebu hlubší
integrace a širší interakce v kvantitě i v geografickém slova smyslu.
Elektrické sítě sehrají v nové etapě, jako vždy, strategickou úlohu a musí umožnit:
•
integraci značných objemů proměnlivé energie obnovitelných zdrojů energie,
•
vzájemnou solidaritu prostřednictvím společného zálohování mezi stále většími oblastmi,
•
dokončení integrace trhů s elektřinou.
Zatím elektrické sítě tato očekávání neplní a oprávněně si můžeme položit otázku proč. Důvodů je
několik:
•
strana 24
V důsledku stávající organizace přenosů – stát je pro jejich žádoucí pojetí příliš malý.
duben 2011
•
Evropské elektrické sítě jsou už dnes výrazně propojeny, přesto zcela neplní nároky na
mezistátní přenos.
•
Nedostatek kapacit propojení se nahrazuje managementem explicitních a implicitních aukcí,
které mají bezesporu svůj přínos. V roce 2008 dosáhl objem obchodů 1,8 mld. EUR a ve
skutečnosti vytváří tyto prostředky příležitost pro nové investice.
Očekávaný rozvoj obnovitelných zdrojů („slunce na jihu, vítr na severu“) vyžaduje další
prohloubení infrastruktury, např. posílení „supersítí“ podobně, jako se to děje např. v USA (propojení
mezi Arizonou a Kalifornií) nebo Číně (použití magistrálních přenosů 800 kV DC a 1000 kV AC).
Můžeme jmenovat další problémy současných evropských sítí:
•
Regulace je omezena na stát.
Regulačním orgánem v Evropě je stát, regulace je příliš zaměřena na potřeby státu.
Ukazuje se potřeba nadnárodní organizace.
•
Je obtížné budovat novou infrastrukturu.
Například propojení Španělska a Francie, rozhodnuté v 70. letech, klasickými vzdušnými
vedeními, pravděpodobně nebude úspěšné. Roku 2007 ve vazbě na doporučení EU se vlády
rozhodují vybudovat propojení pod zemí. Náklady budou šestinásobné, zařízení bude
k dispozici až v roce 2014.
•
Sítě se obvykle považují za přirozené monopoly.
Iniciativa „obchodních“ přenosových vedení z USA je slibná a obdobně je slibný i evropský
vývoj, který by mohl následovat Jižní Ameriku, kde se vypisují výběrová řízení na nová
propojení. Obchodní projekty urychlují realizaci a napomáhají motivaci TSO.
•
Koncepce „inteligentních sítí“ od přenosu k distribuci.
Sítě byly v minulosti pasivní, nově by se měly stát aktivními, měly by být zaměřeny na
rozptýlenou výrobu, inteligentní elektroměry, integraci do přenosové sítě.
Je žádoucí zmírnění situací „NIMBY“ nebo „BANANA“. Řešení existují. Jsou sice dražší, ale lepší
než nečinnost.
Poznámka: NIMBY = „Not In My Back Yard“, tj. česky „ne na mém dvorku“; BANANA = „Build
Absolutely Nothing Anywhere Near Anything“ čili “nestavte naprosto nic blízko čehokoli“.
6.
INICIATIVA ENERGETICKY EFEKTIVNÍCH MĚST
(Jas Singh, Indie)
K roku 2030 očekáváme výrazný růst obyvatelstva bydlícího ve velkoměstech, což bude souviset
s enormním nárůstem požadavků na jejich zásobování elektřinou. To ve svém důsledku znamená:
•
Asi 5 mld. lidí (60 % světové populace) bude bydlet v městech.
•
Asi ¾ energie se spotřebuje a ¾ skleníkových plynů se bude emitovat ve městech.
•
81 % růstu energetické spotřeby bude vznikat ve městech mimo OECD.
•
V rozvojových zemích se ztrojnásobí zastavěná plocha.
Eskalace spotřeby vyvolá tlak na přístup k energii, tlak na kvalitu energetických služeb, náklady
na ochranu životního prostředí. Poroste zájem o udržitelná „ekoměsta“. Související výzvy se dotknou
řady oblastí, jako:
•
bydlení;
duben 2011
strana 25
•
veřejného osvětlení;
•
pitné a odpadní vody;
•
pevného odpadu;
•
dopravy;
•
elektřiny a vytápění.
Programy energetické ekonomiky na městské úrovni mohou znamenat řadu nových příležitostí.
Měly by nabídnout praktická řešení bez obětování sociálních a ekonomických priorit, snížit nároky na
dovoz energie a omezit růst nákladů, vytvořit prostor pro zdokonalování a rozvoj služeb, nabídnout
tzv. řešení „win-win-win“, tj. řešení výhodná pro vládu, soukromý sektor i životní prostředí
a podporovat navazující socio-ekonomické přínosy (zlepšená konkurenceschopnost, pracovní místa,
kvalita života).
Problém je mimořádně rozsáhlý a komplexní, a proto řešení by mělo začít u:
•
•
•
retrofitu stávajících veřejných zařízení:
–
energetických systémů veřejných budov a služeb;
–
podpory distribuované výroby a snižování spotřeby;
související politiky pro neveřejná zařízení, což znamená:
–
pasivní budovy, podpora standardizace;
–
elektrická zařízení;
–
zdokonalení výrobních procesů;
–
podpora ekologické dopravy;
uplatnění energetického hlediska v urbanistickém plánování, to je
–
optimální využití prostoru;
–
integrované urbanistické plánování využití území;
–
projektování inteligentních měst.
Pro zmíněné účely lze vytipovat řadu akcí s krátkodobou až střednědobou návratností.
Přepokládáme, že akce s krátkodobou návratností (pod 5 let) by bylo možné financovat z komerčních
zdrojů, projekty se střednědobou návratností (5–10 let) budou vyžadovat použití veřejných zdrojů.
Úkoly zaměřené na dlouhodobé účinky (10+ let) pravděpodobně bude možno financovat ze
speciálních fondů, např. pro ochranu klimatu.
Na pomoc řešení diskutovaných problémů je zaměřen „Program energetického managementu“
(Energy Sector Management Assistance Program – ESMAP), vícezdrojový fond, řízený Světovou
bankou (World Bank), který byl vytvořený r. 1983. ESMAP radí v energetické politice a poskytuje
technickou pomoc v oblasti udržitelného rozvoje rozvojových zemí. Doporučuje inovativní strategická
řešení vládám v tradičních i nových oblastech energetické spotřeby, podněcuje další investory včetně
soukromého sektoru. Má široké možnosti, z nichž namátkou jmenujeme diagnostiku energetických
potřeb měst, doporučení priority sektorů, doporučení akcí k úspoře prostředků a zdokonalení
vlastností energetických zařízení.
strana 26
duben 2011
3.2
1.
JADERNÁ ENERGIE: CELKOVÁ PERSPEKTIVA
(Jim Ferland, USA)
Nároky na elektřinu našeho světa se do roku 2030 zdvojnásobí. Vyplývá to ze skutečnosti, že
počet obyvatel se v nejbližších 20 letech zvýší o 25 % a tento růst se odehraje převážně v nově se
rozvíjejících ekonomikách. Růst spotřeby elektřiny ve vztahu k rozvoji ekonomik a zlepšování životní
úrovně vytvoří značný tlak na zásobování elektřinou. Navíc, růst spotřeby ve světě by měl být
zabezpečen technologiemi bez emisí CO2. Je několik cest, jak toho dosáhnout, z nichž nejdůležitější
jsou:
•
úspory zdrojů energie a ekonomická efektivnost;
•
použití vyváženého portfolia “čistých” energetických technologií.
Východiskem je mj. jaderná energie. Odpovídá cílům omezení emisí skleníkových plynů a je to
stabilní zdroj, bez významnější fluktuace cen. Má ověřenou bezpečnost, vykazuje vysokou
spolehlivost a vysoké využití. Jaderná energie také dosáhla vysokou míru přijatelnosti veřejností. Má
sice vysoké jednorázové (investiční) náklady, ale nízkou a málo proměnnou cenu elektřiny (viz
obr.3.3). V průběhu posledních dekád dosáhla jaderná energetika mimořádně vysokou pohotovost a
také životnost jaderných elektráren již dosahuje až 60 let.
Obr. 3.3 VÝVOJ VÝROBNÍCH NÁKLADŮ ELEKTŘINY
Výrobní náklady elektřiny v USA
● Jaderné elektrárny mají vysoké investiční náklady
● Nízké palivové náklady je však činí konkurenceschopnými
Cents per
kilowatthour
Source: Ventyx Velocity Suite
Updated: 5/10
6
Vývoj jaderných elektráren neustrnul a jaderně-energetický průmysl přichází s novými řešeními
realizace jaderných elektráren. V celém světě vzniká velké množství nových projektů i realizací
jaderných elektráren.
duben 2011
strana 27
2.
POHODA S JADERNOU ELEKTŘINOU – RENESANCE JADERNÉ ENERGIE VE FINSKU
(Jarmo Tanhua, Finsko)
Jak je známo, finský jaderný program, posuzovaný měřítkem země, můžeme pokládat za
mimořádně úspěšný. Jeho výsledky i další záměry potvrzují vše, co bylo dosud o jaderné energetice
řečeno.
I díky dosavadním výsledkům provozu jaderných bloků rostou positivní stanoviska k jaderným
elektrárnám, revokují se protijaderná usnesení, plánují se a staví nové jednotky. Tato severská země
potřebuje v nejbližší dekádě 7–8 GW nové kapacity pro výrobu elektřiny, aby se pokrylo 18,5 GW
očekávaného ročního maxima zatížení.
Obr. 3.4 VLIV JADERNÝCH ELEKTRÁREN NA EMISE CO2 VE FINSKU
Emise CO2 z finské výroby elektřiny
Emise vyloučené dík jaderné energii
Emise z výroby elektřiny
10.1.2011
Jaderná energetika představuje pro tuto zemi citelný ekologický přínos, což vyjadřuje obr. 3.4,
znázorňující průběh emisí z výroby elektřiny, doplněný o emise vyloučené z bilance škodlivin díky
jaderné energii. Vzhledem k výsledkům finské jaderné energetiky se mění stanovisko veřejnosti
k jednotlivým formám výroby elektřiny. Nejvyšší podporu zaznamenává větrná a solární energie,
jadernou energii podporuje 69 % obyvatelstva, nejnižší zájem zaznamenává výroba elektřiny z uhlí,
ropy, zemního plynu a dovoz elektřiny.
Pro harmonický rozvoj jaderné energetiky je mimořádně důležitý pružný schvalovací proces
jaderných elektráren podporovaný vládou a parlamentem, ale i disponibilita zkušených odborníků ze
všech potřebných oborů činnosti.
Jaderná energie má pro Finsko mimořádný význam, v roce 2009 jaderné elektrárny vyrobily
14,5 TWh elektřiny při využití instalovaného výkonu 95,4 %.
strana 28
duben 2011
3.
PROGRAM JADERNÉ ENERGETIKY POLSKA
(Hanna Trojanowska, Polsko)
Energetická bilance Polska se dosud opírá téměř výlučně o fosilní paliva. Domácí černé uhlí tvoří
58,6 %, hnědé uhlí a lignit 33,5 % ze spotřeby primárních energetických zdrojů. Z důvodů, které
mnohonásobně zazněly i v jiných prezentacích, Polsko předpokládá v průběhu nejbližších dvou
dekád výrazný obrat. Zmíněné podíly černého, resp. hnědého uhlí a lignitu, by se měly snížit na
36 %, resp. 21 %. Kromě obnovitelných zdrojů s podílem 18,8 % by energetickou bilanci mělo posílit
i 15,7 % jaderné energie (viz obr. 3.5).
Obr. 3.5 OČEKÁVANÁ STRUKTURA PRIMÁRNÍCH ZDROJŮ PRO VÝROBU ELEKTŘINY
V POLSKU V ROCE 2030
MINISTRY OF ECONOMY
Primární zdroje pro výrobu elektřiny v roce 2030
Jaderné
Hnědé uhlí
15.7%
Ostatní
21.0%
0.5%
OZE
18.8%
Plyn 6.6%
Ropné produkty
1.5%
Černé uhlí
36.0%
Source: Energy Market Agency, 2009
V průběhu roku 2009 byl v Polsku vytvořen úplný právní rámec jaderné energetiky, zahrnující:
•
Usnesení Rady ministrů č. 4/2009 z 13. ledna 2009 o aktivitách rozvoje jaderné energetiky;
•
Usnesení č. 1 Mimořádného generálního shromáždění akcionářů PGE z 18. února 2009,
pověřující PGE přípravou polského jaderného programu a řízením realizace;
•
Nařízení Rady ministrů z 12. května 2009 o zřízení Komisaře pro jadernou energetiku Polska;
•
Nařízení Rady ministrů z 11. srpna 2009 „Rámcový časový plán aktivit jaderné energetiky“;
•
Přijetí Státní energetické politiky do roku 2030 – Listopad 2009.
Poznamenejme, že od roku 1989, kdy podpora jaderné energetiky veřejnosti byla na úrovni
pouhých 20 %, tato podpora roste a v roce 2009 dosáhla 50 % při podílu 40 % nerozhodnutých.
duben 2011
strana 29
4.
SOLÁRNÍ ENERGIE JAKO EKONOMICKY ŽIVOTASCHOPNÝ ZDROJ ELEKTŘINY
(Toth Atila, Maďarsko)
Podle prognóz IEA sluneční energie bude v roce 2050 krýt až 25 % světové spotřeby elektřiny. Po
celém světě vznikají společnosti, zabývající se technologiemi solární energie, od solárních panelů až
po komplexní výstavbu solárních elektráren. Jednou z těchto společností je společnost SunEdison.
Je dodavatelem komplexních služeb v oboru:
•
Podnikatelská jednotka MEMC (S&P 500), představuje vedoucí podnik v oblasti polovodičů
a solárních panelů.
•
Vyvíjí, staví, financuje, vlastní a provozuje solární elektrárny a dodává elektřinu za
konkurenceschopné ceny.
•
Portfolio 350 solárních elektráren financuje v rámci kontraktů O&M (provoz a údržba).
•
Staví první významné solární elektrárny v USA a Kanadě.
•
Staví největší dílo tohoto druhu (72 MW) v Itálii.
•
Sleduje možnost výstavby solárních elektráren s výkonem 4 GW (ve fázi projektu).
Autoři pokládají solární elektrárny za ekonomicky životaschopný zdroj elektřiny. Jejich pozice by
se měla posílit ve třech směrech:
•
vytvořením systémů s nízkými náklady – snižováním investičních nákladů, zdokonalením
jejich technických parametrů, spravedlivým oceňováním emisí uhlíku;
•
přístupem k levnému kapitálu – přístupem k financování infrastruktury, bezrizikovostí investic
do solárních elektráren, vytvořením podmínek porovnatelných s jinými technologiemi;
•
z krátkodobého pohledu vytvořením cesty k paritě nákladů – daňovými slevami, podněty
založenými na výkonnosti, pomocí tzv. výkupních tarifů (feed-in).
Hlavní pozitivní vlastnosti solárních elektráren, resp. jejich portfolia, jsou:
•
Průběh jejich energetického příspěvku se do jisté míry kryje s průběhem zatížení
elektrizačních soustav – poskytují energii v době, kdy je nejvíce potřebná.
•
Vlastnosti portfolia solárních elektráren do značné míry vyrovnávají nevýhodu, kterou
znamená náhodný charakter výkonu jednoho díla – výkon a výroba portfolia SE jako celku
jsou v porovnání s jednotlivým zdrojem vyrovnané.
•
Výroba solární elektřiny není spojena se vznikem jakýchkoliv emisí.
•
Rozvoj solární energetiky je spjat se vznikem pracovních příležitostí – vytváří nová pracovní
místa.
5.
INTELIGENTNÍ SÍŤ: PŘÍNOSY A VÝZVY IMPLEMENTACE
(George W. Arnold, USA)
Elektrizační soustavy (ES) tvoří největší a nejkomplexnější infrastrukturu, která kdy byla
vybudována. ES USA mj. tvoří
•
3100 elektrizačních společností,
•
10 tisíc elektráren,
•
157 tisíc mil. vedení vvn,
•
140 milionů elektroměrů,
strana 30
duben 2011
•
800 mld. USD v základních prostředcích, které produkují 247 mld. USD ročního příjmu.
Obr. 3.6
ILUSTRAČNÍ SCHÉMA SOUČASNÉ ES
Dnešní elektrizační soustava
Výroba
Přenos
Trhy a provoz
Rozvod
Spotřebitel
Jednosměrný tok elektřiny
Dnešní elektrizační soustavu charakterizuje v podstatě tok elektřiny jedním směrem, od výroby
přes přenos a rozvod ke spotřebiteli. V ES USA je výroba z drtivé většiny centralizovaná a probíhá
hlavně na základě uhlí a plynu. Její nevýhodou, kterou začíná lidská společnost výrazně pociťovat
a negativně vnímat je produkce emisí CO2 – elektřina zodpovídá za 40 % emisí vyvolaných lidskými
aktivitami. Zatížení soustavy je z největší míry predikovatelné, výroba je dokonale ovladatelná a díky
centrálnímu řízení se neustále přizpůsobuje zatížení. Automatizace provozu soustavy našich dnů je
pokročilá, ale informovanost o stavu soustavy je nutno pokládat stále za omezenou, soustava trpí
především nedostatkem dat o straně spotřeby a o možnostech řízení či omezování zatížení.
Budoucí inteligentní sítě – „smart grids“ – se budou vyznačovat dvěma specifickými vrstvami:
•
elektrickou infrastrukturou a
•
„inteligenční infrastrukturou“.
Uvnitř obou vrstev a mezi nimi předpokládáme obousměrnou komunikaci.
Obr. 3.7
ILUSTRAČNÍ SCHÉMA INTELIGENTNÍ SÍTĚ
Inteligentní síť: “Energetický Internet”
Dvousměrný tok elektřiny i informací
Graphics courtesy of EPRI
duben 2011
strana 31
Inteligentní sítě, jak by bylo možné prokázat výroky předních osobností, se stávají národní
prioritou pro USA 21. století. Připravené pilotní projekty se stávají pro průmysl mimořádnou
příležitostí. Realizace připravených projektů bude znamenat:
•
18 milionů inteligentních elektroměrů,
•
1,2 milionů displejů pro domácnost,
•
206 tisíc inteligentních transformátorů,
•
177 tisíc jednotek řízení spotřeby,
•
170 tisíc inteligentních termostatů,
•
877 jednotek měření fázového posunu,
•
671 automatizovaných rozvoden,
•
100 nabíjecích stanic elektromobilů.
Z pohledu objemu finančních prostředků je pro připravené projekty k dispozici celkem 3429 mil.
USD a z toho ve prospěch:
•
integrace 2150 mil. USD;
•
systému automatického měření (AMI) 818 mil. USD;
•
rozvodu 254 mil. USD;
•
přenosu 148 mil. USD;
•
spotřebitelských systémů 32 mil. USD;
•
výroby elementů 26 mil. USD.
Jaké přínosy se očekávají od vybudování inteligentních sítí, přehledně shrnují následující řádky:
•
vysoké využití obnovitelných zdrojů (20 % – 35 % do roku 2020);
•
rozvoj distribuované výroby a mikrosítí pro samostatné, účelově vymezené oblasti;
•
měření čisté spotřeby – s respektováním lokální výroby;
•
distribuovanou akumulaci;
•
inteligentní elektroměry, poskytující data pro řízení v reálném čase;
•
dynamické oceňování energie;
•
všudypřítomná drobná zařízení, komunikující se sítí;
•
domácí systémy energetického managementu, komerčních a průmyslových zařízení,
připojených k síti;
•
zvýšené nasazení elektrických vozidel plug-in;
•
sítě senzorů a automatizace zprostředkované elektrickou sítí.
Novou výzvou přípravy inteligentních sítí se stává také kybernetická bezpečnost.
6.
INTELIGENTNÍ SÍTĚ – CÍLE EFEKTIVNÍHO A ČISTÉHO UŽITÍ FOSILNÍCH PALIV
(Robert B. Stell, USA)
V představách konsorcia pro inteligentní sítě státu New York (New York State SmartGrid
Consortium) by myšlenka inteligentních sítí neměla končit u elektroenergetiky, ale zahrnovat také
plynárenství a dálkové vytápění. Od integrace elektroenergetiky a plynárenství lze očekávat další
strana 32
duben 2011
přínosy. Rámcovou představu o tomto propojení, zahrnujícího kromě zemního plynu i bioplyn,
vyjadřuje následující schéma na obr. 3.8.
Obr. 3.8
ILUSTRAČNÍ SCHÉMA ZAPOJENÍ PLYNÁRENSTVÍ DO INTELIGENTNÍ SÍTĚ
Vývoj a „zelenání“ plynárenských sítí
Injection of Renewable Methane
Residential
Gas
Gathering System
• Kombinovaná výroba
• Obnovitelný plyn
(Biomethane)
• Palivové články/Turbo
expander
• Hybrid Solar/Plyn
• Geotermály
• Dálkové vytápění
Compressor Station with
ORC Energy Recovery
Commercial &
Institutional
Industrial
Pressure Reducing
Station with Energy
Recovery
Distributed
Generation
(CHP)
Large, Central
CCGT
6
Je zdůrazněna potřeba vybilancování fluktuace obnovitelných zdrojů (větrná a solární energie).
K řešení jsou nutné nové podnikatelské záměry orientované na akumulaci energie, řízení odezvy
zatížení a agregace malých decentralizovaných kogeneračních výrobních jednotek.
Důsledné provázání všech elementů znamená přínosy pro všechny zúčastněné strany.
Omezíme-li se na elektrizační soustavy, smart grid znamená:
•
Pro výrobce růst přínosů z poskytovaných služeb a výrobků, včetně služeb pro TSO a DSO,
i možnost důslednější optimalizace vlastního portfolia.
•
Pro TSO a DSO zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti provozu soustavy, zvýšení a zlepšení
využití kapacity sítí, zvýšení pružnosti provozu a snížení provozních nákladů.
•
Spotřebitel získává snížení nákladů na elektřinu díky zvýšené konkurenci a možnosti rychlé
a inteligentní reakce na současné poměry v soustavě, zlepšení účinnosti své energetické
spotřeby, případně optimální využití svých vlastních obnovitelných zdrojů.
Analogické jsou přínosy pro společnost jako celek.
Ve vazbě na přípravu inteligentních sítí některé společnosti rozvíjejí program palivových článků
pro domácnost, které se rovněž mohou stát významným elementem inteligentní sítě.
duben 2011
strana 33
7.
ENERGETICKÝ MANAGEMENT – UDRŽITELNÉ ÚSPORY ENERGIE
(Paul Hamilton, USA)
Zvyšování efektivnosti užití energie vede k úsporám, které lze považovat za další zdroj energie.
Tak například od roku 1970 do roku 2008 zvyšováním energetické efektivnosti USA zajistily 75 %
nové energetické spotřeby. Nové zdroje energie kryly pouze zbývajících 25 % nově vzniklé spotřeby.
Studie ACEEE dokazují, že USA mohou v průběhu 20 až 25 let efektivně snížit spotřebu nejméně
o dalších 20 až 25 %.
S energetickými úsporami v důsledku zlepšení využití energie lze získat až 50 % snížení emisí
skleníkových plynů. Možnosti úspor se týkají strany výroby, zásobování i spotřeby.
Dlouhodobou výzvu však představují udržitelné energetické úspory. Cest k jejich dosažení je
několik.
Pasivní přístup k energetickým úsporám zahrnuje:
•
efektivní přístroje a instalace (10 až 15 %);
•
přístroje s nízkou spotřebou, izolace budov atd.
Aktivní přístup ke zvyšování energetické efektivnosti znamená:
•
optimální využití instalací a přístrojů (5 až 15 %) – vypínání zbytečného chodu, regulace
motorů a vytápění na optimální úrovni;
•
program trvalého dohledu a zdokonalování (2 až 8 %) – důsledné programy údržby, měření
a reakce na odchylky.
Energie je neviditelná, musíme se postarat o její viditelnost.
Je celá řada oblastí, v nichž lze účinně dosáhnout energetické úspory, např.:
•
klimatizace, osvětlování, regulace zatížení, optimalizace systémů ventilace, chlazení a úpravy
vzduchu, rekuperace odpadového tepla,
•
optimalizace tepelně technických výrobních procesů, systémů odpadních vod, výroby
elektřiny, kogenerace, využití alternativních paliv.
Energie se musí stát součástí strategického plánování společnosti. Nelze zastavit vývoj světové
populace ani růst energetické spotřeby, ale můžeme změnit cesty energetické spotřeby a snížit emise
skleníkových plynů. Jednou z významných bariér postupu vpřed však mohou být lidé.
8.
SUPRAVODIČE: PŘICHÁZÍ DOBA POKRYTÍ ENERGETICKÝCH POTŘEB SVĚTA
(Gregory Yurek, Kanada)
V energetice 21. století by měly nalézt odpovídající místo pokročilé technologie a mezi nimi
i supravodiče. Byly objeveny již roku 1911 a nabízejí dokonalé, bezeztrátové vedení elektřiny.
Vyžadují kryogenické chlazení, které lze dnešními technologiemi zajistit. Jejich vývoj je doprovázen
výraznými technologickými změnami. Původně byly základem využití supravodivosti kovové vodiče
(Low Temperature Superconductors – LTS) používané např. v magnetické rezonanci. Zásadní změnu
v této oblasti znamenal objev supravodivých keramických materiálů (High Temperature
Superconductors – HTS) v roce 1986. Mají významné přednosti, kladou menší nároky na chlazení,
jsou hospodárnější a otevírají širokou oblast tržních aplikací.
Jejich vývoj navázal na vývoj optických vláken, který znamenal vznik nového průmyslového
odvětví a v první řadě revoluci telekomunikační techniky. Křehká surovina se při jejich výrobě
transformuje na hodnotný výrobek. První vysokoteplotní supravodivé kabely byly vyrobeny již v roce
1986.
strana 34
duben 2011
Supravodiče této generace můžeme pokládat za „optická vlákna pro vedení elektřiny“, jejich
proudová zatížitelnost je 150násobkem zatížitelnosti mědi. Bude zajímavé uvést historické mezníky
jejich vývoje a zahájení etapy jejich praktického uplatnění.
1987 – společnost American Superconductor zahajuje výzkum supravodičů HTS.
1997 – demonstrace prvního 115 kV supravodivého kabelu.
2000 – demonstrace výkonného supravodivého motoru 0,75 MW.
2005 – zahájen přechod ke druhé generaci (2G) supravodičů HTS.
2005 – první supravodivý kabel v komerční síti (AEP, Ohio).
2008 – první supravodivý lodní pohon 36,5 MW.
2008 – vznikají nové požadavky v důsledku prudkého rozvoje obnovitelných zdrojů.
2010 – vývoj supravodivých „proudovodů“ a supravodivých turbín pro větrné elektrárny
SeaTitan™.
Rozvoj větrných elektráren velkých výkonů zejména pro příbřežní (offshore) jednotky bude moci
těžit z řady výhod supravodivých motorů – na obr. 3.9 porovnáváme rozměry a váhu tradičního
a supravodivého generátoru.
Obr. 3.9 POROVNÁNÍ KLASICKÉHO A SUPRAVODIVÉHO MOTORU
Potřeba větrných turbin třídy 10-MW vyžaduje
proudovou hustotu supravodičů
O 50%
větší
výkon,
polovina
váhy
Hlavní výhody:
• Poloviční rozměry a váha
• Vysoká čistá účinnost
Dalším očekávaným uplatněním supravodivých technologií je přenos elektřiny. Vysoce zatížitelné
supravodivé kabely umožní nákladově výhodnou náhradu dosavadních přenosových vedení zvn
podzemními elektrickým „proudovody“ stejnosměrného proudu (obr. 3.10).
duben 2011
strana 35
Obr. 3.10 POROVNÁNÍ KLASICKÉHO A SUPRAVODIVÉHO VEDENÍ
Demonstrační projekt propojení tří oblastí: západního okruhu, východního okruhu a Texasu
supravodivou rozvodnou v Novém Mexiku je ve stadiu výstavby.
9.
PALIVOVÉ ČLÁNKY PEM A JEJICH APLIKACE
(John Sheridan, Velká Británie)
Poznámka: PEM = Proton exchange membrane (membrána pro výměnu protonů)
Trh s automobily zůstává dlouhodobou příležitostí pro výzkum, vývoj a výrobu palivových článků.
Vyžaduje stále nová řešení, snížení nákladů a navazující infrastrukturu vodíku jako paliva.
Programy výzkumu a vývoje palivových článků pro automobily nejsou jediné, palivové články
umožňují řadu dalších aplikací. Využití technologického odkazu (zahrnuje více než 2000 patentů
a licencí) umožňuje zaměřit se na čistou energii při přijatelných nákladech při výkonové hladině
výrobků od 1 kW až po násobky MW.
Jejich využití můžeme očekávat v rámci distribuované výroby tam, kde je např. vodík vedlejším
produktem výroby. Demonstrační projekt tohoto druhu (obr. 3.11) je příkladem takové aplikace, v níž
je instalován 1 MW generátor s palivovými články pro firmu FirstEnergy v Ohio a slouží ke krytí
špičkového zatížení.
strana 36
duben 2011
Obr. 3.11 DEMONSTRAČNÍ PROJEKT APLIKACE PALIVOVÝCH ČLÁNKŮ
Příkladem praktického využití palivových článků je i jejich využití v rámci evropské sítě SINE a
v rámci telekomunikační sítě v Kanadě.
Palivové články se využívají i v dopravě. Modul HD 6 je určen pro napájení autobusů. V několika
průmyslových podnicích se uplatňují elektrické vozíky s palivovými články pro manipulaci s
materiálem.
Společnost Ballard očekává systematický růst odbytu palivových článků. V roce 2010 se odhaduje
výkon dodávek až 34 MW a v roce 2012 více než 100 MW.
Vodík a palivové články budou představovat klíčový příspěvek k budoucí přírodě s čistou
energetikou. Kladný environmentální vliv palivových článků lze vyjádřit snížením emisí skleníkových
plynů o 31 tisíc až 116 tisíc tun do roku 2025. Rozvoj smart grids bude podporován distribuovanou
výrobou na bázi palivových článků. Jejich dodatková energie posílí spolehlivost elektrických sítí.
duben 2011
strana 37
3.3
1.
BENCHMARKING
(Robert Richwine, WEC)
Informace navazuje na práce pracovní skupiny „WEC–Power Plant Performance“.
Mezi potenciálními možnostmi jednotlivých výrobků, sestav, či systému a skutečnými parametry
jsou někdy velmi výrazné rozdíly. Tak například analýzy WEC poukazují nato, že nevyužité možnosti
ekonomiky a energetiky v USA obnášejí až 80 mld. USD za rok. Využití potenciálu omezování
negativních vlivů na životní prostředí by mohlo přinést snížení emisí CO2 za rok o 1 mld. tun
a úměrné snížení dalších emisí.
Analytické studie těchto faktorů a praktické zkušenosti ukazují, že jen 20 až 25 % rozdílů mezi
současným a optimálním stavem způsobují problémy technologické, ale až 80 % způsobuje
nepromyšlená či nevhodná praxe managementu.
Odstranění tohoto potenciálního rozporu nebude zadarmo, WEC odhaduje potřebné náklady na
20 mld. USD za rok. Většinu nákladů si vyžádá náhrada zastaralého a opotřebovaného zařízení.
Zdokonalení praxe provozu a údržby bude činit jen malou část nákladů na renovaci zařízení. Bez
současného zdokonalení praxe managementu nebude samotná renovace zařízení dostatečná
a udržitelná.
Na využití potenciálních možností energetických úspor a snižování emisí je zaměřena pracovní
skupina WEC–PGP (Performance of Generating Plants – vlastnosti elektráren). Pracovní skupina
soustřeďuje a publikuje porovnávací data, publikuje zprávy a případové studie, dokumentuje
a dokládá nejlepší zkušenosti managementu, realizuje benchmarkingové analýzy a pro zájemce
zajišťuje workshopy.
Poznámka: Pojem „benchmarking“ můžeme označit jako porovnávání výkonnosti a technických,
ekonomických a environmentálních parametrů.
2.
PRACOVNÍ SKUPINA WEC BIOPALIVA
(Ian J. Potter, WEC)
Informace o aktivitách pracovní skupiny „WEC–Biofuels“.
Hodnotový řetězec bioenergií zahrnuje tři okruhy: suroviny, technologie konverze a užití. Okruh
surovin, použitelných pro výrobu bioenergií, je poměrně široký a zahrnuje
•
stromy;
•
traviny;
•
obiloviny;
•
zemědělský odpad;
•
živočišný odpad;
•
pevný komunální odpad.
Okruh disponibilních technologií je rovněž obsáhlý a neustále se rozšiřuje co do okruhů
i účinnosti. Patří k nim zejména:
•
enzymatická fermentace;
•
fermentace plynů a kapalin;
strana 38
duben 2011
•
kyselá hydrolýza;
•
zplyňování;
•
spalování;
•
přídavné spalování.
Výsledné produkty konverzí lze podle užití rozdělit na:
•
paliva (etanol, bionafta);
•
energie (elektřina, teplo);
•
chemikálie (představují mimořádně široký okruh);
•
potraviny a krmiva.
Souhrnně lze problematiku biopaliv symbolicky vyjádřit pomocí následujícího obr. 3.12.
Obr. 3.12 LOGISTICKÝ ŘETĚZEC BIOSUROVIN
Technologické platformy biopaliv
Hydrolýza
Acidy, enzymy
Zpyňování
Suroviny,
sběr &
příprava
Vysoké teploty, O2
Vyhnívání
Bakterie
Pyrolýza
Katalyzátory,
teplo, tlak
Extrakce
Mechanická,
chemická
Separace
Mechanická,
chemická
Cukry &
Lignin
Elektřina
Syntetický plyn
Biopaliva
Bio-plyn
Bio-olej
Chemikálie
na bio-bázi
Řetězce
bohaté na uhlík
Materiály
na bio-bázi
Rostlinné
produkty
Teplo
Promoting the sustainable supply and use of energy for the greatest benefit of all
Samotná logistika biosurovin představuje mimořádně široký okruh praktických problémů, jako:
•
projektování sběru, skladování a prvotního zpracování (typy surovin, regionální geografie,
podpora druhové pestrosti a zvyšování produkce, vlastnická struktura systémů, zlepšení
ekonomiky, analýza možností snížení nákladů);
•
výzvy (zvyšování úrodnosti, pěstování v prostředí s nedostatkem vody, snížení nákladů práce,
snížení palivových nákladů);
•
technologie (recyklování živin, pohyb surovin, pokročilý sběr vč. odpadu, technologie efektivní
separace olejů, proteinů a uhlohydrátů, technologie rozkladu na složky, zdokonalení analýz
surovin);
•
regionálně zaměřený výzkum (plánování využití půdy, dálkové snímání podmínek, nakládání
vodou a odpadovou vodou, řasy jako surovina).
duben 2011
strana 39
Výzkum a vývoj biopaliv i jejich užití čeká na dořešení celé řady významných problémů, které
můžeme shrnout:
•
provoz a emise spalovacích motorů;
•
integrace a ekonomika procesů;
•
kontrola emisí;
•
biochemická konverze (efektivnější procesy, druhová pestrost výrobků, růst rozměrů systémů,
minimalizace spotřeby vody a odpadů);
•
termochemická konverze (efektivnější procesy, snížení ekologických vlivů procesů,
zplyňování, tekuté produkty).
Z dlouhodobého hlediska pak:
•
konverze proteinů a ligninů na vedlejší produkty;
•
tekuté ionické vysokoteplotní membrány;
•
konsolidované jednofázové bioprocesy;
•
využití vedlejších produktů;
•
integrace CCS;
•
katalyzátory (vývoj vysoce selektivních termochemických katalyzátorů, vývoj zdokonalených
smíšených alkoholických katalyzátorů).
3.
CHOVÁNÍ ELEKTRÁREN (TECHNICKÉ PARAMETRY)
(Rafael González Sánchez, WEC)
Zpráva informuje o hlavních výsledcích práce pracovní skupiny „WEC–Power Plant Performance“.
Dále informuje o zprávě pracovní skupiny z Buenos Aires z dubna 2010, o případové studii „Větrná
farma“ a o analogické studii k problematice systémové integrace. Sdělení končí závěry a návrhem
dalších kroků.
Zpráva pracovní skupiny z Buenos Aires se soustřeďuje na definice a posuzování chování
indikátorů, charakterizujících technické vlastnosti a chování elektráren, k nimž patří:
•
Pohotovost: Souvisí s pravděpodobností funkce bezporuchového provozu strojového parku
v kterékoli době.
•
Výrobní schopnost: Souvisí s kvantifikací možných ztrát energie a chováním diagramu výroby.
•
Spolehlivost: Je přiřazena k pravděpodobnosti řádné funkce díla a jeho komponent.
•
Udržovatelnost: Je přiřazena k pravděpodobnosti možnosti obnovení funkce komponent po
poruše.
•
Kvalita: Kvalita všech procesů a služeb ve vztahu k řízení a chování.
Analýza se zabývá některými problémy určování a využití zmíněných parametrů, konstatuje, že
skutečné vlastnosti díla nejsou vždy plně viditelné pro jejich vlastníky, vlastníci si mnohdy plně
neuvědomují své úkoly. Analyzují se i otázky spojené s řešením technických problémů.
Případová studie větrných elektráren vychází z definice pohotovosti díla jako doby, po kterou by
dílo mělo vyrábět, k celkovému časovému fondu. Za důležitější ukazatel se však pokládá energie,
která nebyla, resp. nemohla být vyrobena, tedy výrobní schopnost díla.
Pohotovost větrných elektráren je podle provedených analýz velmi vysoká, v 50 % případů
vykazují pohotovost vyšší než 97,5 % a 99 % větrných farem má pohotovost vyšší než 80 %.
strana 40
duben 2011
Případová studie větrných elektráren sleduje i výrobní schopnost větrných elektráren, prezentace
však konkrétní poznatky neuvádí, ale poukazuje na případy omezení výrobní schopnosti v důsledku
nepřiměřené síly větru.
Případová studie „Integrace“ se věnuje vzájemným vztahům mezi větrnými elektrárnami
a elektrizační soustavou. Kromě vlivů na provoz systému se zabývá službami, které větrné elektrárny
poskytují ve prospěch ES a službami, které tato díla požadují od ES. Dochází k velmi významnému
názoru, že „elektrárny využívající obnovitelné zdroje by se měly chovat stejně jako konvenční
elektrárny“.
Vlivy obnovitelných zdrojů na elektrizační soustavu zahrnují vlivy technické, které ovlivňují
bilancování výkonu, energie a prognózy (forecasting), kvalitu elektřiny (řízení napětí a kmitočtu),
stabilitu sítě (překonání poruch) a vlivy ekonomické (vliv na marginální cenu spotového trhu, posun
křivky nabídky).
Služby ve prospěch systému spočívají v příspěvku k managementu činného a jalového výkonu
podle požadavků TSO (řízení napětí a kmitočtu), v podpoře napětí a ovlivňování průběhu poruch.
Elektrárny poskytují data v reálném čase pro přípravu a vyhodnocení provozu.
Služby, které zajišťuje systém, souvisí s potřebou akumulace energie, služeb smart grids
a systému DSM.
V rámci dalšího postupu je žádoucí dosáhnout pokrok v následujících oblastech:
•
vývoj úplného a standardního modelu dat – chování a parametrů obnovitelných zdrojů;
•
definice datového modelu, který vyjadřuje služby poskytované obnovitelnými zdroji ve
prospěch elektrizační soustavy;
•
definice datového modelu, který vyjadřuje služby poskytované elektrizační soustavou ve
prospěch obnovitelných zdrojů;
•
podpora využití tohoto modelu společnostmi, zaměřenými na obnovitelné zdroje;
•
vytvoření rámce pro sdílení těchto informací složkami sektoru, kterými jsou podniky, investoři,
výrobci, konzultanti, university a veřejnost.
4.
TEMATICKÁ SKUPINA WEC INTERKONEKTIVITA
(Alessandro Clerici,WEC )
Zpráva informuje o některých výsledcích pracovní skupiny „WEC–Interconnectivity“.
Základními tezemi pracovní skupiny jsou:
•
Rozvoj světa je podmíněn energií.
•
Konečná spotřeba energie se za posledních deset let zvýšila o 20 %, spotřeba elektřiny
dokonce o 30 %.
•
Tento vývoj byl umožněn nejen rozvojem výroby elektřiny, ale i systémů přenosu a distribuce
– hospodárným zprostředkováním dodávky elektřiny pro průmysl, obchod a domácnosti.
•
Řada studií prokazuje vysokou korelaci mezi spotřebou elektřiny a sociálním vývojem a na
nezanedbatelnou úlohu “interkonektivity” při zásobování zemí, regionů, národů a dokonce
i kontinentů.
Z tohoto důvodu se WEC rozhodla v roce 2008 založit tuto tematickou pracovní skupinu, která má
30 členů z téměř 25 zemí. Po dvou letech usilovné práce pracovní skupina vydala svoji první zprávu.
Každý člen skupiny zpracoval vybraný problém, dílčí příspěvky byly navzájem zpřístupněny
a projednány na pracovních zasedáních skupiny. Individuální příspěvky jsou zahrnuty do zprávy, jejíž
duben 2011
strana 41
přílohy jsou k dispozici v elektronickém tvaru na webu www.worldenergy.org. Souhrn zprávy zahrnuje
pouze hlavní problémy, závěry a doporučení.
Výsledky výzkumu jsou shrnuty v pěti kapitolách, které shrnují:
•
Hlavní typy propojení, páteřní propojení na velké vzdálenosti integrované sítě, integrace OZ,
napájení izolovaných ostrovů, vliv CO2 na konkurenceschopnost nabídek.
•
Diskuse současného stavu a předpokládaného rozvoje komponent a technologií pro přenos
a rozvod.
•
Stav a trendy ve světě, národní, subregionální a regionální propojení, současná, budovaná
a plánovaná.
•
Identifikuje klíčové problémy propojení jako trhy, politické, regulační a právní aspekty, obchod,
bariéry, ekonomika, rizika a finance, alokace kapacit, sdílení nákladů, otázky ekologické,
sociální, udržovatelnosti apod.
•
Trendy hodnocení vybraných projektů propojení.
Sdělení se konkrétněji zabývá dálkovými přenosy velkých objemů elektřiny (HVAC, HVDC)
a uvádí některé příklady významných propojení (Čína, Norsko – Nizozemí, Itálie) a dále uvádí
i problematiku napájení ostrovů.
5.
ELEKTRICKÁ VOZIDLA A SMART GRID
(C.C. Chan, Japonsko)
Úspěch elektrických vozidel a tzv. plug-in hybridních vozidel do značné míry závisí na kvalitě tří
navzájem prolínajících se okruhů:
•
kvalitní produkty,
•
kvalitní infrastruktura,
•
kvalitní podnikatelský model.
Vysoká výkonnost musí být spojena s racionálními náklady.
Jedním ze základních směrů je integrace komponent elektrických a hybridních vozidel.
Očekávaný směr vývoje jejich komponent, hlavně pohonu, naznačuje následující obr. 3.13.
strana 42
duben 2011
Obr. 3.13 OČEKÁVANÝ VÝVOJ ELEKTRICKÉHO POHONU VOZIDEL
DNEŠEK
BUDOUCNOST
Další možnou perspektivou je přímý pohon nápravy podle obr. 3.14.
Obr. 3.14 PŘÍMÝ POHON NÁPRAV U ELEKTRICKÉHO VOZIDLA
duben 2011
strana 43
V souladu s rozvojem elektrické mobility by se měla rozvíjet odpovídající infrastruktura, která
zasáhne domácnosti, veřejný prostor i pracoviště. Harmonicky by se měla rozvinout síť nabíjecích
stanic. Následující tab. 3.1 vyjadřuje očekávané vybavení jednotlivých součástí infrastruktury
nabíjecími stanicemi a očekávané trvání nabíjení na jednotlivých stanicích.
Tab. 3.1 DOBY NABÍJENÍ ELEKTRICKÝCH VOZIDEL
Doba parkování
14 hod./den
2 hod./den
7 hod./den
Nabíjecí stanice
1 stanice
na 1 vozidlo
< 0,5 stanice
na 1 vozidlo
1 stanice
na 1 vozidlo
Normální
(3 kW, 10 hod.)
Rychlé
vysoký příkon
(22 kW, 2 hod.)
Normální
(3 kW, 7 hod.)
Doba nabíjení
Nabíjecí stanice dvou druhů, pro pomalé a rychlé nabíjení, budou součástí inteligentních sítí.
Jejich vazbu na zdroje elektřiny a přenosovou a rozvodnou síť znázorňuje následující obr.3.15.
Obr. 3.15 ELEKTRICKÁ VOZIDLA A INTELIGENTNÍ SÍTĚ
Nabí
Nabíjecí
jecí stanice EV – souč
součást Smart Grid
Zemní plyn
Uhlí
Nabíjecí stanice
Výroba
elektřiny
AC
100V / 200V
Biomasa
AC 200 V
(TOYOTA INDUSTRIES
CORPORATION)
Elektrická síť
JE
EV
OZ
DC
Rychlé nabíjení
DC 500 V
(HASETEC Corporation)
Nabí
Nabíjení
jení AC (100V/200V) pro denní
denní provoz
Rychlé
Rychlé nabí
nabíjení
jení DC pro nouzový provoz
Podle současných předpokladů k roku 2020 by elektromobily mohly tvořit 7 až 12 % z celkového
objemu prodeje automobilů. Kromě osobní dopravy lze očekávat také autobusy, případně nákladní
vozidla vybavená palivovými články. Předpokladem úspěchu je 6 „I“:
Inspirace – Imaginace – Inovace – Integrace – Implementace – Investice
strana 44
duben 2011
3.4
1.
VÝVOJ NOVÝCH ENERGETICKÝCH STRATEGIÍ V RÁMCI MEZINÁRODNÍ SPOLUPRÁCE
(Daniel Dobeni, Dánsko)
EU vypracovala pro své členské země doporučené energetické strategie. Ve skutečnosti však
existují směrnice EU, ale navazuje na ně 27 energetických strategií jednotlivých členských zemí. Tyto
země přejímají podněty směrnic, ale obvykle postupují bez vzájemné harmonizace.
Zaměření na nízkouhlíkovou a nízkoenergetickou společnost znamená posun dosavadního
paradigmatu. Přechod k takové společnosti vyžaduje čas a politickou vůli, ale i nezanedbatelné
investice. Další podmínkou je stabilní a předvídatelné právní prostředí a regulace.
Cíle společného snažení by měly být zaměřeny na 3 proklamované cíle EU, kterými jsou:
•
konkurenceschopnost;
•
udržitelnost (omezení negativních vlivů na životní prostředí včetně skleníkových plynů,
podpora obnovitelných zdrojů a rozptýlené výroby energie);
•
bezpečnost dodávek energie.
Realizace záměrů vyžaduje pokrok v řadě oblastí:
•
integraci dosavadních regionálních trhů elektřinou,
•
dosažení podílu 20 % obnovitelných zdrojů k roku 2020 na prvotních zdrojích energie v EU
a také podíl až 30 % obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny (viz obr. 3.16);
•
přechod k rozptýlené výrobě elektřiny – příkladem mohou být záměry Dánska.
•
„inteligentnější provoz“ zdrojů elektřiny s náhodným charakterem výroby, tj. větrných
a solárních elektráren. Dánská zkušenost ukazuje, že změna rychlosti větru o 1 m/s pro
instalovaný výkon 2400 MW vyvolává změnu výkonu na prahu elektrárny až o 320 MW!
Vysoký podíl obnovitelných zdrojů vyžaduje, aby TSO měl k disposici značné rezervy výkonu
v pružných zdrojích elektřiny.
Obr. 3.16 OČEKÁVANÁ VÝROBA ELEKTŘINY Z VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN V EU
2030
2020
Off-shore
wind
Today
On-shore
wind
duben 2011
strana 45
Realizaci vytčených cílů napomáhá mezinárodní spolupráce provozovatelů přenosových sítí
(TSO) na platformě jejich mezinárodního sdružení ENTSO-E.
ENTSO-E v přítomnosti zahrnuje 42 TSO z 34 zemí a je plně v provozu od července 2009. Transevropská síť, kterou obhospodařuje a řídí, zahrnuje:
•
525 millionů občanů;
•
828 GW instalovaného výkonu;
•
305 tisíc km přenosových vedení;
•
3 400 TWh spotřeby elektřiny za rok;
•
400 TWh výměny elektřiny za rok.
Aktivity ENTSO-E jsou široké, jsou definovány směrnicí EU a mj. zahrnují:
•
návrhy kodexu sítí;
•
efektivní přístup k přeshraničním přenosových sítím;
•
rámcový desetiletý plán rozvoje sítí;
•
evropský výhled adekvátnosti výroby;
•
plán koordinace provozu sítí;
•
výzkumný a vývojový program;
•
roční pracovní program a roční zprávy.
Desetiletý plán rozvoje evropských sítí, který uvádíme jako příklad činnosti, předpokládá na
principu přijatelnosti, zdůvodněných nákladů a nezbytné regulace:
•
masivní integraci obnovitelných zdrojů elektřiny v severní a jižní Evropě;
•
významné toky energie ve směru východ–západ a sever–jih v severovýchodním a centrálním
jižním regionu;
•
integraci baltských států;
•
připojení nových konvenčních elektráren;
•
napájení vybraných velkých měst a regionů.
Další činnosti jsou zaměřené na lepší harmonizaci jednotlivých složek trhu elektřinou,
příznivějšího legislativního a regulačního rámce, urychlení a zjednodušení povolovacích procedur,
hlubších vzájemných vztahů DSO a TSO s jejich zákazníky, inteligentnější provoz sítí.
2.
ÚLOHA ENERGETICKÝCH REGULÁTORŮ V MĚNÍCÍM SE SVĚTĚ
(Lord Mogg, Velká Británie)
S rozvojem a prohlubováním spolupráce evropských elektrických sítí se prohlubuje a mění i úloha
regulátorů členských zemí. Tradičně jejich úlohou byla ekonomická regulace, udržování pokud možno
nízkých cen a podpora efektivnosti přirozeně monopolních aktivit.
Dnes se mění pojetí a rozsah odpovědnosti mnoha regulátorů. Budou zaměřeny na bezpečnost
zásobování, ochranu klimatu, obnovitelné zdroje, inovace, ohrožené zákazníky, konkurenci na
liberalizovaném trhu apod.
Jejich úkoly definuje a motivuje řada materiálů EU a její současná legislativa, týkající se např.:
liberalizace trhu s elektřinou a plynem (3. energetický balíček a klimaticko-energetický balíček),
regulace bezpečnosti zásobování elektřinou a plynem, připravované záměry na změny energetické
strana 46
duben 2011
infrastruktury, legislativy integrity a obchodování na trhu. Nové pravomoci a formální struktury budou
zprostředkované novou Agenturou pro spolupráci energetických regulátorů (Agency for the
Cooperation of Energy Regulators – ACER).
Významné úkoly v dané oblasti má Mezinárodní konfederace energetických regulátorů (ICER –
International Confederation of Energy Regulators). Jeho cílem je mj. zdokonalit informovanost
veřejnosti i tvůrců energetické politiky a vymezení úlohy regulace a regulátorů v oblasti klimatických
změn, obnovitelných zdrojů, obchodování s emisemi, LNG apod.
ICER se zaměřuje na 4 oblasti:
•
bezpečnost zásobování,
•
změny klimatu,
•
konkurenceschopnost a přijatelnost,
•
vzdělávání a výcvik regulátorů.
3.
ÚLOHA NOVÝCH JADERNÝCH TECHNOLOGIÍ NA CESTĚ K NÍZKOUHLÍKOVÉ
SPOLEČNOSTI
(P. Schedrovitsky, Rusko)
Energetiku, zvláště elektroenergetiku, čekají významné změny. Změna dosavadního paradigmatu
je charakterizovaná přechodem k nízkouhlíkové výrobě, podporou obnovitelných zdrojů, inteligentních
sítí, distribuované výroby, zvyšování energetické účinnosti a rozvojem velkokapacitní akumulace.
Velkokapacitní nízkouhlíková výroba si vyžádá „čistou“ výrobu elektřiny z plynu a uhlí, realizaci CCS
a na jednom z předních míst i rozvoj jaderné energie.
Prezentace charakterizuje především aktivity ruské společnosti Rosatom, ale její aktivity jsou ve
značné míře charakteristické pro kteroukoli velmoc, zabývající se jadernými technologiemi. Zmíněné
aktivity jsou charakterizovány na obrázku 3.23.
Rosatom dnes obstarává 163,3 TWh roční výroby elektřiny v Rusku, a tato výroba by k roku 2015
měla vzrůst na 234,4 TWh/rok. Instalovaný výkon JE v Rusku obnáší 24 GW, 14 reaktorů se v Rusku
nachází ve výstavbě, dalších 52 staví společnost v zahraničí. Rusko se podílí 17 % na světovém trhu
jaderného paliva, při podílu 40 % na obohacování uranu, což obnáší zpracování 5000 t uranu.
duben 2011
strana 47
Obr. 3.17 AKTIVITY SPOLEČNOSTI ROSATOM
Těžba uranu
Uran
Základní aktivity
Technologie
odstředivek plynů
Obohacování
Prodej SWU/ LEU
Výroba
Prodej palivových
souborů
Strojírenství
Energetické aktivity
VVER
technologie
Výstavba JE v Rusku
Provoz JE
Prodej elektřiny
Budování JE
Výstavba JE v
zahraničí
Ošetření
spotřebovaného
paliva
Infrastruktura
radioaktivního
odpadu
Nukleární
ledoborec
Koncové aktivity
4
www.rosatom.ru
Rosatom v současnosti pracuje na celé řadě jaderných technologií budoucnosti, které
charakterizuje obr. 3.18.
Obr. 3.18 VÝZKUM A VÝVOJ SPOLEČNOSTI ROSATOM
Technologie jaderné fúze
Nová technologická platforma
Modernizace reaktorů VVER
Technologie
Technologie
rychlých reaktorů palivového cyklu
Technologie
3D a 6D
Zlepšení
bezpečnosti,
prodloužení
doby života
Vysoká
intenzita
R&D fúze
Nové kapacity
reaktorů
Olovo
Palivo МОХ
Detektory
Efektivnější
využití paliva
Olovo-bismut
Suchý
reprocessing
Konverze
energie
Zesílení
povrchu
Datové báze
Sodík
Konečné
uložení
Manuály
Materiály
Nové
technologie
přepracování
Nové energetické technologie
Supravodivost
Reaktor 1 MW
VTGR
Vysokoteplotní reaktor
chlazený plynem
4.
Domácí
výzkum
ITER
Nové materiály
pro ES
„Smart“
systémy
Základní výzkum
TECHNICKÉ A POLITICKÉ VÝZVY VÝROBY ELEKTŘINY Z LESNÍ BIOMASY
(Gerhard Mayer, Německo)
Se záměrem, využít lesní biomasu k výrobě elektřiny, případně tepla, souvisí některé výzvy
politického i technického charakteru. Z politických můžeme jmenovat:
•
strana 48
legislativu a standardy;
duben 2011
•
podporu a financování;
•
vytvoření implementační agentury;
•
vymezení regionů, vhodných pro obnovitelné zdroje.
Neméně důležité jsou výzvy technické a ekonomické, jimiž jsou:
•
technologie a rozsah uplatnění;
•
dostupnost biomasy (dopravní vzdálenost);
•
ekonomická proveditelnost;
•
uplatnění pro vytápění a chlazení.
Implementační agentura by měla motivovat vznik podmínek pro uplatnění lesní biomasy jako
zdroje energie a řídit proces jejího pronikání na trh. K jejím úkolům by mělo patřit:
•
trvalá informovanost tvůrců energetické politiky, informovanost investorů a zákazníků,
•
nákladové aspekty projektů,
•
výcvik odborníků,
•
hardware a software technologií,
•
péče o dodržování standardů a kvality.
V Německu se vyskytují regiony vhodné pro plné (100 %) využití obnovitelných zdrojů, týkají se
až 10 % území federace s 6,2 milionů obyvatel. Lze konstatovat, že regionální cíle jednotlivých
oblastí jsou často ambicióznější než vládní záměry. Energetická politika je nezbytná a jako klíčové se
jeví vyčerpávající dlouhodobé koncepce a kontinuita rozvoje.
Kromě ekonomických podmínek se řada otázek týká techniky nasazení biomasy. Problematiku
názorně shrnuje následující obrázek. Dodejme, že jádro technologií, až do tepelného výkonu 50 MW
je už dobře propracované a je plně k dispozici pro komerční užití.
Závěrem dodejme, že využití lesní biomasy je na postupu i v Rakousku. Už na úrovni r. 2006
dosáhlo užití lesní biomasy 213 PJ (petajoulů) a krylo 15 % spotřeby prvotních zdrojů, od jednotlivých
kamen a kotlů až po centralizovanou výrobu, která obnášela cca 11 %.
duben 2011
strana 49
4
VÝSLEDKY ANKET K TÉMATŮM KONGRESU
K tematickým celkům jednotlivých dnů zasedání byly mezi účastníky uspořádány ankety, týkající
se palčivých otázek soudobé světové energetiky. V dalších podkapitolách uvádíme otázky položené
v jednotlivých pracovních dnech Kongresu a graficky charakterizujeme, případně komentujeme
odpovědi. Celkově lze konstatovat, že odpovědi na otázky položené v rámci anket dávají dobrý
přehled o názorech energetických odborníků v globálním měřítku.
4.1
1.
Dokáže lidstvo omezit budoucí růst poptávky po energii pomocí zvýšené energetické
efektivnosti a dalšími opatřeními DSM?
Obr. 4.1 OMEZENÍ RŮSTU POPTÁVKY PO ENERGII VYŠŠÍ EFEKTIVNOSTÍ A DSM
Ne
31 %
Ano
69 %
Většina respondentů je v této odpovědi optimistická, i když skupina skeptiků není zcela
zanedbatelná.
2.
Postačí k pokrytí nové spotřeby energie obnovitelné zdroje jako větrná a sluneční
energie?
Obr. 4.2 OBNOVITELNÉ ZDROJE JSOU DOSTATEČNÉ PRO KRYTÍ BUDOUCÍ NOVÉ
SPOTŘEBY ENERGIE
Ano
47 %
Ne
53 %
strana 50
duben 2011
Nepatrná většina respondentů je skeptická, zdá se, že chápou dosud nedostatečný výkon
alternativních zdrojů a množství problémů, které jsou spojeny s jejich provozem.
3.
Jaké jsou největší výzvy pro energetiky ke krytí stále rostoucí spotřeby?
Obr. 4.3 NEJVĚTŠÍ VÝZVY ROZVOJE SVĚTOVÉ ENERGETIKY
Neurčitost
regulace
5%
Jiné
13 %
Nedostatek zdrojů
12 %
Růst spotřeby
22 %
Odpor veřejnosti
8%
Nedostatek
investic
40 %
Podle významného počtu respondentů je energetická budoucnost nejsložitější s ohledem na
nedostatek investic pro rozvoj potřebné infrastruktury, který jen stěží bude stačit tempu očekávaného
růstu spotřeby, zejména v rozvojových zemích.
4.
Jaké jsou nejnaléhavější úkoly světa v energetice?
Obr. 4.4 NEJNALÉHAVĚJŠÍ ÚKOLY SVĚTOVÉ ENERGETIKY
Jiné
15 %
Klasické zdroje
11 %
Obnovitelné
zdroje
23 %
Ochrana klimatu
13 %
Smart grids
15 %
duben 2011
Efektivnost
23 %
strana 51
Přes určitou nedůvěru k obnovitelným zdrojům za nejnaléhavější úkoly současnosti se pokládá
výstavba nových obnovitelných zdrojů. Není zanedbatelný ani názor, který nadále preferuje kapacity
klasické. Velká důvěra se vkládá v účinné programy efektivnosti. Do jisté míry překvapuje důvěra,
která se vkládá do budování inteligentních sítí, jako naléhavého úkolu současné energetiky.
4.2
1.
Změní se výrazně struktura energetických zdrojů v budoucích 20 letech?
Obr. 4.5 ZMĚNY STRUKTURY ENERGETICKÝCH ZDROJŮ V PŘÍŠTÍCH 20 LETECH
Ne
30%
Ano
70%
Většina světových energetiků očekává už v nejbližších dvaceti letech významné změny struktury
energetických zdrojů.
2.
Jaká technologie získá nejvyšší důležitost v budoucím energetickém mixu?
Obr. 4.6 NEJDŮLEŽITĚJŠÍ ENERGETICKÉ TECHNOLOGIE
Biopaliva
4%
Uhlí
1%
Vodní energie
5%
Ropa
2%
Jiné
4%
Jaderné
elektrárny
20 %
Zemní plyn
19 %
Obnovitelné
zdroje
45 %
strana 52
duben 2011
O důležitosti nových technologií (nových generací) jaderných reaktorů napovídá i následující
anketa, podle níž uhelné elektrárny budou výrazně ztrácet na významu (51,4 % respondentů),
klasické elektrárny jaderné jen v malé míře (5,2 %). Tuto anketu zde neilustrujeme.
3.
Které hlavní faktory dovolí vyrovnat se s rostoucí poptávkou po energii?
Obr. 4.7 HLAVNÍ FAKTORY PODPORUJÍCÍ RŮST
Ekologická
přijatelnost
9%
Sociální
akceptance
12 %
Jiné
5%
Vodní energie
2%
Nové technologie
56 %
Snížení emisí CO2
16 %
Největší naděje se vkládají do nových výrobních technologií, resp. technologií čisté výroby
elektřiny. Poměrně důležitá úloha se přisuzuje celosvětovým dohodám o ochraně klimatu a jejich
sociální i environmentální přijatelnosti.
4.
Který obnovitelný zdroj bude nedůležitější pro další rozvoj?
Obr. 4.8 NEJDŮLEŽITĚJŠÍ OBNOVITELNÝ ZDROJ
Biopaliva
10 %
Jiné
7%
Sluneční
31 %
Vodík
9%
Vodní vč. přílivu
10 %
Geotermální
5%
Větrné
28 %
Přes současné problémy se sluneční energií se její úloha považuje pro budoucnost v rámci
obnovitelných zdrojů za nejvýznamnější, jen o něco menší význam se přikládá energii větrné.
duben 2011
strana 53
Význam biopaliv pro energetickou budoucnost se oceňuje pouze asi na jedné třetině předchozích
dvou zdrojů.
4.3
1.
Dosáhne energetický sektor udržitelnost (vyrovnanost zásobování palivy a spotřeby)
k roku 2030?
Obr. 4.9 UDRŽITELNÝ ROZVOJ ENERGETIKY DO ROKU 2030
Ano
47%
Ne
53%
Přes současné vymezení jednoho ze základních požadavků na budoucí energetiku – udržitelnost
rozvoje a probíhající i připravovaná opatření – podle respondentů není jisté, zda tento cíl bude
dosažen již do roku 2030.
2.
V které oblasti je nutno zdokonalit sektor energetiky?
Obr. 4.10 VE KTERÉ OBLASTI ZDOKONALIT ENERGETIKU
Jiné
2%
Tvorba strategií
12 %
Ochrana živ.
prostředí
16 %
Souhlas veřejnosti
13 %
Nové technologie
24 %
Emise CO2
17 %
strana 54
Udržitelný rozvoj
16 %
duben 2011
Poznamenejme, že v této anketě bylo povoleno více odpovědí a nepožadoval se výběr jedné
nejdůležitější oblasti. Za nejzávažnější pro harmonický rozvoj energetiky se považuje výzkum, vývoj
a praktické nasazení nových energetických technologií. Za prakticky rovnocenné se považuje
hledisko ochrany životního prostředí (zejména emisí CO2) a udržitelného rozvoje; tato hlediska lze
považovat za komplementární. Významné hodnocení dostalo úsilí o souhlas veřejnosti a zdá se, že
za slabiny současných postupů se považuje schopnost definovat životaschopné programy (plány)
a strategie.
3.
Je nová ekologická a sociální regulace překážkou energetických projektů?
Obr. 4.11 REGULACE JAKO PŘEKÁŽKA
Ne
38 %
Ano
62 %
Výsledky ankety zobrazují nespokojenost se stavem a vlivy sociální i ekologické regulace, které
nejednou brání pružnému prosazování žádoucích projektů.
4.
Změní zapojení veřejnosti způsob činnosti energetických společností?
Obr. 4.12 VEŘEJNOST OVLIVNÍ ENERGETICKÉ SPOLEČNOSTI
Ne
12 %
Ano
88 %
duben 2011
strana 55
5.
Jaké jsou nejdůležitější výzvy jaderné energetiky?
Jak vyplývá z řady poznatků Kongresu, jaderná energie, zejména nové generace jaderných
reaktorů jsou významným příslibem přibližování světové i regionální energetiky k žádoucím metám.
I tato anketa umožnila několik odpovědí a tak lépe zobrazuje vztah respondentů k dílčím problémům.
Obr. 4.13 VÝZVY JADERNÉ ENERGETIKY
Zatížení
spotřebitelů
14 %
Jiné
3%
Bezpečnost
infrastruktury
17 %
Zacházení
s odpadem
7%
Zásobování
palivem
10 %
Úroveň investic
22 %
Veřejné mínění
16 %
Mezinárodní
bezpečnost
11 %
Tento sektor energetiky čeká srozumitelnou odpověď na řadu významných výzev, na něž jsou
občanská veřejnost a zejména některé její substruktury velmi citlivé. Je nesporné, že přes velmi
přijatelnou cenu elektřiny z jaderných elektráren je jejich investiční náročnost mimořádně vysoká, to je
asi důvodem, že za výzvu číslo 1 se považuje zvládnutí úrovně nezbytných investic. V pořadí
důležitosti následuje bezpečnost infrastruktury jaderné energetiky, která mimořádně intenzivně
ovlivňuje veřejné mínění. Nižší pozornost zacházení s radioaktivním odpadem zřejmě je ovlivněna
současnými pokroky v této oblasti.
4.4
1.
Je k disposici dostatek financí pro energetické projekty?
Obr. 4.14 DOSTATEČNÉ FINANCE PRO ENERGETICKÉ PROJEKTY
Ano
34 %
strana 56
Ne
66 %
duben 2011
Energetika příštích desetiletí, pokud jde o náročnost financování, překoná všechny dosavadní
dimenze. Důvody k tomuto tvrzení jsou vymezeny v řadě prezentací a referátů. Energetici v této
anketě vyslovují obavy o možnost zabezpečení dostatku financí pro další rozvoj a pro četné
očekávané nebo doporučované strukturální změny.
2.
Které faktory zpomalují energetické projekty?
Obr. 4.15 FAKTORY ZPOMALUJÍCÍ ENERGETICKÉ PROJEKTY
Celková recese
16 %
Jiné
9%
Neurčitost
regulace
34 %
Kriteria úvěrů
8%
Opozice veřejnosti
4%
Fluktuace cen
energií
12 %
Ekologické
záležitosti
17 %
Nedostatek finančních zdrojů pro rozvoj a provoz nebude jedinou brzdou harmonického rozvoje
světové energetiky ani jedinou brzdou realizace nejpokročilejších energetických projektů. Jejich
příprava, projektování a realizace bude nadále ve velké míře narážet nejen na vlivy současné
doznívající recese a na rozdíly názorů o plnění environmentálních požadavků, ale i na nejistoty a ne
zcela jasné či předvídatelné ekonomické podmínky (fluktuace cen, finanční služby apod.). Je
překvapivé, že menší váha se klade vlivu opozice veřejnosti.
3.
Které jsou klíčové faktory potřeby reformy regulace?
Obr. 4.16 KLÍČOVÉ FAKTORY REFOREM REGULACE
Návratnost
11 %
Nejsou nezbytné
0%
Jiné
2%
Klimatické změny
26 %
Mezinárodní
obchod
14 %
Finanční
odpovědnost
15 %
duben 2011
Účast veřejnosti
15 %
Sociální
odpovědnost
17 %
strana 57
V popředí cílů reformy regulace by podle názoru respondentů měla být ochrana proti změnám
klimatu. Za přibližně rovnocenné se pořadím druhém místě považují otázky sociální a finanční
odpovědnosti (např. zabezpečení návratnosti investic), zapojení veřejnosti do přípravy a realizace
energetických projektů. Při vymezení nástrojů regulace nelze zanedbat podmínky mezinárodního
obchodu energetickými produkty a službami, bez nichž je soudobé energetika nemyslitelná. Jen
nepatrný podíl respondentů považuje regulaci, resp. její reformu za zbytečnou.
4.
Vyžaduje sektor energetiky více nebo méně regulace?
Obr. 4.17 POTŘEBNÁ MÍRA REGULACE
Vyhovuje
25 %
Více
49 %
Méně
26 %
Zajímavý je názor na potřebnou míru regulace odvětví, která ovlivňuje zejména ekonomiku
sektoru. Většinový názor připouští potřebu intenzívnější regulace sektoru, poměrně vyvážený je podíl
respondentů, kteří považují současnou regulaci za vyváženou, nebo doporučují její snížení.
5.
Vyžaduje sektor energetiky přizpůsobení reformy regulace nové ekologické a sociální
situaci?
Obr. 4.18 PŘIZPŮSOBENÍ REFORMY REGULACE EKOLOGICKÉ A SOCIÁLNÍ SITUACI
Ne
11 %
Ano
89 %
strana 58
duben 2011
6.
Povede 16. konference OSN o změnách klimatu k významným výsledkům?
Obr. 4.19 OČEKÁVÁNÍ POZITIVNÍHO VÝSLEDKU KONFERENCE V CANCUNU
Ano
15 %
Spíše ne
57 %
Ne
28 %
Všechny dosavadní konference OSN o ochraně klimatu nesplnily beze zbytku do nich vkládaná
očekávání a to je asi důvod, proč jsou účastníci kongresu skeptičtí k očekávaným výsledkům
klimatické konference v mexickém Cancunu. Pouze malá část respondentů očekávala významné
výsledky, zbytek byl k úspěchu konference skeptický nebo dokonce zcela pochyboval o možných
pozitivních výsledcích.
duben 2011
strana 59
5
VYBRANÉ REFERÁTY KONGRESU
Kongresu bylo zasláno 324 referátů z 57 zemí světa a tyto referáty jsou dostupné v originále na
internetových stránkách www.worldenergy.org, přičemž jsou členěny podle 4 základních témat
Kongresu a dále podle 6 až 7 dílčích podtémat. Seznam všech referátů v uvedeném členění je
uveden v příloze 1 tohoto sborníku. Kompletní soubor 324 referátů představuje více než 5000 stran
textu, a proto pro publikaci stručné charakteristiky bylo zvoleno pouze 182 referátů, které mohou být
nejvíce zajímavé pro českou energetickou veřejnost. Anotace těchto vybraných referátů jsou uvedeny
v příloze 4 tohoto sborníku. (Přílohy sborníku jsou publikovány pouze v elektronické formě na webu
www.wec.cz.).
V této kapitole uvádíme výtah hlavních myšlenek ze 12 vybraných referátů, které podle názoru
autorů mohou být zajímavé pro českou odbornou veřejnost a které dokumentují šíři probírané
problematiky. Tyto výtahy referátů nejsou v kapitole 5 členěny podle 4 hlavních témat Kongresu, ale
jsou členěny z hlediska odborné problematiky do čtyř podkapitol, kterými jsou:
•
energetická politika a ekologie;
•
primární zdroje energie;
•
výroba energie;
•
sítě.
Přehled zemí, ze kterých byly na Kongres přijaty referáty, spolu s počtem referátů je uveden
v následující tab. 5.1.
Tab. 5.1 PŘEHLED ZEMÍ, ZE KTERÝCH BYLY ZASLÁNY REFERÁTY KONGRESU
Země
1. Kanada
Počet ref.
66
Země
Počet ref.
Země
20. Filipíny
4
39. Nový Zéland
2
2. USA
33
21. Švédsko
4
40. Ukrajina
2
3. Brazílie
16
22. Thajsko
4
41. Venezuela
2
4. Francie
15
23. Finsko
3
42. Albánie
1
5. Japonsko
13
24. Chorvatsko
3
43. Dánsko
1
6. Indie
12
25. Jižní Afrika
3
44. Ekvádor
1
7. Alžír
11
26. Mexiko
3
45. Estonsko
1
8. Čína
11
27. Nigérie
3
46. Gabon
1
9. Německo
11
28. Rakousko
3
47. Ghana
1
10. Itálie
8
29. Rumunsko
3
48. Hong Kong
1
1
11. Maďarsko
8
30. Slovensko
3
49. Island
12. Argentina
7
31. Turecko
3
50. Kamerun
1
13. Korea
7
32. Bangladéš
2
51. Laos
1
14. Švýcarsko
6
33. Belgie
2
52. Nizozemí
1
15. Velká Británie
6
34 ČR
2
53. Rusko
1
1
16. Irán
5
35. Egypt
2
54. Slovinsko
17. Norsko
5
36. Litva
2
55. Tadžikistan
1
18. Polsko
5
37. Lotyšsko
2
56. Trinidad
1
19. Austrálie
4
38. Nepál
2
57. Uruguay
Celkem
strana 60
Počet ref.
1
324
duben 2011
Z České republiky byly dodány 2 referáty, a to:
•
Alternativní zdroje energie v českém energetickém mixu
(Lisý Martin, Baláš Marek, Skála Zdeněk, Brno University of Technology)
•
Rozvoj elektroenergetiky ČR – Spolehlivý, bezpečný a odpovědný mix zdrojů
(Miroslav Vrba, Jiří Jež, Jiří Ptáček, WEC ČR)
5.1
ENERGETICKÁ POLITIKA A EKOLOGIE
(Andrea Athanas, Nadine McCormick, IUCN, Švýcarsko)
Svět se nachází na energetické křižovatce. Změny, které probíhají, mají dopady na ekosystém
a samotnou lidskou existenci. Energetická bezpečnost znamená spolehlivé zásobování přijatelnou
energií, která má dvě dimenze: spolehlivost a odolnost. Změny ekosystému, které způsobují
degradaci životního prostředí a změny klimatu, potenciálně ovlivňují spolehlivost i pružnost
energetických systémů. Investice do ekosystémů napomáhají jejich ochraně a omezují nepředvídaná
rizika energetické bezpečnosti. Komunity, zaměřené na energetiku a úspory energie, by měly
společně budovat spolehlivé a odolné energetické systémy a podpořit jejich hodnotu.
Péče o klima a bezpečnost zásobování urgentně vyžadují zlepšit přístup k energii pro miliony
domácností a zdokonalit stárnoucí infrastrukturu. Organizace IUCN (International Union for the
Conservation of Nature) usiluje o zvládnutí negativních ekologických vlivů energetických technologií
a politik a pochopit, jak může podpora ekosystémů přispět k udržitelné budoucnosti. Energetická
bezpečnost znamená spolehlivé zásobování přijatelnou energií, která má dvě dimenze: spolehlivost
a odolnost. Spolehlivost znamená jistotu dostupnosti služeb energetiky pro všechny, kdo je potřebují.
Odolnost je schopnost systému vyrovnat a zvládnout šokové události a změny.
Změny ekosystému potenciálně ovlivňují spolehlivost i odolnost energetiky. Investice do
ekosystému znamenají jeho ochranu. Degradace ekosystému znamená nepředvídatelná rizika
i v oblasti energetické bezpečnosti. Komunity, zaměřené na energetiku a na úspory energie, by měly
spolupracovat na vybudování spolehlivých a odolných soustav.
Ekosystémy a spolehlivost v energetických soustavách
Ekosystémy poskytují lidstvu určité služby a tím podporují společenský prospěch (viz obr. 5.1).
Klíčovou službou ekosystému je přitom poskytování energie.
duben 2011
strana 61
Obr. 5.1 SLUŽBY EKOSYSTÉMU A JEJICH VLIV NA SPOLEČNOST
Energetika ovlivňuje ekosystémy a může ohrozit jejich integritu, ale přitom je odkázána na
dostupnost přírodních zdrojů a další služby ekosystémů, což se týká většiny zdrojů energie.
Degradace ekosystémů tak ohrožuje spolehlivost energetických technologií a systémů.
Ekosystémy a odolnost energetických soustav
Všeobecně platí, že odolnost, resp. bezpečnost energetických soustav, je jejich významnou
vlastností. Tradiční analýzy se soustřeďují téměř výhradně na studium vlivu otřesů a změn na
ekonomických trzích (např. cen ropy) a na geopolitické otázky. Úsilí o zajištění odolnosti
energetických soustav se tak soustředilo pouze na spolehlivost zásobování.
Nové sdružení nezávislých analytiků „HELIO International“ naproti tomu zkoumá, jak mohou
zranitelné energetické systémy odolávat otřesům a změnám životního prostředí a jak jsou účinná
navazující opatření na straně energetiky. Některé studie předpokládají zvýšení kvality ekosystémů
v zájmu lepšího přístupu k energiím. Podle závěru prací uvedeného sdružení mnohé systémy nebyly
dosud projektovány tak, aby se mohly vypořádat s potenciálními hrozbami.
K podobným závěrům v práci OSN dochází zpráva ISDR (International Strategy for Disaster
Reduction). Zabývá se hnacími momenty rizik, mezi nimi znehodnocováním životního prostředí.
Ekosystémy obstarávají řadu služeb jako je produkce potravin a dalších surovin, kulturní služby,
regulaci klimatu a vodních toků, což zdůrazňuje potřebu vypořádat se s riziky jako je urbanizace, vlivy
chudých oblastí a degradace ekosystémů, které v souhrnu znamenají vysokou úroveň bídy,
ekonomické ztráty a nutnost připravit se na nepříznivé vlivy jako záplavy, sucha, bouřky, zemětřesení,
požáry apod.
strana 62
duben 2011
Lidstvo v průběhu času přizpůsobilo ekosystém svým potřebám, aby poskytoval více potravin,
čerstvé vody, dřeva, vlákniny, paliva. Naše služby ve prospěch ekosystému ovšem neustále klesaly
a vedou k riziku záplav, sucha, bouřek, zemětřesení apod.
Závěry – cesta vpřed
Tradiční energetická politika projektování systémů, jednostranně zaměřená na spolehlivost
soustav, se jeví pravděpodobně nedostatečné z hlediska odolnosti, resp. bezpečnosti a udržitelnosti.
V jejím zájmu by energetické systémy měly být navrhovány na základě integrovaného přístupu
nazvaného podle organizace HELIO International „ecodevelopment“ (ekorozvoj), který propojuje
ekologické, ekonomické, technické, sociální a občanské aspekty systému. Ke komponentám tohoto
přístupu patří
•
vyhodnocení vlivů na ekosystém;
•
zapojení účastníků;
•
analýza stavu ekosystému;
•
zajištění služeb ekosystému a
•
komunitní management.
Mnoho úsilí se ještě musí vynaložit v oblasti analýz efektivnosti strategií podpory ekosystému
a při implementaci či zdokonalování těchto strategií.
5.1.2 Do nové epochy elektřiny s optimální integrací decentralizovaných zdrojů
energie – Projekt FENIX
(Heinz Cech, Erich Fuchs, Anton Heher, Albana Ilo, Tevfik Sezi, Johann Trimmel, Siemens AG,
Německo, Thomas Werner, Iberdrola Distribucion Electrica, Německo)
Decentralizované zdroje energie (Decentralized Energy Resources – DER) hrají významnou roli
ve scénářích budoucího rozvoje elektroenergetiky. Dnešní princip připojování obnovitelných zdrojů
(OZ) do sítě se označuje jako „připoj a zapomeň“ (plug and forget) a má za cíl maximalizovat přenos
činného výkonu, aniž by se využívaly skutečné možnosti OZ. Jiné zdroje, využívající fosilní paliva se
ve stavech ohrožení systému aktivují a přispívají tak k řízení a regulaci. Příspěvek popisuje výsledky
demonstračního projektu instalace OZ ve velké distribuční oblasti s cílem využít tyto zdroje pro trh
s elektřinou, pro podporu kmitočtu a napětí přenosové soustavy, podporu napětí specifických částí
distribuce a napáječů a pro zlepšení stability ve stavech ohrožení.
Název projektu FENIX byl odvozen od hesla „Flexible Electricity Networks to Integrate the
eXpected energy evolution“ (Pružné elektrické sítě integrující očekávaný vývoj elektroenergetiky).
Jedná se o společný evropský projekt, zčásti podporovaný EK v rámci 6. komunitárního rámcového
projektu výzkumu, technického rozvoje a demonstrace. Projekt byl zahájen v říjnu 2005 a byl
plánován na 4 roky. Měl 20 partnerů z energetických společností, výrobců, dodavatelů informačních
a komunikačních technologií (IKT), výzkumných a vývojových center, univerzit a poradenských
společností. Celkový rozpočet projektu obnášel 14,7 milionů EUR a finální demonstrace proběhla
v Bilbao (Španělsko) a v Londýně.
Cílem projektu bylo prezentovat možnou proměnu OZ z pasivních částí distribuční sítě na aktivní
prvek sítě s významným příspěvkem k provozu sítě a k obchodu s elektřinou. V současné době OZ
duben 2011
strana 63
nejsou integrovány do provozu sítě a nezúčastňují se obchodu s elektřinou. Je to dáno skutečností,
že jsou příliš malé a početné a nejsou řiditelné na individuální bázi.
Cílem projektu je demonstrovat, že větší počet OZ v různých lokalitách a různého výkonu může
být integrován do virtuální elektrárny („Virtual Power Plant“ – VPP), kterou lze využít podobně jako
jiný zdroj připojený k přenosové soustavě. Tento integrovaný přístup dovoluje, aby se OZ zúčastnily
obchodu s elektřinou, případně sloužily jako terciární záloha. Navíc, kombinace OZ může podporovat
přenosovou soustavu jalovým výkonem k řízení napětí na rozhraní přenosu a distribuce, což bylo
prokázáno i v rámci demonstrace projektu.
Centrem pozornosti projektu nebyla pouhá kombinace aktivit OZ formou VPP, ale řešení
umožňující, aby každý OZ podporoval napětí distribučních uzlů a vedení, což bylo dalším cílem
projektu.
Cíle budoucích elektrizačních soustav
Dnešní politika instalací OZ je soustředěna spíše na jejich připojování než na jejich integraci do
soustavy. Typicky jsou dnešní OZ instalovány na principu „vybuduj a zapomeň“ (“fit and forget”), což
vychází z požadavků pasivních distribučních soustav. V tomto případě OZ nejsou v soustavě
identifikovatelné. Mohou svým způsobem nahradit výrobu centralizovaných elektráren, ale s ohledem
na omezení na straně regulace nemohou plně nahradit jejich kapacitu. Bez aktivní participace OZ na
provozu systému se tyto nemohou podílet na podpoře systému a zajišťování jeho bezpečnosti.
Uvedené funkce musí nadále obstarávat centralizovaná výroba. Dlouhodobě však je nutno počítat
v zájmu omezení emisí CO2 s plnohodnotnou náhradou centralizovaných elektráren na fosilní palivo.
S rostoucími nároky energetické politiky a rostoucím podílem OZ zmíněný pasivní přístup povede
k rostoucím investičním a provozním nákladům a nakonec ovlivní i tempo využívání OZ.
Cíle projektu
Projekt FENIX předkládá nový a inovativní přístup k integraci OZ do ES – OZ (včetně zatížení
schopného reakce) jsou agregovány do regulovatelných virtuálních elektráren ve vztahu
k podmínkám distribuční sítě. Po agregaci jsou skupiny OZ v soustavě identifikovatelné
a regulovatelné podobně jako jiný zdroj připojený k přenosové soustavě.
Tímto způsobem na principu VPP:
•
Jednotlivé OZ získávají viditelnost na trzích s elektřinou, mohou těžit ze svých tržních
možností, z optimalizace svého uplatnění a příležitostí k maximalizaci příjmů;
•
Provoz systému může profitovat z optimálního využití všech pohotových kapacit a dospět
k vyšší efektivnosti provozu.
Přechod k VPP je svým způsobem analogický principům provozu tradičních elektráren,
připojených k přenosové síti. VPP reprezentuje jediným profilem portfolio OZ a je viditelné pro
provozovatele systému. Tentýž model může být přenesen na distribuční sítě, které se v projektu
FENIX stávají regionální verzí přenosové sítě. Dovolují tak přímé propojení s lokálním
provozovatelem sítí.
Výsledky projektu FENIX
Se zaměřením na výše vytčené cíle, FENIX přináší technickou architekturu a komerční i regulační
rámec, který poskytuje systémům založeným na OZ (prostřednictvím VPP) budoucí nákladově
efektivní řešení pro bezpečné a udržitelné zásobování elektřinou. Řešení je v souladu s vývojem
strana 64
duben 2011
konkurenčních trhů s elektřinou. V rámci managementu systému vytváří nové úlohy, také tvoří rámec
včetně technologie pro efektivní uplatnění OZ v rámci provozu systému.
Koncepce virtuální elektrárny
Elektrárny připojené k přenosové síti mají rozdílné charakteristiky, např. průběh výroby, její
omezení, provozní náklady apod. Taková jednotka může přímo spolupracovat s dalšími účastníky
trhu, nabízet své služby a uzavírat smlouvy. Prostřednictvím přímé komunikace s provozovatelem
systému nebo prostřednictvím smluvních transakcí s účastníky trhu se podílí na managementu
systému. Jejich výroba a související služby mohou být obchodovány interakcí s velkoobchodním
trhem nebo přímým kontaktem s dodavateli energie a dalšími účastníky.
Samostatně provozované OZ nemají dostatečný výkon, pružnost ani regulovatelnost, aby se této
činnosti mohly efektivně, příp. technicky, zúčastnit. Vytvořením VPP pro skupinu OZ se tyto možnosti
zpřístupňují. Virtuální elektrárna je ze sledovaného hlediska porovnatelná s obvyklou systémovou
elektrárnou.
Virtuální elektrárna sestává ze skupiny OZ, integrované do jedné (virtuální) jednotky. Může být
vytvořena z různorodých elementů, fotovoltaiky, vodních elektráren, větrných elektráren, dieselových
generátorů, jednotek na biomasu apod. V závislosti na typu zařazených elementů a jejich rozmístění
elektrické charakteristiky VPP mohou být rovněž různé.
VPP neznamená pouhou integraci několika rozdílných typů OZ, ale tvoří také jediný provozní
profil s definovanými charakteristikami a zahrnuje i prostorová (síťová) omezení, charakterizujících
možnosti portfolia. Je charakterizována pomocí parametrů výrobny tradičně spojené s přenosovou
sítí. Může zahrnovat regulovatelné zatížení, charakterizované svými např. nákladovými parametry.
S ohledem na vnitřní strukturu VPP její charakteristiky se mohou měnit v čase, její vlastnosti se
mohou měnit i v důsledky změn charakteristik sítě, k níž jsou OZ připojeny (topologie apod.).
Podobně jako každá elektrárna připojená k přenosové síti VPP může obchodovat s energií OZ na
různých trzích (termínované obchody, spotový trh) a poskytovat systémové služby (rezervy, regulace
frekvence a výkonu, regulace napětí apod.) a tím přispět k regulaci distribuční sítě. Tyto aktivity se
v rámci projektu FENIX rozdělují na aktivity komerční (Commercial VPP – CVPP) a technické
(Technical VPP – TVPP).
Komerční VPP je konkurenční účastník trhu, např. dodavatel elektřiny. Kompozice jeho portfolia
není nutně omezena jeho umístěním s výjimkou účasti na některých trzích. OZ uzavírají kontrakty
s CVPP a optimalizují tak své výnosy a viditelnost na trzích. CVPP obstarává management portfolia
OZ. Jedna distribuční oblast může zahrnovat několik CVPP, konkrétní OZ si může vybrat mezi
několika CVPP s nejvýhodnějšími podmínkami.
S ohledem na specifické podmínky dislokace služeb managementu systému TVPP má monopolní
úlohu v pravomoci provozovatele distribuční soustavy. Pouze TVPP má k disposici nezbytné lokální
informace. Proto TVPP zahrnuje veškeré OZ daného regionu a je schopna sledovat aktuální stav sítě
ve vztahu k bodu napojení na přenosovou soustavu, příspěvek jednotlivých OZ a související síťová
omezení. Využívá provozní a nákladové parametry jednotlivých OZ a znalost místních sítí.
Vypočítává charakteristiky sítě v bodě připojení a výsledky sděluje provozovateli přenosové sítě jako
podklad pro bilancování na úrovni přenosů.
Implementace a demonstrace projektu
Demonstrace výsledků tzv. jižního projektu FENIX se propisuje na příkladu demonstrační lokality
ve Španělsku, poblíže Bilbao a v okolí města Victoria v provincii Alava (obr. 5.2). V této oblasti je
duben 2011
strana 65
operátorem přenosových sítí Red Eléctrica de España a operátorem distribučních sítí Iberdrola.
Připojené OZ zahrnují vodní elektrárny, kogenerační jednotky, fotovoltaiku, elektrárny větrné
a na biomasu. Celkový instalovaný výkon činí 168 MW. Distribuční oblast má maximum zatížení
320 MW a k přenosové síti je připojena pomocí 8 transformátorů vvn/vn s kapacitou celkem
480 MVA.
Obr. 5.2 JIŽNÍ DEMONSTRAČNÍ PROJEKT FENIX
Skladba systému
Aktivity komerční VPP jsou charakterizovány na obr. 5.3. Jednotlivé OZ předávají informace
o svých provozních parametrech včetně charakteristik marginálních nákladů na tzv. Softwarový
systém decentralizovaného energetického managementu (Decentralized Energy Management
Software System – DEMS). Údaje jednotlivých OZ se agregují a vytvářejí profil celého portfolia VPP.
S využitím charakteristik trhu CVPP optimalizuje potenciální přínos portfolia a uzavírá kontrakty se
složkami trhu. CVPP může zahrnovat libovolný počet OZ, jedna distribuční sítě může pracovat
s portfoliem několika CVPP. Úlohu CVPP mohou vykonávat i další účastníci trhu.
Uplatnění projektu FENIX sestává ze čtyř základních komponent:
•
Systém managementu distribuce energie SIEMENS (Power Distribution Management
Systém) s funkcí identifikace stavu a regulace napětí.
•
Software umožňující řízení distribuovaných zdrojů energie a vytvoření virtuální elektrárny.
•
Systém integrálního managementu větrných farem SGIPE společnosti GAMESA, určený pro
jejich optimální řízení a monitorování.
•
Jednotku FENIX Box společnosti ZIV jako inteligentní interface integrace OZ do virtuální
elektrárny.
strana 66
duben 2011
Jednotlivé OZ jsou propojeny s komunikační sítí prostřednictvím jednotky FENIX box, což je
inteligentní elektronický systém, zabezpečující pružný vstup a výstup a současně i implementaci
komunikačních protokolů. Bezdrátovou komunikaci zajišťuje soukromá virtuální síť, která propojuje
OZ, DEMS a další počítačové systémy.
Systém decentralizovaného energetického
Management Software System – DEMS)
managementu
(Decentralized
Energy
Praktická realizace využívá balíček programů Siemens DEMS, který nabízí veškerou
funkcionalitu, potřebnou pro provoz virtuální elektrárny. V rámci projektu FENIX byly doplněny
některé nové vlastnosti v následujících oblastech:
•
Interface mezi DEMS a dalšími komponentami (OZ, DSO, obchodník IBD, TSO, webové
služby).
•
Trh následujícího dne: Demonstrace trhu následujícího dne prokazuje, že jednotky OZ mohou
být agregovány do jednoho CVPP a nasazeny na trh jako jediný objekt a TVPP ve vztahu
k DSO se může podílet na technické obsluze procesů. DEMS obstarává agregaci kapacit
jednotlivých OZ a vytváří jediný provozní profil s kompozitními parametry, zahrnujícími
vlastnosti jednotlivých OZ (činný a jalový výkon, cena).
•
Zpracování služeb a funkcí (omezení trhu): Zpracování lokálních omezení, daných DSO (realokace činného výkonu), bilancování výkonu a doplňkových služeb.
•
Tržní mechanismus: Uplatnění tržních mechanismů relevantních k agregovanému portfoliu
OZ, včetně tržních kontraktů (denního trhu). Zahrnuje sekvence sjednávání prostřednictvím
webových služeb.
S ohledem na lokální požadavky služeb managementu systému technická VPP je výlučně pod
řízením DSO. Řízení respektuje lokální omezení a potřeby regulace napětí na rozhraní mezi
přenosem a distribucí s respektováním požadavků TSO.
Aplikační scénáře
V rámci projektu bylo ověřováno několik aplikačních scénářů, navazujících na dva způsoby
provozu CVPP a TVPP. Výsledky prokazují technické i ekonomické přínosy integrace OZ na trzích
s elektřinou prostřednictvím virtuálních PP. Jejich příspěvek je mnohostranný:
•
Dodávají do elektrizační soustavy činný výkon.
•
Jsou zdrojem terciární rezervy.
•
Přispívají k regulaci napětí na rozhraní vvn/vn využitím OZ.
•
Umožňují regulaci napětí na úrovni distribučních sítí využitím možností dodávek jalového
výkonu každého jednotlivého OZ.
•
V mimořádných provozních stavech mohou poskytovat výkonový příspěvek.
Poznamenejme, že zařazení virtuálních elektráren do ES dovoluje systematické hodnocení
bezpečnosti a spolehlivosti ES s plným respektováním jejich vlastností a možností.
duben 2011
strana 67
(Dr. Ing. Michael Weinhold, Dr. Ing. Klaus Willnow, Německo)
Udržitelný energetický systém vyžaduje optimální integraci všech komponent, z nichž se skládá.
K jeho nasazení jsou nutné tři kroky:
•
optimální výběr a alokace skladby energií,
•
zvýšení účinnosti podél všech článků konverzního řetězce,
•
holistickou optimalizaci napříč infrastrukturou a regionem prostřednictvím technologie
inteligentních sítí (Smart Grid Technologies).
S ohledem na vyšší komplexitu elektroenergetiky, danou rostoucí spotřebou elektřiny a růstem
decentralizované výroby elektřiny, pouze inteligence typu end-to-end, tj. od výroby přes sítě po
konečnou spotřebu a technologie inteligentních sítí, dovolí vytvoření integrovaných ES a příchod
nové epochy elektřiny.
Nová epocha elektroenergetiky
Druhá polovina 19. století bylo érou pionýrů. Roku 1866 Werner von Siemens objevil dynamoelektrický princip a tím nejhospodárnější způsob výroby elektřiny. Koncem 1870 Thomas A. Edison
snil o elektrické žárovce, osvětlující každou domácnost, George Westinghouse a Nikola Tesla
experimentovali se střídavým proudem, Oskar von Miller uspěl s prvním přenosem významného
množství elektřiny na vzdálenost 175 km a opět Werner von Siemens rozpoznal, že elektřina umožní
vznik bezpočtu zařízení pro domácnosti, továrny a ulice, která poslouží kvalitě života. Vyvinuli mnoho
pozoruhodných zařízení, první elektrickou tramvaj, elektrický kočár, předchůdce elektrického
automobilu či trolejbusu a první elektrickou zdviž. Rokem 1890 započala éra elektrizace.
Dnes, o 120 let později, jsme na prahu druhé pionýrské epochy elektrotechniky. V budoucnosti
bude podíl elektřiny na konečné spotřebě energie významně vyšší než v minulosti nebo
v současnosti. Tato transformace bude urychlována demografickými změnami, rostoucím
nedostatkem zdrojů a především nezbytností dramatického omezení emisí skleníkových plynů a
nutností zabránit klimatickým změnám. Elektřina je dokonalým energetickým nosičem, umožňuje
vyrábět ji způsobem mimořádně příznivým pro životní prostředí a přenášet při vysoké účinnosti na
velké vzdálenosti. Elektřina zajišťuje pokrytí konečné spotřeby s podstatně vyšší účinnosti, než
dovolují fosilní paliva. Z toho vyplývá myšlenka postupného přechodu k udržitelným energetickým
soustavám. Rok 2009 je rokem, v němž se tato transformace stává jasnější – vznikly vize projektů
jako DESERTEC a E-Car.
Poznámka: DESERTEC je velkorysý plán na výstavbu celé sítě solárních a větrných elektráren, který by využívaly
sluneční energii pouští na severu Afriky. Předpokládané náklady projektu se odhadují na 400 miliard EUR a zájem o účast
v něm projevila řada firem např. z Německa (E.ON, RWE, Siemens nebo Deutsche Bank), Španělska, Itálie, Francie, Maroka
nebo Tuniska. Cílem projektu je osadit asi 17 tisíc km² Sahary v severní Africe a pouště na Arabském poloostrově solárními
elektrárnami. Do roku 2050 by tento zdroj mohl pokrýt asi 15 % evropské spotřeby elektřiny. Saharské elektrárny se mají stát
významnou součástí budoucí evropské energetické distribuční „supersítě" pro obnovitelnou energii.
Udržitelný energetický systém je charakterizovaný pečlivou bilancí mezi ekologickou přijatelností,
ekonomikou a bezpečností zásobování. Technologie pro udržitelný systém existují, jde jen o jejich
aplikaci, například o dosažení maximální účinnosti všech bodů řetězce energetických transformací,
od elektráren, přes přenos a rozvod až po spotřebu v domácnostech, průmyslu a dopravě.
strana 68
duben 2011
Obr. 5.3 VÝVOJ ELEKTROENERGETICKÝCH SOUSTAV
Změny energetického mixu jsou významné. Ze schématu v horní části obr. 5.4 je zjevná míra
očekávaného růstu podílu obnovitelných zdrojů k roku 2030. Podle projekcí společností Siemens
k roku 2030 můžeme předpokládat 13krát více elektřiny z větrných elektráren a dokonce 140krát více
z elektráren solárních, než jsme měli kolem roku 2008. Tento odhad se v posledních letech neustále
zvyšuje. Podle prognóz IEA růst spotřeby elektřiny postupuje nepoměrně rychleji než růst spotřeby
primární energie, což dokazuje rostoucí význam elektřiny v zásobování energií, resp. ve sféře
konečné spotřeby. Současně roste podíl výroby elektřiny s minimálními emisemi CO2.
Evropská asociace větrné energie (European Wind Energy Association – EWEA) odhaduje nárůst
kapacit v EU27 na 300 až 350 GW k roku 2030. Větrné turbíny se budou stavět i ve vnitrozemí,
hlavně však na moři. V obou případech bude nutno transportovat značné objemy elektřiny na velké
vzdálenosti, což si pravděpodobně vyžádá stejnosměrné přenosy HVDC. V Číně buduje Siemens
„elektrickou dálnici“ s vysokou přenosovou schopností, která na vzdálenost 1400 km bude přenášet
výkon 5000 MW z vodních elektráren z vnitrozemí do ostrovních oblastí s minimálními ztrátami.
Realizace bude poprvé používat maximální napětí ±800 kV. Očekává se možnost výstavby
stejnosměrných vedení při napětí ±1000 kV s minimálními ztrátami, cca 3 až 4 % na 1000 km.
duben 2011
strana 69
Obr. 5.4 CHARAKTERISTIKY OČEKÁVANÉHO VÝVOJE ENERGETIKY
Masivní rozvoj větrných a solárních elektráren je ovšem spojen s fluktuací výkonu, což ztěžuje
jejich uplatnění v současné infrastruktuře. V mnoha oblastech je potom obtížné dosáhnout vyrovnané
bilance mezi výrobou a zatížením a generátory se musí odpojovat, aby se nenarušila stabilita sítě.
Dalším důsledkem je volatilita cen na spotových trzích, tyto dosahují velmi nízkých nebo dokonce i
záporných hodnot při výskytu silných větrů a nízkého zatížení. Dnešní sítě tak jsou na hranicích
možného uplatnění elektráren s fluktuací výkonu. IEA odhaduje potřebu investic do sítí k roku 2030
ve výši až 6,5 trilionu USD.
Tyto investice budou určeny především pro dálkové přenosy elektřiny mezi centry výroby
a spotřeby. Slibnou myšlenkou je projekt DESERTEC, který se týká výstavby obnovitelných zdrojů
elektřiny v Severní Africe a na Středním Východu. Pro realizaci této myšlenky bylo r. 2009 vytvořeno
průmyslové konsorcium DESERTEC Industrial Initiative – DII.
Dále bude nezbytné adaptovat strukturu distribučních sítí s ohledem na nové výzvy. Jednosměrný
charakter toků sítě bude nutno změnit na obousměrný. To si vyžádá zvýšenou inteligenci sítí
speciálně na distribuční úrovni, jinak řečeno tzv. smart grids. Nadále nebude platit někdejší pravidlo,
že „výroba sleduje zatížení“. Fluktuace výroby si vyžádají i opačnou relaci – „zatížení sleduje výrobu“.
Jak bylo uvedeno v předchozím, nejednou jsme zaznamenali záporné ceny elektřiny, např. burza
EEX v Lipsku zaznamenala v průběhu 2009 až 18 negativních spotových cen v důsledku přebytku
výroby obnovitelných zdrojů a nedostatečné pružnosti konvenčních elektráren. V říjnu 2009 nákupní
cena elektřiny dosáhla dokonce -500 EUR/MWh.
Konvenční výroba elektřiny na bázi uhlí a jaderné energie bude pokračovat a bude hrát důležitou
roli v energetické bilanci a spolehlivém zásobování i v budoucnosti. Bude však nezbytné, aby
elektrárny na fosilní palivo emitovaly méně CO2. Očekává se vyšší provozní účinnost, efektivní
zachycování a ukládání CO2 (CCS). Jako příklad uvádíme, že Siemens buduje pro E.ON AG
v Irschingu (Německo) teplárnu o výkonu 570 MW s účinností přes 60 %. Bude to první projekt tohoto
druhu, který ušetří ročně 40 000 tun emisí CO2, a to dokonce v porovnání se soudobými teplárnami
s účinností kolem 58 %.
S ohledem na rostoucí podíl OZ s fluktuací výkonu se mění nároky na konvenční elektrárny. Tyto
by měly být schopny pružnější reagovat a operativně snižovat a zvyšovat svůj výkon. Více flexibility si
strana 70
duben 2011
vyžádá i strana spotřeby, která musí zajistit plnění zásady „zatížení sleduje výrobu“. To vyžaduje tzv.
inteligenci „end-to-end“, tj. od výroby, přes síť až po zatížení.
Pro udržitelné elektrizační soustavy tak nabývají kritické důležitosti inteligentní sítě a související
komplexní mechanismy jejich provozu, jejichž základní funkcí bude monitorování a řízení toků
výkonů. Bez nich síť nebude schopna absorbovat příspěvek OZ a udržovat vyrovnanou bilanci.
Kromě toho inteligentní sítě by měly být schopny rychlejšího obnovení sytému po poruchách
a snížení netechnických ztrát.
Prvky inteligentní sítě budou zahrnovat:
•
inteligentní elektroměry výrobců, spotřebitelů i elektrických vozidel,
•
efektivní informační a komunikační technologie a senzory podél celého energetického
řetězce.
To by mělo učinit spotřebu elektřiny transparentnější, snazší pro řízení a přispět tak k úspoře
energie.
Zavedení inteligentních řídících systémů umožňuje vzájemné propojení všech metod výroby
elektřiny, případně odpojit samostatné oblasti zásobování (tzv. micro-grids) od ostatní soustavy. To
povede ke vzniku celulárních struktur, které po vybavení dostatečnou výrobní kapacitou mohou být
v určitých regionech soběstačné. Propojení s dalšími buňkami může být zálohovým opatřením.
Celulární struktura je použitelná pro existující zásobovací entity i pro nové oblasti.
První vzorové oblasti a pilotní projekty, sledující tento koncept, se vyskytují po celém světě.
Příkladem může být výzkumný projekt EcoGrid ostrova Bornholm v Dánsku (obr. 5.5), který má
simulovat autonomní soustavu zaměřenou na udržitelnost.
Obr. 5.5 PROJEKT ECOGRID – ŘEŠENÍ SMART GRID PRO OSTROV BORNHOLM
Struktura inteligentního systému zahrnuje OZ, domácí a průmyslové spotřebiče a elektrická
vozidla. Propojení na Švédsko plní pouze úlohu zálohy pro mimořádné případy. Elektrická
infrastruktura v propojení s infrastrukturou informačních technologií vytváří výslednou inteligentní síť.
duben 2011
strana 71
Kromě venkovských a urbanistických oblastí analogická řešení přicházejí v úvahu i pro případ
extrémních, např. podmořských aplikací.
Zavádění nových infrastruktur informačních technologií (IT) do dnešních struktur zásobování má
další řadu implikací, nejen hlediska techniky ale i ve vztahu k disponibilním službám. Obr. 5.6 ilustruje
dnešní a perspektivně možný stav.
Obr. 5.6 ÚLOHA POSKYTOVATELŮ IT SLUŽEB V BUDOUCÍ SÍTI
S ohledem na požadavek vysoké výkonnosti IT v energetických soustavách je nutno nabídnout
zákazníkovi transparentní pohled na možné aplikace a jejich jednoduchý management. To by měly
nabídnout inteligentní elektroměry (smart meters), nebo různé komunikační kanály, případně obojí.
Tato služba, označovaná jako „sítě k automatizaci domácností“ (Home Automation Networks – HAN)
nebo „domácí manažer“ (Home Manager) může plnit úlohy energetického managementu
a poskytnout další služby v oblasti TV, telefonu, reklamy, náboru, obchodování, monitorování,
sociálních sítí apod. Použití komunikačních kanálů umožní spotřebiteli dálkový přístup pomocí
telefonu, GPRS a UMTS k jeho účtu za energii, včetně možnosti jeho aktivního ovlivnění. To
neznamená pouze zajištění zásobování energií, ale také optimální využití případné vlastní výroby, její
nabídky nebo výměny. Spotřebitel se stává kombinací dodavatele a spotřebitele (“prosumer”).
S ohledem na propojení IT služeb s energetickým systémem dnešní dodavatelé se budou ucházet ve
vyšší míře o energetické služby.
Elektrickou mobilitu je nutno také vidět v tomto kontextu. Především bude nutno elektromobily
zásobovat elektřinou napříč celým územím na stejné úrovni disponibility, kvality a cen. Výrobci
automobilů nyní usilují o rozvoj elektromobility na straně vozidel (např. technologie baterií), ale i na
straně jejich zásobování elektrickou energie a připojovacích kapacit.
Klíčovou otázkou této iniciativy je podpora interoperability infrastruktury nabíjení, její pohotovosti
a koordinace s distribuční sítí s cílem vyloučit její případné přetížení. První výsledky pilotního projektu
mezi Vattenfall a BMW nebo projektu RWE a Siemens ukazují na významný zájem veřejnosti,
zejména v městských aglomeracích. V Číně započala elektrizace dopravy prodejem cca 60 mil.
elektrických kol (E-bikes) a tento trend narůstá. Jejich velkou výhodou je, že jsou rychlé a poměrně
strana 72
duben 2011
imunní proti dopravním zácpám, např. ve městech jako Peking a Šanghaj. Jejich baterie, dosud
olověné, lze rychle nabít např. v kanceláři a připravit na cestu domů.
Souhrnně můžeme konstatovat, že budoucnost elektrizačních soustav lze charakterizovat
rostoucí komplexitou a rostoucími nároky na elektřinu a decentralizovanou výrobu. Pouze inteligence
typu end-to-end, od výroby přes síť po spotřebu a související smart grid technologie dovolí vytvořit
integrované soustavy a dospět k nové epoše elektřiny.
(Mikael Rüdlinger, Švýcarsko)
Žádné emise CO2, žádné znečistění životního prostředí, žádný vliv na klima – pouze čistá
energie, příznivá pro životní prostředí, syntetická paliva z biomasy, uhlí z odpadu. To má být vize pro
budoucnost? Nikoli, je to již naše známá technologie prostá emisí, připravená pro elektrárny a vlastně
pro každého.
Referát popisuje bezemisní energetické systémy a procesy pro organické suroviny, vyvinuté
autory a dodávané BNL Clean Energy. Popisují se elementy procesu, použitelné suroviny a výstupy
procesu včetně elektřiny, tepla pro vytápění nebo chlazení a syntetických paliv. Popisuje se
patentovaný způsob extrakce kontaminace a těžkých kovů a porovnávají se vlastnosti procesu
s konvenčním zplyňováním a spalováním, jakož i hlavní přínosy a výhody pro bezemisní energetické
systémy.
Úvod do problematiky bezemisní energie
Nevýhody tradičního užití fosilních paliv, z nichž pochází 75 % energie, spotřebované ve světě a
vlivy fosilních paliv na životní prostředí, jsou dostatečně známé. Ve světě probíhá intenzivní výzkum,
jehož cílem je zbavit energetické procesy nežádoucích účinků, ale dosud nebyl vytvořen žádný
vhodný postup. Společnost BNL Clean Energy tento problém řeší. Po mnoha letech intenzivního
výzkumu můžeme publikovat náš patentovaný systém bezemisních energetických systémů a
procesů. Jsme schopni většinu organických surovin, jako je biomasa, uhlí, ropa, odpad apod.
zpracovat v rámci tepelně-chemických procesů bez jakýchkoliv emisí a škodlivin pro životní prostředí.
Toto by mohlo vést ke změně postoje veřejnosti k užití fosilních a organických paliv, včetně těch,
které jsou dnes považovány za nejhorší škodlivé látky. Nový proces by mohl řešit i problémy
zacházení s odpadem v komunitách i při současné výrobě syntetických paliv a snížení spotřeby
pohonných hmot. Výhodou procesu BNL Clean Energy je, že 40 až 45 % výstupu má formu
syntetických paliv s vysokou energií, podobných naftě. To otevírá široké možnosti uplatnění nových
technických aplikací při výrobě elektřiny, mj. akumulaci energii ve formě syntetických paliv v létě a při
nočním a víkendovém snížení zatížení.
Naše bezemisní procesy nevyžadují externí zdroj vody nebo energie, proces je zcela soběstačný.
Pouze jeho nastartování vyžaduje externí zdroj. Bezemisní elektrárny se vyrábějí a dodávají
v modulech, umožňujících snadnou dopravu a alokaci. Vyžadují pouze betonové základy, podobně
jako mořský přístav nebo složiště kontejnerů. Vyžaduje se infrastruktura pro zacházení se surovinami
a výrobků, jakož i připojení k energetické síti.
Bezemisní proces může zpracovat v podstatě jakékoliv organické látky od určité minimální
výhřevnosti kolem 8 MJ/kg. Substance s mimořádně nízkou výhřevností jako např. kaly, staré
skládkové depozity apod. se míchají s biomasou, uhlím, použitými pneumatikami a plasty k dosažení
přijatelné výhřevnosti.
duben 2011
strana 73
Všestranné výhody takového procesu pro životní prostředí jsou zjevné (vyčísleny jsou v originále
referátu).
Bezemisní energetický proces
Jádrem procesu je uzavřená smyčka sestávající z modulu vysokoteplotní pyrolýzy, z modulu
kyslíkového zplyňování a modulu tepelně chemické konverze (viz obr. 5.7).
Obr. 5.7 PRINCIP BEZEMISNÍHO PROCESU
Sestava zmíněných modulů dovoluje dekomponovat většinu organických komponent včetně velmi
složitých a komplexních plastů, gumy, rozpouštědel apod. a uvolnit veškerou energii v nich
obsaženou. Namísto uvolnění emisí do ovzduší se tyto konvertují na syntetické uhlovodíky,
v podstatě na syntetická paliva jako palivo pro dieselové motory nebo letecký petrolej (kerosin).
Výsledkem prvotní dekompozice v modulu pyrolýzy je plyn a koks. Všechny těkavé látky
přecházejí do plynu, inertních komponent a pevné organické zbytky jsou separovány. Znečišťující
látky jako chlor, síra, fosfor, těžké kovy jsou odděleny od dalších komponent a odcházejí
s pyrolytickým plynem.
V modulu zplyňování koks a uhlí jsou okysličeny, aby uvolnily maximum energie a vytvořily inertní
popel. S ohledem na vysokou teplotu (1000 až 1100 °C) je veškerý CO2 v pyrolytickém procesu
rozložen a konvertován převážně na CO v souladu s tzv. Boudouardovou rovnováhou. Patentovaná
úprava plynu modifikuje plyn ze zplyňování na stabilní CO2 v průběhu chlazení.
V modulu termochemické konverze typu Fischer-Tropsch, molekuly plynu se opět kombinují na
dlouhé řetězce uhlovodíků jako alkany (syntetická nafta). Asi 10 % plynu nemůže být konvertováno
v tomto modulu a pomocí malého kompresoru se vrací zpět do modulu zplyňování.
Do procesu BNL Clean Energy mohou vstupovat jakékoliv substance s obsahem uhlíku splňující
podmínku minimální výhřevnosti. Kontaminace těžkými kovy může být jednoduše odstraněna
známými technologiemi a kovy vráceny do chemického průmyslu.
Proces může být nasazen kdekoliv a představuje nadějnou technologii 21. století.
strana 74
duben 2011
Použitelné suroviny
Referát podrobněji analyzuje suroviny, použitelné v tomto procesu. Patří mezi ně:
•
biomasa a zemědělský odpad;
•
fosilní paliva příznivá životnímu prostředí;
•
kaly z odpadních vod;
•
komunální odpad;
•
odpad ze skládek;
•
plasty, guma, opotřebované pneumatiky;
•
chemické látky, nebezpečný průmyslový odpad.
Výstupy procesu jsou následující:
•
Elektrická energie vyrobená z tepla v parním kotli a turbíně, umožňuje využití cca 30 až 35 %
tepelné energie.
•
Asi 30 až 35 % vstupující tepelné energie se konvertuje na uhlovodíky jako palivo pro
dieselové motory a petrolej.
•
Tepelná energie (cca 20 až 35 %) pro dálkové vytápění a chlazení, odsolování mořské vody
apod.
Výstupy mohou být přizpůsobeny konkrétním požadavkům spotřebitele.
Referát podrobněji analyzuje výhody procesu, které byly už v předchozím rámcově vyjmenovány.
V porovnání s konvenčními technologiemi autor očekává pouze cca 60 % investičních a provozních
nákladů.
Podle webových stránek společnosti jsou k dispozici standardizované jednotky (Standardized
BNL Clean Energy Plants) s tepelným výkonem na vstupu 10 až 300 MW a elektrickým výkonem 3 až
200 MW. Produkce syntetických paliv dosahuje 1–50 m3 za hodinu.
Tyto jednotky jsou provozovány v Kanadě, Dánsku, Německu, Švédsku, Švýcarsku, Velké Británii
a USA.
5.2
PRIMÁRNÍ ZDROJE
(H. Douglas Lightfoot, Global Environmental and Climate Change Centre, Kanada)
Neexistují žádné dokonale adekvátní substituenty fosilních paliv jako je uhlí, ropa a zemní plyn.
Koncepce koncentrovaných zdrojů je důležitá pro pochopení a přípravu kvalitních rozhodnutí
o budoucím zásobování energií. Charakteristika a disponibilita jaderné energie je potřebným
vlastnostem budoucích zdrojů nejblíže. Vysoká bezpečnost reaktorů nyní obrací pozornost od
vlastních reaktorů k managementu vyhořelého paliva. Jaderná a vodní energie, jak je v dalším textu
objasněno, jsou hlavními zdroji energetické budoucnosti světa.
Cílem práce je vědecky zdůvodněná analýza zdrojů energie, která ukazuje, že pouze pochopení
jejich vlastností umožní odpovědné rozhodování o energetické budoucnosti našeho světa.
Ekonomický rozvoj není myslitelný bez energie. Obr. 5.8 uvádí závislost vývoje spotřeby energie,
vyjádřené v litrech ekvivalentu motorového benzínu, na hodnotě HDP na základě analýzy 166 zemí
světa.
duben 2011
strana 75
Obr. 5.8 ZÁVISLOST SPOTŘEBY EKVIVALENTNÍCH LITRŮ BENZÍNU NA HDP NA HLAVU
Fosilní paliva se podílí na výrobě zhruba 60 % veškeré elektřiny světa a poskytují téměř všechnu
energii pro účely dopravy. Tato paliva utvářejí svět, který je zdrojem plnohodnotného života, poskytují
čistou vodu a vzduch, bezpečnou a hojnou potravu, ošacení, zdraví a čisté bydlení, vytváří podmínky
kultury a vzdělávání.
Vzniká otázka, jak vyloučit z energetické bilance 40 % fosilních paliv, abychom dokázali dnešní
emise CO2 snížit o 50 %. Odpověď je o to složitější, že většina obyvatel chudých oblastí nemá přístup
k přínosům, které byly vyjmenovány v předchozím odstavci.
Posoudíme-li předpokládaný světový vývoj do konce tohoto století a zvážíme dnešní možnosti
fosilních paliv, zjišťujeme, že k roku 2100 vznikne v energetické bilanci závažná mezera, jejíž
zaplnění nebude snadné (viz obr. 5.9). Tento problém je o to větší, že část fosilních zdrojů bude
nutno vyhradit na výrobu plastů a chemikálií.
Obr. 5.9 OČEKÁVANÁ SPOTŘEBA ENERGIE V ROCE 2100
strana 76
duben 2011
Než se pokusíme zodpovědět otázku, jaký zdroj zajistí energii pro lidstvo v roce 2100, je nutno
pochopit význam koncentrace energie, což je použitelný energetický obsah daného objemu paliva. Je
však nutno analyzovat i rozsah zdroje, čímž je míněno, kolik určitého druhu energie je vůbec
k disposici a do jaké míry je tento zdroj schopen poskytovat užitečnou práci.
Nejcennější jsou zdroje s nejvyšší hustotou energie, které jsou nejvíce koncentrované, jsou
přenositelné, spolehlivé a pružné. To způsobilo, že světové spotřebě vévodí uhlí, ropa a zemní plyn.
Neexistují žádné dokonalé náhrady fosilních paliv. Nejvhodnější jsou zdroje s nejvyšší koncentrací
energie.
Uhlí obsahuje nejvíce energie na kubický metr objemu a problémy s jeho přepravou a spalováním
jsou vyváženy nízkými náklady.
Ropa a ropné deriváty obsahují v porovnání s uhlím poloviční množství energie v kubickém
metru, ale přesto jejich praktický význam je vyšší než u uhlí s ohledem na snadný transport,
skladování a užití.
Zemní plyn má velmi nízký obsah energie na kubický metr, ale je nejvýhodnější pro účely
vytápění a vaření.
Biomasa zemědělského původu a tekutá paliva tohoto původu mají velmi rozdílný obsah energie,
např. etanol poskytuje asi 60 % energie na jednotku objemu jako benzín, rostlinné oleje mají
energetický obsah porovnatelný s motorovou naftou.
Obnovitelná energie větru a slunce, pokud jde o hustotu energie, není zdaleka porovnatelná
s výše uvedenými zdroji, není proto zdaleka tak hodnotná. Například získání výkonu 100 MW z uhlí
vyžaduje plochu 0,001 až 0,040 km2, sluneční energie 0,08 – 0,12 km2, větrná 0,79 km2 a biomasa
dokonce 5,2 km2.
Geotermální energie může poskytovat energii poměrně vysoké hustoty. K této položce je nutno
přiřadit „geotermální“ energii z pozemních zdrojů pro tepelná čerpadla, která má malou koncentraci
a hodí se pouze pro vytápění, příp. chlazení našich obydlí.
Vodní energie je zdroj zcela specifický a podle lokality se vyznačuje velmi rozdílnou hustotou
energie a v závislosti na typu vodní elektrárny mají velmi rozdílné nároky na území (je rozdíl mezi
akumulačními vodními elektrárnami a průtočnými vodními elektrárnami na velkých řekách).
Nejvyšší energetickou hustotou se vyznačuje uran jako palivo pro jaderné reaktory. Jediný kg
uranu má energetický obsah porovnatelný s 2,3 miliony litrů benzínu. Pro porovnání: tepelná
elektrárna výkonu 100 MW spotřebuje za rok 3,8 milionů tun uhlí a jaderná elektrárna jen 160 t uranu
v tradičním reaktoru a dokonce pouze 1,6 t uranu v rychlém reaktoru.
V roce 2005 svět spotřeboval 487 EJ (exajoule) energie, z toho 412 EJ (86 %) tvořila energie z
fosilních zdrojů; konkrétně 179 EJ ropa, 129 EJ uhlí a 114 EJ zemní plyn.
Sluneční energie
Slunce poskytuje naší planetě za hodinu tolik energie, jako spotřebuje lidstvo za celý rok. Je však
velmi obtížné soustředit větší množství sluneční energie pro konverzi do některé užitečné formy.
Navíc, na určité území dopadá jen omezené, velmi proměnlivé množství energie. Přesto, energie
slunce je zdrojem veškerých obnovitelných energií.
Průměrná účinnost transformace sluneční energie, dopadající na kolektor, se pohybuje kolem
15 %. Je však nutno vzít v úvahu, že energie dopadající na kolektory je omezena plochou vlastních
kolektorů, jejich rozmístění však vyžaduje podstatně větší prostor, minimálně asi dvojnásobek
užitečné plochy. Pohyblivé panely, sledující sluneční svit dokonce 8 až 11násobek, takže výsledné
využití sluneční energie klesá na cca 2 %. Efektivnost transformace sluneční energie je nejvyšší
duben 2011
strana 77
u nejúčinnějších panelů. Vysoké účinnosti se dosahuje u solárních článků s trojitým polovodičovým
přechodem.
Sluneční energii využívají také termální solární systémy výroby elektřiny. Např. Solar energy
generating systems (SGES) na několika lokalitách v Kalifornii je největším zařízením na světě. První
z realizovaných zařízení je v provozu od r. 1985 na Mohavské poušti. Parabolická zrcadla odrážejí
sluneční světlo na potrubí, v němž cirkuluje olej, který se zahřívá až na 400oC a generuje páru pro
parní turbínu. V čase nedostatku sluneční energie se pára přihřívá spalováním zemního plynu.
Účinnost systému je podobná jako u slunečních panelů.
V rozmezí 1985–1990 bylo v oblasti postaveno 9 slunečních elektráren SGES, a to v oblasti
Dagett, Kamer a Harpe lake s výkonem celkem 354 MW a roční výrobou 650 MWh. Elektrárny
využívají cca 1 milion zrcadel, které se rozkládají na ploše 6,5 km2. V důsledku jejich narušení vlivem
větru je nutno ročně vyměnit až 3000 zrcadel.
Zrcadlové plochy jsou zanášeny pouštním prachem a vyžadují pravidelné čistění (26krát za rok)
pomocí samočinných mycích zařízení.
Největším problémem slunečních termálních elektráren je nedostatek lokalit, vhodných pro jejich
rozmístění.
Nejvhodnějším využitím sluneční energie je ohřev užitkové vody, která může být snadno
akumulována pro dobu použití. Další výhodnou aplikací jsou solární články pro telekomunikační účely
a drobné osvětlování.
Větrná energie
Vlastnosti větrné energie je, že po podstatnou část času je její energie nulová, nepředvídatelně
nastupuje a přerušuje se. To upozorňuje na další problém, výkon větrných zdrojů se výrazně mění
v čase s rychlostí větru, jejich výkon je dán třetí mocninou rychlosti větru. Desetiprocentní změna
rychlosti větru způsobí změnu elektrického výkonu o 33 %.
Vítr je důsledkem nerovnoměrného ohřevu zemského povrchu, a proto je podstatně proměnlivější
než energie sluneční. Současné turbíny větrných elektráren zužitkují 75 až 85 % energie větru.
Ačkoliv se rotor větrných elektráren pohybuje zdánlivě pomalu, špička křídel má rychlost až
300 km/hod.
Dalším problémem větrných elektráren je znečištěním rotoru hmyzem, což může způsobit snížení
výkonu díla až na jednu polovinu.
Hodnota větrné energie se měří hodnotou prvotního zdroje, který větrná energie vytěsní. Ve
vztahu k vytěsněné ropě, zemnímu plynu se v podmínkách USA pohybuje kolem 116 USD/MWh.
Podpora větrných elektráren vládou USA činí z jedné třetiny přímá platba za energii, ze dvou
třetin daňový dobropis z výroby a zrychlení odepisování. Z porovnání podpory větrných zdrojů v USA,
Kanadě a Německu vyplývá, že státní podpora těchto děl je vždy vyšší, než hodnota vytěsněné
energie.
Poznamenejme, že Dánsko už dnes pokrývá cca 20 % svých potřeb elektřiny z větrných
elektráren. To je dáno tím, že jeho poměrně malá ES je součástí poměrně velké soustavy, kterou
tvoří Norsko, Švédsko a Finsko. Větrné elektrárny s ohledem na neurčitost výstupu musejí být
zálohovány jiným pohotovým zdrojem (standby), v daném případě je zálohují pružné vodní elektrárny.
Výroba větrné energie musí být poznamenána dlouhými obdobími nedostatku větru. Např.
v únoru 2003 větrné elektrárny Dánska byly zcela bez výroby a spotřeba musela být kryta jinými
zdroji.
strana 78
duben 2011
Elektrizační soustavy usilují o umístění elektráren poblíže center spotřeby, ale významné větrné
zdroje se lokalizují ve vzdálených oblastech a vyžadují dálkový přenos elektřiny.
Biomasa
Biomasa se mezi OZ vyznačuje nejnižší hustotou energie. I když sluneční energii absorbuje
přímo, účinnost její transformace (fotosyntézy) je mimořádně nízká a tvoří jen 0,5–1 % energie,
dopadající na olistění.
Tato skutečnost znesnadňuje využití biomasy. Pěstování, kultivace, sklizeň a zpracování jsou
energeticky náročné. Například příprava surovin pro výrobu etanolu vyžaduje prakticky stejné
množství energie, jako obsahuje výsledný produkt. Jistý přínos znamená využití zemědělského
a lesního odpadu, je však rovněž náročné na vklad energie.
Geotermální energie
Vulkanické geotermální zdroje jsou poměrně vzácné a omezené na výskyt horkých bodů zemské
kůry. Jejich význam je relativně malý.
Jako geotermální zdroje se někdy označují zdroje energie pro tepelná čerpadla. Je to chybné
pojmenování, ve skutečnosti jde o využití nízkoteplotní energie prostředí, jde o užitečný nízkoteplotní
zdroj, vhodný pro vytápění a chlazení.
Energie vln a slapová energie
Zaznamenáváme pro úplnost. Problematická je neshoda s dobou potřeby energie.
Jaderné palivo
Referát poměrně podrobně popisuje dva možné zdroje jaderné reakce, štěpení jaderného paliva
a jadernou syntézu, dále typy soudobých a budoucích jaderných reaktorů.
Významnou otázkou jaderné energie je odhad množství disponibilního paliva. Podle autorů je to
otázka ceny jaderné suroviny. Podle odhadů US Geological Surfy zvýšení ceny uranu z 80 USD/kg
na 160 USD/kg má za následek zvýšení použitelných zásob na desetinásobek. Při zmíněné výchozí
ceně je palivová složka výrobních nákladů elektřiny v jaderné elektrárně na úrovni 1,7 USD/MWh.
Nasazením rychlých reaktorů a s předpokladem, že cena uranu dosáhne ceny zlata, tato palivová
složka se pohybuje kolem 6 USD/MWh.
Cenové porovnání jednotlivých forem energie
Cenové porovnání jednotlivých forem energie vychází ze zprávy, kterou vypracovala společnost
PB Inc. (Parsons Brinkerhof) pro Královskou technickou akademii (Royal Academy of Engineering),
London, UK. Porovnává různé systémy výroby elektřiny včetně nákladů na „pohotové zdroje“ pro
zálohování větrné energie (viz obr. 5.10). Je nutno dodat, že cena ropy, plynu a uhlí v budoucnosti
bude systematicky růst, zatím co cena uranu je dosud poměrně stabilní.
duben 2011
strana 79
Obr. 5.10 VÝROBNÍ NÁKLADY ELEKTŘINY Z ALTERNATIVNÍCH ZDROJŮ ELEKTŘINY
Z publikovaného grafu lze usoudit, že jaderná energie má stále nadějnou budoucnost.
5.2.2 Inovace výroby elektřiny z uhlí jsou podstatné pro budoucnost
(Mark Berkley, Elizabet Cruz, Maytinee Vatanakul, Rory Hynes, Alexander Stickler, Hatch Ltd,
Kanada)
V politickém klimatu současnosti kulminuje konflikt mezi ekonomickým rozvojem a ekologickou
regulací vyvolanou úsilím o eliminaci změn klimatu. Rozvinuté země jsou odkázány na levnou
a hojnou elektřinu z uhlí. Rozvojové země, které se dnes snaží pokračovat na této historické cestě,
jsou subjektem všeobecného posuzování. Odpovídající politicko-ekonomický konflikt mezi národy
může být zmírněn pomocí inovativních technologií dodávky energie s omezením nepříznivých
ekologických vlivů. Dlouhodobé trendy tak mohou být od základu zaměřeny na bilanci mezi
společenskými, ekonomickými a ekologickými zájmy.
Od roku 1980 do roku 2007 byl zaznamenán trvalý růst světové spotřeby elektřiny z 8000 TWh na
18800 TWh, což odpovídá průměrnému ročnímu růstu o 3,2 %. Na jednoho obyvatele
spotřebováváme více elektřiny než kdykoli předtím, a to se v krátké době nezmění. Očekáváme, že
k roku 2030 dosáhne spotřeba elektřiny 38700 TWh a vyvolá tak další tlak na rozsah a vlastnosti
zdrojů (obr. 5.11).
strana 80
duben 2011
Obr. 5.11 RŮST SVĚTOVÉ VÝROBY ELEKTŘINY
Tento růst je umožněn především díky uhlí, s ohledem na jeho vysokou disponibilitu a nízkou
cenu. Výsledkem je, že 41,5 % elektřiny se vyrábí právě z tohoto paliva (obr. 5.12).
Obr. 5.12 STRUKTURA SVĚTOVÉ VÝROBY ELEKTŘINY
Instalovaný výkon uhelných elektráren ve světě dosahuje 891 GWe. Předpokládáme-li využití
instalovaného výkonu větrných elektráren 30 %, zmíněný výkon by mohlo nahradit 1,5 milionu
větrných turbín o výkonu 2 MW.
I z tohoto příkladu vyplývá, že uhlí bude hrát ve světové energetice nadále důležitou roli. Budoucí
užití uhlí však musí probíhat na jiné bázi, než dnes. Dnes už jsou k disposici nové technologie,
projekty a přístupy, které nabízejí podstatně nižší vliv výroby z uhlí na životní prostředí. Patří k nim
zvýšená účinnost elektráren, CCS a integrace s dalšími technologiemi a procesy.
duben 2011
strana 81
Trhy a trendy
Ekonomický rozvoj vyspělých zemí OECD za uplynulé století byl možný díky vysoké spotřebě
uhlí. Obdobný rozvoj můžeme očekávat v rozvojových zemích, což povede k růstu spotřeby uhlí
podle obr. 5.13.
Obr. 5.13 OČEKÁVANÝ VÝVOJ SPOTŘEBY UHLÍ
Nutno dodat, že tento trend předpokládá „obvyklý rozvoj“ (business as usual) a dále, že 81 %
světových zásob tohoto uhlí se nalézá v 6 zemích. Jsou to: USA, Rusko, Čína, Indie, Austrálie a Jižní
Afrika. Relativně nízká cena uhlí je z pohledu dalšího vývoje málo motivující a nenutí k vyhledávání
a užití nových technologií.
Cesty inovací
Pro výzkum a vývoj nových technologií využití uhlí při minimalizaci vlivů na životní prostředí byly
vytipovány tři hlavní cesty (viz obr. 5.14):
•
zdokonalení technologií;
•
CCS;
•
integrace technologií.
strana 82
duben 2011
Obr. 5.14 CESTY ZDOKONALOVÁNÍ UHELNÝCH TECHNOLOGIÍ
Nadkritické a ultra-nadkritické bloky
Konvenční elektrárny spalující práškové uhlí a kotle s fluidním ložem se používají po mnoho let.
Provozní podmínky podkritických bloků se vyznačují teplotou páry 540°C při tlaku 16,5 MPa a jejich
účinnost se pohybuje kolem 30 %. Některé moderní bloky dosahují účinnosti 35 až 37 %. Další
zvyšování teploty páry a tlaku nad kritický bod páry, tzv. nadkritické a ultra-nadkritické parametry se
vyznačují dalším zvyšováním účinnosti. Tab. 5.2 popisuje klasifikaci elektráren tohoto typu. Jejich
výhodou jsou nižší náklady na palivo a podstatné snížení emisí CO2. Investiční náklady jsou
porovnatelné s tradičními bloky a je možná integrace s technologií CCS.
Tab. 5.2 PARAMETRY UHELNÝCH BLOKŮ
Zdroj informací
Klasifikace
výrobních jednotek
Podkritické
Clean Coal Technology Nadkritické
Canada (2003)
Ultranadkritické (UNK)
World Coal Institute
(2007)
Teplota
Tlak
Tepelná účinnost
Zvýšení oproti
podkritickým
∆%
°C
MPa
%
538
17
36-37
-
538
27
39-40
8
600
31
42-43
16
23
Pokročilé UNK
700
31
44-46
Podkritické
538
17
36-37
-
Nadkritické
540-566
25
46
26
Ultranadkritické
580-620
27-28
50
37
V provozu se nachází více než 500 nadkritických bloků a jejich účinnost je v průměru o 10 %
vyšší než u tradičních řešení, elektřinu produkují s nižšími nároky na palivo a úměrně sníženými
emisemi.
Je nutno dodat, že zařízení musí snést příslušné teploty a tlaky a proto se využívají speciální
materiály.
duben 2011
strana 83
Zplyňování
Zplyňování fosilních paliv (uhlí, petrolejový koks, biomasa) spočívá na jejich částečné oxidaci,
přičemž kromě dalších složek vzniká oxid uhelnatý (CO) a vodík. Jejich kombinace se nazývá
syntetický plyn.
Syntetický plyn má širší použití a může být konvertován na naftu, letecký petrolej, metanol aj. Zde
předpokládáme jeho spalování ve spalovací turbíně v kombinovaném cyklu (IGCC), který dosahuje
účinnosti 40 až 42 %. To představuje v porovnání s tradičním cyklem zlepšení účinnosti o 40 %.
Pomocí procesu water-gas shift (WGS) může být syntetický plyn rozdělen na složky, to je CO2 a H2,
což usnadní přiřazení procesu zachycování CO2.
Zachycování a ukládání CO2
Pro budoucnost, kromě zvyšování podílu obnovitelných zdrojů, jsou důležité technologie CCS pro
stávající i budované elektrárny. V úvahu přicházejí tři technologie: zachytávání CO2 před spalováním,
po spalování a spalování oxyfuel. Nejjednodušší je zachytávání CO2 po spalování jelikož proces
probíhá při plném výkonu. Náhrada vzduchu kyslíkem (oxyfuel) způsobuje, že výfukové plyny se
vyznačují vysokou koncentrací CO2. Zachytávání před spalovacím procesem je vhodné pro
kombinované cykly IGCC v kombinaci s metodou „water-gas shift“. Plyn, vstupující do spalovací
turbíny, je čistý vodík a ve spalovacím procesu produkuje vodní páru.
Některé vlády reagují na tlak veřejnosti investicemi do CCS, které již dosáhly téměř 10 mld. USD.
Přesto CCS není jediným řešením budoucnosti, tato bude spočívat na dalších technologiích jako
zplyňování, oxyfuel, nadkritické spalování, tlakové fluidní lože, hybridní užití uhlí a sluneční energie.
Oxyfuel
Spalování při náhradě vzduchu čistým kyslíkem (oxyfuel nebo oxyfiring) produkuje výfukové plyny
sestávající hlavně z CO2 a vody. Předpokládá se vyloučení dusíku ze vstupujícího média. Vodní páry
se kondenzují a CO2 je připraven pro proces zachytávání a ukládání. Proces je atraktivní s ohledem
na jednoduchou integraci s CCS. Spalování za pomoci čistého kyslíku vede k velmi vysokým
teplotám, nevhodným pro konstrukci kotle, proto se oxidant ředí výfukovými plyny. Metoda produkuje
o 75 až 80 % výfukových plynů méně než obvyklé spalování.
Spalování v kyslíku je ve stadiu vývoje a sledují se dvě možné cesty: přímé a nepřímé uplatnění
tepla. První poskytuje vyšší účinnost, vyžaduje však novou konstrukci spalovacích turbín. Druhá
metoda vede k menším nárokům na konstrukci turbíny, vede však k nižší účinnosti, přesto je
konkurenceschopná s tradičními energetickými technologiemi.
Primární výhodou metod je jejich snadná integrace s CCS a ve světě se pracuje na několika
pilotních a demonstračních projektech. Může se uplatnit „na zelené louce“ i u stávajících zařízení.
Další výhodou jsou nižší emise NOx.
Základní nevýhodou procesu jsou vyšší investiční a provozní náklady. Separace složek vzduchu
a chlazení CO2 vyžadují další energii, takže celková účinnost je nižší. Komerční uplatnění tedy
vyžaduje další zdokonalování technologií.
Integrace technologií – uhlí a sluneční energie
Technologie obnovitelných zdrojů zatím nemohou uspokojit nároky na energii s ohledem na jejich
obvykle nízkou hustotu. Slibnou cestou je kombinace tradičních a nových energetických technologií,
umožňující spolehlivost i dostatečný výkon. Jde zejména o kombinaci termálních solárních elektráren
strana 84
duben 2011
(soustředění sluneční energie pomocí parabolických zrcadel a tubulárního přijímače). Sestava
poskytuje páru o teplotě až 370 °C i více, která se vede do obvodů konvenční elektrárny, kde se
s využitím tradičních paliv pára přehřívá na obvyklou teplotu. Spotřeba doplňkového paliva se snižuje
a snižují se i investiční náklady na termální solární elektrárnu.
Integrace konvenčních a termálních solárních elektráren připadá v úvahu v oblastech s výbornými
klimatickými podmínkami jako Austrálie, Nevada apod., kde se dá předpokládat 20 až 30 %
slunečního svitu v průběhu roku.
Souhrnně lze možnosti uplatnění nových přístupů užití uhlí jako primárního zdroje ilustrovat
vlastnostmi jednotlivých variant v tab. 5.3.
Tab. 5.3 PARAMETRY NOVÝCH UHELNÝCH TECHNOLOGIÍ
Vysvětlivky k emisím
CO2
Obecné poznámky
vysoké emise
1) dlouhodobě ověřená technologie,
2) negativní vliv na životní prostředí
redukce emisí v důsledku
vyšší účinnosti
1) oveřená technologie
2) vývoj nových konstrukčních
materiálů
snížení
až o 100 %
redukce emisí aplikací
CCS
1) vysoké investice
2) vysoké provozní náklady
snížení
o 20-28 %
snížení
až o 100 %
redukce emisí aplikací
CCS
1) nutnost separační jednotky
vzduchu
2) nepřověřeno v komerčním rozsahu
zvýšení
až o 34 %
snížení
až o 34%
redukce emisí v důsledku
nižší výroby z uhlí
1) nutnost dořešení integrace
2) vysoké investice
Účinnost
Změna
účinnosti
Redukce CO2
Podkritický blok
do 35 %
-
-
Nadkritický blok
40-46 %
zvýšení
až o 31 %
snížení
až o 31%
Zplyňování uhlí
42 %
zvýšení
až o 20 %
Spalování v kyslíku
25-28 %
Solární + uhelný blok
42-47 %
Technologie
(Vivek Kane, Kane Associates, Indie)
„Zelená“ energie je výzvou dne a význam větrné energie nelze dostatečně zdůrazňovat. Přesto,
základní otázkou je: co, když je větrná energie neadekvátní potřebám? Některé studie ukazují, že
pravděpodobnost nalezení lokalit s příznivými podmínkami větrné energie je pouhých 15 %. Kromě
toho, s větrnou energie jsou spojeny neodmyslitelné neurčitosti.
Některé studie dokazují, že až 85 % území našeho světa má zdroje větrné energie nevhodné
pro využití tradičními technologiemi. Jinak řečeno, podmínky vyhovující pro výrobu větrné energie
konvenční technikou jsou vzácné a pro určitou lokalitu jsou vhodné pouze z 15 %. Návratnost
takových projektů sotva dosahuje prahových hodnot. Je možné od takového projektu upustit, avšak
existují i efektivní řešení technická anebo finanční. Tato jsou předmětem referátu. Pro zpracování
technických řešení budeme diskutovat elektrizaci ostrovů, přičemž tímto termínem rozumíme ostrovy
skutečné nebo i virtuální (oblasti vzdálené od elektrických sítí).
V případě příznivých podmínek vystačíme s konvenčními větrnými turbínami, které nevyžadují
napájení pro rozběh. Co však v ostatních případech?
Konvenční technologie mají svá omezení – není ekonomické budovat stožáry s výškou nad
100 m. Přesto se ukazuje, že ve větších výškách (150 m a výše) jsou větry téměř všude podstatně
stabilnější a silnější.
duben 2011
strana 85
Technické řešení
Některé ostrovy mají další energetické zdroje, např. solární, biomasu nebo geotermální. Při
návrhu energetického zásobování ostrova je vhodné současné využití i těchto možností a navrhnout
hybridní řešení, obvykle sestávající z:
•
Větrných turbín, nevyžadujících pro start elektrické napájení (bez nutnosti napojení na síť);
•
Baterií pro zajištění spolehlivosti zásobování při nižších nákladech;
•
Solárních panelů nebo jiného druhu obnovitelného zdroje;
•
Řídicího systému.
Mezi společnostmi, zaměřenými na zužitkování větru ve velkých výškách je nejstarší
a nejvyspělejší Magenn Power Systems Inc. z Kanady, která je připravena k uvedení komerčních
produktů do provozu. Přichází s revolučním řešením založeném na použití heliem plněného balónu,
zakotveného 200 až 300 m nad terénem. Balón se působením větru otáčí a vyrábí elektřinu, která se
přenáší na zem pomocí vodičů a po nezbytné transformaci napájí síť.
Obr. 5.15 SCHÉMA KONCEPCE SYSTÉMU MARS SPOLEČNOSTI MAGENN
Výkon větrné turbíny je úměrný třetí mocnině rychlosti větru a zdvojnásobení rychlosti proudění
vede tedy ke zvýšení výkonu 8krát (obr. 5.16).
strana 86
duben 2011
Obr. 5.16 VZTAH MEZI VÝŠKOU VĚTRNÉ TURBÍNY, RYCHLOSTÍ VĚTRU A VYUŽITÍM
Další velkou nevýhodou konvenčních větrných turbín je fakt, že pro rozjezd vyžadují vnější
napájení značným výkonem. Generátory projektu MARS se opírají o permanentní magnety a pro start
nevyžadují vnější napájení. Z tohoto důvodu jsou ideální pro ostrovní sítě.
Stav projektu
Prototyp o výkonu 100 MW je hotov, testuje se a probíhá pilotní projekt. Společnost očekává
zahájení sériové výroby turbín od roku 2012. Pilotní projekt je určen pro Ministerstvo přírodních zdrojů
Kanady, produkt je však komerčně k disposici už od konce roku 2010.
Na úvodní otázku, zda existuje možnost využití větrné energie v obvykle neadekvátních
podmínkách síly větru, odpovídáme tedy ano – technické řešení existuje, ale také ne – dosud není k
disposici v komerčně přijatelném měřítku.
Akumulace energie
Obnovitelné zdroje zpravidla neprodukují elektřinu tehdy, kdy ji potřebujeme. Naproti tomu
spolehlivé a nepřetržité zásobování elektřinou je někdy nutností. Systémy akumulace energie se
v tomto směru tedy stávají nutnou potřebou.
Konvenční baterie jsou k akumulaci větších objemů energie neekonomické, vyskytují se však
technologie pro toto užití vhodnější.
duben 2011
strana 87
Obr. 5.17 TECHNOLOGIE AKUMULACE ENERGIE PODLE DOBY VYBÍJENÍ A VÝKONU
Například elektrochemické články (Flow Batteries) s elektrolytem zinek–bromid nebo sodík–síra
(obr. 5.18) tvoří špičkové řešení pro akumulaci větších objemů energie.
Obr. 5.18 SCHEMATICKÉ ZNÁZORNĚNÍ ELEKTROCHEMICKÉHO ČLÁNKU
strana 88
duben 2011
Byly již úspěšně realizovány komerční instalace baterií tohoto v různých zemích světa. Uvést lze
např. 190 instalací v Japonsku s výkonem 270 MW. Příkladem může být instalace baterie o výkonu
37 MW pro větrnou farmu 51 MW na severu Japonska.
Další typem baterie vhodné pro akumulaci větších objemů energie může být baterie využívající
chemické reakce na základě bromidu zinku.
Třetím nadějným typem velkokapacitní akumulace je článek Vanadium Redox společnosti
Sumitomo Electric Industries z Japonska, jehož schéma je na obr. 5.19.
Obr. 5.19 SCHEMATICKÉ ZNÁZORNĚNÍ ČLÁNKU VANADIUM REDOX
Ve stadiu pokusů je akumulace energie na bázi vodíku.
Referát dále uvádí detaily modelového ověřování životaschopnosti mikrosítí, zahrnujících větrné
farmy, další typy obnovitelných zdrojů a velkokapacitní akumulaci energie z pohledu developera
i investora. Modelová řešení analyzují nejdůležitější neurčitosti projektů tohoto typu.
5.3
VÝROBA
(Rolf Kehlhofer, The Energy Consulting Group Ltd, Switzerland, Stefan Hatt, ABB Power
Generation, Švýcarsko)
Racionální skladba výroby elektřiny vyžaduje zdroje s nízkými emisemi CO2, schopné reagovat
na změny zatížení při nejnižších nákladech. Práce předkládá analýzu optimální skladby technologií,
která plní výše vyjmenované požadavky a vychází z energetického portfolia několika klíčových zemí.
Cíle řešení zahrnují: porovnání několika výrobních technologií (včetně budoucích nákladů na emise)
– nároky na sítě pro pružnou a řiditelnou výrobu – možnosti a limitace výroby elektřiny
z obnovitelných zdrojů (OZ) – při současném zvýšení energetické účinnosti a zvýšení spotřeby
elektřiny.
Zásobování energií v budoucnosti pravděpodobně představuje nejpalčivější problém všech zemí.
Jeho komplexita vyžaduje pragmatický přístup a dokonalé pochopení jeho multidimenzionality.
Klíčovou otázkou je, jak využít existující i budoucí energetické zdroje, kterými země disponuje, a to
duben 2011
strana 89
způsobem, zaručujícím hospodárnost rozvoje při respektování vlivů na životní prostředí. Požadavky
řešení jsou často ve vzájemném rozporu.
Ekonomický růst, zvláště v rozvojových ekonomikách, na jedné straně vyžaduje stále více
energie, ale na druhé straně, environmentální požadavky volají po snižování spotřeby, zejména
fosilních paliv, emitujících CO2. Řešením tohoto dilematu je objektivní pohled na všechny možné
zdroje a objektivní zhodnocení jejich výhod a nevýhod. Žádný dogmatický přístup, apriori zamítající
některý zdroj, nevede k dobrému dlouhodobému řešení. Současné politické diskuse zpravidla
nepomáhají řešení nastoleného problému. Objevují se tak doporučení, které spadají zcela mimo
realitu.
Práce prezentuje analýzu doporučeného dlouhodobého scénáře zásobování elektřinou jedné
evropské země. Chce poukázat na to, že spolehlivé a ekonomicky přijatelné řešení, respektující
environmentální vlivy, je nejlepší cestou zajištění ekonomického růstu a optimálního využívání
energetických zdrojů. Klíčovým závěrem je zjištění, že úspora fosilních paliv vyžaduje zvyšování
podílu elektrizace. Optimální skladba elektroenergetiky vyžaduje konvenční zdroje jako vodní, tepelné
a jaderné elektrárny, jakož i OZ a přizpůsobení konkrétním podmínkám jednotlivé země. Optimální
skladba bude významně rozdílná v rozvojové ekonomice, jako je Indonésie, a ve vyspělé průmyslové
zemi jako Švýcarsko.
Disponibilní energetické zdroje
Dnes se převážná část energetického zásobováním opírá o uhlí, ropu a zemní plyn. Ve
střednědobé perspektivě neočekáváme žádné fundamentální změny. Zásoby těchto zdrojů ovšem
klesají a tato paliva jsou stále dražší. Pochopení reálných možností ověřených zásob nám naznačuje,
jak se jejich ceny budou v perspektivě vyvíjet. Odhad dostupných zásob za předpokladu neměnné
spotřeby je následující:
•
ropa: cca 40 let;
•
zemní plyn: cca 60 let;
•
uran: více než 100 let;
•
uhlí: cca 150 let.
Z uvedeného vyplývá, že cena ropy poroste pravděpodobně rychleji, než ostatních zdrojů,
zejména uranu a uhlí. Zemní plyn je někde uprostřed, protože jeho spalování je spojeno s nízkými
emisemi a bude často sloužit pro výrobu elektřiny,
Z porovnání zásob vyplývá, že solární energie je zdrojem nejbohatším. Její roční přínos
(cca 1,2 x1017 W) je podstatně vyšší, než ověřené zásoby uhlí, ropy a plynu. Je dosud využívána
z velmi malé části.
Podíváme-li se nyní na primární zdroje, využívané v současnosti k výrobě elektřiny, pak vidíme
situaci podle následujícího obr. 5.20.
strana 90
duben 2011
Obr. 5.20 STRUKTURA PRIMÁRNÍCH ZDROJŮ PRO VÝROBU ELEKTŘINY
Uhlí při výrobě elektřiny dosud hraje prvořadou úlohu a tuto svou pozici si dlouhou dobu zachová.
Na straně druhé možnosti větrné, solární a geotermální energie jsou nyní využívány jen v nepatrném
měřítku. Jejich využití by se do budoucna mělo zvýšit, což se týká hlavně sluneční energie. Výzva je
o to náročnější, že za posledních 25 let roční spotřeba elektřiny roste o 3,2 % ročně a tato hodnota
nebude klesat, spíše naopak.
Podívejme se nyní na pravdivost tvrzení, že efektivnější využití primárních zdrojů vyžaduje
zvýšení podílu elektřiny. Tvrzení můžeme doložit dvěma příklady:
•
substituce fosilních paliv ve vytápění budov;
•
přechod osobní dopravy od tekutých paliv k elektřině.
V prvním případě předpokládáme vliv přechodu topného systému od tekutých paliv k tepelnému
čerpadlu s užitím elektřiny, vyráběné v moderní teplárně s kombinovanou výrobou na bázi zemního
plynu. Toto řešení vede ke snížení spotřeby primární energie o 45 % a k výraznému snížení emisí
CO2.
Předpokládáme-li náhradu tradičního automobilu elektromobilem, výsledkem jsou:
•
o 50 % menší spotřeba prvotní energie,
•
o 65 % nižší emise CO2.
K dobru můžeme připočíst i méně hluku a méně toxických emisí.
V těchto příkladech nepředpokládáme, že elektrická vozidla budou efektivní pouze při využití
obnovitelných zdrojů. Přínos obnovitelných zdrojů může být významný, ale působí zde ekonomická
omezení.
Disponibilní technologie
Pokusme se nyní ocenit všechny technologie, které jsou k disposici dnes a v blízké budoucnosti.
Mezi konvenční patří:
duben 2011
strana 91
•
uhelné tepelné elektrárny;
•
elektrárny na zemní plyn s kombinovanou výrobou;
•
elektrárny se spalovacími turbínami;
•
jaderné elektrárny;
•
jednotky s dieselovým motorem.
Ke zdrojům, využívajícím OZ patří:
•
vodní elektrárny;
•
větrné elektrárny;
•
geotermální elektrárny;
•
elektrárny na biomasu;
•
spalovny odpadu s výrobou elektřiny.
Pokud jde o požadavky strany spotřeby, musíme také zkoumat, jak je tyto technologie plní.
Elektřina je jedinečný produkt a vyznačuje se potřebou vyrovnané bilance výroby a spotřeby
v každém okamžiku. Je nutno rozlišovat (obr. 5.21):
•
základní zatížení (24 hod za den);
•
pološpičkové zatížení (12–16 hod za den);
•
špičkové zatížení (několik málo hodin za den);
•
vyrovnávání bilance;
•
náhodnou výrobu (nemůže být přímo ovlivnitelná).
Obr. 5.21 PŘÍKLAD KRYTÍ DIAGRAMU ZATÍŽENÍ
strana 92
duben 2011
Referát podrobně vypočítává technologie, vhodné pro krytí jednotlivých pásem a typů zatížení.
Jelikož jde o obecně známé skutečnosti, výčet neuvádíme. Elektrárny větrné a solární řadí
k elektrárnám s náhodnou výrobou. Dodejme však, že jako díla vhodná k vyrovnávání bilance
předpokládá:
•
jednotky s kombinovaným paroplynovým cyklem;
•
spalovací turbíny;
•
vodní elektrárny;
•
pružné uhelné elektrárny.
Jaderné elektrárny vyžadují vysoké investice a mají poměrně nízkou účinnost, ale mají velmi
nízké náklady na palivo v porovnání s elektrárnami na uhlí nebo plyn. Na straně druhé, plynové
jednotky s kombinovaným cyklem, které vyžadují pouze 25 % investičních nákladů jaderné elektrárny
a spalují drahý zemní plyn, pracují s vysokou účinnosti až 60 %. Jejich výroba je konkurenceschopná
ve velmi širokém pásmu využití od pološpičkového zatížení s využitím cca 2000 hod/rok až po
zatížení základní.
Všimněme si nyní další stránky problému – environmentálního vlivu. Následující schéma (obr.
5.22) porovnává specifické emise CO2 vybraných zdrojů.
Obr. 5.22 POROVNÁNÍ EMISÍ CO2 Z VÝROBY ELEKTŘINY
U jaderných elektráren jsou emise mimořádně nízké, ale jejich negativní stránkou je jaderný
odpad a související rizika. Bez jasné politické přijatelnosti a pečlivého managementu vyhořelého
paliva jejich instalaci nelze jednoznačně doporučit. Z pohledu emisí jsou na druhém místě elektrárny
na zemní plyn. Schéma ukazuje, že snižování emisí CO2 by mělo být podpořeno také modernizací
uhelných elektráren.
Dalším hlediskem výběru jsou výrobní náklady elektřiny, které pro základní i pološpičkové
zatížení porovnává další schéma (obr. 5.23).
duben 2011
strana 93
Obr. 5.23 VÝROBNÍ NÁKLADY NOVÝCH ELEKTRÁREN
Náklady byly určeny pro evropskou úroveň cen včetně nákladů na povolenky CO2. Schéma pouze
potvrzuje to, co již bylo řečeno. Musíme dodat, že uhelné elektrárny v poměrech střední Evropy
nejsou lepší, než plynové CCPP pro základní zatížení. Výjimku tvoří elektrárny spalující levné hnědé
uhlí.
Přejděme nyní k podobnému hodnocení OZ.
V první řadě si všimněme dobře známých vodních elektráren (VE) s propracovanou technologií.
Je to nejosvědčenější OZ, který může být použit, jestliže země disponuje vodou a dostatečným
spádem. VE nemají vliv na kvalitu vody, ovlivňují však vzhled krajiny. Výhodou akumulačních VE je
jejich značná pružnost. Zvláště výhodná je jejich kombinace s náhodnými zdroji elektřiny. V mnoha
zemích však už možnosti vodní energie byly vyčerpány, ale i zde přichází v úvahu modernizace VE.
Nejrozšířenějším OZ po vodních elektrárnách je větrná energie. Je to ekologicky výhodný zdroj,
ale jeho problémem je nestabilní resp. nedostatečný vítr. Z ekonomického hlediska se vyžaduje
využití alespoň 2000-2500 hod/rok. Největší potenciál Evropy se nachází v příbřežních elektrárnách v
Severním moři, kde je dosažitelné využití až 3000–4000 hod/rok. Jejich investiční náklady jsou
porovnatelné s jadernými elektrárnami. Cena jejich energie se dnes pohybuje kolem 150 EUR/MWh,
což je pro náhodný zdroj elektřiny vysoká hodnota. Naproti tomu vnitrozemské větrné elektrárny jsou
technologicky dobře zvládnuté a v adekvátních lokalitách mohou generovat elektřinu za přijatelné
ceny.
Jak již bylo uvedeno, solární energie je k dispozici v podstatě v neomezeném množství. Její
hustota je ovšem velmi nízká a chová se rovněž jako stochastický zdroj. Technologie, speciálně
fotovoltaika, se rychle rozvíjejí a mají stále značný rozvojový potenciál. Výrobní náklady elektřiny
z těchto zdrojů v nejbližších 10–20 letech zůstanou velmi vysoké a jejich uplatnění v důsledku toho
může zůstat nízké.
Zajímavý potenciál představuje geotermální energie, zejména pro zásobováním teplem nebo při
využití v tepelných čerpadlech. Využití je ovšem omezeno na země s vysokou vulkanickou činností
jako Indonésie, Japonsko, Filipíny apod. Pro většinu evropských zemí není hospodárné využívat
nízkoteplotní zdroje s teplotou 100–130°C z velmi hlubokých vrtů. Druhý zákon termodynamiky
strana 94
duben 2011
v těchto případech nedovoluje výrobu elektřiny při rozumných nákladech. V zemích s příznivými
podmínkami (např. v Indonésii) lze očekávat výkon až 10 GW při ceně kolem 100 EUR/MWh.
Následující tabulka (obr. 5.24) porovnává cenu elektřiny ze zmíněných technologií.
Obr. 5.24 POROVNÁNÍ NÁKLADŮ VÝROBY ELEKTŘINY
Pro rozvoj stabilních a spolehlivých soustav zásobování elektřinou nestačí pouze vyvážená
výrobní základna. Nezbytnosti jsou i přizpůsobené elektrické sítě. Rozvoj využívání náhodných OZ
představuje výzvu pro provozovatele soustavy. Výrobní základna musí disponovat dostatkem
pružných zdrojů jako jsou VE nebo plynové elektrárny.
Výkonné systémy přenosu elektřiny jsou požadovány k zajištění spolehlivého propojení se
spotřebiteli. V případě Evropy jde např. o propojení větrných elektráren v Severním moři s velkými
vodními elektrárnami v Norsku a v Alpách. Dlouhodobě lze uvažovat o propojení na solární elektrárny
v Severní Africe.
Závěrečná část referátu uvádí aplikaci myšlenek uvedených v předchozím textu pro případ
Švýcarska a pro podmínky nejbližších 20 let. S ohledem na místní poměry se předpokládá následující
skladba výroby elektřiny v roce 2030:
•
vodní energie: 38 TWh;
•
jaderná energie: 31 TWh;
•
kombinované paroplynové cykly: 12 TWh;
•
jiné (vč. solárních zdrojů): 4 TWh;
•
celkem: 85 TWh.
duben 2011
strana 95
Tři pilíře strategie tvoří vodní elektrárny, jaderné elektrárny a elektrárny s kombinovaným
paroplynovým cyklem. Výrobní stranu bilance elektřiny doplňuje solární energie, jejíž rozvoj je
podporován a ohledem na potřeby budoucnosti.
(Nadia Maïzi, Mathilde Drouineau, Edi Assoumou, MINES Paristech – CMA, Francie, Vincent
Mazauric, Schneider Electric, Francie)
Modely dlouhodobého plánování jsou důležité pro přípravu hodnověrných variant rozvoje
a provozu budoucích energetických soustav a musí být zaměřeny na technologickou proveditelnost
při odpovídajících nákladech. Referát je zaměřen na problémy pružnosti a spolehlivosti elektrizačních
soustav a na zdokonalení výsledků dlouhodobých studií. Věrohodné výsledky vyžadují zahrnutí
pružnosti soustav formou dodatkového kriteria pro investiční rozhodování. Požadavky na spolehlivost
jsou oceňovány na základě souvisejících nákladů. Navrhovaný přístup byl použit v dlouhodobém
modelu plánování francouzské ES a demonstrovaný na příkladě soustavy ostrova Reunion, která je
v plném rozsahu založena na výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů (OZ).
Elektřina bude hrát stále důležitější roli v zásobování lidské společnosti energií. Podle odhadu IEA
v příštích 30 letech bude investováno 10 bilionů USD do výroby, přenosu a rozvodu elektřiny. V této
souvislosti je nutno konstatovat dva kritické rysy nastávajících změn:
•
Nová paradigmata dodávky elektřiny, v porovnání s těmi, pro které byly systémy kdysi
navrženy. Očekává se enormní růst podílu OZ, distribuovaná architektura, koncept
DESERTEC, smart grids atd.
•
Snaha zvýšit efektivnost výroby, přenosu a distribuce elektřiny.
Obr. 5.25 VÝVOJ SPOTŘEBY ENERGIE V USA
strana 96
duben 2011
Kromě toho, současná výroba se opírá o fosilní paliva, což znamená vyšší negativní vlivy na
životní prostředí.
Tyto okolnosti vyžadují vyhodnocení budoucích elektrizačních soustav. Modely MARKAL
(MARKet ALlocation), zohledňující široké spektrum technologií, představují možné řešení tohoto
problému. Všeobecně, modely plánování rozvoje jsou užitečné pro analýzy střednědobého
a dlouhodobého vývoje elektroenergetiky v době, kdy tato čelí významným environmentálním tlakům.
Tyto modely nabízejí vyšetřit možnosti substituce podél celého energetického řetězce a mohou
znázornit hlavní hnací modely systému v regionálních dimenzích, včetně anticipace změn a vlivů cen
energie a odhadu odpovídajících emisí.
Možnost implementace výsledků plánovacích modelů (udržitelnost a robustnost) závisí na popisu
prostorových a časových dimenzí a omezení resp. podmínek funkce systému.
Prostorová omezení souvisejí s geografickou alokací elektráren a spotřebitelů, se strukturou
a pohotovostí přenosové sítě. Časové dimenze problému se týkají managementu soustavy s cílem
minimalizovat odchylky napětí a kmitočtu v čase a tím systém udržovat v mezích bezpečnosti při
plnění požadavku vyrovnané bilance výkonů v reálném čase.
Prostorové a časové podmínky vyplývají z nároků na pružnost a spolehlivost provozu systému.
V této práci se pokoušíme zdokonalit vyjádření pružnosti a spolehlivosti systému s cílem získat
hodnověrné výsledky modelu.
Uvedeme předběžnou charakteristiku modelu elektroenergetiky MARKAL. Práce je členěna do tří
oddílů.
•
Rozšířený model MARKAL se zavedením pružnosti jako dodatkového kriteria investic do
výroby;
•
Požadavky na spolehlivost ES a metodiku, která umožní stanovit náklady na spolehlivé
zásobování;
•
Dlouhodobá analýza elektrizace ostrova Reunion, který je zajímavý tím, že jde o malý
a izolovaný systém vyžadující maximální flexibilitu, neboť by se měl k roku 2030 stoprocentně
opírat o dodávku elektřiny z OZ.
Předběžná prezentace modelu MARKAL
Spolu s popisem modelu podtrhneme některé silné stránky a slabiny modelování
elektroenergetiky. Model MARKAL, vyvinutý za podpory IEA, je v základní verzi model, z technického
hlediska optimalizační. Popisuje relace input-output jednotlivých technologií a pro zvolený časový
horizont minimalizuje celkové aktualizované náklady při respektování omezení vyplývajících z řízení
soustavy, omezování emisí, jednotlivých druhů paliv apod.
duben 2011
strana 97
Obr. 5.26 SCHEMA ENERGETICKÉHO SYSTÉMU
Rozhodovací proměnné (decision variables) závisí na výběru úrovně aktivity technologií
a rozsahu investic. Bilanční rovnice se týkají roku jako celku, nikoliv zatížení v jednotlivých hodinách.
Souhrnný popis je znázorněn na obr. 5.26, který představuje tzv. referenční ES. Podrobnější popis
modelu je dostupný v samostatné práci. Hlavní bilanční rovnice, resp. omezení zahrnují:
Podmínky vyrovnaných toků
Podrobněji jsou v modelu znázorněny toky elektrické a tepelné energie. Z hlediska časového
členění je každé období členěno na 6 subperiod, dále na tři sezóny (léto, zima, přechodové období)
a konečně na den a noc. Bilanční rovnice jsou vyjádřeny pro každý dílčí interval.
Podmínky výkonové rezervy v maximu zatížení
Podmínky zaručují nasazení doplňkových kapacit, dostatečných pro rezervy v intervalech
nejvyššího zatížení, výrobní kapacita se navyšuje o určité procento, které chrání proti důsledkům
poruch. Uživatel definuje dva faktory: faktor rezervy elektřiny a tepla a příspěvek jednotlivých
technologií k zálohování elektřiny a tepla.
Flexibilita v modelu MARKAL – Potřeba flexibility
Nároky na flexibilitu výrobní základny vyplývají z proměnného charakteru elektrického zatížení,
resp. z potřeby disponibility jednotek pro krytí základního i špičkového zatížení, což zpravidla zajišťují
dražší technologie. Potřeba flexibility vede k nasazení dražších technologií na straně výroby
i zatížení. Model upřednostňuje s ohledem na optimalizaci ekonomického kriteria méně nákladné
výrobní technologie. Nároky na pružnost se zvyšují s ohledem na nástup zdrojů s nahodilým
výstupem – OZ. Např. ve Francii se odhaduje teoretický potenciál OZ na 66 TWh a 30 GW ve
vnitrozemských, resp. 97 TWh a 30 GW v příbřežních větrných elektrárnách. Jejich rozvoj si vyžádá
vyšší pružnost soustavy.
strana 98
duben 2011
Dosud je sporná reálnost scénářů s malým podílem tepelné výroby a velkým podílem větrných
a solárních zdrojů. Velký podíl OZ obecně vyvolává potřebu tepelných elektráren a z tohoto důvodu
se jeví nezbytné v modelu uplatnit podmínky flexibility soustavy.
Rozšířený model MARKAL
Rozšířený model po zavedení podmínek flexibility lépe vyjadřuje průměrnou výrobu ve
specifických provozních režimech, např. při krytí pološpičkového zatížení. Model byl po tomto
rozšíření aplikován pro francouzskou elektrizační soustavu. Po tomto upřesnění je lépe vyjádřena
úloha zdrojů na plyn a tekutá paliva, zdrojů, které se v původní verzi modelu zdánlivě nezúčastňují
výroby. Výsledky obou verzí jsou v referátu vyjádřeny graficky.
Nároky na spolehlivosti ES
V referátu se podrobně diskutují nároky na spolehlivost ES, a to ve vztahu k jednotlivým druhům
ztrát, které vyplývají z povahy systému. Autoři si všímají tří druhů ztrát, kterými jsou:
•
Ztráty vyplývající z účinnosti Carnotova cyklu tepelných elektráren;
•
Ztráty vyplývající z přenosu energie elektrickými sítěmi;
•
Ztráty vznikající nároky na spolehlivost soustavy (potřebu výkonové zálohy).
V souvislosti se zvyšováním podílu OZ na výrobě elektřiny ztráty související s Carnotovým cyklem
obecně klesají, narůstají však nároky na výkonovou zálohu a s tím související ztráty třetího typu.
Pojem spolehlivosti ES je v referátu pojat v souladu s doporučeními ENTSO-E jako vyjádření
adekvátnosti soustavy – tj. schopnosti krýt zatížení a spotřebu elektřiny a vlastní spolehlivosti –
tj. schopnosti vypořádat se s náhlými poruchami výrobních jednotek, resp. náhlými změnami zatížení.
Návrh soustavy odpovídající stanovené úrovni spolehlivosti dovoluje posoudit náklady na zajištění
spolehlivé funkce ES.
Poslední oddíl referátu popisuje řešení izolované ES ostrova Reunion. Tato část referátu je
zajímavá jako pohled na vytváření soustav se 100% podílem OZ na výrobě elektřiny.
(Annette Evans, Vladimir Strezov, Tim Evans, Macquarie University, Austrálie)
Parametry udržitelnosti výroby elektřiny byly vyhodnoceny aplikací osmi klíčových indikátorů.
Vyhodnocení se týká fotovoltaiky, větrné, vodní a geotermální energie, energie z bioplynu, zemního
plynu, uhlí a jádra s ohledem na jejich cenu, emise skleníkových plynů, účinnost, nároky na pozemky,
potřebu chladící vody, pohotovost a sociální vlivy. Diskutuje se relevance výsledků v kontextu
Austrálie. Uvádějí se rovněž výsledky australských rozhodnutí o výrobě elektřiny, které preferují
sluneční elektřinu před ostatními zdroji, zatímco uhlí, biomasa a jaderná energie se vyznačují nízkou
akceptací.
Výrobě elektřiny v celém světě dominují fosilní paliva. Průvodním jevem jejich spalování jsou
značná množství oxidů uhlíku, emitovaných do atmosféry. Fosilní zdroje jsou navíc omezené a jejich
existence je konečná. Rezervy uhlí jsou ještě značné, avšak spotřeba uhlí v sektoru elektroenergetiky
je odpovědná za největší podíl oxidů uhlíku i dalších škodlivin jako NOx, SO2, CO a pevné prachové
částice. Energetika se výrazně podílí na uvolňování škodlivých látek do životního prostředí.
duben 2011
strana 99
Obr. 5.27 STRUKTURA SVĚTOVÉ VÝROBY ELEKTŘINY V ROCE 2006
Struktura světové výroby elektřiny podle primárních zdrojů energie je znázorněna na obr. 5.27
a ukazuje, že výroba elektřiny z uhlí představují přes 40 % výroby elektřiny a celkový příspěvek
výroby elektřiny z fosilních paliv činí přes 65 % elektřiny vyrobené v r. 2006. Podíl OZ na výrobě
rychle roste, ale jejich podíl na trhu, s výjimkou energie vodní, je stále nízký. Např. v roce 2008 podíl
solární energie činil pouze 0,02 % světové výroby, a to přes růst mezi roky 1997 a 2005 o 33 %.
Podobně větrná energie zvýšila svůj podíl mezi roky 1997 a 2004 o 50 %, ale dosud poskytuje pouze
0,5 % světové výroby elektřiny.
Růst poptávky po elektřině o cca 1,8 % za rok mezi léty 1990 až 2004 stupňuje nároky na
snižování emisí na jednotku výroby. Podle predikcí IEA, jestliže nedojde ke snížení závislosti na uhlí,
uhelné elektrárny budou v r. 2030 pouze v rozvojových zemích produkovat více emisí, než celé
OECD v současnosti.
Pokrýt rostoucí nároky na energii při minimálním vlivu na životní prostředí je nezbytná zásadní
změna způsobu výroby elektřiny. Změny se musí týkat i účinnosti výroby pokročilými technologiemi
(oxyfuel, IGCC) a zvyšování podílu alternativních forem výroby, vodní energie a dalších OZ,
spalování a zplyňování biomasy, energie přílivu apod. Obnovitelné zdroje by měly energetiku
osvobodit od fluktuací cen, obchodních a transportních problémů spojených s uranem, plynem
a uhlím a mohly by potenciálně zlepšit energetickou bezpečnost zemí chudých na minerální zdroje.
Je ovšem nutno dodat, že tradiční technologie založené na uhlí a plynu, nabízejí vysokou spolehlivost
a poměrně nízké ceny. Pečlivé hodnocení udržitelnosti všech technologií je nezbytné k vymezení
budoucích investic a správné energetické politiky.
Referát popisuje vyhodnocení udržitelnosti výroby elektřiny pomocí indikátorů udržitelnosti ve
vztahu k cenám, emisím skleníkových plynů, účinnosti, nárokům na území, nárokům na vodu,
pohotovosti, omezením a sociálním vlivům. Kromě porovnání technologií se diskutují implikace pro
výrobu elektřiny v Austrálii, včetně odpovídajících postojů veřejnosti.
strana 100
duben 2011
Indikátory udržitelnosti
K vyjádření vlivů výroby elektřiny jsme vymezili 8 indikátorů udržitelnosti, které v souhrnu vyjadřují
finanční, ekologickou, inženýrskou (technickou) a sociální udržitelnost jednotlivých technologií.
Náklady jsou na prvním místě úvah, neboť zajištění finančních přínosů je klíčové pro udržitelnost
rozvoje. V úvahu se bere účinnost energetických transformací, která má přímý vliv na náklady
a definuje vyspělost procesu. Emise skleníkových plynů (CO2, metan) určují potenciál globálního
oteplování a nyní se stávají dalším klíčovým parametrem udržitelnosti. Emise dalších škodlivin (SO2,
NOx, CO, Pb, PM10, O3 atd.) neuvažujeme s ohledem na možnost jejich řízení opatřeními energetické
politiky. Důležité jsou nároky na vodu jako ukazatel, významný zvláště v některých oblastech světa,
např. v Austrálii. Pohotovost a navazující omezení vyjadřují možnost zdroje pokrývat základní
zatížení. S ohledem na to, že energetické technologie konkurují územními požadavky bydlení,
zemědělství a chráněným oblastem, nároky na pozemky znamenají důležitý ukazatel. Pod pojmem
sociální vlivy máme na mysli přímé i nepřímé vlivy na zdraví a kvalitu života, které nejsou dostatečně
vyjádřené jinými ukazateli.
V zájmu soustředění dat pro vyhodnocení ukazatelů byl proveden rozsáhlý průzkum literatury.
Vyhodnocení zahrnuje celou dobu života každé jednotky a tam, kde to přichází v úvahu, je uváděno
na bázi jedné kWh. Anonymní průzkum online se obracel na australskou společnost a usiloval
o vyjádření názorů na jednotlivé způsoby výroby elektřiny v celém rozsahu možných řešení. Otázky
zahrnuly názory na přiměřenost činnosti vlády při podpoře nových technologií.
Vyhodnocení udržitelnosti
Cena
Rozpětí průměrných cen elektřiny jednotlivých technologií je vyjádřeno v USD/kWh na obr. 5.28.
Technologie biomasy jsou reprezentovány biomasou DEC a odpadem – biomasou RES.
Obr. 5.28 CENY ELEKTŘINY PODLE TECHNOLOGIÍ VÝROBY
duben 2011
strana 101
Upozorňujeme na logaritmické měřítko, které poněkud zkresluje přímý grafický názor.
Účinnost
Významným parametrem je účinnost konverze primární ENERGIE na elektřinu, která významně
ovlivňuje cenu i udržitelnost výsledného produktu. Hodnoty uvedené v tab. 5.4 jsou převzaty ze
širokého okruhu literárních pramenů.
Tab. 5.4 ÚČINNOST VÝROBY ELEKTŘINY
Technologie
Rozpětí účinnosti
Fotovoltaická
4-22 %
Vítr
23-45 %
Vodní
>90 %
Geotermální
10-20 %
Biomasa
16-43 %
Plynová
45-53 %
Uhelná
32-45 %
Jaderná
30-36 %
Vodní energie se vyznačuje nejvyšší účinností, která je pětinásobkem hodnot, dosažitelných
u dalších technologií. Při správné lokalizaci je vítr druhý nejúčinnější OZ, následovaný biomasou.
Zemní plyn je v celkové efektivnosti na druhém místě. Rozdíly mezi ním a výrobou z uhlí a jaderné
energie nejsou výrazné. Největší rozptyl účinností se týká solárních článků a souvisí s použitým
typem od amorfních silikonových článků (nejnižší účinnost) až po krystalické (nejvyšší účinnost).
Účinnost geotermálních jednotek závisí na teplotě disponibilní geotermální energie.
Emise skleníkových plynů
Světová výroba elektřiny vede k uvolnění přes 10 mld. tun ekvivalentu CO2 do atmosféry a podílí
se ze 40 % na celkových emisích roku 2004. Od roku 1990 jde o nárůst 53 %. OZ se obecně
pokládají za zdroj prostý emisí CO2, avšak každý OZ není v tomto směru neutrální. Například ačkoliv
větrné turbíny a solární články v provozu neemitují CO2, jejich výroba, výstavba, recyklování apod.
jsou spojeny s určitými emisemi. Podobně se chovají zejména přehrady vodních elektráren, jsou však
také do jisté míry zdrojem metanu, vznikajícího při rozkladu organických látek. Výsledky hodnocení
emisí jednotlivých technologií v ekvivalentu CO2 zahrnuje obr. 5.29, který byl sestrojen na základě
hodnocení desítek literárních pramenů.
strana 102
duben 2011
Obr. 5.29 EMISE SKLENÍKOVÝCH PLYNŮ PODLE TECHNOLOGIE VÝROBY ELEKTŘINY
Nejnižší emise se týkají jaderné energie, tyto se týkají procesu přípravy a zpracování nukleárního
paliva. Poznamenejme, že i zde lze zaznamenat značné rozdíly související se zvoleným procesem,
nejnižší emise poskytuje proces difuse, nejvyšší obohacováním paliva odstřeďováním.
Velmi nízké emise poskytuje větrná energie, spalování residuí biomasy a vodní energie;
u biomasy emise souvisejí se sběrem a transportem biologických materiálů. Fotovoltaika
a geotermální zdroje mají poměrně nízké emise. Nejvyšší hodnoty přísluší spalování zemního plynu
a uhlí. (Referát vzájemné vztahy podrobněji analyzuje.)
Nároky na vodu
Dané hledisko je zvláště důležité v zemích se suchým klimatem, kde voda představuje vzácný
a společensky drahocenný zdroj. Některé výrobní technologie vyžadují pro chlazení značná kvanta
vody. Odhady podle jednotlivých literárních pramenů jsou uvedeny v tab. 5.5. Rozlišuje se spotřeba
vody a její odběr. Spotřebou se označuje množství, které se např. vypaří a nemůže být vráceno k
dalšímu užití. Odběrem (withdrawal) je celkové množství uplatněné v průběhu výrobního procesu a
zahrnuje vodu s možností recyklování.
duben 2011
strana 103
Tab. 5.5 SPOTŘEBA A ODBĚR VODY TECHNOLOGIÍ VÝROBY ELEKTŘINY
Zdroj dat
Technologie
Larson
Trewin
Fotovoltaická
Spotřeba
nepatrná
Geotermální
Biomasa - odpady
Biomasa - plodiny
0.001
11
3740 *
0.3-1.6
0.26
20
1.7
12-300
13600
3.2
34
Plynová
0.3-0.5
0.6
Uhelná
0.3-0.5
1.5
Jaderná
Odběr
0.01
Větrná
Vodní
Inhaber
Younos
Spotřeba [kg/kWh]
1.6
78
14-28
1.6
78
31-75
1.8
107
* zahrnuje odběr
Referát podrobně komentuje výše uvedenou tabulku, včetně rozdílů v ukazatelích podle
jednotlivých pramenů.
Pohotovost
Fosilní paliva a jaderná energie mají konečné zásoby a jejich disponibilita omezuje možnou dobu
využívání příslušných technologií. Některé současné odhady předpokládají dobu disponibility uhlí na
100, zemního plynu na 35 a uranu na 70 let.
Vysokoteplotní geotermální zdroje jsou k disposici v cca 80 zemích a potenciálem cca 11±1,3
PWh/rok, avšak současně ekonomicky využitelný potenciál je nižší, pouze cca 8,1 PWh/rok, z čehož
se v přítomnosti využívá 2,6 PWh/rok.
S ohledem na nekonzistentní povahu rychlosti větru je větrná energie každé lokality do jisté míry
omezena. Výroba větrné energie není možná pod rychlostí větru 3–5 m/s a z bezpečnostních důvodů
je nutno turbíny odstavit, jestliže tato přesáhne 20–25 m/s. Přesto IEA odhaduje potenciál větrných
zdrojů na cca 40 PWh/rok.
Sluneční energie virtuálně nezná žádná omezení, zeměkoule zachytává roční toky solární energie
ve výši cca 170 PW, zatím co roční spotřeba elektřiny celého světa r. 2007 činila 5,5 TW. Intenzita
sluneční energie se však mění podle ročního období, zeměpisné šířky, počasí a denní doby.
V příznivých podmínkách, např. v Austrálii, činí denní radiace v průměru 5–6 kWh/m2/den a od léta do
zimy se mění v poměru 2:1. V klimaticky chudších oblastech, např. Severní Evropě je to cca 2–3
kWh/m2/den a vyznačuje se větší sezónní proměnlivostí. Ideální oblastí solární energie jsou pouště
s očekáváním cca 300 slunečních dnů/rok.
Odhaduje se, že globální potenciál elektřiny z biomasy činí cca 200–270 EJ/rok, jiné odhady tuto
hodnotu omezují na cca 100 EJ/rok. I poslední hodnota však reprezentuje cca 30 % roční spotřeby
roku 2004. Samotná residua cukrové třtiny by mohla poskytnout až 7,8 TW/rok. Biomasa se jeví jako
zdroj nejvyšší disponibility a za slibné se považují všechny vyzkoušené technologie.
Potenciál vodní energie lze proměřovat ve stejných jednotkách jako její současnou výrobu, 3,2
PWh vyrobených v roce 2009 činí cca 40 % jejího potenciálu.
strana 104
duben 2011
Nároky na území
Nároky na území určují, jakou oblast vyžadují jednotlivé technologie při svém provozu, nevyjadřují
však jak se toto území využívá nebo v důsledku energetické výroby znehodnocuje. Souhrnné nároky
indikuje tab. 5.6.
Tab. 5.6 NÁROKY NA POZEMKY
Zdroj dat
Technologie
Gagnon
2
Fthenakis
2
m /kWh
m /kWh
Fotovoltaická
0.045
0.0003
Větrná
0.072
0.0015
Vodní
0.152
0.004
Geotermální
0.05
0.05
Biomasa - plodiny
0.533
0.0125
Biomasa - odpady
0.001
0.0003
Plynová
Uhelná
0.004
0.0004
Jaderná
0.0005
0.00005
Nejnižší nároky na území vyžaduje jaderná energie, ve vztahu k tomuto ukazateli se na druhém
místě pohybuje elektřina z uhlí a zemního plynu. Ignoruje se však u posledních znehodnocení území.
Nároky na území fotovoltaiky se jeví jako únosné, její potřeby lze redukovat využíváním budov
a střech.
Větrná energie vyžaduje poměrně značné území, vlastní elektrárna však zajímá jen asi 1-10 %
plochy, zbytek lze využít pro zemědělské účely, zatravnění apod. Nároky vodní energie jsou druhé
nejvyšší zejména s ohledem na konstrukci přehrad. Nároky biomasy jsou extrémní a činí cca
4násobek potřeb vodní energie.
Sociální vlivy
Výroba solárních článků se opírá o užití řady toxických, karcinogenních, hořlavých a explosivních
látek. S pokrokem technologií, výrobou stále tenčích článků se tato nebezpečí snižují, nadále však
vyžadují minimální kontakt s člověkem a životním prostředím. Toxické substance se využívají rovněž
v průběhu provozu, jsou to např. rozmrazovače, inhibitory koroze a těžké kovy, které se mohou
vyluhovat mimo systém. Odraz světla může způsobit oční choroby. Solární farmy by se měly velmi
pečlivě dislokovat v zájmu snížení konkurence se zemědělstvím, omezení eroze a zhutňování půdy,
redukci odpařování a porušení proudění povrchové a podzemní vody.
Hlavními vlivy větrné energie jsou hluk, vizuální rušení a působení na okolní ptactvo. Zdá se, že
veřejnosti nejvíce vadí narušení vzhledu krajiny, méně závažným faktorem je hluk vyvolaný lopatkami
turbín a vlastním agregátem. Mnohé větrné farmy zaznamenaly vliv na život ptactva a nebezpečí
kontaktu s ním. Ve studiích by se měly respektovat trasy tahu ptactva; u dobře navržených konstrukcí
nehrozí přímý kontakt.
Přehrady vodních elektráren zabezpečují regulaci vodních toků, slouží k zavlažování, k tvorbě
rekreačních oblastí i ochraně okolních území, tvoří turistické atrakce. Nejméně žádoucím jejich vlivem
duben 2011
strana 105
je vymístění komunit z okolního území; původní obyvatelé změnu životních podmínek obtížně
snášejí. Výstavba přehrad má často za následek i ztrátu archeologicky kulturně cenných lokalit,
i narušení schématu migrace vodních živočichů. Při nedostatečném dozoru nad kvalitou vody
v přehradách může jít o ohrožení zdraví, zejména v tropických oblastech.
Geotermální výroba elektřiny je rovněž spjata s ekologickými vlivy, narušením okolního území,
fyzikálními vlivy, poklesem půdy vlivem intenzivního odběru kapalných a plynných látek, hlukem,
tepelnými emisemi a uvolněním ofenzivních chemických látek. Vlivy mají v různých lokalitách a při
různých technologiích rozdílný charakter. Existují však technologie nezatížené emisemi a odpadem.
Proces re-injekce vod ovlivňuje možnost vzniku seizmických jevů. Dodejme, že geotermální vody
obsahují významné množství chemických látek jako sirovodík, amoniak, rtuť, radon, bór, kadmium
a olovo. V okolí chladících věží geotermálních děl v Kalifornii se vyskytlo umrtvení vegetace
v převládajícím směru větru.
Klíčovým sociálním problémem je konkurence biomas s potravinami, její vyloučení znamená
neprodukovat biomasu na půdách vhodných pro výrobu potravin. V chudých oblastech intenzivní
produkce biomas zbavuje chudé obyvatelstvo paliv pro vytápění a vaření. Kromě zemědělské půdy
jsou pro produkci biomas důležité lesy. Těžba lesní hmoty je do jisté míry kompenzována vracením
popele z dřevní hmoty, bohatého na minerální látky, avšak významná je související ztráta minerálních
látek a dusíku. Veřejnost v této souvislosti znepokojuje ztráta biodiverzity, na straně druhé je
podporováno využití přirozeného lesního odpadu. Je nutno dodat, že těžba lesní biomasy vykazuje
trojnásobné nároky na podíl práce v porovnání s těžbou uhlí. Vyšší jsou též nároky na výstavbu,
provoz a údržbu. V porovnání s podzemní těžbou uhlí, ropy a plynu se hospodaření s bio-masou
vykazuje více úrazů a nemocí z povolání. Všeobecně zemědělství vykazuje o 25 % více úrazů než
jiná průmyslová odvětví.
Sociální vlivy těžby uhlí, plynu a jaderných technologií jsou všeobecně známé. Těžba minerálních
zdrojů se mnohdy odehrává v citlivém prostředí nedaleko komunit. Užití území dolováním je zpravidla
invazivní, likviduje velké oblasti přirozené vegetace a lidská obydlí a vyžaduje po vytěžení nákladnou
rehabilitaci. Může znamenat i nevratnou ztrátu archeologicky cenných lokalit. Emise tepelných
elektráren jsou výrazně kontaminovány polutanty jako síra, NOx, CO, pevné částečky, těžké kovy
a pod. a rozptylují se po širokém okolí. Uhlí zpravidla obsahuje značné množství rtuti.
Jaderná energie ovlivňuje lidské komunity v průběhu těžby, mletí, dopravy, obohacování a výroby
palivových článků, provozu elektráren a jejich odstavení, nekontrolovaných úniků, důlním odpadem
i důsledku slabého radiačního zatížení pracovníků, karcinogenního efektu radioaktivní exposice apod.
Někteří badatelé mluví o odhalení výskytu dětské leukémie, ve větším počtu případů, než by
odpovídalo přirozenému pozadí v okolí jaderných elektráren.
Závěrečná poznámka zpracovatele
Referát obsahuje analýzu sociální přijatelnosti jednotlivých energetických technologií v Austrálii
na základě odpovědí 282 respondentů. S ohledem na zcela rozdílné lokální podmínky nepokládáme
výsledky za přijatelné pro středoevropské poměry, kromě toho s ohledem na malý počet dotázaných
výsledky průzkumu ani pro danou oblast nepokládáme za reprezentativní. Indikátory udržitelnosti
jednotlivých energetických technologií pokládáme nicméně za zajímavé a prokazují, že lze stěží najít
dokonalou energetickou technologii, která by byla ze všech projednávaných hledisek zcela přijatelná.
strana 106
duben 2011
(Umair Dossani, Bruce Power, Kanada)
Ve světě se velmi široce diskutuje, zda jaderná energie prochází renesancí nebo postupným
zánikem, a to s ohledem na fakt, že jaderné technologie jsou rizikové a současně příznivé pro životní
prostředí. Jaderná energie patří k nejnadějnějším technologiím výroby elektřiny. V porovnání s jinými
alternativami je jaderná energie ekologicky udržitelná a nachází se na úsvitu nové éry, nových
projektů a technologií. Závěrečná část referátu je věnovaná modernizaci přípravy jaderného paliva,
jeho přepracování a ukládání.
Diskuse o úloze jaderné energie ve světové energetice vyžaduje odpověď na několik otázek:
•
Jaké jsou aktivity světa v boji proti globálnímu oteplování?
•
Jaký je podíl jaderné energie na energetickém mixu rozvojových i rozvinutých zemí?
•
Jaký pokrok byl dosažen od doby, kdy byla uvedena do provozu první jaderná elektrárna?
•
Jak se v průběhu 40 let změnily možnosti jaderného palivového cyklu?
Oteplování a renesance jaderné energie
Svět po podpisu Kjótského protokolu a po klimatické konferenci v Kodani podnikl řadu kroků
k omezování uhlíkatých emisí. Dosud však žádný z těchto kroků neplní očekávání. Za současnou
situaci je odpovědné spalování fosilních paliv, jejichž užití převažuje nad ostatními energetickými
zdroji v mnoha zemích světa (obr. 5.30).
Obr. 5.30 PODÍL PRIMÁRNÍCH ZDROJŮ ENERGIE NA SVĚTOVÉ VÝROBĚ ELEKTŘINY
Vlastnosti jaderné energie přispívají k řešení současné situace, čímž se mj. vysvětluje renesance
tohoto zdroje.
duben 2011
strana 107
Kapacita jaderných elektráren
Uveďme některé poznatky o světové jaderné energii:
•
První jaderné elektrárny byly uvedeny do provozu v 50. letech.
•
K dnešnímu dni se ve světě provozuje 436 jaderných elektráren ve 30 zemích světa
s výkonem 372 GWe.
•
JE dodávají cca 15 % světové spotřeby elektřiny jako spolehlivý, nepřetržitý a efektivní
zdroj.
•
V 56 zemích se provozuje na 250 výzkumných reaktorů, dalších 220 reaktorů pohání lodě
a ponorky.
•
Dalších 30 reaktorů je ve výstavbě a 90 nových se připravuje k výstavbě.
Dnešní výroba elektřiny z JE odpovídá celkové výrobě elektřiny roku 1960. Zkušenosti jaderné
energetiky jsou značné a obnášejí 13000 reaktor-roků.
Světovou výrobu jaderné elektřiny a její podíl na celkové výrobě elektřiny znázorňuje obr. 5.31.
Obr. 5.31 VÝROBA JADERNÝCH ELEKTRÁREN A JEJICH PODÍL NA CELKOVÉ VÝROBĚ
ELEKTŘINY
Minulost a současnost jaderných reaktorů
Ačkoli se v současnosti staví méně reaktorů než v sedmdesátých a osmdesátých letech minulého
století, dnešní reaktory produkují více elektřiny. Nárůst výroby jaderných elektráren v letech 2000 až
2006 činil 210 TWh, přestože jejich počet se nezvýšil a jejich výkon vzrostl pouze o 15 GWe.
Zmíněný výsledek byl dosažen lepšími technickými parametry. V roce 2007 došlo k poklesu výroby
v důsledku uzavření některých elektráren v Německu. Využití výkonu dnešních jaderných elektráren
je velmi vysoké a je na hranici dosažitelných hodnot.
strana 108
duben 2011
V počátcích jaderné energetiky (1950 až 1960) se stavěly tzv. reaktory první generace, které
většinou využívaly přírodní uran a jako moderátor sloužil grafit. Ve většině případů tyto reaktory již
byly vyřazeny z provozu. Druhá generace jaderných elektráren už používá jako palivo obohacený
uran a jsou moderované a chlazené vodou. Elektrárny se vyznačují zvýšenou bezpečností. Jaderné
elektrárny třetí generace se dosud provozují pouze v Japonsku, ale další jsou ve výstavbě nebo ve
stadiu přípravy. Čtvrtá generace jaderných reaktorů je ve stadiu projektové přípravy a jejich provoz se
očekává až kolem roku 2020. Budou zaměřeny na uzavřený palivový cyklus a budou spalovat
aktinidy z vyhořelého paliva. Ve čtvrté generaci se uvažuje i o tzv. rychlých reaktorech.
Více než 12 projektů jaderných reaktorů 3. generace je v rozdílném stadiu vývoje. Patří k nim
projekty PWR, BWR a CANDU i některé náročnější typy. Zahrnují např. pokročilé varné reaktory
(Advanced Boiling Water Reactor). Nejradikálnějším představitelem má být vysokoteplotní modulární
reaktor (Pebble Bed Modular Reactor) chlazený heliem, které má přímo pohánět turbíny elektrárny.
Většina reaktorů byla projektována na životnost 30 až 40 let. Novými opatřeními lze však jejich
životnost prodloužit. Celkový přehled provozovaných reaktorů podle zvolené technologie je v tab. 5.7.
Tab. 5.7 JADERNÉ ELEKTRÁRNY V KOMERČNÍM PROVOZU
Počet
reaktorů
Instalovaný
výkon [GW]
Palivo
Chladivo
Moderátor
USA, Francie,
Japonsko, Rusko, Čína
265
251.60
obohacený UO2
voda
voda
Varný (BWR)
USA, Japonsko,
Švédsko
94
86.40
obohacený UO2
voda
voda
S tlakovou těžkou vodou
(PHWR, CANDU)
Kanada
44
24.30
přírodní UO2
těžká voda
těžká voda
Plynem chlazený
(AGR, Magnox)
Velká Británie
18
10.80
přírodní U,
obohacený UO2
CO2
grafit
Lehkovodní grafitový
(RBMK)
Rusko
12
12.30
obohacený UO2
voda
grafit
S rychlými neutrony (FBR)
Japonsko, Francie,
Rusko
4
1.00
PuO2 a UO2
tekutý sodík
žádný
Jiné
Rusko
4
0.05
obohacený UO2
voda
grafit
441
386.45
Typ reaktoru
Hlavní země
Tlakovodní (PWR, VVER)
CELKEM
Tabulka uvádí nejčastější typy reaktorů, jejich hlavní charakteristiky a rozsah jejich uplatnění.
Kolem 85 % reaktorů je odvozeno z typů, určených pro námořnictví. Třetí generace reaktorů má
následující vlastnosti:
•
standardizované provedení, které by mělo umožnit urychlení povolovacího procesu
a výstavby a vést k nižším nákladům,
•
jednodušší a robustnější provedení, zaručující jistější provoz a nižší zranitelnost,
•
vyšší pohotovost a delší životnost,
•
nižší možnost poruch, vedoucích k roztavení jádra reaktoru,
•
vyšší odolnost proti důsledkům leteckého napadení,
•
vyšší vyhoření paliva, nižší nároky na palivo a méně jaderného odpadu,
•
spalitelné adsorbenty, které prodlužují životnost paliva.
duben 2011
strana 109
Je nutno se ještě zmínit o zahrnutí pasivních i aktivních opatření ke zvýšení bezpečnosti, které
nevyžadují provozní zásahy k vyloučení poruch. Tato opatření využívají zemskou přitažlivost,
přirozený odvod tepla a odolnost proti vysokým teplotám.
Mnoho úsilí bylo vynaloženo na společné projekty konsorcií se sdílením nákladů a efektivním
využitím výsledků. Referát vyjmenovává 14 takových konsorcií z různých zemí světa a jejich
zaměření. Vůdčími zeměmi mezi nimi jsou Japonsko, USA, Kanada, Francie, Německo, Rusko, Jižní
Korea a Jižní Afrika. Přehled pochází od Světové nukleární asociace (Word Nuclear Association).
Čtvrtá generace jaderných reaktorů se nachází ve fázi projektování. V optimálním případě by
mohly být k dispozici mezi roky 2020 až 2030. Mezinárodní tematická skupina (task force) vytipovala
šest strategií jaderných reaktorů, které budou vesměs provozovány při teplotách vyšších, než jsou
teploty, při kterých jsou provozovány současné konvenční reaktory. Většina reaktorů 4. generace se
bude opírat o uzavřený palivový cyklus, který se vyznačuje vysokým využitím jaderného paliva
a minimalizací odpadu určeného k uložení. Tři z vyvíjených typů budou rychlé reaktory, jeden se
označuje jako epitermálmí (rezonanční) a dva budou provozovány s využitím pomalých neutronů.
Jednotkový výkon se předpokládá 150 až 1500 MWe. Připravuje se i reaktor s dlouhou životnosti
o výkonu 50 až 150 MWe, pracující bez výměny palivových kazet 15 až 20 let. Takové reaktory
budou využívány pro distribuovanou výrobu, příp. pro odsolování mořské vody.
Následující tab. 5.9 uvádí celkový přehled a předpokládané vlastnosti reaktorů 4. generace.
Tab. 5.8 PŘEHLED PŘIPRAVOVANÝCH REAKTORŮ 4. GENERACE
Neutronové
spektrum
Chladivo
Teplota [°C]
Tlak
Palivo
Palivový
cyklus
Velikost
Použití
Plynem chlazené
rychlé reaktory
rychlé
helium
850
vysoký
U238+
uzavřený v
lokalitě
1200
elektřina
vodík
Olovem chlazené
rychlé reaktory
rychlé
olovo nebo
Pb-Bi
480-800
nízký
U238+
20-180
regionálně
300-1200
uzavřený
600-1000
rychlé
fluoridové soli
700-800
nízký
UF-sůl
uzavřený
1000
elektřina
vodík
termální
fluoridové soli
750-1000
nízký
UO2
otevřený
1000-1500
vodík
rychlé
sodík
550
nízký
U238 a
MOX
uzavřený
30-150
300-1500
1000-2000
elektřina
Nadkritické reaktory
chlazené vodou
rychlé nebo
termální
voda
510-625
velmi
vysoký
UO2
otevřený
(termální) 300-700
uzavřený 1000-1500
(rychlé)
elektřina
Ultra vysokoteplotní
reaktory chlazené
plynem
termální
helium
900-1000
vysoký
UO2
otevřený
vodík
elektřina
Technologie
Rychlé reaktory
chlazené roztavenými
solemi
Pokročilé
vysokoteplotní
reaktory s
roztavenými solemi
Rychlé reaktory
chlazené sodíkem
250-300
elektřina
vodík
V centru zájmu dalšího vývoje je uzavřený palivový cyklus umožňující plné využití energie
přírodních jaderných surovin, včetně tzv. vyhořelého paliva konvenčních jaderných elektráren, a to při
minimalizaci zátěže životního prostředí (obr. 5.32).
strana 110
duben 2011
Obr. 5.32 CYKLUS JADERNÉHO PALIVA
Referát se dále podrobně zabývá reaktory CANDU, které se vyznačují mimořádnou flexibilitou ve
vztahu k využití v různých palivových cyklech. Jejich vlastností je vysoká neutronová ekonomika,
výhodné uspořádání palivových kanálů, možnost výměny paliva za provozu a jednoduchý návrh
palivových svazků. Díky tomu umožňují optimalizované využití různých druhů jaderného paliva.
Společnost Atomic Energy of Canada Limited v současné době zkoumá možnosti synergie
palivového cyklu reaktorů CANDU, moderovaných těžkou vodou spolu s tradičními reaktory LWR
a rychlými reaktory. Předpokládaný přechod k rychlým reaktorům by měl využít této možné synergie.
Významná úloha v této souvislosti přísluší využití těžké vody. Rozpracovává se několik představ o
budoucích jaderných palivových cyklech s množivými reaktory rozdílné míry reprodukce (breeding
ratio) jaderného paliva.
duben 2011
strana 111
5.4
SÍTĚ
5.4.1 Směrem k obnově přenosové a distribuční infrastruktury pro dosažení cílů
EU 2020
(Giuliano Monizza, T&D Europe and ABB, Itálie)
Referát shrnuje výsledky spolupráce mezi T&D Europe (The European Association of the
Electricity Transmission and Distribution Equipment and Services Industry) a Electrical Engineering
Department university v Ženevě. Poskytuje vědeckou analýzu otázky, do jaké míry mohou moderní
výrobky a systémy elektrotechnického průmyslu přispět k úsilí EU o omezení změn klimatu. Ke
kvantifikaci ekologického přínosu byla navržena metodologie, která vyjadřuje růst účinnosti, omezení
emisí CO2 a vede k širšímu využití OZ, ale i ke zvýšení kvality elektřiny pomocí obnovy infrastruktury
(přenos a rozvod).
Úvod
V prosinci 2008 byla schválena společná evropská strategie, zaměřená na ochranu proti změnám
klimatu, známá jako „třikrát 20“. Tato strategie usiluje o realizaci doporučení Kjótského protokolu. Je
zaměřena na snížení emisí skleníkových plynů o 20 %, snížení konečné spotřeby energie o 20 %
podporou energetických úspor a dosažení podílu 20 % OZ na krytí konečné spotřeby energie do roku
2020.
Infrastruktura přenosu a rozvodu je přímo či nepřímo zapojena do efektivního užití energie.
Související cíle by měly být zaměřeny na:
•
náhradu a zdokonalení komponent elektroenergetiky;
•
rozšíření systémů měření, monitorování a řízení oblastí (WAMS/WACS), zdokonalení
komunikačních systémů ochrany a řízení;
•
zvýšení napěťové úrovně;
•
instalace zařízení na ochranu kvality distribučních sítí;
•
podpora přenosových vedení VHDC;
•
Zavedení pružných přenosových systémů FACTS.
Referát navrhuje metodologii hodnocení přínosů zmíněných akcí pro energetickou politiku
a plnění jejích cílů. Soustřeďuje se na aplikaci indexů chování a na definici ověřovacích sítí (“test
networks”), které mohou být použity jako základ k posouzení očekávaných přínosů. Navrhuje se
procedura pro určení a porovnání kvantitativních efektů jednotlivých opatření.
Posouzení stavu technologií na základě indexů chování
Jak již bylo uvedeno, cíle EU zahrnují efektivnost, environmentální přijatelnost a vyšší podíl
využití OZ. Tyto cíle lze integrovat do jediného doplňkového ukazatele – kvality služby.
Indexy chování lze definovat mnoha způsoby. Tím prvním je „krátkodobý“ způsob na základě
zisku elektrického výkonu v důsledku zavedením moderní technologie. Druhý „integrovaný“ způsob
vyjadřuje zisk energie, který lze konvertovat na ekonomické vyjádření např. dobu návratnosti na
základě odhadu investičních nákladů na zavedení nové technologie. Třetí přístup má stochastický
charakter a opírá se o dynamické indexy chování. Ucelené hodnocení se opírá o všechny tři způsoby.
strana 112
duben 2011
Indexy efektivnosti (účinnosti)
Energetická efektivnost se může týkat celého energetického řetězce od primárního zdroje
energie, přes konverzi energie až po finální spotřebu. V širokém slova smyslu je efektivnost závislá
na lokalizaci a disponibilitě prvotního zdroje a na nákladech na jeho pořízení. Pozornost může být
soustředěna na proces konverze, to je výroby elektřiny a na její užití. V oblasti přepravy energie jde
o zachycení vlivu ztrát, ale pojem může být rozšířen i na kvalitu energie. Úsilí o snížení ztrát souvisí
i s omezováním emisí CO2, jelikož snížené ztráty vedou k nižší výrobě. Na objem ztrát působí
příznivě i rozvoj decentralizovaných zdrojů.
Analytické hodnocení ztrát vyžaduje model ustáleného stavu.
Na základě předchozích úvah index energetické efektivnosti lze formulovat jako „normalizovaná
hodnota ztrát v sítích, odpovídající nárokům na spotřebu“. Ztráty v sítích lze výhodně určit
v souvislosti s řešením optimalizace toků výkonů.
Index omezení emisí
Problematika environmentální kompatibility se většinou vztahuje k emisím, generovaným při
výrobě elektřiny. Správné řízení provozu rovněž přispívá ke snížení emisí. K hodnocení je vhodný
tentýž model, který byl zmíněn v předchozím s tím, že byly současně vyjádřeny emise související
s určitou výrobou elektřiny. Index omezení emisí pak může výt vyjádřen jako „Celkové normalizované
emise soustavy vztažené k celkové spotřebě“.
Index penetrace OZ
K definici indexu penetrace OZ je opět vhodný model ustáleného stavu, schopný reprezentovat
distribuovanou výrobu. Přítomnost OZ v soustavě představuje nové nároky na řízení a tyto kladou
nové nároky na infrastrukturu i provoz soustavy. Cílem je mj. vyjádřit vliv distribuované výroby na
ztráty. Soudobé technologie by mohly napomoci zvýšenému uplatnění OZ v systému. Jako index
penetrace OZ lze doporučit „Celková výroba OZ vztažená k normalizované souhrnné spotřebě“.
Index kvality ustáleného stavu
Elektrizační soustava dokonale plní své úkoly, nacházejí-li se provozní parametry komponent
(uzlová napětí, zatížení větví) v mezích stanovených výrobcem zařízení. Odchylky od těchto hodnot
znamenají sníženou kvalitu chování. Indexy kvality ustáleného stavu se většinou opírají o hodnoty
napětí, povětšinou se připouští odchylka 5 %. Hodnocení podmínek vyžaduje výpočty toků výkonů.
Většina výpočetních programů pouze zaznamenává ve výstupních sestavách případné odchylky, je
žádoucí, aby v případě větších odchylek byly provedeny zásahy do provozu s cílem jejich odstranění.
Index kvality ustáleného stavu s ohledem na předchozí může být definován jako „Úhrn
nepřípustných odchylek od stanovených uzlových napětí a proudových profilů větví“. Vyžaduje se
zdokonalený systém optimalizace toků výkonů, přičemž účelovou funkcí je součet odchylek uzlových
napětí a/nebo proudů ve větvích od hodnot ideálního pracovního scénáře.
Index kvality harmonického průběhu
Průběh střídavého napětí musí respektovat požadavky na kvalitu tvaru a má být blízký tzv.
harmonickému tvaru vlny, nepřiměřené tvarové zkreslení (obsah vyšších harmonických) může narušit
funkci citlivých zařízení konečné spotřeby. Různé konvertory a nelineární komponenty sítě zvláště na
distribuční úrovni ovlivňují tvar vlny. Odchylku od ideálního průběhu vyjadřuje tzv. činitel
duben 2011
strana 113
harmonického zkreslení (Harmonic Distortion Factors – HDF), který se přiřazuje k uzlovým napětím
a průběhu proudu ve větvích. Základní myšlenkou je definice limitu harmonického zkreslení uzlových
napětí a proudu ve větvích.
Současný stav technologií (state-of-the-art) vyžaduje formulaci jejich harmonického modelu
a výpočty harmonického zkreslení v modifikovaných distribučních soustavách.
Stávajícím doporučením odpovídajícího indexu je „Celkový činitel průměrného harmonického
zkreslení sítě, nebo jeho odchylky“.
Index dynamické kvality přenosu
K možnosti vyjádření dynamické kvality přenosu jsou nezbytné dynamické modely soustavy,
umožňující vyšetři chování soustavy při definici souboru myslitelných poruch a pravděpodobnost
jejího návratu do ustáleného provozního stavu.
Odpovídající index může být definován jako „Kumulativní blízkost sítě k počáteční prahové úrovni
distančních ochran (napětí, proudu a fázového úhlu) a relé pro odlehčování soustavy“.
Index dynamické kvality rozvodu
Navrhuje se následující znění indexu:
„Kumulativní blízkost k ideálnímu tvaru napětí a proudu (v případě strmých odchylek)“ resp. pro
případ přerušení dodávky: „Kumulativní hodnota nedodané energie“.
Ověřovací sítě
V ověřovací síti je nutno zobrazit všechny základní komponenty jako velké elektrárny,
distribuovanou výrobu, OZ, distribuční transformátory, velká koncentrovaná průmyslová zatížení,
distribuované zatížení sídlišť apod. Vzory lze najít v literatuře. Ilustrační schéma typické ověřovací
sítě VVN / SN, vhodné pro vyčíslení zmíněných indexů, je na obr. 5.33.
Obr. 5.33 OVĚŘOVACÍ SÍŤ
strana 114
duben 2011
Referát uvádí řadu doporučení pro výběr modelů k řešení poměrů v ověřovací síti, včetně
možnosti zobrazení soudobých komponent.
Porovnávací procedura
Na sérii výpočtů, vedoucích k vyčíslení indexů kvality předpokládané sítě, navazuje porovnávací
(komparativní) procedura, která má umožnit porovnávání variant rozvoje, resp. zdokonalování sítě
z pohledu souhrnu vlastností.
Porovnávání se odvíjí z referenčního scénáře a ze souhrnného hodnocení indexů chování jako
váženého průměru jednotlivých indexů, na které navazuje analogické hodnocení možných
a předpokládaných opatření a jejich souhrnného indexu chování.
Referát v tabulkové formě (tab. 5.9) hodnotí přímé a nepřímé účinky jednotlivých možných
opatření.
Tab. 5.9 ÚČINKY OPATŘENÍ KE ZDOKONALENÍ SÍTÍ
Efektivnost
Redukce CO2
Obnovitelné
zdroje
Kvalita statická
Kvalita
harmonického
průběhu v
distribuci
Dynamická
kvalita v
přenosu
Dynamická
kvalita v
distribuci
Náhrada nebo
renovace
komponent
Přímý efekt
(nižší ztráty)
Nepřímý efekt
(vyšší účinnost)
Nepřímý efekt
(odstranění úzkých
profilů)
Přímý efekt
(zlepšení
parametrů)
Nepřímý efekt
(zlepšení
parametrů)
Nepřímý efekt
(zlepšení
parametrů)
Nepřímý efekt
(zlepšení
parametrů)
WAMS nebo
WACS
Přímý efekt
(řízení toků)
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
profilů)
Přímý efekt
(regulace)
Nepřímý efekt
Přímý efekt
(zlepšená
strategie)
Přímý efekt
(zlepšená
strategie)
Zvýšení hladiny
napětí
Přímý efekt
(nižší ztráty)
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
profilů)
Nepřímý efekt
(odstranění
poklesů)
Přímý efekt
(zdroj
harnonického
proudu)
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
(podpora nestálé
výroby)
Přímý efekt
(regulace)
Přímý efekt
(aktivní filtry)
-
Přímý efekt
HVDC
Přímý efekt
(podmíněný
geograficky)
Nepřímý efekt
Přímý efekt
profilů)
Nepřímý efekt
(regulace)
Nepřímý efekt
Přímý efekt
(řízení)
Přímý efekt
(řízení)
FACTS
Přímý efekt
(řízení toků)
Nepřímý efekt
Nepřímý efekt
profilů)
Přímý efekt
(regulace)
-
Přímý efekt
(řízení)
-
Dopad na:
Akce:
Instalace zařízení
pro řízení kvality
dodávky
duben 2011
strana 115
21. světový energetický kongres - Příloha 1
PŘÍLOHA 1
SEZNAM ZKRATEK
V seznamu jsou uvedeny zkratky, které se vyskytují v anglickém textu referátů z širšího výběru
a zkratky, které byly použity v českých komentářích.
3D
prostorový, třídimenzionální
AGR
Advanced Gas-cooled Reactor – pokročilý plynem chlazený reaktor
AMI
Automated Meter Infrastructure – systém automatizovaného dálkového měření a
zpracování dat
Boe
Barrell of oil equivalent – barel ropného ekvivalentu, energetická jednotka
odpovídající 6,11 GJ
BRIC
Brazílie, Rusko, Indie a Čína
BWR
Boiling Water Reactor – varný reaktor
CAD
kanadský dolar (měna)
CANDU
CANada Deuterium Uranium - kanadský reaktor s těžkou vodou
CCGT
Combined Cycle Gas Turbine – kombinovaný paroplynový cyklus
CCPP
Combined Cycle Power Plant – elektrárna s kombinovaným paroplynovým cyklem
CCS
Carbon Capture and Storage – zachycování a ukládání CO2 ze spalin
CCT
Clean Coal Technology – čistá uhelná technologie
CDM
Clean Development Mechanism – mechanismus snižování emisí skleníkových plynů
podle Kyotského protokolu
CEO
Chief Executive Officer – generální ředitel
CFD
Computational Fluid Dynamics – matematické metody dynamiky tekutin (kapalin
a plynů); jedna z disciplín mechaniky tekutin
CME
Conseil Mondial de l'Energie – francouzská zkratka pro WEC
COP
Conference of the Parties – konference účastníků konvence OSN ke klimatické
změně
CNG
Compressed Natural Gas – stlačený zemní plyn
CSP
Concentrating Solar Power (Solar Thermal Electric) – solární elektrárny na bázi
koncentrované tepelné sluneční energie
CSR
Corporate Social Responsibility – společenská odpovědnost firem
CZT
centralizované zásobování teplem
strana 116
duben 2011
DEA
Data Envelopment Analysis – analýza obálky dat – metoda řešení neurčitých úloh
DER
Distributed Energy Resources – rozptýlené (decentralizované) zdroje energie
DH
District Heating – centralizované zásobování teplem (CZT) – centralizované vytápění
DHC
District Heating and Cooling – centralizované vytápění a chlazení
DOE
Department of Energy – ministerstvo energetiky USA
DSM
Demand Side Management – řízení strany poptávky (spotřeby) v energetice
DSO
Distribution System Operator – provozovatel distribuční soustavy
DSS
Decision Support System – systém na podporu rozhodování
EEX
Energetická burza v Lipsku
EIA
Energy Information Administration – úřad pro energetické informace ministerstva
energetiky USA – zpracovává statistiku a predikce vývoje americké energetiky
EII
European Industrial Initiatives – Evropské průmyslové iniciativy podporované SET
plánem EU
EK
Evropská komise
EMI
Electro-Magnetic Interference – elektromagnetické rušení.
ENTSO-E
The European Network of Transmission System Operators for Electricity – evropská
síť provozovatelů přenosových soustav elektřiny
EOR
Enhanced Oil Recovery – zvýšená výtěžnost ropných polí
ES
elektrizační soustava, elektroenergetika
ETS
European Emission Trading System – evropský systém obchodování s emisními
povolenkami
EU
Evropská unie
EU27
Evropská unie – 27 zemí – stav k roku 2010
EUR
euro (měna)
FACTS
Flexible Alternating Current Transmission System – pružný přenosový systém
střídavého proudu
FBR
Fast Breeder Reactor - množivý reaktor s rychlými neutrony
GDP
Gross Domestic Product – hrubý domácí produkt (HDP)
GPRS
General Packet Radio Service – mobilní datová služba – technologie mezi druhou a
třetí generací mobilních telefonů
GTL
Gas To Liquids – rafinační proces pro přeměnu zemního plynu v kapalné uhlovodíky
jako benzín nebo nafta
HDP
hrubý domácí produkt
duben 2011
strana 117
HENG
Hydrogen Enriched Natural Gas – vodíkem obohacený zemní plyn
HTS
High Temperature Superconductor – vysokoteplotní supravodič
HVDC
High Voltage Direct Current – technologie přenosu stejnosměrným proudem velmi
vysokého napětí
HVO
Hydrotreated Vegetable Oils – rafinované jedlé oleje
CHP
Combined Heat and Power – kombinovaná výroba elektřiny a tepla (KVET)
IAEA
International Atomic Energy Agency – Mezinárodní agentura pro atomovou energii
ICT
Information and Communication Technologies – informační a komunikační
technologie
IEA
International Energy Agency – Mezinárodní energetická agentura
IGCC
Integrated Gas Combined Cycle – integrovaný paroplynový cyklus
JE
jaderVná elektrárna
KVET
kombinovaná výroba elektřiny a tepla
LCVG
Low Calorific Value Gas – plyn s nízkou výhřevností
LDV
Light Duty Vehicles – osobní automobily
LNG
Liquefied Natural Gas – zkapalněný zemní plyn
LWR
Light Water Reactor – jaderný lehkovodní reaktor
LTS
Low Temperature Superconductors – nízkoteplotní supravodiče
MSW
Municipal solid waste – pevný komunální odpad
OCGT
Open Cycle Gas Turbine – plynová turbína v jednoduchém (otevřeném) cyklu
OECD
Organisation for Economic Co-operation and Development – Organizace pro
hospodářskou spolupráci a rozvoj
OZ
obnovitelné zdroje (totožné s OZE)
OZE
obnovitelné zdroje energie (voda, vítr, fotovoltaika, termální solární energie,
geotermální energie, biomasa, slapové síly, vlny)
PCM
Phase Change Material – materiál pro akumulaci tepla změnou fáze (skupenství)
PETROBRAS
zkratka z Petróleo Brasileiro, brazilská energetická nadnárodní korporace s hlavním
sídlem v Rio de Janeiro
PHWR
Pressurised Heavy Water Reactor – reaktor s tlakovou těžkou vodou
PWR
Pressurized Water Reactor – tlakovodní jaderný reaktor
RBMK
Reaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalniy – ruský reaktor velkého výkonu na
obohacený uran s grafitovým moderátorem
RES
Renewable Energy Sources – obnovitelné zdroje energie
strana 118
duben 2011
SEA
Strategic Environmental Assessment – posuzování vlivů na životní prostředí
SET Plan
Strategic Energy Technology Plan – strategický plán pro energetické technologie EU
TSO
Transmission System Operator – provozovatel přenosové soustavy
UMTS
Universal Mobile Telecommunication System – třetí generace systému standardu
mobilních telefonů
UN
United Nations – Organizace spojených národů – OSN
UNFCCC
United Nations Framework Convention on Climate Change - rámcová úmluva OSN o
změně klimatu
USD
americký dolar (měna)
V4
Visegrádská čtyřka - visegrádská skupina zemí, kterou tvoří Česká republika,
Maďarsko, Polsko a Slovensko
VE
vodní elektrárna
VVER
Vodo-Vodyanoi Energetichesky Reactor – ruská zkratka pro PWR
WACS
Wireless Access Communication System – bezdrátový komunikační systém
WAMS
Wide Area Measurement System – systém plošného měření v přenosové nebo
distribuční soustavě
WEC
World Energy Council – Světová energetická rada
WGS
Water-Gas Shift – chemická reakce, v níž oxid uhelnatý reaguje s vodní párou za
vzniku oxidu uhličitého a vodíku
WTO
World Trade Organisation – Světová obchodní organizace
zvn
zvlášť vysoké napětí (nad 400 kV)
duben 2011
strana 119
21. světový energetický kongres – Příloha 2
PŘÍLOHA 2
SEZNAM REFERÁTŮ KONGRESU
V této příloze je uveden kompletní seznam referátů zaslaných kongresu, které jsou v originále
dostupné na internetové stránce www.worldenergy.com. Členění na 4 hlavní témata a dílčí
podtémata je ponecháno podle WEC. Za názvem referátu je v závorce kurzívou uvedena země, z níž
byl referát zaslán.
Celkem bylo kongresu zasláno 324 referátů.
Ze všech referátů byl proveden širší výběr, který zahrnuje referáty, jejichž zaměření se přímo
dotýká problematiky, která je zajímavá z hlediska aktuálních problémů české energetiky. Širší výběr
zahrnuje 182 referátů, které jsou spolu se stručnou charakteristikou (anotací) uvedeny v příloze 4
(pouze v elektronické formě na internetové stránce www.wec.cz.
Pro ilustraci rozsahu problematiky referátů bylo vybráno 12 referátů (základní výběr), které jsou
podrobněji popsány v kapitole 5 sborníku.
V následujícím úplném seznamu referátů jsou modře vyznačeny referáty, zahrnuté do širšího
výběru (příloha 4) a červeně jsou uvedeny referáty ze základního výběru pro kapitolu 5 sborníku.
Názvy referátů z ČR jsou žlutě podbarveny.
1
DOSTUPNOST
USPOKOJENÍ POPTÁVKY PO ENERGII:
GLOBÁLNÍ VÝZVY VYŽADUJÍ GLOBÁLNÍ ŘEŠENÍ
1.1
OČEKÁVANÝ VZESTUP POPTÁVKY V ROZVOJOVÝCH ZEMÍCH
1.
Energetická účinnost a bariéry uspokojení poptávky po energii v průmyslových odvětvích
Nigerie (Nigérie)
2.
Studie čínského modelu nízkouhlíkové ekonomiky, energetiky, elektroenergetiky a životního
prostředí (Čína)
3.
Nové energeticky účinné technologie spojené s rostoucí poptávkou po zemním plynu
v sektorech ekonomiky a konečné spotřeby Iránu (Irán)
4.
Poptávka po energii v Jižní Americe (Argentina)
5.
Úspory z rozsahu – Vize společné energetické budoucnosti Mongolska a Číny (USA)
6.
Soutěž o energii – Zajištění nárůstu poptávky po energii zemí BRIC (Maďarsko)
7.
Jak zajistit bezpečné a diverzifikované dodávky elektřiny pro Brazílii? (Maďarsko)
8.
Právo na energii je nutnost sociální, ekonomická a ekologická (Francie)
9.
Strategické environmentální posouzení udržitelného rozvoje biopaliv na bázi palmového oleje
v brazilském severním regionu (Brazílie)
10.
Dopad vysokých cen energie na domácnosti ve Střední Americe (USA)
11.
Projekt severní mikro-grid (Kanada)
strana 120
duben 2011
12.
Projekt Arnot na zvýšení výkonu – integrovaný retrofit kotle a turbíny firmou Alstomimplementace a provozní zkušenosti (Velká Británie)
13.
Význam a vliv neurčitosti – úvahy z rozvojových zemí (Brazílie)
14.
Energetický výhled do 2035 v Asii a její cesty k nízkouhlíkovému energetickému systému
(Japonsko)
15.
Vytváření udržitelné budoucnosti – Efekty CSR financování na národní ropné společnosti
(Kanada)
16.
Zajištění rostoucí poptávky po energii – Případ Egypta (Egypt)
1.2
ODSTRANĚNÍ ENERGETICKÉ CHUDOBY
1.
Energetická politika, sociální vyloučení a udržitelný rozvoj: příklad biopaliv, ropy a plynu v
Brazílii (Kanada)
2.
Zmírnění energetické chudoby prostřednictvím inovací: Příklad Jyotigram Yojana (venkovské
schéma osvětlení) v Gujaratu (Indie)
3.
Úloha LPG při odstraňování energetické chudoby (Francie)
4.
Iniciativa Severních komunit pro udržitelnou energii (Kanada)
5.
Predikce potenciálu větrné energie prostřednictvím rozdělení pravděpodobnosti rychlosti větru
v kopcovitém terénu v oblasti Bhopalu (Indie)
6.
Obnovitelné zdroje energie pro systémy rozptýlené výroby elektřiny v Jižní Africe (Jižní Afrika)
7.
Determinanty zajištění energie ve venkovských oblastech Kamerunu (Kamerun)
8.
Nové systémové paradigma pro program venkovské elektrifikace na Filipínách (Filipíny)
9.
500 milionů lidí bez přístupu k elektřině – Jak Indie může zvládnout svůj nedostatek elektřiny
v příštích dekádách (Maďarsko)
10.
Udržitelná implementace vodních mikroelektráren při odstraňování chudoby v Africe (Jižní
Afrika)
11.
Elektrifikace venkova v Chihuahua s třetinovými náklady oproti konvenční rozvodně (Mexiko)
12.
Zmírnění energetické chudoby: Zkušenosti (Indie)
13.
Rozvojové trhy s elektřinou – Vývoj tržních institucí pro uspokojení poptávky – Příklad
přechodu od regulované ke konkurenční struktuře (Indie)
14.
Porozumění energetické chudobě – Případová studie (Tádžikistán)
15.
Příklad reforem indického distribučního sektoru elektřiny: Vývoj směrem k odstranění
energetické chudoby (Indie)
16.
Energie pro všechny (Rakousko)
1.3
ENERGIE PRO MĚSTSKÉ AGLOMERACE (MEGACITY)
1.
Model pro návrh a vývoj mikro smart grids (Itálie)
2.
Jak zajistit energetickou efektivnost městských aglomerací (Japonsko)
3.
Srovnání softwarových řešení pro návrh fotovoltaických systémů pro aplikace v rámci sídel
(Kanada)
duben 2011
strana 121
4.
Určení provozu výrobní základny ES na základě algoritmu neuronové sítě a fuzzy analýzy
obálky dat (Irán)
5.
Zmrazení cen, zboží dlouhodobé spotřeby a poptávka po elektřině v maloodběru – Svědectví
z velkého Buenos Aires (Argentina)
1.4
GEOPOLITIKA, TRH A OBCHOD S ENERGIÍ
1.
Ropa a zemní plyn – Strategická regionální spolupráce zemí Perského zálivu (Irán)
2.
Charakteristiky a trendy poptávky po ropě (Čína)
3.
Analýza "nových základů" a rozptylu dlouhodobých trendů cen ropy (Čína)
4.
Automně orientovaný mechanismus pro efektivní distribuci energie (Hong Kong)
5.
Plynárenství v Iránu (Irán)
6.
Nový obnovitelný zdroj energie z plastů v komunálním odpadu (USA)
7.
Analýza geopolitiky týkající se zemního plynu ve středoasijském regionu Ruska (Čína)
8.
Trh s energií v Turecku a jeho vize do budoucna v geopolitické ose východ – západ (Turecko)
9.
Elektrizace venkovských regionů v centrální Africe (Gabon)
10.
Zemní plyn jako integrující prvek Latinské Ameriky – Příležitost pro Venezuelu (Venezuela)
11.
Dopad obchodu s ropou na globální ekonomiku a úloha největších ropných polí při
predikování nabídky (USA)
1.5
BEZPEČNÁ, EFEKTIVNÍ A ČISTÁ ENERGIE PŘESAHUJE HRANICE STÁTŮ
1.
Energetický mix ve středoevropských zemích skupiny V4: Hledání stability (Slovensko)
2.
HVDC: Klíčové řešení budoucích přenosových systémů (Švédsko)
3.
Obnovitelná energie pro udržitelný rozvoj a životní prostředí (Velká Británie)
4.
Obchod s elektřinou: Prostředek náhrady tepelné energie energií vodní (Francie)
5.
Bezpečnost dodávek zemního plynu ve střední Evropě – Případová studie Slovenska
(Slovensko)
6.
Studie vývoje síťového kodexu a provozního schématu ostrova Jeju s vysokým podílem
větrných elektráren (Korea)
7.
Vytváření indexů energetické bezpečnosti s použitím rozhodovacích matic a kvantitativních
kriterií (Kanada)
8.
Do nové epochy elektřiny s optimální integrací decentralizovaných zdrojů energie – Projekt
FENIX (Německo) [kapitola 5.1.2]
9.
Netto emise skleníkových plynů v rezervoáru vody Eastmain-1 (Kanada)
10.
Energetická optimalizace a redukce uhlíkové stopy ve výrobě cementu (Švýcarsko)
11.
Vývoj přeshraničních přenosových vedení v Polsku a jejich význam pro středoevropský trh
s elektřinou (Polsko)
12.
Vysoce efektivní řešení pro inteligentní a masivní přenos "zelené elektřiny" (Německo)
13.
Spojení hydroelektrického potenciálu v Africe: Jaké by mělo být místo a úloha
hydroelektrického projektu Grand Inga (Velká Británie)
strana 122
duben 2011
1.6
TĚSNĚJŠÍ INTEGRACE PRO INFRASTRUKTURU, SPOLEHLIVOST
A EFEKTIVNOST
1.
Brání podpora infrastruktury energetické integraci? Příklad zemního plynu v jižním cípu
Latinské Ameriky (Argentina)
2.
Modelování spolehlivosti – PETROBRAS 2010 – Integrovaný řetězec dodávek zemního plynu
(Brazílie)
3.
Faire de l'électricité un vecteur complet et efficace pour l'accessibilité de l'énergie - La R&D
stratégique a Hydro-Québec (Kanada)
4.
Urychlení výstavby infrastruktury zemního plynu a zajištění bezpečných dodávek zemního
plynu v Číně (Čína)
5.
Ionizační bleskosvody – Definitivní a úplné řešení proti "blackoutům" a výpadkům elektřiny
v důsledku atmosférických výbojů (Venezuela)
6.
Užití FACTS pro zvýšení flexibility a efektivnosti přenosových a distribučních sítí (Švédsko)
7.
Případová studie nápravných akcí v kritických situacích smart grid prostřednictvím Ethernetu
(USA)
8.
Komplexní řízení energetických systémů použitím optimalizačních technik (Kanada)
9.
Zlepšení efektivnosti systému centralizovaného zásobování teplem v Lotyšsku (Lotyšsko)
10.
Tři pilíře strategie pro strukturu výroby elektřiny – Analýza (Švýcarsko) [kapitola 5.3.1]
11.
Optimalizace návrhu větrných farem (Kanada)
12.
Překonání problémů bezpečné a obnovitelné budoucnosti (Kanada)
1.7
RIZIKA ZÁSOBOVÁNÍ ENERGIÍ
1.
Výroba elektřiny a současné problémy nigerijské elektroenergetiky (Nigérie)
2.
Optimalizace provozů rafinace v podmínkách nejistoty: Případ Alžírska (Alžír)
3.
Nepředvídatelné důsledky vyhrazeného přenosu obnovitelné energie – Potenciální důsledky
pro rozvoj obnovitelné elektřiny (USA)
4.
20 % větrné elektřiny do roku 2030: Překonávání problémů – Slabá místa v řetězci dodávky
větrné elektřiny (USA)
5.
Alternativy přenosu elektřiny a akumulace pro různorodé, propojené obnovitelné zdroje
energie: Vodík a amoniak (USA)
6.
Zrychlení výstavby hydroelektrických projektů (Kanada)
7.
Problémy uspokojení prudce rostoucí čínské poptávky po elektřině (Maďarsko)
8.
Příležitosti a hrozby rozvoje sektoru distribuce ropných produktů v Alžírsku (Alžír)
9.
Síla regionálního propojení (Kanada)
10.
Inovované řízení fotovoltaických farem připojených k síti pro zlepšení dynamické a statické
stability a přenosová omezení během dne i noci (Kanada)
11.
Strategický rozvoj akciové společnosti "Krymenergo" – Energie Krymu pro člověka
(Ukrajina)
duben 2011
strana 123
2
PŘÍSTUPNOST
JAKÝ JE SPRÁVNÝ ENERGETICKÝ MIX PRO DLOUHODOBOU
STABILITU?
2.1
ZDROJE ENERGIE A ENERGETICKÉ TECHNOLOGIE DNES
A V BUDOUCNOSTI
1.
Propojení spotřeby paliv na bázi biomasy a zdokonalení sporáků (Bangladéš)
2.
Nezávislá analýza energetických zdrojů současného a budoucího světa (Kanada) [kapitola
5.2.1]
3.
Zkušenosti, potenciál a trh alžírských fotovoltaických zdrojů (Alžír)
4.
Pružnost a spolehlivost v dlouhodobém plánování elektroenergetiky (Francie) [kapitola 5.3.2]
5.
Kapalná biopaliva v plynových turbínách leteckých motorů (USA)
6.
Úloha elektroenergetických společností při aplikaci technologických inovací: Alternativní
a nouzová strategie BC Hydro (Kanada)
7.
Přechod k udržitelné a prosperující budoucnosti – Energetický výhled 2010 až 2100 Argentiny
(Argentina)
8.
Technologické cykly a technologické revoluce (Itálie)
9.
Větrná energie: Eliminace vlivu nedostatečné síly větru a modelování nejistot (Indie) [kapitola
5.2.3]
10.
Japonský dlouhodobý energetický výhled do roku 2050: Odhad potenciálu masivního snížení
emisí CO2 (Japonsko)
11.
Plné využití potenciálu větrné energie v severní Americe – Možnosti (Kanada)
12.
Porovnání parametrů udržitelnosti obnovitelných, jaderných a fosilních paliv pro výrobu
elektřiny (Austrálie) [kapitola 5.3.3]
13.
Společnost "AP fuel" a potenciál obnovitelné nafty (Kanada)
14.
Návrh pokročilých solárních domů zaměřených na čistou nulovou roční spotřebu energie
v Kanadě (Kanada)
15.
Nový věk elektřiny (Německo) [kapitola 5.1.3]
16.
Směrem k obnově přenosové a distribuční infrastruktury pro dosažení cílů EU 2020 (Itálie)
[kapitola 5.4.1]
17.
Energetický rozvoj v provincii Québec v kontextu udržitelného rozvoje (Kanada)
18.
Technologie turbín využívajících kinetickou energii vodního toku: odhad zdrojů a strategie
přípravy stanoviště (Kanada)
19.
Plánování národní spotřeby ropy: aplikace metody "měkkého přistání" struktury spotřeby
energie (Čína)
20.
Ekosystémové služby pro energetickou bezpečnost (Švýcarsko) [kapitola 5.1.1]
21.
Energie bez emisí (Švýcarsko) [kapitola 5.1.4]
22.
Zachycování uhlíku z uhelných elektráren s fluidními kotli (Norsko)
strana 124
duben 2011
2.2
ŘEŠENÍ PRO PŘIMĚŘENÉ, ČISTÉ A BEZPEČNÉ ZÁSOBOVÁNÍ FOSILNÍMI
PALIVY
1.
Technologie čistých paliv pro energetickou bezpečnost světa (Indie)
2.
Využití kalového potrubí CO2 k transportu pevných produktů zlepšuje ekonomiku CCS
(Kanada)
3.
Alžírsko čelí výzvám dodávek zemního plynu do Evropy a požadavkům životního prostředí
(Alžír)
4.
Perspektivy černého a hnědého uhlí v Polsku a v EU (Polsko)
5.
Vodíkem obohacený zemní plyn: Cesta k extrémně nízkouhlíkovému světu (Kanada)
6.
Inovační cesty pro elektřinu z uhlí jsou podstatné pro budoucnost (Kanada) [kapitola 5.2.2]
7.
Hloubková konverze černé ropy technologií Eni Slurry (Itálie)
8.
Diskuse o ropných píscích: Problémy a příležitosti (Kanada)
9.
Optimalizace a nový přístup k určení parametrů vrtacích kapalin pro vrtání hlubokých ropných
a plynových vrtů (Alžír)
10.
Kanadská iniciativa pro CCS (Kanada)
11.
Úloha technologie IGCC při výrobě elektřiny z méně kvalitního uhlí (Thajsko)
12.
Aplikace zachycování CO2 pro extrakci bitumenů z kanadských olejových písků (Kanada)
13.
Může zvýšení rezerv v ropných regionech snížit maximální nabídku ropy (Nizozemí)
2.3
PROBLÉMY EFEKTIVNÍHO A ČISTÉHO UŽITÍ FOSILNÍCH PALIV
1.
Provozní zkušenosti z 300 MW hnědouhelné jednotky: ekologické dopady po rekonstrukci
nízkotlaké turbíny (Thajsko)
2.
CCS jako ústřední modul strategie k udržitelnému zásobování energií (Německo)
3.
Technologie leteckých motorů: Efektivnější užití technologie plynových turbín (USA)
4.
Globalizace a environmentální udržitelnost LNG: Je LNG palivem pro 21. století? (USA)
5.
Problémy konverze uhlí pro dekarbonizovanou energii v Polsku (Polsko)
6.
Japonské problémy s vytvořením nízkouhlíkové společnosti: Technologie čistého uhlí nyní
a v budoucnu (Japonsko)
7.
Energetický mix a udržitelný rozvoj: Sporné otázky a problémy na jižních Filipínách (Filipíny)
8.
Technologické volby pro čistou výrobu elektřiny z uhlí s CCS (Japonsko)
9.
Vývoj vysoce efektivních zařízení pro tepelné elektrárny (Japonsko)
10.
Problémy efektivního a čistého užití fosilních paliv pro výrobu elektřiny (Německo)
11.
Zlepšení provozní účinnosti založené na konceptu rychle startujících zařízení (Německo)
12.
Efektivní využití fosilních paliv pro nízkouhlíkový svět – IGCC a plynové turbíny vysokého
výkonu (Japonsko)
13.
Postavit lepší energetickou budoucnost pro odlehlé komunity: Zásobování energií
obnovitelných zdrojů ve vesnici Inukjak (Kanada)
14.
Spalování a využití nízkokalorických plynů (LCVG) (Indie)
15.
Průlom v čištění kouřových plynů, snížení CO2 a odstranění H2S (USA)
duben 2011
strana 125
2.4
RENESANCE NEBO ÚTLUM JADERNÉ ENERGIE?
1.
Program jaderné energie pro Polsko: Cíle, rámcový program a základní problémy (Polsko)
2.
Jaderná energie: Je renesance reálná nebo jen přelud? (Rakousko)
3.
Jaderná energetika přijatelná pro veřejnost v Lotyšsku (Lotyšsko)
4.
Ekonomická životaschopnost jaderné energie v zemi bohaté na fosilní paliva (Austrálie)
5.
Rostoucí úloha jaderné energie při řešení problému změny klimatu (Korea)
6.
Obnovení zájmu o jadernou energii ve střední Evropě v souvislosti s růstem poptávky po
elektřině a problémem emisí CO2 (Polsko)
7.
Velké ambice, malé zisky: Rozvoj jaderné energetiky v Číně a Indii (Austrálie)
8.
Budoucnost jaderné energie v Japonsku: Vývoj další generace LWR (Japonsko)
9.
Renesance nebo útlum jaderné energie (Kanada) [kapitola 5.3.4]
10.
Prodloužení využitelnosti světových zásob uranu prostřednictvím pokročilého palivového
cyklu CANDU (Kanada)
11.
Globálně udržitelné a stabilní zdroje jaderné energie pro příští tisíciletí (Kanada)
12.
Úsilí o posílení seismické bezpečnosti jaderné elektrárny Kashiwazaki Kariwa (Japonsko)
13.
Nová jaderná energie pro Finsko (Finsko)
2.5
OBNOVITELNÁ A ALTERNATIVNÍ ENERGIE V GLOBÁLNÍM
ENERGETICKÉM MIXU
1.
Kvalitní elektřina vede k energeticky účinnému provozu hliníkáren (Švýcarsko)
2.
Aplikace solární energie v Nigérii (Nigérie)
3.
Aplikovaná analýza rizika pro budoucí brazilskou strukturu výroby elektřiny (Brazílie)
4.
Akumulace energie v zahuštěném solném roztoku (Kanada)
5.
Problémy rozvoje větrných elektráren v Číně (Čína)
6.
Fotovoltaika v Alžírsku, dnešní zkušenosti a budoucí perspektiva (Alžír)
7.
Projekt Eolicare: Větrná energie (Francie)
8.
Technologie supravodičů – Budoucnost příbřežních (offshore) větrných elektráren (Německo)
9.
Systém GEOCOGEN pro geotermální kogeneraci (Švýcarsko)
10.
Typy smart grid ve světě (Kanada)
11.
Zelenější skleníky (Turecko)
12.
Analýza větrné energie a simulace větrné farmy v Triunfo – Pernambuco (Brazílie)
13.
Výzkum charakteristik větru a analýza větrné energie v Sao Joao do Cariri – Paraiba (Brazílie)
14.
Koncepční přístupy k energeticky úsporným inovativním technologiím a efekt redukování
skleníkových plynů (Ukrajina)
15.
Energie mořských vln založené na nanotechnologii (Ekvádor)
16.
Decentralizovaná a přímá solární výroba vodíku: Vstříc vodíkové ekonomice v regionu Mena
(Alžír)
17.
Alternativní zdroje energie v českém energetickém mixu (ČR)
strana 126
duben 2011
18.
Globální energetické modelování – Biofyzikální přístup (Nový Zéland)
19.
Technicko-ekonomická a environmentální analýza nízkouhlíkových energetických technologií:
Perspektivy (Indie)
20.
Zvyšování výkonu v technologiích obnovitelné energie v rozvojových zemích (Island)
21.
Inteligentní energetický systém pro budoucnost (Dánsko)
22.
Role GTL jako náhradního zdroje energie v Alžírsku (Alžír)
23.
První pilotní projekt vítr-diesel středního výkonu v Thajsku (Thajsko)
24.
Nové příležitosti pro optimalizované systémy koncentrované solární energie - Cíl: Systémy
přizpůsobené každému trhu (Německo)
25.
Úloha rozvoje hydroelektráren pro zlepšení energetického mixu v případě Indie (Indie)
26.
Mohou obnovitelné zdroje energie uspokojit budoucí energetické potřeby na Slovensku
(Slovensko)
27.
Inteligentní sítě: Evoluce nebo revoluce? Zdroj energetické efektivnosti nebo ekonomické
optimalizace? Ku prospěchu koho? (Belgie)
28.
Modelování systémů výroby energie z odpadů pro venkovské aplikace (Kanada)
29.
Bankiho turbíny s regulací výkonu (Rumunsko)
30.
Požadavky na generátory pro venkovskou elektrifikaci z obnovitelných zdrojů (Kanada)
31.
Užití obnovitelné energie ve výrobní základně elektroenergetiky Mexika: Politické, regulační,
ekonomické a technické problémy od 1965 do 2018 (Mexiko)
32.
Hydroelektrárny – Odpověď na energetické potřeby (Francie)
33.
Větrná energie: Trendy a dostupné technologie (USA)
34.
Inovativní kanadská procesní technologie pro výrobu bionafty (Kanada)
35.
Příští generace hydroelektráren: Dostupné, ekonomické, rychle realizovatelné a minimalizující
negativní dopady (Kanada)
36.
Analýza nákladů životního cyklu a emise skleníkových plynů pro alternativní technologie
výroby elektřiny (Kanada)
37.
Výběr optimálního portfolia různých obnovitelných zdrojů energie (Irán)
38.
Obnovitelná energie v severní Americe: Vývoj směrem k bohatšímu mixu (Kanada)
39.
Vývoj obnovitelné energie v Africe – Problémy, příležitosti, cesta vpřed (Jižní Afrika)
2.6
ENERGETICKÁ EFEKTIVNOST:
NOVÝ ENERGETICKÝ ZDROJ A JEHO ROZMĚR
1.
Přehled prediktivních analytických technik: Modelování "Similarity-based" a další (USA)
2.
Tepelná čerpadla: Synergie vysoce účinné a nízkouhlíkové elektřiny (Japonsko)
3.
Zvyšte výkon svého zařízení – Úvod do integrované procesní a výkonové automatizace
(USA)
4.
Energetická účinnost: Italská situace a příležitosti (Itálie)
5.
Identifikace příležitostí ke snižování spotřeby energie v řetězci od důlních k výrobním
zařízením (Austrálie)
duben 2011
strana 127
6.
Průmyslová energetická efektivnost: Dosažení úspěchu v obtížných podmínkách (USA)
7.
Akumulace tepelné energie pro efektivnější domácí spotřebiče (Turecko)
8.
Vysoce účinné motory a politika nasycení trhu (Kanada)
9.
Model efektivní výroby vodíku v tlakovém elektrolyzéru (Argentina)
10.
Zlepšení energetické účinnosti v povrchových zařízeních pro tepelnou úpravu ropy (Kanada)
11.
Analýza dopadu energeticky efektivních domácích spotřebičů na spotřebu energie v sektoru
domácností (Brazílie)
12.
Rychlé energetické modelování stávajících budov: Testování podnikatelského
a environmentálního potenciálu prostřednictvím experimentu v Autodesku (USA)
13.
Energeticky efektivní podnik (Kanada)
14.
Efektivnost pokročilých cyklů: Výroba o 40 % více elektřiny z jaderného paliva (Kanada)
15.
Využití strategie energetického managementu ke zlepšení podnikových výsledků a zlepšení
provozu (USA)
16.
Inteligentní distribuční boxy, kompletní energetický management (Slovinsko)
17.
Aplikace technologií smart grid pro snížení spotřeby elektřiny (Kanada)
18.
Virtuální výroba elektřiny (energetická účinnost) nejlevnější zdroj elektřiny (Filipíny)
19.
Kde vznikají hlavní ztráty zdrojů energie – na straně spotřeby nebo na straně výroby
(Rusko)
20.
Dosažení efektivnosti v Africe: Co jsou priority, nejlepší praxe nebo politická opatření
(Velká Británie)
21.
Matematické modelování a simulace materiálů se změnou skupenství v základním
ortogonálním systému souřadnic (Kanada)
2.7
NEKONVENČNÍ ZDROJE FOSILNÍCH PALIV
1.
Geologické charakteristiky a zdrojové potenciály živičné břidlice v Ordos Basin v centrální
Číně (Čína)
2.
Vývoj produkce syntetických paliv z estonských břidlic (Estonsko)
3.
Bazén Horn river (břidličný plyn): Základ problémů a řešení k rozvoji (Kanada)
4.
Simulace horizontálních toků v provozu vrtů – CDF aplikace k modelování nového proražení
a využití zásob břidlic (Alžír)
5.
Využití odpadního tepla z plynu ze spalování odpadů pro výrobu elektřiny (USA)
6.
Perspektivy projektových rizik při užití LNG, CNG a GTL konceptů k legalizaci příbřežních
ložisek plynu (Norsko)
7.
Rozšířená rekuperace ropy spojená s CCS (Itálie)
8.
Perspektivy kanadských břidličných plynů (Kanada)
9.
Geologické a geochemické charakteristiky sekundárních biogenických plynů v důlních
plynech, uhelné ložisko Huainan (Čína)
10.
Budoucnost kanadských ropných písků: Pokrok v engineeringu a projektovém managementu
(Kanada)
11.
Dopady a zmírnění škod produkce bitumenu z ropných písků v Albertě (Kanada)
strana 128
duben 2011
12.
Mexický ropný průmysl: Posun k obtížně těžitelné ropě (Mexiko)
13.
Zmrazené teplo: Globální výhled hydrátů metanu (Norsko)
3
PŘIJATELNOST
ENERGETICKÁ ŘEŠENÍ PRO ŽIVOU PLANETU
3.1
ÚPLNÝ ŽIVOTNÍ CYKLUS – JEDINÝ SPOLEHLIVÝ RÁMEC PRO
POSUZOVÁNÍ VLIVŮ
1.
Napájení příbřežní těžby ropy a plynu z národní elektrizační sítě (Norsko)
2.
Fosilní paliva a globální oteplování (Maďarsko)
3.
Užití komparativního analytického rámce pro porovnání technologií geologického ukládání
jaderných odpadů a ukládání CO2 (Litva)
4.
Vývoj účinnosti v energetickém životním cyklu – Investice do obnovitelné energie
(Německo)
5.
Environmentální dopady snižování emisí uhlíku spojených s těžbou: Rozvoj CCS (USA)
6.
Aplikační rámec integrovaného
environmentální vlivy (Brazílie)
7.
Nejméně nákladný přírůstek elektřiny z rozvoje hydroelektráren: Maximalizace stávajících
výrobních kapacit (Kanada)
3.2
energetického
plánování
zdrojů
plně
zahrnujícího
VEŘEJNÁ INFORMOVANOST A ANGAŽOVANOST V ROZHODOVACÍM
PROCESU: HLAVNÍ PODMÍNKY ÚSPĚCHU
1.
Koncepční a experimentální přístup ke zranitelnosti lidských zdrojů v rámci vyvíjející se
struktury národní elektrizační soustavy do roku 2030 (Rumunsko)
2.
Pronikání vlivu energetických informačních kampaní na sociální síť Facebook (Francie)
3.
Jednat nyní: Děti ze školky – výteční „ekoobčané“. Pilotní projekt v Alžírsku: první
„ekovýhonky“ (Alžír)
4.
Jak redukovat závislost provincie Québec na ropě? Nový společný postup (Kanada)
5.
Model komunikace s veřejností o praktickém opatření proti riziku klimatické změny: Příklad
veřejné sféry (Korea)
6.
Rozhodující vztah: Gramotnost, talent a veřejné konsultace v energetickém rozhodovacím
procesu (Kanada)
7.
Stanovení problematiky, nutný postup pro přijatelná energetická řešení (Kanada)
8.
Sociální přijatelnost: Směrem k definici a vzájemnému porozumění její důležitosti a podpoře
rozhodování (Kanada)
9.
USE efektivnost – university a studenti pro energetickou efektivnost (Itálie)
10.
Poslání: Partnerství – Sociálně odpovědný přístup k rozvoji nových hydroelektráren
(Kanada)
11.
Inženýrský přístup k navržení udržitelného rozvoje světové energetiky (Kanada)
duben 2011
strana 129
12.
Rozvoj Neptune Deepwater Port: Důležitost angažovanosti klíčových stakeholderů a přínosy
(USA)
13.
Udržitelnost projektů hydroelektráren v Brazílii (Brazílie)
3.3
PLÁN POSTUPU K POLITIKÁM ENERGETICKÉ EFEKTIVNOSTI
1.
Efektivní elektroenergetická strategie pomocí DSM (Korea)
2.
Korejský 1-watt plán "Standby Korea 2010" (Korea)
3.
Volba způsobu zásobování energií pro vyloučení změny klimatu a udržitelný rozvoj (USA)
4.
Rozvoj elektroenergetiky ČR – Spolehlivý, bezpečný a odpovědný mix zdrojů (ČR)
5.
Scénáře výroby vodíku z větrné elektřiny (Chorvatsko)
6.
Efektivní snižování emisí z přístavů (Švédsko)
7.
Analýza problémů při implementaci systémů řízení kvality v energetice (Argentina)
8.
Bezprostřední výzva k boji proti změně klimatu: Účinná implementace politiky energetické
efektivnosti (Chorvatsko)
9.
Lokální energetické politiky: Prostředky plánování a další nástroje – případ Francie (Francie)
3.4
ENERGETICKY EFEKTIVNÍ URBANISTICKÉ SYSTÉMY
1.
Urbanistické udržitelné energetické plánování: Strategický přístup k dosažení klimatických
a energetických cílů (USA)
2.
Obnovitelné zdroje a KVET pro zajištění oblastní energie při podpoře udržitelné komunity
(Kanada)
3.
Co je dobrého na inteligentnějších sítích – Pohled na obnovitelné zdroje (USA)
4.
Efektivní modernizace panelových budov – Snižujeme spotřebu tepla panelového bytu na
čtvrtinu (Maďarsko)
5.
Dosažení nulových emisí prostřednictvím chladiče kompresoru Siemens (Německo)
6.
Udržitelná města: Výzkum udržitelného rozvoje Londýna společnostní McKinsey a Siemens
(Německo)
7.
DHC v Helsinkách – Konečné řešení vytápění a chlazení pro velké urbanistické celky (Finsko)
8.
Problémy spojené s řízením energetické a dopravní infrastruktury budoucích ekologických
měst (Francie)
9.
Vývoj efektivních městských elektrických sítí prostřednictvím mikro grids (USA)
10.
Návrh experimentální PCM solární nádrže (Maďarsko)
11.
Energetické etikety pro mobilitu: indikátory udržitelného rozvoje ve městech (Francie)
3.5
ENERGIE PRO DOPRAVU
1.
Přechod k vodíkové ekonomice na Novém Zélandu – Projekt energetického propojení
(Nový Zéland)
2.
Náklady bionafty a environmentální efekty při využití v železničních lokomotivách (USA)
strana 130
duben 2011
3.
Analýza energetické účinnosti systému dopravy v Alžiru (Alžír)
4.
Výroba paliva pro dopravu z komunálních odpadních plastů (USA)
5.
Iniciativa ke snížení poměru letecké dopravy k námořní dopravě (Francie)
6.
Osobní automobily a emise CO2: Vyhodnocení globálních dopadů snižování spotřeby
(Argentina)
7.
Lithium-iontové baterie vysoké spolehlivosti s rychlým nabíjením pro pozemní transport
a akumulaci energie (Kanada)
8.
Energetická společnost Petrobras a brazilský program biopaliv (Brazílie)
9.
Vysoce kvalitní paliva z rafinovaných jedlých olejů pro dopravu (Finsko)
10.
Analýza možností využití nepálských ořechů (Jatropha Curcas) pro produkci bionafty (Nepál)
11.
Možné využití elektromobilů jako bilančního nástroje (Belgie)
12.
Vývoj systémů rychlého nabíjení pro elektromobily (Japonsko)
13.
Elektromobily v Brazílii: Metoda pro vyhodnocení dopadů inovací na ekonomiku (Brazílie)
14.
O vhodnosti využití přepínatelných kapacitních konvertorů jako rozhraní (interface) pro duální
systémy akumulace energie elektromobilů (Kanada)
15.
Zelená paliva jako rozvojové zdroje energie po ukončení epochy ropy (Kanada)
3.6
ENERGIE A ZMĚNA KLIMATU
1.
Technický pokrok v čínské těžbě a zpracování ropy a ochrana životního prostředí (Čína)
2.
Vývoj pokročilých technologií snižujících emise CO2 (Korea)
3.
Změna klimatu – Nové reálné riziko pro elektroenergetické společnosti (USA)
4.
Problém dosažení cílů omezování skleníkových plynů v Kanadě (Kanada)
5.
Kontrola veřejných podpůrných fondů k podpoře energetických inovací (USA)
6.
Politické důsledky Kyotského protokolu a vliv na energetický systém: Úloha zpracovaná
systémem TRIAM pro dlouhodobé plánování (Francie)
7.
Zpětná vazba průmyslového projektu CCS Lacq (Francie)
4
ODPOVĚDNOST
STRATEGIE, REGULACE A FINANCOVÁNÍ
4.1
ENERGIE, POTRAVINY, PŘÍRODNÍ ZDROJE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ:
PROPOJENÁ BILANCE
1.
Bioetanol – Stav produkce bioetanolu ze dřeva a dalších lignocelulózových surovin (Kanada)
2.
Optimalizace zásobovacího řetězce malých farmářů: Studie situace v Brazílii (Brazílie)
3.
Solární energie k posklizňovým ztrátám - Citlivé řešení pro rozvojové země (Indie)
4.
Bilancování vztahu energie–voda (USA)
5.
Vodní energie a udržitelný rozvoj: Cesta (Velká Británie)
duben 2011
strana 131
6.
Bilancování energie, potravin, přírodních zdrojů a životního prostředí v Nepálu (Nepál)
7.
Litevský teplárenský sektor: Dnes založen na importovaných fosilních palivech, zítra na
místních biopalivech a odpadech (Litva)
8.
Konverze odpadních plastů na uhlovodíková paliva (USA)
9.
Jatropha: Vynikající surovina pro bionaftu (Ghana)
4.2
ROZVOJ NOVÝCH ENERGETICKÝCH STRATEGIÍ PROSTŘEDNICTVÍM
MEZINÁRODNÍ SPOLUPRÁCE
1.
Integrace energetiky pro nízkouhlíkový rozvoj v regionu Greater Mekong: Směr k modelu
spolupráce jih–jih (Filipíny)
2.
Domácí užití zámořské obnovitelné energie – Potenciál k získání paliva (Japonsko)
3.
Strategie obnovitelné energie pro Laos (Laos)
4.
Malé a střední energetické podniky: Je to paralelní rychlá cesta k elektrifikaci Afriky
(Egypt)
5.
Regionální a meziregionální propojení podpořené energetikou regulační komisí Thajska
(Thajsko)
6.
Hledání standardu pro globální rezervy – Rámcová klasifikace rezerv a zdrojů fosilních paliv
a surovin UNFC 2009 (Velká Británie)
7.
Implementace acquis communautaire pro obnovitelnou energii a životní prostředí se zřetelem
k energetické komunitě v Albánii (Albánie)
8.
Zvyšování "klimatických" financí pro udržitelnou infrastrukturu v rozvíjejících se městech
(Francie)
9.
Energetické zdroje a technologie dnes a zítra s důrazem na biomasu ve formě dřevních pelet
(USA)
4.3
SDÍLENÉ ODBORNÉ POZNATKY: PŘÍKLADY ÚSPĚŠNÝCH INICIATIV
PŘEDÁNÍ TECHNOLOGIÍ
1.
Alternativní energetické zdroje pro dieselgenerátory v komunitách původních obyvatel Kanady
(Kanada)
2.
Lokalizace technologie CANDU (Kanada)
3.
PROMOVER (PROMOTE) – Participativní
environmentalních projektů (Brazílie)
4.
Pozoruhodný úspěch v 3D sběru seismických dat v ekologicky ohroženém národním parku
Lawachara (Bangladéš)
4.4
metodologie
tvorby
a
řizení
socio-
INVESTOVÁNÍ V PŘECHODNÉ FÁZI: RIZIKA A ZISKY
1.
Problémy privátních investic do energetiky Ruska (Maďarsko)
2.
Sladění rozvoje výroby elektřiny z fosilních paliv a klimatických problémů: CCS a CCS-ready
(Francie)
strana 132
duben 2011
3.
4.5
Vliv finanční krize na zahraniční investice do energetiky (Brazílie)
NÁSTROJE ŘÍZENÍ K ZAJIŠTĚNÍ PŘIJATELNOSTI PROJEKTŮ
1.
Opatření k vyloučení přepětí při odpojení vysokonapěťových tlumivek v ES Rumunska
(Rumunsko)
2.
Analýza hodnotového řetězce rozvoje CCS (Norsko)
3.
Udržitelné energetické projekty – Od konceptu k akci (Kanada)
4.
Scénáře rozvoje elektroenergetiky v kontinentální Evropě (Rakousko)
5.
Plánovaná údržba soustředěná na významné úspory energie (USA)
6.
Vytváření registru skleníkových plynů v Číně (Čína)
4.6
REGULACE ENERGETICKÉHO SEKTORU: KONTINUÁLNÍ PROCES
UČENÍ
1.
Dobré a špatné stránky:
společností (Kanada)
2.
Odhad příspěvku soukromých elektráren k trhu s elektřinou v Korei (Korea)
3.
Co je bezpečnost dodávek na otevřeném trhu a jak ji dosáhnout (Chorvatsko)
4.
Energetická politika a udržitelnost dotačního mechanismu ropných produktů
(Trinidad a Tobago)
5.
Návrh efektivnějšího systému snižování emisí CO2 (Švédsko)
6.
Analýza dopadů procedur revize tarifů v rámci aukcí na přenosovou kapacitu (Brazílie)
7.
Definice vhodného institucionálního a legislativního rámce k podpoře energetické efektivnosti
v Uruguaji (Uruguay)
8.
Elektroenergetika v Indii – Úloha apelačního soudu (Indie)
9.
Trojitá vývojová spirála k posílení energetické regulace: Důsledky pro řízení (Itálie)
10.
Zelená pečeť v kontraktech na dodávku elektřiny – Návrh pro trh s elektřinou v Brazílii
(Brazílie)
duben 2011
Privatizace
brazilských
elektroenergetických
distribučních
strana 133
PŘÍLOHA 3
SEZNAM PREZENTACÍ Z JEDNOTLIVÝCH DNŮ KONGRESU
Na kongresu bylo celkem předneseno celkem 158 prezentací, jejichž seznam je rozčleněn podle
4 pracovních dnů (témat) Kongresu. V seznamu jsou modře vyznačeny prezentace, které jsou
podrobněji okomentovány v kapitole 3 sborníku.
1
DOSTUPNOST
1. den bylo předneseno 35 prezentací:
1.
Sead Vilogorac – Zvláštní proslov: Energetická bezpečnostní kooperace UN
2.
Oleg Aksyutin: Oddělení podzemního skladování a užití – význam Gazprom Gas Industry pro
energetickou bezpečnost
3.
Fabrizio Barbaso: Nízkouhlíková budoucnost – Strategie a vize EU – úloha technologického
rozvoje.
4.
Dr. Leonhard Birnbaum: Kulatý stůl „Globální energetický mix 2030“ (Pouze titulek)
Birol-Fatih – Šampion dne (jediný slide): Čtyři kritické faktory, které formují energetické
prostředí
5.
Gregory H. Boyce: Rovný přístup k energii: Síla uhlí
6.
Bo Diczfalusy, IEA: V Evropě začala nízkouhlíková revoluce, ale měla by se urychlit
7.
R. Dean Foreman, Ph,D.: Panelová diskuse WEC – Úzká místa energetického zásobování
8.
Jack Futcher: Regionální pracovní program Severní Ameriky – Globální výzvy energetiky
9.
Gonzales, Rick: Lepší propojení – Plynulé trhy, inteligentnější sítě, zelenější zdroje
10.
Javier Gutierrez P.: Integrace energetických zdrojů v Latinské Americe
11.
Dr. David S. Hong: Mechanismus regulace cen ropy po liberalizaci trhu – zkušenosti Taiwanu
12.
Martin Chavez: Udržitelnost a urbanistické plánování
13.
Jørgen K. Kjems: Technologický posun k nízkouhlíkovému trhu – Jak bude vypadat – Jak se
k němu dostat
14.
John Krenicki: Svobodný obchod v čistých uhlíkových technologiích
15.
Lamare Patric: Úzká místa energetického zásobování – Obnova kvalifikované práce pro
sektor energetiky
16.
Peter Leupp: Globální energetický mix 2030 – Nákladově efektivní řešení všeobecných výzev
energetiky
17.
Gunnar Lundberg: Jak mohou trhy motivovat inovace a jejich uplatnění
18.
D. Manzor: Hlubší integrace v zájmu adekvátnosti a efektivnosti infrastruktury energetiky:
Regionální kooperace a integrace v elektroenergetice
strana 134
duben 2011
19.
Marcelo Martínez Mosquera: Obtížné rozhodování některých zemí: omezené zdroje
a neliberalizované trhy
20.
François Meslier, CIGRE: Hlubší integrace infrastruktury – adekvátnost a účinnost
21.
Dr. P. K. Mishra: Příhraniční integrace elektrizačních soustav: Indie
22.
Shosuke Mori: Snaha o nejlepší mix výroby a elektrizace v zájmu nízkouhlíkové společnosti.
(Speciální proslov)
23.
John R. Muir: Budování síly – Rámec energetické politiky Kanady: Názory z kanadského
energetického fóra
24.
Richard G. Newell: Energetické výhledy Severní Ameriky
25.
Mr. Babatunde Raji Fashola: Energie pro mega-města
26.
Alejandro Peruni: Vyhlídky regionálních propojení, CIER 15
27.
Nikola Rajaković: Úzká místa zásobování energií
28.
Nikola Rajaković: Investice do sektoru energetiky Srbska
29.
Prasada Rao: Předvídavost energetiky – Proměna kritických neurčitosti na strategie
budoucnosti
30.
P. Schedrovitsky, Rosatom: Úloha nových jaderných technologií na cestě k nízkouhlíkové
budoucnosti
31.
Jas Singh, World Bank: Iniciativa energeticky účinných měst
32.
Abel Didier Tella: Krytí poptávky po elektřině – regionální iniciativy Afriky
33.
Carsten Hein Westergaard: Úloha větrné energie, posun k nízkouhlíkové struktuře
34.
Liu Zhenya: Výkonná a inteligentní síť – Hnací síla energetické reformy 21. století
35.
Sead Vilogorac: Následky ekonomické recese – Úloha energetických trhů
2
PŘÍSTUPNOST
STABILITU?
1.
Refaat Abdel-Malek: Voda pro energetiku – Metodologické problémy netto spotřeby
2.
Eloy Alvarez Pelegry: Řešení čistého a bezpečného zásobování fosilními palivy (plyn
a CCGT)
3.
Olivier APPERT: Jaký výzkum a vývoj v zájmu progresu zvyšování energetické účinnosti
(problematika dopravy)?
4.
George W. Arnold: Inteligentní síť – Přínosy a výzvy implementace (USA)
5.
Sarthak Behuria: Zajištění ropy a plynu pro rostoucí indickou ekonomiku
6.
Matthias Bichsel: Energetická účinnost – Nový zdroj energie a jeho dimenze
7.
Ricardo Castell Branco: Biopaliva v energetickém mixu
8.
Robert B. Catell: Inteligentní sítě – Cíle efektivního a čistého užití fosilních paliv
9.
Clark, Allan: Přehled energetických zdrojů 2010
duben 2011
strana 135
10.
Richard Davis: Studie WEC o biopalivech
11.
Richard Davis: Přehled technologií energetických zdrojů
12.
De Ghetto: Řešení čistého a bezpečného zásobování fosilními palivy – Úloha technologií
13.
Georges P. Dick: Globální energetický mix obnovitelných a alternativních zdrojů – Vodní
energie
14.
David Elliott: Všeobecný standard energetických zdrojů – Klasifikační rámec fosilních zdrojů
a minerálů
15.
Jorge Ferioli: Bilance energie netto – Koncepce a vliv – Energetická účinnost jako zdroj
energie
16.
Jim Ferland: Jaderná energie – Celková perspektiva
17.
Fernandez Zayas: Voda pro energetiku – Koncept zprávy k září 2010
18.
Sergio Garribba: CCS po Kodani – Imperativ a ne příslib
19.
Jean-Michel Gires: Energie, ropné písky a udržitelný rozvoj
20.
Randy Gossen – Úvodní poznámky předsedajícího: Řešení čistého a bezpečného
zásobování fosilními palivy
21.
Dian M. Grueneich: Politika a indikátory energetické efektivnosti WEC
22.
Paul Hamilton: Energetická efektivnost – Nový zdroj energie
23.
Harries Rhodri: Motivování čistého a produktivního užití energie v těžkém průmyslu –
Rio Tinto a Rio Tinto Alcan – Přehled energetiky
24.
Mike Hightower: Nové mezinárodní problémy a výzvy – Energie a voda
25.
Robert Hornung: Větrná energie v globálním energetickém mixu
26.
Kun Mo Chung: Výzvy a příležitosti jaderné renesance – Korea
27.
Sandor Liive: Ropné břidlice – Nekonvenční zdroj, který se stává konvenčním
28.
Chris Llewellyn Smith: Jaderná fúze – Stane se někdy konkurenceschopným a spolehlivým
energetickým zdrojem?
29.
Hugh MacDiarmid: CANDU – posílení prosperity
30.
Teruaki Masumoto: Řešení čistého a bezpečného zásobování fosilními palivy
31.
Lesil McGuire: Opět mimo pobřeží – Budoucnost ropy na Aljašce
32.
Barbara N. McKee: CCS po Kodani – Imperativ a ne příslib
33.
Robert R. McLeod: Uhlovodíky z arktických zdrojů
34.
Kevin Meyers: Nekonvenční ropa a zemní plyn – potenciál a výzvy
35.
Roy Pratt: Zdokonalení podnikání v sektoru energetiky
36.
Přehled technologií energetických zdrojů
37.
Vikram Rao: Přehled technologií energetických zdrojů
38.
Jacques Régis, IEC: Energetická účinnost – nový zdroj energie a jeho metrika
39.
Chris Seasons: Nekonvenční zdroje fosilních paliv Kanady
40.
John Sheridan: Palivové články PEM a jejich aplikace – Příspěvek k budoucí přírodě s čistou
energetikou
41.
Adnan Shihab-Eldin: Mezinárodní spolupráce na využití CCS k EOR jako nadějná cesta
k urychlenému využití CCS
strana 136
duben 2011
42.
Graeme Sweeney: CCS – trvalý podnět
43.
Jarmo Tanhua: Pohoda s jadernou elektřinou – Renesance jaderné energie ve Finsku
44.
Toth Attila, SunEdison: Solární energie jako ekonomicky životaschopný zdroj elektřiny
45.
Hanna Trojanowska: Program jaderné energetiky Polska – Cíle a základní infrastruktura
46.
Watson Peter: Ropné písky Alberty
47.
Derek Weber: Úloha ložiska Marcellus (břidličný plyn) v zásobovacím řetězci Severní Ameriky
48.
Rob Whitney: Dostatečné, čisté a bezpečné zásobování energií z uhlí – Technologie CCS
49.
James Woods: Hlavní demonstrační projekty CCS – Lokality a náklady
50.
Gregory Yurek: Supravodiče – Přichází doba pokrytí energetických potřeb světa
51.
D Bosseboeuf: Politika energetické efektivnosti ve světě – Přehled a doporučení
52.
Genereux Claude: Energetická účinnost – Nový zdroj energie
3
PŘIJATELNOST
1.
Energetika pro živoucí planetu
2.
Analía Acosta: Pracovní skupina WEC – Biopaliva
3.
Eloy Alvarez: Pracovní skupina WEC – Interkonektivita
4.
Guido Barter: Inteligentnější politika pro inteligentnější planetu – Smart Grid
5.
John Kim Bell: Povědomí veřejnosti a její zapojení do rozhodování – Hlavní faktory úspěchu –
Práce s obyvatelstvem
6.
Samir Brikho: Úplný životní cyklus – Jediný spolehlivý faktor pro oceňování vlivů na prostředí
7.
Sophie Brochu: Vývoj genetického kódu zákazníka – Volič, plátce daní, občan, spotřebitel
8.
Klerici: Pracovní skupina WEC – Interkonektivita
9.
Dave Collyer: Odpovědný rozvoj nekonvenčních zdrojů ropy Kanady
10.
Bruno Cova: Pracovní skupina WEC – Interkonektivita
11.
G. Michael Curley: Chování a technické parametry elektráren
12.
Richard Davis: Studie WEC – Biopaliva
13.
Tony De Vuono: Jedinečné možnosti palivového cyklu CANDU
14.
Stefan Denig: Energeticky efektivní urbanistické systémy
15.
Tija Doks: Plán růstu Greater Golden Horseshoe, Ontario, Kanada
16.
Tija Doks: Úplný životní cyklus – Jediný spolehlivý faktor pro oceňování vlivů na prostředí
17.
Samir Brikho: Úplný životní cyklus – Jediný spolehlivý faktor pro oceňování vlivů na prostředí
18.
Gil Forer: Energie pro dopravu
19.
Ichiro Fukue: Inovace energetického managementu velkých měst
20.
Rafael González Sánchez: Chování a technické parametry větrných elektráren
21.
C.C. Chan: Elektromobily a Smart Grid
duben 2011
strana 137
22.
Jacob Irving: Vodní energie, klíčové řešení klimatických změn v Severní Americe
23.
Sumir Lal: Management rizika ztráty reputace – Efektivnost projektů
24.
Joan MacNaughton: Jaká energetická politika přispěje k uplatnění nízkouhlíkových technologií
výroby elektřiny?
25.
Jiri Mandula: Chování a technické parametry jaderných elektráren
26.
Terry Moss: Chování a technické parametry elektráren – Transfer technologií
27.
Sakae Muto: Klíč k souhlasu veřejnosti – Strategie vzájemné komunikace
28.
David Myers: Technologické procesy výroby biopaliv
29.
Emanuel Nzabanita: Zajištění přístupu k energii a přivedení Afriky na cestu k nízkouhlíkovému
růstu
30.
Ian J. Potter: Pracovní skupina WEC – Biopaliva
31.
Colin Ray: Pracovní skupina WEC – Biopaliva
32.
Timothy J. Richards: Pravidla obchodu a investic pro energetiku
33.
Robert Richwine: Benchmarking
34.
G. Sarmiento: Pracovní skupina WEC – Biopaliva
35.
Scott Stallard: Chování a technické parametry elektráren
36.
Michael Suess: Která technická zdokonalení výroby elektřiny z fosilních paliv sníží emise
CO2?
37.
Ulf Svahn: Studie WEC – Biopaliva
38.
James A Trainham: Solární energie pro dopravu
39.
Michael Valocchi: Pracovní skupina WEC – Interkonektivita
40.
Julien Vincent: Podíl občanské veřejnosti na energetické revoluci
41.
Yengo Massampu: Výstavby hydroelektrárny Inga a její připojení k síti
42.
Malcolm Wicks: Nízkouhlíkové emise a ekonomický růst – strategie energetické politiky pro
rozvinuté země
43.
Rob Barman: Lepší místo
4
ODPOVĚDNOST
1.
Ala Alizadeh: Transfer a lokalizace technologií – Případ jaderných technologií CANDU
2.
Armstrong: Prostředky managementu zajištění přijatelnosti a udržovatelnosti projektů
3.
Bruneau, Mark: Nejlepší praxe optimalizace parametrů infrastruktury
4.
David Coen: Regulace podniků – Mezinárodní, mezikontinentální, domácí
5.
Mary-Rose de Valladares: Rozšíření perspektiv vodíku v energetickém mixu
6.
Daniel Dobbeni: Vývoj nových energetických strategií mezinárodní spoluprací
7.
Ilan Dunsk: Financování přechodu
strana 138
duben 2011
8.
Glemarec Jannick: Financování přechodu k nízkoemisní společnosti, odolné proti změnám
klimatu
9.
Daniel Gustafson: Biopaliva a bezpečnost potravin – Rizika a příležitosti
10.
Haras Situemang: Energie, potraviny, přírodní zdroje a prostředí – Shrnutí bilance
11.
Klaus Heimann: Udržitelné energetické projekty
12.
Roland Chalons Brune: Investice do přechodu – rizika a užitek
13.
Georg Kell: Všeobecný vliv OSN – Vedoucí úloha podnikání v 21. století
14.
Kim, Eun Seok: Strategie zeleného růstu Korey a globální kooperace
15.
Petru Lificiu: Budoucnost energetické regulace v Rumunsku a její všeobecná úloha
16.
Andrew Livingston: Regulace obnovitelných zdrojů a její změny
17.
Gerhard Mayer: Technické a politické výzvy výroby elektřiny z lesní biomasy
18.
Ramón Méndez: Uruguay – Přehled energetiky
19.
Lord Mogg: Úloha energetických regulátorů v měnícím se světě
20.
Alessandro Ortis: Energetická regulace ve Středozemí
21.
Sauriol Jean Pierre: Zajištění přijatelnosti a udržitelnosti projektů
22.
P. Schedrovitsky: Úloha nových jaderných technologií na cestě k nízkouhlíkové společnosti
23.
Pierrette Sinclair: Energie, potraviny, přírodní zdroje a prostředí – Shrnutí bilance
24.
Tim Turner: Vývoj nových energetických strategií mezinárodní spoluprací
25.
Michael Valocchi: Prostředky managementu zajištění přijatelnosti a udržitelnosti projektů
26.
Bernard Bigot: Energetické problémy Francouzů
27.
Carlos A. Flórez P: Vývoj nových energetických strategií mezinárodní spoluprací
28.
Michael Weinhold: Transfer technologií pro novou epochu elektřiny
duben 2011
strana 139
PŘÍLOHA 4
ŠIRŠÍ VÝBĚR REFERÁTŮ KONGRESU
Zde je uveden širší komentovaný výběr referátů zaslaných kongresu, které mohou být zajímavé
pro českou odbornou veřejnost. Do širšího výběru bylo zařazeno 182 referátů z 324 referátů
zaslaných Kongresu. Členění na 4 hlavní témata a dílčí podtémata je ponecháno podle WEC.
Některá podtémata zde nejsou vůbec uvedena, neboť jejich problematika se dotýká problematiky
zajímavé pro českou odbornou veřejnost jen okrajově nebo vůbec ne. Případné zájemce odkazujeme
na originály referátů na internetové stránce www.worldenergy.com.
Červeně jsou vyznačeny referáty, které jsou podrobněji popsány v kapitole 5 sborníku. Žlutým
podbarvením jsou označeny 2 referáty pocházející z ČR.
1
DOSTUPNOST
1.3
ENERGIE PRO MĚSTSKÉ AGLOMERACE (MEGACITY)
1.3.1 Model pro návrh a vývoj mikro smart grids
(Giordano Torri, Antonella Scaglia, Claudio Brocca, Ansaldo Sistemi Industriali spa, Italie)
Energetika vyžaduje bezpečné zdroje, snížení emisí CO2, účinnost a kontrolovatelné náklady.
Průnik obnovitelných zdrojů do ES přináší rozptýlenou výrobu s generátory instalovanými kdekoliv,
připojení k sítí v mnoha bodech, ale také náhodnou výrobu. Referát popisuje model inteligentních
mikro-sítí vhodných pro omezený okruh napájení stávajícími sítěmi i pro vzdálené oblasti dosud bez
elektřiny. Projekt integruje rozptýlenou výrobu, řízení odběru a výměnu se základní sítí užitím
systému managementu. Cílem projektu je maximální účinnost, tj. úspory energie, jakož i podpora
obnovitelných zdrojů. Dokumentuje se několik aplikací.
1.5
BEZPEČNÁ, EFEKTIVNÍ A ČISTÁ ENERGIE PŘESAHUJE HRANICE STÁTŮ
1.5.1 Energetický mix ve středoevropských zemích skupiny V4: Hledání stability
(Frantisek Janicek, Miroslava Smitkova, Juraj Kubica, Slovak University of Technology,
Slovensko)
Práce zkoumá rozvoj energetického mixu oblasti zemí V4. Shrnují se a kriticky hodnotí trendy
posledních dvou dekád a předkládají se možné scénáře do roku 2030. Na jejich základě se hodnotí
potenciální vývoj užití domácích a importovaných fosilních paliv, jaderné energie a OZ. Analýza se
strana 140
duben 2011
zabývá vývojem energetické intenzity národních ekonomik a strukturálními změnami spotřeby
jednotlivých oblastí, ve vztahu k liberalizaci energetických trhů.
1.5.2 HVDC: Klíčové řešení budoucích přenosových systémů
(Olof H Heyman, Lars Weimers, Mie-Lotte Bohl, ABB, Švédsko)
Klíčovou technologií přetváření elektrických sítí, přizpůsobených udržitelné výrobě jsou přenosy
HVDC s novými aplikacemi. Zahrnují propojení vzdálených větrných farem a posílení současných
střídavých sítí. Kromě toho umožňují tradiční aplikace jako tvorbu páteřních sítí a mezinárodních
propojení a vyvedení udržitelné výroby. Tato technologie je už k dispozici pro regionální sítě
s omezeným počtem uzlů a komerční projekty. Pro rozsáhlé sítě rozvoj a verifikace těchto technologií
probíhá současně s tvorbou průmyslových norem v orgánech jako ENTSO-E a CIGRE.
1.5.3 Obnovitelná energie pro udržitelný rozvoj a životní prostředí
(Abdeen Omer, Energy Research Institute (ERI), Velká Británie)
Rostoucí disponibilita spolehlivých a efektivních energetických služeb stimuluje nové rozvojové
alternativy. Referát diskutuje potenciál pro integrované systémy na trhu s elektřinou jako odpověď na
potřebu čistších energetických technologií. Téma projednává několik problémů, spojených s OZ,
životním prostředím a otázkami udržitelného rozvoje vzhledem k současným i budoucím
perspektivám. Dochází k závěru, že energie, příznivé pro životní prostředí mají být podporovány
a demonstrovány zejména pro vzdálené venkovské osídlení.
1.5.4 Obchod elektřinou: prostředek náhrady tepelné energie energií vodní
(Christian Viladrich, Pierre Brun, Alice Pereira, Francie, Fatma Moustafa, ENTRO, Egypt)
V rámci studie obchodu elektřinou v oblasti severovýchodní Afriky byl vytvořen obsažný plán
rozvoje výroby a přenosu pro Egypt, Ethiopii, a Súdán. Výsledky ukazují, že propojení zmíněných
zemí je přínosné a má pozitivní vliv na snížení emisí CO2. Společný rozvoj elektrizace může
motivovat regionální kooperaci užití vod Nilu v zájmu prospěchu pro celý region.
1.5.5 Bezpečnost dodávek zemního plynu ve střední Evropě – Případová studie
Slovenska
(Jan Klepac, Slovak Gas and Oil Association, Slovensko)
Závislost Evropy na dovozu uhlovodíků roste. EU je druhý největší spotřebitel těchto zdrojů a ke
krytí svých potřeb a náhrady stárnoucí infrastruktury bude potřebovat v příštích letech miliardy EUR.
Slovensko je hlavním dopravním koridorem ruského plynu pro země EU, 20 % spotřeby plynu těchto
zemí je kryto tranzitem přes slovenské území. Kromě toho Slovensko je plně odkázáno na import
ruského plynu. Diverzifikace zdrojů zemního plynu je proto klíčovou otázkou energetické bezpečnosti
Slovenska.
duben 2011
strana 141
1.5.6 Studie vývoje síťového kodexu a provozního schématu ostrova Jeju
s vysokým podílem větrných elektráren
(Seung-Il Moon, Gi-Chan Pyo, Jin-Woo Park, Seoul National Univ., Jižní Korea)
Na korejském ostrově Jeju se uvádí do provozu větší počet větrných elektráren a ještě více se
jich plánuje. Velký podíl větrné energie má však nepříznivé důsledky pro stabilitu provozu ES.
V zájmu stabilního provozu se objevila potřeba omezování větrné energie a nové projekty se nyní
nepovolují. Růst podílu větrné energie vyžaduje nový kodex sítí a novou koordinaci provozu; jejich
charakteristika je předmětem tohoto sdělení.
1.5.7 Vytváření indexů energetické bezpečnosti s použitím rozhodovacích matic
a kvantitativních kritérií
(Larry Hughes, Dalhousie University, Kanada)
Energetická bezpečnost se stává významnou složkou energetické politiky i ve vztahu
k rostoucímu počtu případů jurisdikce, a to s ohledem na volatilitu energetických trhů a výrobní
problémy, jimž čelí někteří výrobci. V důsledku toho mnoho tvůrců energetické politiky a politiků se
ohlíží po metodách, které by dovolily vytvořit indexy bezpečnosti, které jsou zdůvodněné,
srozumitelné a reprodukovatelné. Práce popisuje metodu, používající matici rozhodování, vedoucí
k vytvoření indexu energetické bezpečnosti využitím kvantitativních kritérií a metriky. Metoda dovoluje
formulaci řady indexů a také hlubší pohled na jurisdikci v otázkách energetické bezpečnosti.
1.5.8 Do nové epochy elektřiny s optimální integrací decentralizovaných zdrojů
energie – Projekt FENIX
(Heinz Cech, Erich Fuchs, Anton Heher, Albana Ilo, Tevfik Sezi, Johann Trimmel, Siemens AG,
Thomas Werner, Iberdrola Distribucion Electrica, Německo) [kapitola 5.1.2]
Decentralizované zdroje (DER) budou hrát významnou roli v budoucích scénářích rozvoje
elektroenergetiky. Dnešní princip připojování „připoj a zapomeň“ (plug and forget) má za cíl
maximalizovat transfer činného výkonu, aniž by se využívaly skutečné možnosti OZ. Jiné zdroje,
využívající fosilní paliva se aktivují pouze ve stavech ohrožení. Příspěvek popisuje výsledky
demonstračního projektu instalace DER ve velké distribuční oblasti s použitím pro trh příštího dne,
podporu kmitočtu a udržování napětí přenosové soustavy, podporu napětí specifických částí
distribuce a pro zlepšení stability ve stavech ohrožení.
1.5.9 Netto emise skleníkových plynů v rezervoáru vody Eastmain-1
(Alain Tremblay, Julie Bastien, Marie-Claude Bonneville, Paul del Giorgio, Maud Demarty,
Michelle Garneau, Jean-Francois Hélie, Luc Pelletier Pelletier, Yves Prairie, Nigel Roulet, Ian
Strachan, Cristian Teodoru, Kanada)
Rostoucí péče o dlouhodobý příspěvek rezervoárů čisté vody ke skleníkovým plynům vedla
Hydro-Québec ke studiu těchto emisí z bazénu Eastmain 1. Jde o emise tvořené tímto bazénem
minus ty, které se absorbují přírodními systémy v průběhu období 100 let. Tato rozsáhlá studie byla
realizována ve spolupráci University McGill a společností Environnement IIlimité Inc. Jde o světovou
premiéru – netto emise jsou zde popsány velmi detailně.
strana 142
duben 2011
1.5.10 Energetická optimalizace a redukce uhlíkové stopy ve výrobě cementu
(Eduardo Gallestey, Gabriela Crosley, Andrew Wilson, Urs Maier, Rolf Hoppler, Thomas
Boerrnert, ABB Switzerland Ltd, Švýcarsko)
Cementárny jsou velkými spotřebiteli tepelné a elektrické energie, která je k dispozici se stále
rostoucími náklady. Lze proto zaznamenat snahu o snížení spotřeby použitím vysoce účinných
technologií s nižšími náklady, o které se usiluje v posledních letech. To je v souladu se závazkem
Kjótského protokolu. Cementárny jsou největšími producenty CO2 a jsou nejvíce zainteresovány na
nových výzvách ke snížení těchto emisí. Referát sumarizuje některé takto zaměřené technologie
firmy ABB.
1.5.11 Vývoj přeshraničních přenosových vedení v Polsku a jejich význam pro
středoevropský trh s elektřinou
(Jerzy Andruszkiewicz, PSE Operator S.A, Polsko)
Publikace popisuje stávající přeshraniční přenosová vedení, spojující Polsko se sousedními
zeměmi a jejich využití v současných podmínkách zpřístupňování přenosových kapacit. Prezentují se
výhledy a možné nabídky přeshraničních propojení, a to s ohledem na jejich úlohu v integraci
evropského trhu s elektřinou se sousedními zeměmi, včetně nečlenů EU. Diskutuje se úloha
plánovaných propojení v řešení energetických problémů střední Evropy a evropské strategie
snižování emisí CO2, souvisejících s výrobou elektřiny.
1.5.12 Vysoce efektivní řešení pro inteligentní a masivní přenos "zelené elektřiny"
(Wilfried Breuer, Dietmar Retzmann, Karl Uecker, Siemens AG, Německo)
Ekologická omezení, minimalizace ztrát a snižování emisí CO2 budou hrát v budoucnosti stále
významnější úlohu. Bezpečnost a udržitelnost zásobování elektřinou jakož i ekonomická efektivnost
vyžadují aplikaci pokročilých technologií. Očekávání mohou plnit prostředky jako vedení HVDC (High
Voltage Direct Current) a FACTS (Flexible AC Transmission Systems). Poskytují soustavě vlastnosti
nezbytné pro odstranění technických problémů, účinně zvyšují přenosovou kapacitu a stabilitu
a pomáhají v prevenci kaskádních poruch. Jsou nezbytné i pro přístup obnovitelných zdrojů jako
elektrárny vodní, větrné a sluneční k sítím.
1.5.13 Spojení hydroelektrického potenciálu v Africe: Jaké by mělo být místo a úloha
hydroelektrického projektu Grand Inga
(Latsoucabé Fall, World Energy)
Využití ohromného hydroenergetického potenciálu Afriky by mohlo být prioritou udržitelného
rozvoje celého kontinentu. Zvláště hydroenergetický projekt Grand Inga s ohledem na své gigantické
rozměry (40 GW) a jedinečné přírodní charakteristiky by mohly být „vlajkovou lodí“ Afriky pro 21.
století. Projekt nabízí nesmírné komparativní výhody pro celý africký kontinent. Nicméně, k tomu aby
byl projekt řešitelný a jasný, poskytující čistou a přijatelnou energii, je nutno odpovědět na několik
klíčových otázek, týkajících se zejména jeho udržitelnosti, nákladové efektivnosti, včasné přípravy
a reálného provozu.
duben 2011
strana 143
1.6
TĚSNĚJŠÍ INTEGRACE
A EFEKTIVNOST
PRO
INFRASTRUKTURU,
SPOLEHLIVOST
1.6.2 Modelování spolehlivosti – Petrobras 2010 – Integrovaný řetězec
dodávek zemního plynu
(Denise Faertes, Petrobras – Petróleo Brasileiro SA, Brazílie)
Cílem práce je prezentovat inovativní modelování spolehlivosti integrovaného zásobovacího
řetězce zásobováním plynem Petrobras 2010. Model reprezentuje úsilí o komplexitu a robustnost
software a byl vyvíjen společnostmi Petrobras Gas & Power Department a Det Norske Veritas. Cílem
je vyhodnocení spolehlivosti plynovodní sítě 2010, která má propojit severovýchodní a jihovýchodní
území Brazílie. Využívá soudobý software ke kvantifikaci disponibility a účinnosti celé sítě a jejích
komponent.
1.6.4 Urychlení výstavby infrastruktury zemního plynu a zajištění bezpečných
dodávek zemního plynu v Číně
(Peng Gao, CNPC, Ćína)
Čína se nachází v období rychlého rozvoje trhu plynem a usiluje o zesílení spolupráce
a koordinace mezi investory. Tím by se mělo dosáhnout urychlení výstavby infrastruktury plynovodů,
akumulace, zařízení pro krytí špičkového zatížení a tím bezpečnosti zásobování plynem.
1.6.5 Ionizační bleskosvody – Definitivní a úplné řešení proti "blackoutům"
a výpadkům elektřiny v důsledku atmosférických výbojů
(Luis Cabareda, Pararrayos Ionizantes, C.A., Venezuela)
Přirozený ionizační systém elektrické ochrany zemněním spočívající na ionizační elektrodě
s aktivním triakem nabízí úplnou ochranu, maximální bezpečnost a nulové riziko spojené s ochranou
klinik, nemocnic, diagnostických center, vylučuje vznícení elektronických karet, zabezpečuje ochranu
rafinerií, palivových zásobníků a stanic, elektrických rozvoden, stožárů, elektrických vedení a
transformátorů, motorů, elevátorů, mechanických schodišť, chladícího zařízení, elektráren apod. Tato
nová technologie je řešením paradigmatu Benjamina Franklina a představuje mechanismus, který
končí s rozsáhlými výpadky, které vyvolávají mnoho škod a ztrát.
1.6.6 Užití FACTS pro zvýšení flexibility a efektivnosti přenosových a distribučních
sítí
(Rolf Grünbaum, Conny Wahlberg, Ambra Sannino, ABB AB, Švédsko)
Práce demonstruje, jak použití jednotek FACTS zvyšuje flexibilitu přenosu a distribuce elektřiny
zvýšením kapacity přenosových tras a integrací obnovitelných zdrojů. Příklady zahrnují jednotky SVC
69 kV pro stabilizaci sítí ve spojitosti s vysokou penetrací větrné energie, sériovou kompenzaci pro
vyvedení energie největší větrných instalací, použití SVC ke zvýšení spolehlivosti a snížení úzkých
strana 144
duben 2011
profilů výrazně zatíženého koridoru a tyristorově řízenou sériovou kompenzaci ke zlepšení dynamické
stability a přenosové schopnosti mezisystémového propojení. Uvádějí se některé aplikace dynamické
akumulace energie.
1.6.7 Případová studie nápravných akcí v kritických situacích smart grid
prostřednictvím ethernetu
(David Dolezilek, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc, USA)
Společnost Southern California Edison (SCE) implementuje systémy RAS ke snížení termického
přetížení a nestability systému v důsledku ztráty jednoho nebo několika přenosových vedení.
Systémy automatické ochrany RAS vylučují nákladná alternativní opatření jako přezbrojení
přenosových vedení, výstavbu nových a/nebo instalaci dalších transformátorů. Společnost
demonstrovala úspěšné využívání „zpráv“ (messages) IEC 61850 GOOSE až na vzdálenosti do
460 mil ke sběru analýzy a adjustace dat a indikaci stavu a k řízení. Referát objasňuje metodu
formulace RAS ve vztahu k ohrožení poslání a další akce spojené s chytrými sítěmi při sdílení
ethernetu k pohybu informace o chytrých sítích.
1.6.8 Komplexní řízení energetických systémů použitím optimalizačních technik
(Stuart Bridgeman, Diana Hurdowar-Castro, Rick Allen, Tryggvi Olason, Francois Welt, Hatch,
Kanada)
Moderní energetické systémy jsou často mimořádně komplexní s ohledem na skladbu výrobní
základny, akumulaci, přenos a přístup k trhům. Historicky byla elektřina zajišťována státními
organizacemi z dispečinků (center zatěžování) a ceny byly určovány regulací. Tento systém byl
nedávno nahrazen nezávislými systémovými operátory ISO. Naznačená komplexita způsobuje
náročnost provozování systémů a to s ohledem na vzájemnou závislost systémových komponent.
V důsledku toho se nyní používají rozsáhlé simulační a optimalizační metody jako např. systémy
podpory rozhodování (Decision Support Systems – DSS). Příspěvek diskutuje použití DSS pro provoz
a plánování ES.
1.6.9 Zlepšení efektivnosti systému centralizovaného zásobování teplem v Lotyšsku
(Žigurs Aris, Turlajs Daniels, Kreslinš Andris, Cers Aivars, Sorocins Aleksandrs, Riga Technical
University, Lotyšsko)
Článek popisuje výzkum aspektů účinnosti systémů dálkového vytápění. Našim cílem je
posouzení užitečnosti a přípustnosti různých opatření a technických řešení, zvyšujících jistotu
provozu a účinnost teplárenských sítí. Analyzují se jejich nejdůležitější nevýhody – vznik tepelných
ztrát, zahrnují se teoretické i praktické aspekty jejich odhadu. Studují se rovněž kladné i záporné
aspekty snížení teploty teplonosného media, teoreticky i na základě experimentu.
(Rolf Kehlhofer, The Energy Consulting Group Ltd, Stefan Hatt, ABB Power Generation,
Švýcarsko) [kapitola 5.3.1]
Úspěšná skladba výroby elektřiny vyžaduje zdroje s nízkými emisemi CO2, schopné reagovat na
změny zatížení s nejnižšími náklady. Práce předkládá analýzu optimální skladby technologií, které
duben 2011
strana 145
plní výše vyjmenované požadavky a vychází z energetického portfolia několika klíčových zemí. Cíle
řešení zahrnují: porovnání několika výrobních technologií (včetně budoucích nákladů na emise) –
nároky na sítě pro pružnou a řiditelnou výrobu – možnosti a limitace výroby elektřiny z OZ – při
současném zvýšení energetické účinnosti při zvýšení spotřeby elektřiny.
1.6.11 Optimalizace návrhu větrných farem
(Michel Carreau, Michael Morgenroth, Oleg Belashov, Oleg Mdimagh, Alain Hertz, GERAD and
Ecole Polyechnique, Kanada)
Vyvinuli jsme četné výpočetní prostředky, zaměřené na zdokonalení oceňování, projektování
a optimalizaci větrných farem s respektováním celkové návratnosti investic. Optimalizační
mechanismus může vyhledat návrh systému automaticky a tvoří tak výkonný nástroj pro rychlé
studium alternativ při přesném respektování omezení. Tento požadavek bylo možné detailně plnit
pouze se značnými náklady. Naše nástroje projektování větrných farem byly použity pro návrh řady
projektů a našim klientům nabízejí řešení s vyšší návratností.
1.6.12 Překonávání problémů bezpečné a obnovitelné budoucnosti
(Rob McGrath, Angie Philpott, Charles W. Bown, Robert Thompson, Kathy Dunderdale,
Government of Newfoundland and Labrador, Kanada)
Newfoundland a Labrador se zabývají myšlenkou díla, které by znamenalo obrovský příspěvek
k obnovitelné energii Severní Ameriky, vodního díla Lower Churchill Hydroelectric Project o výkonu
3000 MW. Projekt ovšem nelze realizovat bez podnikatelské podpory. Popisuje se, jak energetický
plán provincie vytváří cesty vpřed pro rozvoj svých OZ a jak tento plán přispívá k plnění výzev
obnovitelné budoucnosti.
1.7
RIZIKA ZÁSOBOVÁNÍ ENERGIÍ
1.7.1 Výroba elektřiny a současné problémy nigerijské elektroenergetiky
(Abubakar Sani Sambo, Bashiru Garba, Ismaila Haliru Zarma, Muhammed Musa Gaji, Energy
Commission of Nigeria, Nigérie)
Adekvátní zásobování elektřinou je nezbytným předpokladem rozvoje kteréhokoliv národního
hospodářství, avšak výroba, přenos a rozvod elektřiny jsou mimořádně náročné na fondy i kapacity.
Nigérie disponuje potřebnými fondy a odhaduje zásoby cca 176 trilionů kubických stop ověřených
zásob zemního plynu, což představuje jedno z největších přírodních bohatství Afriky. Zemní plyn se
vyskytuje v podzemních útvarech a skládá se ze směsi uhlovodíkových plynů, s největším podílem
metanu (70 % až 95 %). Menší podíl butanu a dalších těžkých uhlovodíků doplňují nečistoty jako
vodní pára apod.
strana 146
duben 2011
1.7.3 Nepředvídatelné důsledky vyhrazeného přenosu obnovitelné energie –
Potenciální důsledky pro rozvoj obnovitelné elektřiny
(Roger Bezdek, MISI, USA)
Výroba elektřiny z OZ vyžaduje rozvoj přenosu elektřiny a USA plánují výstavbu „zelených“
přenosových vedení, určených výhradně pro přenos obnovitelné elektřiny. Avšak lokální jurisdikce
brání tomuto záměrů, pokud přenosy nebudou sloužit i stávajícím elektrárnám. Práce konstatuje, že
v případě výstavby takových vedení s povolením lokálního přístupu, jejich hlavní užitek připadne ve
prospěch stávajících elektráren. Dodatkové přenosové možnosti jim dovolí prodávat elektřinu za
ceny, s nimiž OZ nebudou moci konkurovat. Podobné problémy musí být řešeny, jestliže má kdekoliv
ve světě dojít k realizaci přenosových vedení určených pro podporu expanze OZ.
1.7.4 20 % větrné elektřiny do roku 2030: Překonávání problémů – Slabá místa
v řetězci dodávky větrné elektřiny
(Meghan Shaw, USA)
Ministerstvo energetiky federální vlády USA (Department of Energy – DOE) pečuje o financování
a hodnocení výzev spojených s řetězcem zásobování větrnou energií a připravuje strategická
rozhodnutí pro zvládání krátkodobých i dlouhodobých problémů s tím spojených. Řídí studii trhu
a jedná s developery větrné energie, s dodavateli turbín a dalších komponent a expertů na příbřežní
(offshore) větrné elektrárny. Vytvořil rovněž obsažný model zahrnující statistiku práce, prognózu cen
větrné energie a investice dodavatelů komponent s cílem odhadnout celkové náklady na vybudování
zásobovacího řetězce při splnění očekávaných 20 % větrné energie do roku 2030.
1.7.5 Alternativy přenosu elektřiny a akumulace pro různorodé, propojené
obnovitelné zdroje energie: vodík a amoniak
(William Leighty, The Leighty Foundation, USA)
Většina nejbohatších obnovitelných energetických zdrojů světa na velkém území a ve vysoké
intenzitě má vázaný charakter, tj. jsou daleko od konečného spotřebitele s neadekvátními nebo
neexistujícími prostředky pro vyvedení a přenos pro účely dodávky. Výstup OZ se výrazně mění
v časovém rozpětí od jedné sekundy až po celá období, vyvedení výkonu pracuje s malým využitím
(capacity factor), dodávka energie není stálá. Nové přenosové soustavy nebo jejich části, určené pro
OZ, trpí nízkým využitím, vede k výrazně vázaným investicím, což zvyšuje náklady dodávané
energie. Akumulace elektřiny nemůže vyrovnat velké OZ v ročním měřítku. Plynný vodík a bezvodý
čpavek jako palivo mohou představovat atraktivní alternativy.
1.7.7 Problémy uspokojení prudce rostoucí čínské poptávky po elektřině
(Peter Kiss, Attila Ságodi, KPMG, Maďarsko)
IEA odhaduje, že Čína bude potřebovat do roku 2030 investovat cca 2765 mld. USD, aby se
vypořádala s nároky na spotřebu, což představuje jednu čtvrtinu investic celého energetického
sektoru. S takovou expanzí souvisí mimořádné výzvy, z nichž se mnohé týkají životního prostředí,
místně i v globálním měřítku. Vzniká otázka, jak lze takovou sumu proinvestovat a jaké příležitosti tak
vznikají pro investory a dodavatele.
duben 2011
strana 147
1.7.9 Síla regionálního propojení
(Willy Kotiuga, SNC-Lavalin, Kanada)
S příchodem regionálních trhů dochází i k rozvoji nadnárodních přenosových infrastruktur.
Rapidní narůstání projektů propojení je svázán s vznikajícími bázemi znalostí. Sdělení sumarizuje
poznatky z pěti regionálních projektů (Central America, the Middle East, Central Asia and East
Africa). Jednotlivé projekty se nacházejí v různých fázích kompletace od počátečního projektování,
přes studie proveditelnosti až po nedávné uvádění do provozu. Případové studie osvětlují klíčové
problémy spojené s projektováním, financováním, provozem a organizačními otázkami.
1.7.10 Inovované řízení fotovoltaických farem připojených k síti pro zlepšení
dynamické a statické stability a přenosová omezení během dne i noci
(Rajiv Varma, Shah Arifur Rahman, University of Western Ontario, Ravi Seethapathy, Hydro One
Networks Inc, Kanada)
Práce prezentuje nový způsob řízení invertoru solární farmy s cílem zmírnit přenosová omezení
sítě. V průběhu noci, kdy je solární farma zcela nečinná, tato technika řízení dovoluje invertor farmy
používat jako jednotku FACTS. Invertor zajišťuje regulaci napětí v bodu připojení a výrazně zlepšuje
přenosová omezení. Podobně působí i v průběhu dne, kdy strategie řízení invertoru využívá volnou
kapacitu.
1.7.11 Strategický rozvoj akciové společnosti "Krymenergo" – Energie Krymu pro
člověka
(Grygory Gruba, OJSC Krymenergo, Ukrajina)
Historicky byly elektrické sítě Krymu projektovány a budovány s respektováním objektivních
potřeb. Soustava spočívá na vedeních 110 kV, které nesou hlavní podíl zatížení i energetických
průtoků Krymu. S ohledem na rychlý růst zatížení průřez Ukrajina – Krym v období nejvyššího
zatížení pracuje na maximálně možné úrovni. Dalšímu růstu zatížení brání tento průřez. To vyžaduje
systémový přístup k automatizaci bezpečnosti, posílení mezisystémových spojů, rozvoj vlastní výroby
a odpovídající investice.
strana 148
duben 2011
2
PŘÍSTUPNOST
STABILITU?
2.1
ZDROJE ENERGIE A ENEGETICKÉ TECHNOLOGIE DNES
A V BUDOUCNOSTI
(H. Douglas Lightfoot, Global Environmental and Climate Change Centre, Kanada)
Neexistují žádné dokonale přepravovatelné a pružné substituenty fosilních paliv (uhlí, ropa
a zemní plyn). Koncepce koncentrovaných zdrojů je důležitá pro pochopení a přípravy dobrých
rozhodnutí ohledně budoucího zásobování energií. Charakteristika i disponibilita nukleární energie je
potřebným charakteristikám budoucích zdrojů nejblíže. Výborná bezpečnost reaktorů nyní obrací
pozornost od vlastních reaktorů k managementu vyhořelého paliva. Jaderná a vodní energie, jak je
v dalším objasněno, jsou hlavními zdroji energetické budoucnosti světa.
(Nadia Maïzi, Mathilde Drouineau, Edi Assoumou, Vincent Mazauric, Francie)
Modely dlouhodobého plánování jsou důležité pro přípravu hodnověrných variant budoucích
energetických soustav a musí být zaměřeny na technologickou proveditelnost a odpovídající náklady
variant. Práce je zaměřena na problémy pružnosti a spolehlivosti elektrizačních soustav a na
zdokonalení výsledků dlouhodobých studií: vyžadují zahrnutí pružnosti soustav formou dodatkového
kritéria pro investiční rozhodnutí. Požadavky na spolehlivost jsou oceňovány na základě úrovně
elektrických ztrát a souvisejících nákladů. Přístup byl použit v dlouhodobém modelu plánování
a demonstrován na příkladu soustavy ostrova Reunion.
2.1.5 Kapalná biopaliva v plynových turbínách leteckých motorů
(James DiCampli, Joe Schornick, Rachel Farr, GE Power and Water, USA)
V souvislosti s regionální a politickou motivací využívání tekutých biopaliv pro výrobu obnovitelné
energie musí být reagováno na několik výzev. Využívání těchto paliv pro výrobu základní energie
není pravděpodobné s ohledem na požadované objemy. Bionafta ani etanol není ve vztahu k dnešní
infrastruktuře udržitelný. Míchání biopaliv s fosilními palivy se jeví jako ekonomičtější alternativa
výroby obnovitelné energie. Nástup nových generací biopaliv přitom vytváří základy pro růst výroby
obnovitelné elektřiny v budoucnosti. Elektroenergetika, podobně jako automobilová doprava, bude
potřebovat k širšímu uplatnění těchto paliv změny struktury výrobní základny.
duben 2011
strana 149
2.1.6 Úloha elektroenergetických společností při aplikaci technologických inovací:
Alternativní a nouzová strategie BC Hydro
(Alex Tu, Donna Leclair, Allison Morrison, BC Hydro, Kanada)
Jelikož obnovitelné zdroje energie by měly sehrát v celkovém energetickém mixu dominantní roli,
nové obnovitelné zdroje jako energie vln, přílivu, pokročilá geotermální energie a třetí generace
fotovoltaických technologií by měly prokázat své technické přednosti a dosáhnout nákladové parity
s konvenčními zdroji. Státní společnost BC Hydro zavádí Energetickou strategii alternativních
a nových zdrojů (Alternative and Emerging Energy Strategy), která by měla být hnací sílou
technologických inovací. Stať popisuje záměry, cíle a akce BC Hydro k urychlení komercializace
diverzity alternativ napájení a rostoucího lokálního segmentu čistých technologií.
2.1.8 Technologické cykly a technologické revoluce
(Luigi Paganetto, University of Rome "Tor Vergata", Itálie)
Technologické cykly byly charakterizovány jako základ delších a spojitých období ekonomického
růstu, umožněného udržitelnými změnami produktivity výroby. Zatímco tato hypotéza je zčásti
konzistentní s řadou teorií růstu, míra a trvání ekonomických revolucí zaznamenaných lidskou
společností poukazuje na potřebu věnovat větší pozornost příčinám základních technologických
a ekonomických změn a klíčové otázce: úloze výroby a užití energie v ekonomickém rozvoji.
(Vivek Kane, Kane Associates, Indie) [kapitola 5.2.3]
„Zelená energie“ je aktuální výzvou a význam větrné energie nelze dostatečně zdůrazňovat.
Přesto, základní otázkou je: co, když jsou zdroje větrné energie neadekvátní? Některé studie ukazují,
že pravděpodobnost nalezení lokalit s příznivými podmínkami větrné energie je pouhých 15 %.
Kromě toho jsou s větrnou energií spojeny neodmyslitelné neurčitosti. Můžeme překonat
neadvekátnost zdrojů větrné energie? Jsme schopni vědecky kvantifikovat odpovídající neurčitost
a namodelovat ji tak, aby naše podnikání mělo smysl? Práce nabízí řešení pomocí průlomových
větrných technologií, v kombinaci s pokročilým finančním modelováním, umožňujících racionální
podnikatelská rozhodnutí.
2.1.10 Japonský dlouhodobý energetický výhled do roku 2050: Odhad potenciálu
masivního snížení emisí CO2
(Ryoichi Komiyama, The Institute of Energy Economics, Japan, Japonsko)
Práce analyzuje energetické vyhlídky Japonska včetně emisí CO2 do roku 2050. Analýza scénářů
ukazuje, že emise mohou být do r. 2050 potenciálně omezeny o 58 % v porovnání s rokem 2005.
K dosažení této hodnoty je nutno snížit spotřebu prvotní energie na HDP o 60 % a zvýšit podíl nefosilních zdrojů na 50 %. Ve skladbě výrobní základny se počítá s podílem jaderné elektřiny ve výši
60 % a s podílem OZ 30 %. Omezením emisí CO2 si Japonsko vytyčuje technologické a ekonomické
výzvy zaměřené na uplatnění pokročilých technologií.
strana 150
duben 2011
(Annette Evans, Vladimir Strezov, Tim Evans, Macquarie University, Austrálie) [kapitola 5.3.3]
Parametry udržitelnosti výroby elektřiny byly vyhodnoceny aplikací osmi klíčových indikátorů.
Analýza se týká fotovoltaiky, větrné, vodní geotermální a energie, energie z bioplynu, zemního plynu,
uhlí a jádra s ohledem na jejich cenu, emise skleníkových plynů, účinnosti, nároků na území, potřebu
chladící vody, pohotovosti, omezení a sociálních vlivů na bázi výroby jedné kWh. Diskutuje se
relevance výsledků v kontextu Austrálie. Uvádějí se rovněž výsledky přehledu australských
rozhodnutí o výrobě elektřiny, které preferují sluneční elektřinu před ostatními zdroji. Uhlí, biomasa a
jaderná energie se vyznačují nízkou mírou přijatelnosti.
2.1.14 Návrh pokročilých solárních domů zaměřených na čistou nulovou roční
spotřebu energie v Kanadě
(Andreas Athienitis, Concordia University, Kanada)
Referát poskytuje přehled projektů tří udržitelných příbytků a s nízkou nebo nulovou čistou
spotřebou elektřiny. Jejich hlavní vlastnosti zahrnují:
•
pasivní solární instalaci s přímým ziskem, s důrazem na využití distribuované tepelné energie
v obkladu jižně orientované fasády přízemí;
•
fotovoltaický systém integrovaný do budovy;
•
dvojstupňové tepelné čerpadlo k vytápění a chlazení s odběrem tepla z půdy nebo vzduchu
a s akumulací tepla;
•
podlahové vytápění integrované do hmoty podlah v zóně přímého zisku;
•
vícestupňový programovatelný termostat.
(Michael Weinhold, Klaus Willnow, Siemens AG, Německo) [kapitola 5.1.3]
Udržitelný energetický systém vyžaduje optimální integraci všech komponent, z nichž se skládá.
K jeho nasazení jsou nutné tři kroky:
•
optimální výběr a alokace skladby energií;
•
zvýšení účinnosti podél všech článků konverzního řetězce;
•
holistická optimalizace napříč infrastrukturou a regionem užitím technologií inteligentních sítí
(Smart Grid Technologies).
S ohledem na vyšší komplexitu, danou rostoucí spotřebou elektřiny a decentralizovanou výrobou,
pouze inteligence typu end-to-end od výroby, přes sítě až po konečnou spotřebu (tzv. technologie
inteligentních sítí) dovolí vytvoření integrovaných ES a příchod do nové epochy elektřiny.
duben 2011
strana 151
2.1.16 Směrem k obnově přenosové a distribuční infrastruktury pro dosažení cílů
EU 2020
(Giuliano Monizza, T&D Europe and ABB, Itálie) [kapitola 5.4.1]
Článek je výsledkem spolupráce mezi T&D Europe (The European Association of the Electricity
Transmission and Distribution Equipment and Services Industry) a Electrical Engineering Department
university v Ženevě. Poskytuje vědeckou analýzu otázky, do jaké míry mohou moderní výrobky a
systémy elektrotechnického průmyslu přispět k úsilí EU o omezení změn klimatu. Ke kvantifikaci
ekologického přínosu byla navržena metodologie, která vyjadřuje růst účinnosti, omezení emisí CO2
a vede k širšímu využití OZ a zvýšení kvality elektřiny pomocí obnovy infrastruktury přenosu
a rozvodu.
2.1.18 Technologie turbín využívajících kinetickou energii vodního toku: odhad
zdrojů a strategie přípravy stanoviště
(Marie-Hélène Briand, Karen Ng RSW inc, Kanada)
V současnosti se vyvíjejí slibné nové technologie k využití disponibilní energie vln, přílivu a říčních
toků, jsou však stále ve stadiu demonstračních projektů. Využití vodní kinetické energie se považuje
za atraktivní a nákladově efektivní OZ a možná náhrada výroby tepelných elektráren, aniž by
vyžadovalo výstavbu drahých přehrad. Jejich povaha vyžaduje adaptaci konvenčních projektových
postupů a studií vlivu na životní prostředí. Popisuje se postup vyvinutý společností RSW pro
projektování hydro-kinetických děl na řekách, a to od odhadu zdroje až po detailní inženýrský projekt.
(Andrea Athanas, Nadine McCormick, IUCN, Švýcarsko) [kapitola 5.1.1]
Svět se nachází na energetické křižovatce. Změny, které probíhají, mají dopady na ekosystém
a lidskou existenci. Energetická bezpečnost znamená spolehlivé zásobování přijatelnou energií, která
má dvě dimenze: spolehlivost a odolnost. Změny ekosystému, které způsobují degradaci a změny
klimatu, potenciálně ovlivňují spolehlivost i pružnost energetických systémů. Investice do ekosystémů
napomáhají jejich ochraně a omezují nepředvídaná rizika energetické bezpečnosti. Komunity,
zaměřené na energetiku a úspory energie, by měly společně budovat spolehlivé a odolné energetické
systémy a podpořit jejich hodnotu.
(Mikael Rüdlinger, BNL Clean Energy AG, Švýcarsko) [kapitola 5.1.4]
Referát popisuje bezemisní energetické systémy pro biomasu, uhlí, odpad a další organické
produkty.
strana 152
duben 2011
2.1.22 Zachycování uhlíku z uhelných elektráren s fluidními kotli
(Dennis Williams, SNC-Lavalin, United States, Tor Christensen, Sargas, Norsko)
V referátu se diskutuje použité tlakového fluidního lože a specializovaného systému zachycování
uhlíku s cílem výroby čisté elektřiny z uhlí. Práce prezentuje existující technologii jímání uhlíku ze
spalování v kotli a uvádí její ekonomiku, tepelný výkon a snížení emisí u bloku 100 MW.
2.2
ŘEŠENÍ PRO PŘIMĚŘENÉ, ČISTÉ A BEZPEČNÉ ZÁSOBOVÁNÍ FOSILNÍMI
PALIVY
2.2.1 Technologie čistých paliv pro energetickou bezpečnost světa
(Sunjay Sunjay, Banaras Hindu University,Varanasi-221005, Indie)
Technologie čistých paliv jsou integrální součástí inženýrinku a tzv. zelené techniky, zaměřené na
omezování globálního oteplování. Využívání přírodních zdrojů paliv jako uhlí a dalších paliv je trvalou
otázkou přírodovědců s vizí trvale zeleného světa a zájmem o energetickou bezpečnost a udržitelný
rozvoj. Pro výrobu elektřiny a chemickou výrobu jsou určeny technologie podzemního i nadzemního
zplyňování uhlí, případně transformace uhlí na tekutá paliva.
2.2.2 Využití kalového potrubí CO2 k transportu pevných produktů zlepšuje
ekonomiku CCS
(Richard Luhning, Enbridge Inc, Kanada)
Kalová potrubí CO2 jsou klíčovým elementem techniky CCS (slouží dopravě CO2 na místo uložení
nebo k ropným ložiskům pro pokročilé aplikace těžby ropy). Ekonomika CCS dosud čeká na
zhospodárnění provozu. Koncepce dopravy tekutého CO2 kalovými potrubími umožňuje přepravu
obchodovatelných produktů jako síra, ropný koks, vápenec aj. Tím lze získat dodatečné příjmy a tím
zatraktivnit přepravu CO2.
2.2.4 Perspektivy černého a hnědého uhlí v Polsku a v EU
(Lidia Gawlik, Henryk Majchrzak, Eugeniusz Mokrzycki, Alicja Uliasz-Bochenczyk, Polsko)
Polsko disponuje značnými zásobami černého a hnědého uhlí, je významným producentem
těchto paliv, které v důsledku toho mají dominantní pozici v energetické bilanci země. Vládní
dokument, popisující energetickou politiku Polska do roku 2030, pokládá uhlí za stabilizátor polské
ekonomiky. Pokrok v čistých uhelných technologiích je proto klíčovým prvkem, určujícím roli uhlí
v ekonomice Polska i EU. V práci se diskutují perspektivy těchto technologií a jejich hlavní směry.
2.2.5 Vodíkem obohacený zemní plyn: Cesta k extrémně nízkouhlíkovému světu
(Joshua Samuel, Atlantic Hydrogen, Kanada)
Zemní plyn zanechává nejmenší „uhlíkovou stopu“, může být spalován s vysokou účinností,
a proto se považuje za důležitou složku technologií pro řešení klimatických změn. To samo o sobě
duben 2011
strana 153
nestačí. Předmětem referátu je náhrada zemního plynu plynem, obohaceným o vodík (hydrogenenriched natural gas – HENG), přičemž se vodík získává z energetického zdroje s malým, nebo
žádným podílem uhlíku. Uvažovaná technologie zvyšuje příspěvek infrastruktury plynu k redukci CO2
a NOx, zvyšuje účinnost zařízení konečné spotřeby a snižuje tzv. „uhlíkovou intenzitu“ spotřeby
energie.
2.2.6 Inovační cesty pro elektřinu z uhlí jsou podstatné pro budoucnost
(Mark Berkley, Elizabet Cruz, Maytinee Vatanakul, Rory Hynes, Alexander Stickler, Hatch Ltd,
Kanada) [kapitola 5.2.2]
Politické klima současnosti kulminuje konfliktem mezi ekonomickým rozvojem a ekologickou
regulací zaměřenou na omezení změn klimatu. Rozvinuté země jsou odkázány na levnou hojnou
elektřinu z uhlí, jako hnací sílu. Rozvojové země, které se dnes snaží pokračovat na této historické
cestě, jsou subjektem všeobecného posuzování. Odpovídající politicko-ekonomický konflikt mezi
národy může být zmírněn pomocí inovativních technologií dodávky energie s omezením nepříznivých
ekologických vlivů. Dlouhodobé trendy musí být od základu zaměřeny na bilanci mezi společenskými,
ekonomickými a ekologickými zájmy.
2.2.10 Kanadská iniciativa pro CCS
(Alexandra Malone, Milenka Mitrović, Andrea Grant, Natural Resources Canada, Kanada)
Technologie zachycování a ukládání uhlíku (CCS) se jeví jako technologie kritická pro Kanadu
z pohledu smysluplné redukce emisí v sektoru fosilních paliv. Kanada je v této technologii na vedoucí
pozici a federální i provinční vlády iniciují akce, zaměřené na jejich rozvoj, včetně alokace přes
3,5 mil. kanadských dolarů na odpovídající veřejné fondy. Tyto investice podporují mnohé nezávislé
iniciativy, zaměření na výzvy, týkající se CCS, podporu inovací, urychlení rozvoje a výměny
informací. Kanada také usiluje o rozšíření poznatků v mezinárodním měřítku v zájmu využití
domácích poznatků k všeobecnému rozvoji CCS.
2.2.11 Úloha technologie IGCC při výrobě elektřiny z méně kvalitního uhlí
(Pipat Juangjandee, Electricity Generating Authority of Thailand, Thajsko)
Referát informuje o technologii IGCC, použité v Thajsku, navazující na zplyňování nízkokvalitního
lignitu, vedoucí ke snížení emisí skleníkových plynů.
2.3
PROBLÉMY EFEKTIVNÍHO A ČISTÉHO UŽITÍ FOSILNÍCH PALIV
2.3.2 CCS jako ústřední modul strategie k udržitelnému zásobování energií
(Hans-Wilhelm Schiffer, RWE AG, Německo)
Udržitelné zásobování energií musí respektovat rovnocenné cíle ekonomické, ekologické
a sociální slučitelnosti. Je nezbytná rovnováha mezi stupněm plnění uvedených cílů. V oblasti
ochrany životního prostředí je nutno volit přístupy nejméně nákladné, vývoj politiky ochrany klimatu je
možný při použití všech možností, efektivních z pohledu nákladů. Technologii CCS pokládáme za
strana 154
duben 2011
přemostění k energetickému sektoru, založenému zcela na elektřině z OZ. Na této cestě se OZ a
energie z fosilních paliv s CCS navzájem doplňují.
2.3.3 Technologie leteckých motorů: Efektivnější užití technologie plynových turbín
(Edward Wacek, GE Energy, USA, Robert Moreau, General Electric, Itálie)
Energetika odpovídá na několik výzev, které mění někdejší cesty podnikání. Příklady zahrnují
systémy, které usilují o odstavení méně účinné výroby a jejich doplnění o OZ, které dále ovlivňují
vlastnosti sítí. Změny ovlivňují výrobu tepelných elektráren a volají po podpoře sítí. Odpověď na
vznikající otázky poskytují technologické inovace. Spalovací turbíny, odvozené z leteckých motorů
poskytují pružnou výrobu a jsou významným komponentem portfolia výroby pro operátora sítě.
2.3.4 Globalizace a environmenální udržitelnost LNG:
Je LNG palivem pro 21. století?
(Susan Sakmar, University of San Francisco School of Law, USA)
Se vstupem světa do 21. století se tvůrci energetické politiky soustředili na problémy energetické
bezpečnosti, energetické chudoby a klimatických změn a na potřebu snížení emisí skleníkových
plynů, to vše s reakcí na růst nároků na všechny energetické zdroje. Pokud jde o spalování čistých
paliv, mnozí jsou názoru, že LNG může sehrát důležitou roli v energetické budoucnosti, příznivější
pro životní prostředí. Oproti tomu stojí názor, že bezpečnost a ekologické vlivy LNG s ohledem na
emise během celého cyklu života mohou anulovat očekávaný přínos.
2.3.5 Problémy konverze uhlí pro dekarbonizovanou energii v Polsku
(Marek Sciazko, Institute for Chemical Processing of Coal, Polsko)
Oxidy uhlíku se pokládají za hlavní problém výroby elektřiny z elektráren i dalších průmyslových
aplikaci. Energetika Polska je z 90 % odkázána na spalování uhlí a budoucí rozvoj sektoru závisí na
možnosti snížení emisí. Existují dvě hlavní technologie řešení: zplyňování a zachycování před
spalováním, dále nadkritické spalování a zachycování po spalovacím procesu. Popisuje se situace při
rozvíjení zmíněných typů projektů.
2.3.6 Japonské problémy s vytvořením nízkouhlíkové společnosti: Technologie
čistého uhlí nyní a v budoucnu
(Yoshihiko Nakagaki, Minoru Yoshida, Japan Coal Energy Center, Japan, Yoshikazu Noguchi,
Electric Power Development Co.,Ltd, Japonsko)
Růst světové energetické spotřeby, zvláště v nejdůležitějších rozvojových zemích nemůže být
uspokojen bez použití uhlí. Je pravdou, že 30 % emisí CO2 pochází z uhelných elektráren a
neexistuje žádná účinná technologie pro odstranění těchto emisí. Klíčem jsou čisté uhelné
technologie (CCT). Japonsko má v této oblasti vynikající výsledky a mohlo by sehrát významnou
úlohu při vývoji vyšších inovatvních technologií k vytvoření nízkouhlíkové společnosti ve světě.
duben 2011
strana 155
2.3.8 Technologické volby pro čistou výrobu elektřiny z uhlí s CCS
(Song Wu, USA, Christian Bergins, Něměcko, Hirofumi Kikkawa, Hironobu Kobayashi, Terufumi
Kawasaki, Hitachi Ltd., Japonsko)
Současná úroveň (state-of-the-art) znalostí uhelných elektráren nabízí elektrárny o 20 %
účinnější, než je průměr a je schopná snížit emise SO2, NOx a rtuti na velmi nízkou úroveň. Firma
Hitachi vyvíjí celé portfolio čistých uhelných technologií, zaměřených na další zvýšení účinnosti,
snížení emisí CO2 o 90 % a emise škodlivin blízké nule, včetně nadkritických kotlů a turbín na 700 ºC,
absorpci CO2 po spalování, spalování oxypaliv a bloky IGCC doplněné o CCS. Práce diskutuje stav
vývoje, chování a ekonomické vlivy vyvíjených technologií pro řešení problému CO2 pro nové i
stávající elektrárny.
2.3.9 Vývoj vysoce efektivních zařízení pro tepelné elektrárny
(Toshihiro Sano, Thermal Power Department, Tokyo Electric Power Company, Japonsko)
Referát je soustředěn na elektřinu z jaderných elektráren a OZ (větrné a solární elektrárny),
s cílem bránit globálnímu oteplování. Japonští dodavatelé elektřiny usilují o zvýšení podílu jaderné
elektřiny a elektřiny z OZ na hodnotu vyšší než 50 % výroby v roce 2020. To ovšem znamená, že
zbývající téměř polovina výroby bude nadále produkována na tepelných elektrárnách na fosilní paliva
a bude hrát důležitou úlohu. Za těchto podmínek další zvyšování účinnosti výroby tepelných
elektráren bude hrát v Japonsku velmi významnou roli.
2.3.10 Problémy efektivního a čistého užití fosilních paliv pro výrobu elektřiny
(Nicolas Vortmeyer, Gerd Zimmermann, Siemens AG, Německo)
Ve vztahu k požadavkům na snižování emisí CO2 k základním možnostem patří zvyšování
efektivnosti užití zdrojů a široké zavádění technologií CCS. V principu CCS znamená zlepšení
konvenčních elektrárenských technologií o ověřený proces odstraňování CO2. To ovšem znamená
dodatečné ztráty, navýšení vlastní spotřeby a náklady. Hlavními požadavky v tomto kontextu jsou,
integrace systémů, vývoj nebo alespoň adaptace komponent a procesů. Demonstrační projekty jsou
zaměřeny na možné technologie a řešení jejich problémů.
2.3.11 Zlepšení provozní účinnosti založené na konceptu rychle startujících zařízení
(Ulrich Grumann, Harald Kurz, Gero Meinecke, Andreas Pickard, Siemens AG, Německo)
Elektroenergetika nyní čelí novým výzvám, zaměřeným na úspory energie s ohledem na snižující
se rezervy paliv. Současně v zájmu boje proti globálnímu oteplování se požaduje snižování emisí
CO2. Referát ukazuje, jak provoz elektráren, využívající odstavování v období sníženého zatížení ve
spojitosti s optimalizací procedury startu může přispět k redukci CO2 a k úsporám zdrojů. Technologie
rychlého startu, vyvíjené společností Siemens navíc nabízí podporu sítí v případě vzniku poruch a
změn výkonu OZ. Ziskovost elektráren se zlepšuje s ohledem na dosahované úspory paliva.
strana 156
duben 2011
2.3.12 Efektivní využití fosilních paliv pro nízkouhlíkový svět – IGCC a plynové
turbíny vysokého výkonu
(Hiromi Ishii, Takao Hashimoto, Koichi Sakamoto, Takashi Kishine, Shigehiro Shiozaki, Toyoaki
Komori Mitsubishi Heavy Industries, LTD, Japonsko)
Snižování emisí skleníkových plynů vyžaduje minimalizovat vliv výroby elektřiny na bázi
uhlovodíků na globální oteplování. Se zaměřením na tento cíl Mitsubishi Heavy Industries věnuje
významné úsilí dvou cestám snižování vlivu na životní prostředí. První směr usiluje o zvýšení
výkonnosti turbín zvýšením teploty spalování aplikací zemního plynu a LNG. Pro tento účel jsou
poslední spalovací turbíny třídy J projektovány na provoz při 1600ºC a očekávaná účinnost
kombinovaného cyklu dosahuje více jak 60 %. Druhý přístup je založen na aplikaci kombinovaného
cyklu s integrovaným zplyňováním (IGCC) pro spalování pevných paliv (uhlí).
2.4
RENESANCE NEBO ÚTLUM JADERNÉ ENERGIE?
2.4.1 Jaderná energie pro Polsko: Cíle, rámcový program a základní problémy
(Miroslaw Duda, Hanna Trojanowska, Polsko)
V lednu 2009 vláda Polska přijala rezoluci o rozvoji jaderné energetiky v Polsku a o uvedení do
provozu první polské jaderné elektrárny v roce 2020. Rozhodnutí je v souladu s národní energetickou
politikou, zaměřenou na změnu dosud převládající dominance uhelných elektráren a ohledem na
rostoucí ekologické požadavky, zvláště na emise CO2. Článek charakterizuje rámcový program
rozvoje jaderné energetiky se všemi výzvami, jimž bude Polsko čelit s ohledem na historickou
skladbu výroby a problémy jaderné elektrárny v osmdesátých letech minulého století.
2.4.2 Jaderná energie: Je renesance reálná nebo jen přelud
(H. Holger Rogner, Alan McDonald, International Atomic Energy Agency, Rakousko)
V průběhu roku 2009, v polovině globální finanční a ekonomické krize, která započala r. 2008 a
poté, co jaderná energetika zaznamenala v historii první dvouletý pokles instalovaného výkonu, IAEA
revidovala své projekce budoucího rozvoje jaderné energetiky. Práce sumarizuje současný stav
jaderné energetiky ve světě a stav všech etap nukleárního palivového cyklu. Shrnuje výhledy jaderné
energetiky a významné trendy klíčových činitelů. Objasňuje důvody pro optimismus a rostoucí
očekávání k budoucnosti sektoru, nicméně přiznává, že zde působí řada nejistot.
2.4.4 Ekonomická životaschopnost jaderné energie v zemi bohaté na fosilní paliva:
Austrálie
(Anthony Owen, UCL SERAus, Austrálie)
Pojednání zkoumá ekonomickou životaschopnost investic do jaderných elektráren v Austrálii a
činitele, které mohou ovlivnit vládní politiku ve vztahu k nim. Argumentuje, že struktura sítí ve
Východní Austrálii a současná skladba výroby vyžaduje jaderné technologie podobné těm, které
poskytuje technologie spalovacích turbín s kombinovaným cyklem, to je modulární konstrukci
výrobních jednotek, schopnost reagovat na změny zatížení, nízké jednotkové investiční náklady a
duben 2011
strana 157
všeobecnou přijatelnost pro veřejnost. Dochází k závěru, že pro Austrálii budou přijatelné až jaderné
technologie IV. generace a to po roce 2030.
2.4.5 Rostoucí úloha jaderné energie při řešení problému změny klimatu
(Byung-Oke Cho, Hun Baek, Yung-Suk Nam, Korea Hydro & Nuclear Power Co., Jižní Korea)
Světová komunita čelí výzvám, vyplývajícím z rizik na straně ekologie i zdrojů, vedoucím ke
klimatickým změnám. Je nutno výrazně snížit závislost na fosilních palivech s cílem zaměřit se na boj
proti globálnímu oteplování a být lépe připraven na vyčerpání fosilních paliv. Stať je pokusem o
predikci celkové energetické spotřeby a emisí skleníkových plynů. Analyzuje úlohu jaderné energie
při snížení emisí skleníkových plynů a usiluje o vyjádření konkurenceschopnosti jaderné energie
s ohledem na ekonomické a ekologické perspektivy.
2.4.6 Obnovení zájmu o jadernou energii ve střední Evropě v souvislosti s růstem
poptávky po elektřině a problémem emisí CO2
(Grazyna Rozkosz, Bartosz Kaszowski, Energoprojekt – Katowice SA, Polsko)
Bezpečnost a spolehlivost zásobování elektřinou je garancí stabilního rozvoje. Potřeba odstavení
dosluhujících elektráren a růst spotřeby (v průměru o cca 3 % za rok) mohou způsobit deficit energie
ve střední a východní Evropě. Rozhodování o výstavbě nových děl se většinou opírá o výrobní
náklady elektřiny. Predikce nákladů na výrobu elektřiny z jaderných elektráren vede k hodnotám
nižším než u elektráren na fosilní paliva. Tento faktor nabízí nový pohled na „čistou a bezpečnou“
energii.
2.4.7 Velké ambice, malé zisky: Rozvoj jaderné energetiky v Číně a Indii
(Yi-chong Xu, Griffith University, Austrálie)
Práce zkoumá rozvoj jaderné energetiky v Číně a Indii a problémy, jimž čelí. Diskutuje výzvy
spojené s expanzí jádra: technologie, ekonomiku, jaderné palivo a přijatelnost pro veřejnost. Dochází
k závěru, že:
•
ve všech třech základních směrech – spotřeba elektřiny, energetická bezpečnost a emise –
potenciální příspěvek jaderné energie je v obou zemích minimální;
•
přes politické, finanční a technické překážky a minimální příspěvek k energetické bezpečnosti
obě země budou věnovat finanční, lidské i politické zdroje rozvoji jaderného sektoru.
Tempo rozvoje bude závislé na dalším tuzemském a zahraničním vývoji.
2.4.8 Budoucnost jaderné energie v Japonsku: Vývoj další generace LWR
(Eiji Yamada, Institute of Applied Energy, Japonsko)
Energetická politika Japonska zahrnuje snížení podílu ropy a závislosti na Středním Východě
v zájmu energetické bezpečnosti i v zájmu požadavků ochrany životního prostředí. V roce 2008 byl
ohlášen cíl snížení emisí skleníkových plynů o 60 až 80% před rokem 2050 a vytýčen program
inovativních technologií, který se opírá o 21 nových technologií. V dubnu 2008 byl zahájen program
vývoje další generace reaktorů LWR a to ve spolupráci japonských čelných organizací a
strana 158
duben 2011
energetických podniků s IAEA jako základním partnerem. Do spolupráce je zapojeno i japonské
ministerstvo průmyslu a obchodu – METI (Ministry of Economy, Trade and Industry).
(Umair Dossani, Bruce Power, Kanada) [kapitola 5.3.4]
Ve světě se velmi široce diskutuje, zda jaderná energie prochází renesancí nebo zánikem, a to
s ohledem na fakt, že jaderné technologie jsou rizikové a současně příznivé pro životní prostředí.
Podle autorova názoru nemáme lepší alternativu než právě jaderná energie. Za prvé v porovnání
s jinými alternativami je jaderná energie ekologicky udržitelná. Za druhé nachází se na úsvitu nové
éry, nových projektů a technologií. Třetí část diskuse je věnována modernizaci technologií přípravy
jaderného paliva, jeho přepracování a ukládání.
2.4.10 Prodloužení využitelnosti světových zásob uranu prostřednictvím pokročilého
palivového cyklu CANDU
(Tony De Vuono, Frank Yee, Val Aleyaseen, Sermet Kuran, Catherine Cottrell, Atomic Energy of
Canada Limited, Kanada)
Rostoucí potřeba jaderné energie motivuje mnoho zemí k iniciativám, zaměřeným na
soběstačnost ve zdrojích zásobování palivy. Uran je v přítomnosti jediným jaderným palivem
a myšlenka dostatečnosti jeho zásob pro budoucí potřeby vzbuzuje zvýšený zájem. Společnost AECL
(Atomic Energy of Canada Limited) vyvinula představu palivového cyklu, který předpokládá další
zdroje pokročilých paliv, přizpůsobených pro technologii CANDU.
2.4.11 Globálně udržitelné a stabilní zdroje jaderné energie pro příští tisíciletí
(Romney B Duffey, Atomic Energy of Canada Limited, Canada, Kanada)
Referát se zabývá neudržitelností budoucích zdrojů, neurčitostí spotřeby elektřiny
a nepředvídatelností zásobování. Neúprosně rostoucí všeobecná spotřeba energie zvyšuje náklady
energetických zdrojů a vyvolává obavy o bezpečnosti energetického zásobování i o emise CO2
a dalších skleníkových plynů. Pod zorným úhlem vývoje všeobecně udržitelného palivového cyklu
doporučujeme alternativní cesty, vymykající se přítomnému, poněkud tradičnímu myšlení. Nicméně,
tyto stále reprezentují existující a známé technologické příležitosti, které mohou působit proti
současným národním názorům a soudobým komerčním a technickým zájmům, přestože představují
mimořádné příležitosti.
2.4.13 Nová jaderná energie pro Finsko
(Tapio Saarenpää, Fennovoima Oy, Finsko)
Ve Finsku probíhá proces licencování nové jaderné energie. Politický souhlas se očekává
v průběhu 2010. Projekt Fennovoim’s je jedinečný v několika směrech:
•
společnost vznikla teprve r. 2007,
•
jeho vlastnická struktura zahrnuje mix energetických společností, energeticky náročný
průmysl a mezinárodní spolupráci zprostředkovanou E.ON,
•
má dvě alternativní lokality „na zelené louce“.
duben 2011
strana 159
Existuje několik předpokladů pro úspěšný jaderný projekt v dnešní transparentní demokracii:
•
potřeba nových kapacit,
•
subjekt, připravený investovat,
•
platné kompetence,
•
disponibilní lokalita,
•
otevřená komunikace,
•
příznivé veřejné mínění.
2.5
OBNOVITELNÁ A ALTERNATIVNÍ ENERGIE V GLOBÁLNÍM
ENERGETICKÉM MIXU
2.5.8 Technologie supravodičů – Budoucnost příbřežních (offshore) větrných
elektráren
(Jens Mueller, Zenergy Power, Německo)
Projekt supravodivého generátoru se stává reálnou konkurenceschopnou alternativou
budoucnosti. Toto pojetí bude nejvíce konkurenceschopné v systémech přímého pohonu a asi
nejlépe bude plnit potřeby budoucích trhů – zvláště v případě ostrovních (off-shore) elektráren, kde se
předpokládají výkony nad 10 MW. Nízká váha, vysoká spolehlivosti a velmi dobré chování v síti jsou
hlavní výhody supravodivého generátoru a jsou spojeny s nízkými náklady. Jiné systémy jsou
omezeny menšími výkony.
2.5.9 Systém GEOCOGEN pro geotermální kogeneraci
(Gustav R. Grob, Švýcarsko)
GEOCOGEN je bezrizikovým řešením geotermální teplárny s nulovými emisemi. Ta může sloužit
k náhradě jaderných elektráren a elektráren na fosilní paliva. Může být vybudována poblíže center
spotřeby, poskytovat elektřinu a teplo, má malé nároky na prostor a pracuje se zlomkem nákladů
v porovnání s jinými možnostmi. Představuje průlom v geotermální energii a technologii budoucnosti
s možnosti pohánět miliony elektrických vozidel.
2.5.11 Zelenější skleníky
(Halime Paksoy, Bekir Turgut, Beyza Beyhan, Yildiz Dasgan, Hunay Evliya, Kazim Abak, Saziye
Bozdag, Cukurova University, Turecko)
Zemědělské skleníky jsou řešením nároků na vyšší výnosy, podporující mimosezónní kultivaci
i v oblastech, kde to dříve nebylo možné. Systémy vytápění a chlazení k udržování potřebného
mikroklimatu ve sklenících jsou obvykle založeny na užití fosilních paliv nebo elektřiny. Článek usiluje
o diskusi „zelenějšího řešení“ systémů vytápění a chlazení, spočívající na několika koncepcích
akumulace energie. Předkládají se výsledky aplikace kolektorové akumulace energie (Aquifer
Thermal Energy Storage – ATES) pro pěstování rajčat při nulové spotřebě fosilních zdrojů a zvýšení
výnosů o 40 %.
strana 160
duben 2011
2.5.14 Koncepční přístupy k energeticky úsporným inovativním technologiím a efekt
redukování skleníkových plynů
(Dmytro Buyadgie, Vitaliy Sechenyh, Olexiy Buyadgie, Sergii Nichenko, Ukrajina)
Studie usiluje o vyčerpávající přehled vlivu lidských aktivit a překládá technická řešení
kompensace antropogeních vlivů. Pozornost je soustředěna na optimalizaci spotřeby energie a
snižování škodlivých emisí na současné úrovni vývoje civilizace. V úvahu se berou přírodní zdroje
energie a s nimi spojené emise skleníkových plynů ve vztahu k současným způsobům užití energie,
jejich výhod a nedostatků. Specifikuje se úloha tepelných transformátorů při snižování tepelných ztrát
a emisí. Prezentují se příklady energeticky účinných technologií, založených na aplikaci proudových
zařízení.
2.5.16 Decentralizovaná a přímá solární výroba vodíku: Vstříc vodíkové ekonomice
v regionu MENA
(Farid Bensebaa, Kanada, Mohamed Khalfallah, Majid Ouchene, Alžír)
Vodík má beze sporu určité výhody navzdory vysokým nákladům a nízké účinnosti v porovnání
s jinými energetickými zdroji. Sluneční energie je hojná, představuje čistý a obnovitelný zdroj,
konkurenceschopný v ohřevu vody s fosilními palivy bez jakékoliv podpory. Demonstrují se fotoelektrochemické, termochemické a fotobiologické procesy produkce vodíku. Tyto decentralizované
procesy přímo využívající sluneční energii nevyžadují rozsáhlou vodíkovou infrastrukturu pro
zachycování a dopravu vodíku ani v krátkodobé, ani ve střednědobé perspektivě. Region MENA
může být pokládán za klíčovou oblast k všeobecnému uplatnění vodíkové ekonomiky.
2.5.17 Alternativní zdroje energie v českém energetickém mixu
(Lisý Martin, Baláš Marek, Skála Zdeněk, Brno University of Technology, ČR)
Stať představuje základní přehled stavu energetického sektoru v České republice. Poskytuje
informace o současném stavu skladby energií země a o indikativních cílech státní energetické
politiky. Ačkoliv uhlí a jaderná energie zůstávají základem české energetiky, významný důraz je
kladen na růst podílu OZ a alternativních zdrojů. Největší potenciál představují biomasa a odpady.
Efektivní využití těchto zdrojů předpokládá důraz na kogeneraci elektřiny a tepla.
2.5.18 Globální energetické modelování – Biofyzikální přístup
(Michael Dale, University of Canterbury, Nový Zéland)
Práce v kontrastu se standardními ekonomickými přístupy k modelování energetiky používá biofyzikální přístup. Žádný ze zmíněných přístupů neznázorňuje změny energetické návratnosti investic
(Energy-Returns-On-Investment – EROI) v důsledku snižování kvality zdrojů nebo investiční
náročnosti OZ. Oba tyto faktory budou mít rostoucí důležitost pro budoucnost. Popisuje se biofyzikální přístup, zahrnující dynamickou energetickou návratnost investic (EROI), která explicitně
obsahuje proces technologického učení. Model se používá k průzkumu řady scénářů budoucího
energetického zásobování v dlouhodobé perspektivě, zvláště ve vztahu k přechodu k OZ při hledání
udržitelných energetických systémů.
duben 2011
strana 161
2.5.19 Technicko-ekonomická a environmentální analýza nízkouhlíkových
energetických technologií: Perspektivy Indie
(Vijay Prakash Saha, Rahul Kumar, Manish Kumar, Surinder Deswal, Pankaj Chandna, Indie)
V referátu se předkládá technicko-ekonomický a environmentální výzkum a analýza
nízkouhlíkových energetických technologií se zvláštním důrazem na perspektivy Indie. Na bázi
disponibilních a opatřených dat identifikuje, analyzuje a doporučuje slibné opce nízkouhlíkových
energetických technologií pro výrobu elektřiny s připojením do sítí pro podmínky Indie. Použitá kritéria
hodnocení zahrnují potenciál snížení emisí, technologickou řešitelnost a ekonomickou
životaschopnost. Na jejich základě se doporučuje podrobný plán akcí a strategií řízení budoucího
výzkumu a vývoje, zaměřených na energetickou politiku země.
2.5.20 Zvyšování výkonu v technologiích obnovitelné energie v rozvojových zemích
(Ingvar Fridleifsson, United Nations University GTP, Island)
Očekává se, že kolem roku 2050 OZ opatří, v závislosti na zvolených scénářích, 20 až 40 %
primárních energetických potřeb světa. Klíčovým prvkem omezování klimatických změn je přitom
výstavba kapacit OZ v rozvojových zemích, které se budou nejvíce podílet na rostoucí energetické
spotřebě. Za příklad, jak tento cíl dosáhnout efektivně, může posloužit tréninkový program pro
profesionály z oblasti geotermální energie Islandu. V letech 1979 až 2009 v kurzech v trvání 6 měsíců
bylo vyškoleno 424 tisíc odborníků ze 44 rozvojových zemí (Afrika, Asie, Střední Amerika, a východní
Evropa).
2.5.21 Inteligentní energetický systém pro budoucnost
(Hans Larsen, Risø National Laboratory for Sustainable Energy, Dánsko)
V budoucích energetických soustavách bez fosilních paliv by měly sehrát vůdčí úlohu vysoce
účinné technologie konečné spotřeby, významně propojené na inteligentní energetické systémy
zásobování. Měly by řešit problémy klimatických změn i ekonomického rozvoje. To volá po pružných
a inteligentních energetických infrastrukturách, které mohou efektivně akumulovat značné objemy
kolísavé obnovitelné energie a dovolit interakci konečného spotřebitele pomocí vyspělých systémů
ICT. Druhou významnou charakteristikou inteligentní integrace je veškerý sektor dopravy. Třetí
klíčová oblast tvoří pokročilé prostředky akumulace energie a výstavba supersítí.
2.5.24 Nové příležitosti pro optimalizované systémy koncentrované solární energie –
Cíl: Systémy přizpůsobené každému trhu
(Siegfried Joerg, Claudia Joerg, Joerg Schestak, Siemens AG, Německo)
Referát popisuje očekávané trendy trhu pro solární elektrárny s koncentrací sluneční energie
(termální solární elektrárny). Zvláštní pozornost se věnuje potenciální účinnosti několika rozdílných
technologií, které by měly umožnit, aby tato díla mohla konkurovat elektrárnám na fosilní palivo.
Hlavní trend k větším jednotkám bude pokračovat a industrializace výroby povede k větší efektivitě
a nižším cenám. Optimalizace děl a ekonomika z rozsahu budou znamenat dodatečný ekonomický
a technický přínos. Potenciál vývoje pokročilých komponent a tepelných medií sehraje také
významnou roli.
strana 162
duben 2011
2.5.26 Mohou obnovitelné zdroje energie uspokojit budoucí energetické potřeby na
Slovensku?
(Igor Tomis, Peter Koval, Frantisek Janicek, Ivan Darula, Slovak University of Technology in
Bratislava, Slovensko)
Referát prověřuje náhradu současné struktury konvenčních energetických zdrojů Slovenska
v dlouhodobé perspektivě v horizontu 50 let výhradně OZ v kombinaci s jadernou energií. Vyčíslují se
životně důležité potřeby domácností, průmyslu a dopravy, které by měly umožnit, aby Slovensko bylo
nezávislé na zahraničních zdrojích.
2.5.28 Modelování systémů výroby energie z odpadů pro venkovské aplikace
(Rachel Namuli, Pillay Pragasen, Concordia University, Kanada)
Prezentuje se systém konverze odpadu na teplo a elektřinu, založený na generování bioplynu
pomocí anaerobního vyhnívání mrvy a jeho spalování ve spalovacím motoru k pohonu generátoru.
Formuluje se model, umožňující pokrýt roční spotřebu tepla a elektřiny. Model je situovaný na
zemědělské farmy bez přístupu k elektřině nebo propojené na síť s dieselovým agregátem. Systém je
použitelný v teplém i chladném klimatu. Motorgenerátor se dimenzuje tak, aby byl adekvátní roční
potřebě tepla na vytápění a očekávanému diagramu zatížení ve vztahu k podílu bioplynu.
2.5.29 Bankiho turbíny s regulací výkonu
(Mihai Darzan, S.C. Electra Total Consulting S.A., Rumunsko)
Popisují se vlastnosti Bankiho turbíny, realizované společností SC. Electra Total Consulting SA
Bucharem, člena Energy Services Group v konsorciu s STRAERO SA Bucharest. Jednotka se
doporučuje pro rumunské řeky ve vnitrozemí a porovnává se s turbínou typu Ossberger anebo Cink.
2.5.30 Požadavky na generátory pro venkovskou elektrifikaci z obnovitelných zdrojů
(Olivare Dzune Mipoung, Pillay Pragasen, Concordia university, Kanada)
Referát je zaměřen na problematiku elektrizace venkova pomocí OZ a zahrnuje stručný úvod do
problematiky biomasy a větrné energie. Cílem je doporučit optimální systém elektrizace pro venkov,
což souvisí s výběrem generátoru jakožto výchozím bodem. Diskutují se kritéria výběru z několika
možných typů a uvádějí výsledky simulace řešení pro vzdálené oblasti ve vztahu k bezpečnosti
zásobování a možných poruch rotoru. Simulace je řešená v prostředí Matlab-Simulink.
2.5.32 Hydroelektrárny – Odpověď na energetické potřeby
(Maryse Francois-Xausa, David Havard, Francois Czerwinski, Olivier Teller, Alstom, Francie)
Energetické výzvy nejbližších 30 let jsou skličující a v mnoha případech navzájem konfliktní.
Jejich komplexita nedovoluje, aby jediné řešení poskytlo plnou odpověď. Je nicméně zjevné, že vodní
energie, která je obnovitelná, prověřená, vysoce účinná, umožňující akumulaci a stále s významným
potenciálem poskytuje jedinečnou kombinaci vlastností, které umožňují racionální rozvoj energetiky.
duben 2011
strana 163
2.5.33 Větrná energie: Trendy a dostupné technologie
(Vijay Devabhaktuni, Mansoor Alam, Premchand Boyapati, Ashok Kumar, Douglas Nims,
Lingfeng Wang, Lewis Lack, United States, Pankaj Chandna, Indie)
S ohledem na ničivý vliv skleníkových plynů se větrná energie rapidně rozvíjí v celém světě jako
nízkouhlíkový, účinný, nákladově efektivní a udržitelný zdroj. Přes vyšší náklady se příbřežní
(offshore) aplikace jeví jako další významný krok, a to s ohledem na nedostatek prostoru pro
vnitrozemské elektrárny (onshore). Práce se zabývá důležitostí příbřežních elektráren, projekty
větrných farem a technologií větrných turbín. Dále analyzuje úlohou senzorů pro inteligentní sítě
a budoucí trendy oboru.
2.5.35 Příští generace hydroelektráren: Dostupné, ekonomické, rychle realizovatelné
a minimalizující negativní dopady
(Imad Hamad, RSW RER ltd, Kanada)
Technologie turbíny s rekuperací kinetické energie vody (Kinetic Energy Recovery Turbine –
TREK) je inovativní technologií, která umožňuje konverzi kinetické energie vodních toků. Umožňuje
využívání lokalit, které nemohou být z důvodů ekonomických, technických nebo ekologických využity
pomocí konvenčních technologií (např. přehrad). Očekává se, že budou poskytovat obnovitelnou
základní energii při konkurenceschopných nákladech, porovnatelných s jinými OZ. Elektřina z těchto
zdrojů může být také dispečersky dálkově řízena.
2.5.36 Analýza nákladů životního cyklu a emisí skleníkových plynů pro alternativní
technologie výroby elektřiny
(C. Richard Donnelly, Anibal Carias, Mohammad Ali, Nicholas Wood, Michael Morgenroth,
Andrew Bridgeman, Hatch Ltd, Kanada)
Nejlepší technologie snižování emisí při rozumných nákladech, stabilizaci sítí a spolehlivosti
zásobování jsou stále předmětem diskusí. Analyzují se náklady a emise za dobu života různých
technologií, větrné, vodní, solární a jaderné energie. Jsou porovnávány s výrobou z fosilních paliv
a usilují o normalizovaný odhad disponibilních alternativ výroby elektřiny.
2.5.37 Výběr optimálního portfolia různých obnovitelných zdrojů energie
(Mohammad Saleh Zakerinia, Mehdi Piltan, Seyed Farid Ghaderi, University of Tehran, Irán)
Práce usiluje o optimální zásobování elektřinou průmyslového celku a kromě technických činitelů
studuje pomocí modelování environmentální, ekonomické a sociální parametry. Alternativy zahrnují
OZ, mikrokogenerační systémy a systémy konvenční, které jsou porovnávány pomocí integrovaného
modelu lineárního programování a tří multikriteriálních přístupů. V jednotlivých scénářích se kromě
tradičních činitelů berou v úvahu nové faktory jako disponibilita zdrojů a volatilita cen paliv. Výsledky
ukazují, že z hlediska environmentálních preferencí jsou OZ a mikrokogenerace dobrými
alternativami konvenčních systémů.
strana 164
duben 2011
2.5.38 Obnovitelná energie v severní Americe: Vývoj směrem k bohatšímu mixu
(Cathy Cobey, Ernst & Young Canada, Kanada)
Předkládá se pokračování studie ve spolupráci s Economist Intelligence Unit „Obnovitelná energie
v Severní Americe“. Dále se obrací pozornost ke koordinovanému skupinovému úsilí dodavatelů
energie, společenství spotřebitelů a vlády. Studie má 3 části:
•
Úvod – Stav sektoru, pokroky v náhradě energie z uhlíkatých fosilních paliv alternativními –
Bariery – Tlaky ze strany veřejnosti a vlád.
•
Poslední pokrok – Přezkoušení stávajících vládních programů podpory – Mezinárodní
závazky – Posouzení úlohy dodavatelů, společenství spotřebitelů a vlády.
•
Výzva k akcím – Vytvoření prostředí, které motivuje výrobu i spotřebu obnovitelné energie.
2.6
ENERGETICKÁ EFEKTIVNOST:
NOVÝ ENERGETICKÝ ZDROJ A JEHO ROZMĚR
2.6.2 Tepelná čerpadla: Synergie vysoce účinné a nízkouhlíkové elektřiny
(Akio Koike, Tokyo Electric Power Company (TEPCO), Japonsko)
Tepelná čerpadla vyvolávají s ohledem na svou vysokou účinnost širokou pozornost a využívání
nevyčerpatelného a obnovitelného tepla z okolí. S ohledem na jejich rychlé zdokonalování mají
obrovský potenciál snižování emisí CO2 při náhradě dnes běžných topných systémů na fosilní palivo
v domácnostech, v komerčním i průmyslovém sektoru. Překážkou jejich uplatnění je malé veřejné
vědomí a poměrně dlouhá doba splatnosti, proto lze všeobecně doporučit jejich podporu jako
prostředek využívání OZ a boje proti globálnímu oteplování.
2.6.3 Zvyšte výkon svého zařízení: úvod do procesní a výkonové automatizace
(Jeffrey Vasel, ABB Inc., USA)
Diskutuje se, jak může jednoduchý integrovaný systém zvýšit energetickou efektivnosti, zvýšit
dobu pohotovosti a snížit náklady životního cyklu. Integrovaný procesní a výkonová automatizace
(Integrated Process and Power Automatic) je nová architektura systému a strategie výkonnosti, která
je zaměřena na potřeby výroby elektřiny a výrobních procesů. Architektura systému spočívá na
průmyslových standardech Ethernetu jako IEC 61850 a Profinetu, jakož i na technologiích polních
přípojnic (Fieldbus). Zisk účinnosti v důsledku integrace se diskutuje na příkladě výroby elektřiny.
Uvádí se přínos případu významné ropné a plynárenské společnosti Petrobras.
2.6.4 Energetická účinnost: Italská situace a příležitosti
(Alessandro Clerici, Massimo Beccarello, Massimo Gallanti, Itálie)
Prezentují se výsledky studie řízení společnosti Confindustria o situaci země v oblasti politiky
energetické efektivnosti a její implementace. Studie se pravidelně aktualizuje za příspěvku agentury
duben 2011
strana 165
ENEA a ERSE a osvětluje se úspora dosažitelná efektivními technologiemi, které jsou v současnosti
k disposici pro konečnou spotřebu v průmyslu, obchodě i domácnostech.
2.6.5 Identifikace příležitostí ke snižování spotřeby energie v řetězci od důlních
k výrobním zařízením
(David Sterling, Schneider Electric, Austrálie)
Jako doplněk plnění zásad energetické politiky vlády hornictví a zpracovatelské závody s cílem
snižování nákladů zvyšují svou energetickou efektivnost. Základním problémem je nedostatek
hodnověrných dat o spotřebě energie, a hlavně o energetické náročnosti výroby, které by mohly
pomoci při vymezení možných úspor. Stať usiluje o vyšší využití tzv. systémů výkonu výroby
(Manufacturing Execution Systems), integrované s řešením energetického zabezpečení (Energy
Solutions). To by mělo automaticky zajistit včasné informace o detailech, které by měly umožnit
identifikaci úspor, snížení nákladů a lepší predikci spotřeby energie.
2.6.6 Průmyslová energetická efektivnost: Dosažení úspěchu v obtížných
podmínkách
(Carl Castellow, Schneider Electric, USA)
Užití energie a odpovídající vlivy na prostředí jsou hlavní starostí světa 21. století. Názory, jak
definovat výzvy udržitelných variant energetiky i doporučená řešení, jsou mimořádně různorodá.
Klíčovou oblastí z pohledu energetické spotřeby i možných variant zajištění je sektor průmyslu.
Historie poukazuje na potřebu jeho pečlivého plánování a respektování jedinečných možností výroby.
2.6.7 Akumulace tepelné energie pro účinnější domácí spotřebiče
(Halime Paksoy, Selma Yilmaz, Ozgul Gok, Metin Yilmaz Muhsin Mazman, Cukurova University,
Turecko)
Rostoucí energetická účinnost domácích spotřebičů by mohla významně přispět ke snížení
spotřeby energie v bytově-komunální sféře. Týká se to i odpadového tepla pracujících spotřebičů.
Jednotlivé spotřebiče se ovšem vyznačují velkými rozdíly v tepelných ztrátách. V tomto referátu se
diskutuje možnost využití odpadního tepla myček nádobí a chladniček ve fázově
přeměněných materiálech (PCM) a popisuje se jejich vývoj pro tyto účely. Výsledky případové studie
rekuperace tepelných ztrát poukazují na možnost zvýšení vstupní teploty pro druhý mycí cyklus
o 13,4 °C.
2.6.8 Vysoce účinné motory a politika nasycení trhu
(Mohamed Benhaddadi, Guy Olivier, Polytechnique de Montréal, Kanada)
Práce ilustruje enormní potenciál energetických úspor z použití motorů vysoké účinnosti.
Identifikují se bariéry jejich použití a uvádějí doporučení, jak je překonat. Je mnoho důvodů k podpoře
jejich vyššího průniku na trh. K jejich vyššímu uplatnění v Severní Americe vedou energetické zákony
USA a Kanady. Tyto země nejsou na špičce energetických úspor, ale účinnost motorů je výjimkou,
která by se měla přinejmenším udržet.
strana 166
duben 2011
2.6.9 Model efektivní výroby vodíku v tlakovém elektrolyzéru
(Cecilia Smoglie, Ricardo Lauretta, Argentina)
Uplatnění vodíku jako čistého paliva v světovém měřítku vyžaduje vývoj jednoduché, bezpečné
a účinné výrobní technologie. Navrhuje se metoda produkce vodíku a kyslíku v elektrolyzéru
s vlastním tlakem, propojeným se separátními nádržemi obou plynů. Předkládá se matematický
model účinnosti výroby, který umožňuje zjistit, jak parazitní proudy v roztoku elektrolytu ovlivňují
efektivnost procesu. Porovnává se shoda empirických a analytických výsledků.
2.6.11 Analýza dopadu energeticky efektivních domácích spotřebičů na spotřebu
energie v sektoru domácností Brazílie
(Claudia Morishita, Enedir Ghisi, Federal University of Santa Catarina, Brazílie)
V mnoha zemích představuje sektor domácností kolem 20 % spotřeby elektřiny, což vyvolává
zájem o energetické úspory. Hlavním cílem této práce je hodnocení vlivu energeticky efektivních
domácích spotřebičů na spotřebu elektřiny v sektoru domácností Brazílie s využitím dat o konečné
spotřebě. Spotřeba jednotlivých spotřebičů se oceňuje s použitím dat z disponibilních studií a promítá
na jednu domácnost a na celý sektor. Výsledky poukazují na možnost úspor cca 29,5 % ze spotřeby
sektoru.
2.6.12 Rychlé energetické modelování stávajících budov: Testování
podnikatelského a environmentálního potenciálu prostřednictvím
experimentu Autodesk
(Aniruddha Deodhar, Autodesk, USA)
Retrofity budov reprezentují ohromný, rostoucí trh a příležitost k dosažení měřitelné a účinné
redukce emisí CO2 v každém sektoru ekonomiky. Více budov s nulovou energetickou spotřebou
a „uhlíkově neutrálních“ může vzniknout kombinací opatření k energetickým úsporám a technologií
OZ. Stavební průmysl ovšem při identifikaci největšího možného potenciálu naráží na technické
i nákladové problémy. Prezentace vyhledává potenciální řešení pomocí postupu, nazvaného rapidní
modelování, který urychluje proces analýz k nalezení prioritních investic.
2.6.13 Energeticky efektivní podnik
(Bashir Ahmad, Inc. (Canada), Kanada)
Od doby, kdy růst cen energie se stal zásadním faktorem ekonomiky výrobních procesů,
optimalizace energetické účinnosti nabyla pro průmyslové podniky zásadní důležitosti. Podniky
formulují program energetických úspor, specifické s ohledem na jejich potřeby. Jejich nejdůležitějšími
elementy jsou energetické úspory, řízení podnikové energetiky, energetická optimalizace
a energetický management. Stať osvětluje podnikové přístupy k tvorbě programů energetického
managementu, založeného na uvedených prvcích. Zaměří-li se podniky na tyto programy, mohou
významně snížit svoji spotřebu a související náklady.
duben 2011
strana 167
2.6.14 Efektivnost pokročilých cyklů: Výroba o 40 % více elektřiny z jaderného paliva
(Romney B Duffey, Atomic Energy of Canada Limited, Kanada, Laurence Leung, Atomic Energy
of Canada Limited, Kanada)
Nasazení jaderných elektráren s nadkritickými parametry páry by mohlo v porovnání se
současnými technologiemi významně zvýšit účinnost děl. Tento nárůst je spojen se změnou
provozních podmínek. Další zvýšení účinnosti je možné využitím kanálu zpětného ohřevu na
jednotkách CANDU-SCW. V porovnání se současně dosahovanou účinnosti 33 až 35 % uvedenými
opatřeními lze dospět k hodnotě až 50 %, což představuje zlepšení účinnosti o 40 %.
2.6.15 Využití strategie energetického managementu ke zlepšení podnikových
výsledků a zlepšení provozu
(Marc Leroux, ABB Inc, USA)
Energie obvykle představuje ve výrobě položku nejlépe kontrolovatelnou a je pod trvalým
dohledem všech úrovní managementu. Práce zkoumá úlohu a komponenty strategie energetického
managementu a všímá si přínosů strategie pro perspektivy podnikání. Zkoumáme, jak programy
efektivnosti, stávající nebo nové, mohou ovlivňovat podnikatelské prostředí při snížení nároků na
energii a zvýšení produktivity.
2.6.16 Inteligentní distribuční boxy, kompletní energetický management
(Uros Platise, Energy Conductors, Slovinsko)
Současné alikace DMS (Demand Side Management) mění konvenční domácí spotřebiče na
„inteligentní“ (smart) za podpory funkcí samočinné reakce na zatížení. Současná koncepce spočívá
na přímé vazbě mezi elektroměrem a spotřebiči. V této práci se popisuje nová koncepce a příklad
využití tzv. inteligentního distribučního boxu (Smart Distribution Box – SmartDB), určeného pro
ucelený energetický a výkonový management. SmartDB představuje mezilehlou vrstvu, která
inteligentní elektroměr povyšuje k podpoře s rychlou a garantovanou dobou odezvy, vazbou
na distribuované zdroje a zajištění kompletního energetického managementu včetně bezpečnostních
funkcí pro spotřebitele.
2.6.17 Aplikace technologií smart grid pro snížení spotřeby elektřiny
(Roy Hoffman, SNC Lavalin Energy Control Systems, Kanada)
V posledních letech se termín “Smart Grid” stal široce používaným heslem ve vztahu k provozu
elektrizačních soustav. Jistá analýza předpokládá, že tato technologie by mohla snížit roční spotřebu
elektřiny v USA o 1,2 až 4,3 % projektovaného prodeje elektřiny. Referát diskutuje některé inteligentní
technologie ve vztahu k provozu distribučních sítí.
2.6.18 Virtuální výroba elektřiny (energetická účinnost) – nejlevnější zdroj elektřiny
(Sohail Hasnie, Asian Development Bank, Filipíny)
strana 168
duben 2011
Práce zjišťuje, že náhrada cca 1 mil. žárovek na Filipínách představuje zdroj cca 50 MW, jehož
náklady činí pouhé 2 % nákladů výrobny. Diskutuje se využití částky 20 mil. USD pilotního projektu,
podporovaného Development Bank.
2.6.19 Kde vznikají hlavní ztráty zdrojů energie – na straně spotřeby nebo na straně
výroby?
(Alexander Moskalenko, GCE Group, Rusko)
Podle názorů autora, nezávislého experta, který se liší od obvyklého názoru, je hlavním
původcem energetických ztrát sektoru energetiky výrobce a distributor elektřiny a ne její spotřebitel.
Názor vyplývá ze zkušeností skupiny GCE. Autor doporučuje práce na snižování energetických ztrát
soustředit na sektor energetiky a ne na konečného spotřebitele, což povede nejen ke snížení
jednotkových nákladů výroby, ale také emisí skleníkových plynů.
2.6.20 Matematické modelování a simulace materiálů se změnou skupenství
v základním ortogonálním systému souřadnic
(Daniel Rousse, Yvan Nizar Dutil, Stéphane Ben Salah, École de technologie supérieure,
Kanada)
Komponenty akumulace energie zdokonalují ekonomickou efektivnost soustav snížením rozporu
mezi nabídkou a poptávkou. Materiály se změnou skupenství dovolují velkou intenzitu akumulace
energie při stálé teplotě. Jejich praktické aplikace volají po numerické analýze, která je velmi složitá
s ohledem na nelineární charakter problému. Přehled matematických modelů zahrnuje vybrané
výsledky, dovolující zahájení jejich výzkumu při vyčerpávajícím přehledu problematiky. Zdůrazňuje se
také potřeba porovnávání experimentálního výzkumu s numerickými analýzami.
duben 2011
strana 169
3
PŘIJATELNOST
3.1
ÚPLNÝ ŽIVOTNÍ CYKLUS – JEDINÝ SPOLEHLIVÝ RÁMEC PRO
POSUZOVÁNÍ VLIVŮ
3.1.2 Fosilní paliva a globální oteplování
(Károly Reményi, Hungarian Academy of Sciences, Maďarsko)
Země je vyhřívaná solárním zářením. Důležitou otázkou je vliv člověka a průmyslu. Používaný
jednoduchý model dává dobrý přehled o tomto jevu, ale obtížnou interpretaci numerických hodnot.
Využívá malého počtu parametrů atmosféry a zemského povrchu. Nejdůležitějším parametrem je
koncentrace oxidu uhlíku, která je proměnná. Snížíme-li koncentraci CO2 v atmosféře na 500 ppm,
teplota povrchu se zvýší o méně než 1 °C. Koncentrace CO2 je citlivým kritériem, ale ne v takové míře
jako u jiných modelů.
3.1.3 Užití komparativního analytického rámce pro porovnání technologií
geologického ukládání jaderných odpadů a ukládání CO2
(Dalia Streimikiene, Lithuanian energy institute, Litva)
Komparativní ocenění variant omezování změn klimatu v Litvě poukazuje, že jaderné technologie
i technologie spalovacích turbín v kombinovaném cyklu se vyznačují velmi blízkými náklady, pokud
jde o snížení emisí. Porovnávání vyžaduje hodnocení potenciálu a nákladů geologického ukládání
CO2 a nukleárního odpadu, jejichž hlavní neurčitost je spojena s těmito koncovými (back-end)
technologiemi. Analyzují se hlavní charakteristiky možných geologických úložišť CO2 a jaderného
odpadu v Litvě.
3.1.4 Vývoj účinnosti v energetickém životním cyklu – investice do obnovitelné
energie
(Hartmut Huebner, Johannes Schmidt, Markus Wierl, Siemens Financial Services GmbH,
Německo)
Klimatické změny a energetická krize jsou dva významné problémy, jimž dnes čelí naše planeta.
S ohledem na naléhavé potřeby už několik let si průmysl všímá obnovitelných a čistých energií
a jejich potřeba byla v poslední dekádě zdůrazněna. Rozpor mezi potřebami a možnostmi je stále
významný. Ačkoli hlavní indikátory poukazují na růst, kamenem úrazu zůstává finanční podpora.
Referát si všímá příčin souvisejících rizik a pokroku v této oblasti.
3.1.5 Environmentální dopady snižování emisí uhlíku spojených s těžbou: Rozvoj
CCS
(Emily Grubert, University of Texas at Austin, USA)
Omezování uhlíku znamená prevenci generování skleníkových plynů nebo omezení jejich
uvolňování do atmosféry. Podobně, využití větrné energie a zachycování a ukládání uhlíku (CCS) na
strana 170
duben 2011
uhelných elektrárnách může přispět ke snížení uhlíkatých emisí. Práce porovnává přímý vliv těžby
související se zvyšováním nároků na uhlí a CCS se zvyšováním nároků na hliník pro rozvoj soustav
přenosu větrné energie. Potřeba hliníku pro expansi přenosů pravděpodobně reprezentuje
jednorázový nárůst o 1,5 % produkce bauxitu na Jamajce, zatímco nároky na uhlí související s CCS
obnášejí pro porovnatelný efekt zdvojnásobení spotřeby uhlí USA.
3.1.6 Aplikační rámec integrovaného energetického plánování zdrojů plně
zahrnujícího environmentální vlivy
(Paulo Hélio Kanayama, Miguel Edgar Morales Udaeta, Luis Cláudio Ribeiro Galvão, José
Aquiles Baesso Grimoni, Sao Paulo University, Electrotechnic and Energy Institute – IEE/USP,
Brazílie)
Práce popisuje úplné respektování environmentálních vlivů 43 sídel v oblasti Aracatuba v São
Paulo v Brazílii. Popisuje slabiny a výhody oblasti. Hodnocení environmentálních vlivů může být
využito k zapojení veřejnosti do přípravy rozhodnutí o výběru nejlepších zdrojů energie. Hodnotí se
čtyři ekologické kategorie: ovzduší, voda, území a antropogenní média. Jako nástroj rozhodování se
aplikuje metodologie integrovaného plánování energetických zdrojů.
3.1.7 Nejméně nákladný přírůstek elektřiny z rozvoje hydroelektráren: Maximalizace
využití stávajících aktiv
(Lafontant Félix, Marie-Hélène Briand, Rhéaume Veilleux, RSW inc, Kanada)
Vodní díla vybudovaná počátkem 20. století se přiblížila ke konci doby života a vyžadují
podstatnou obnovu, aby vyhověla soudobým kritériím bezpečnosti a výkonnosti. Celkový růst nákladů
na energie působí jako silný podnět provozovatelů pro nalezení řešení s nejnižšími náklady, které
umožní zvýšení výroby stávajících děl při zajištění jejich environmentální přijatelnosti. Inovační
přístupy k jejich obnově jsou významným příkladem udržitelného rozvoje a pro obyvatelstvo
i hydroenergetiku představují řešení oboustranně zisková. Prezentace popisuje uskutečněné projekty,
které jsou atraktivní z hlediska ekonomického i environmentálního.
3.2
VEŘEJNÁ INFORMOVANOST A ANGAŽOVANOST V ROZHODOVACÍM
PROCESU: HLAVNÍ PODMÍNKY ÚSPĚCHU
3.2.1 Koncepční a experimentální přístup ke zranitelnosti lidských zdrojů v rámci
vyvíjející se struktury národní elektrizační soustavy do roku 2030
(Ioan Dan Gheorghiu, Ion Visa, Anatol Carabulea, Adrian Morar, Laurentiu Popper, Gabriel
Popper, Camelia Bucur, Rumunsko)
Referát popisuje okolnosti, potenciální rizika a navrhuje model pro snížení nebezpečí rizik
a katastrof, vztažených k přípravě lidských zdrojů, napojených na rozvoj lokálních energetických
systémů. Specifikuje se fuzzy struktura modelu rostoucí kvality lidského faktoru a model pro
ohodnocení lidských zdrojů elektráren a sítí, a to na příkladě rumunské dynamické rekonfigurace do
roku 2030.
duben 2011
strana 171
3.2.2 Pronikání vlivu energetických informačních kampaní na sociální síť Facebook
(Kimberly Samaha, Bordeaux Energy Colloquium, Francie)
Éra vládní jurisdikce založená na samostatných a autonomních entitách byla nahrazena
mezivládní a mezisektorovou sítí průmyslu, regulátorů, skupin zvláštních zájmů a individualit.
Koncepce sítí inspirovaly nové formy regulační zpětné vazby – tyto budou plošší, slabší a pružnější.
Zavedli jsme nové metody prohlubování zájmu veřejnosti o energetické technologie, politiky
a projekty, a to s využitím technologické platformy Facebook. Zpráva popisuje výsledky osmnácti
měsíců formální studie pronikání vlivu na online sociálních sítích.
3.2.5 Model komunikace s veřejností o praktickém opatření proti riziku klimatické
změny: Příklad veřejné sféry
(Seong Kyung Cho, Myongji University, Jižní Korea)
Problémy klimatických změn se liší svojí povahou i vlivem od jiných. Běžný občan je nemůže
řešit, musejí být řešeny pomocí demokratických procedur a procesů. Zvyšující se vliv rizika
klimatických změn volá po harmonizaci podílu politické vůle, vhodné politiky a podpory veřejnosti.
Naznačený výzkum doporučuje vytvoření realistické veřejné sféry, která je předpokladem vhodných
protiopatření.
3.2.6 Rozhodující vztah: Gramotnost, talent a veřejné konzultace v energetickém
rozhodovacím procesu
(Steven Bright, Canadian Centre for Energy Information, Kanada)
Soukromé i privátní organizace v celém světě bojují s mnoha výzvami energetiky. Nedávné volby
v Kanadě ukázaly, přestože země je exportérem energie, že občané mají velmi různorodé představy
o energetické gramotnosti a možném vlivu o rozhodování v oblasti energetiky. Podpora energetiky se
napříč Kanadou výrazně liší, celkový pohled je ale komplexnější. Tento výzkum je zaměřen na širší
tématiku dialogu o energetice, jako např. na příspěvek gramotnosti k rozvoji energetiky, úlohu
konzultací s veřejností při rozhodování a hodnotu peněz v motivaci k racionálnímu energetickému
chování.
3.2.8 Sociální přijatelnost: Směrem k definici a vzájemnému porozumění její
důležitosti a podpoře rozhodování
(Gilles Côté, AECOM Tecsult Inc., Kanada, Martin Pérusse, AECOM Tecsult Inc., Kanada)
Sociální přijatelnost se ve vztahu k sociálnímu dialogu popisuje jako bezvýhradná podmínka (sine
qua non) připravovaných projektů. Pokládá se za přístup (participace na rozhodovacím procesu)
i výstup (souhlas občanů s rozhodnutím). Aplikace nového přístupu vyvolává významná očekávání.
Sociální příjatelnost podle našeho názoru musí projít třemi komplementárními kroky:
•
diskusí podkladů a strukturálních problémů,
•
transparentním a nestranným konzultačním procesem,
•
zajištěním legitimního rozhodovacího procesu.
strana 172
duben 2011
3.2.9 USE efektivnost – university a studenti pro energetickou efektivnost
(Daniela Melandri, EnerGia-Da ltd, Itálie)
„Univerzity a studenti pro energetickou efektivnost“ je evropský projekt zařazený do Inteligentního
energetického programu. Má za úkol vytvořit společnou strategii energeticky účinných systémů
v univerzitních budovách. University a studenti by měli být zářným příkladem energeticky účinných
řešení a chování. Projekt zahrnuje 10 zemí, jeho hlavními aktéry jsou studenti spolu se svými
profesory a techniky.
3.2.10 Poslání: Partnerství – sociálně odpovědný přístup k rozvoji nových
hydroelektráren
(Ed Wojczynski, Victoria Cole, Shawna Pachal, Richard Goulet, Manitoba Hydro, Kanada)
Celý svět touží po čisté, bezpečné a obnovitelné energii, vyráběné ekologicky a sociálně
odpovědnou formou. V provincii Manitoba v Kanadě, kde je voda hojným zdrojem, se o tento cíl
usiluje novými vodními elektrárnami v partnerství s původními komunitami. Popisují se zkušenosti
Manitoba Hydro z partnerství s původními severními komunitami na dvou projektech, tzv. Wuskwatim
Generation Project a Keeyask Generation Project.
3.2.12 Rozvoj Neptune Deepwater Port: Důležitost angažovanosti klíčových
stakeholderů a přínosy
(Marc Silver, Neptune LNG LLC, USA)
Roku 2005 zahájila dceřiná společnost zpracování projektu přístavu Neptune LNG na pobřeží
Massachusetts. Projekt se setkal s minimální opozicí přes mimořádně náročný časový plán. Příčinou
bylo zapojení klíčových aktérů a jasně definované přínosy. Práce popisuje systematický přístup ke
klíčovým aktérům a plánování tak, aby projekt dosáhl náležitou přijatelnost. Uvádějí se přípravné
fáze, fáze informování aktérů a projednávání projektu. Výsledkem je významný energetický projekt,
který byl schválen za méně než 3,5 roku a postaven za rok a půl.
3.2.13 Udržitelnost projektů hydroelektráren v Brazílii
(Laurent Yana, Gil de Methodio Maranhao Neto, GDF SUEZ, Brazílie
Výstavba vodních elektráren beze sporu ovlivňuje životního prostředí i okolní komunity. Avšak
země, jako Brazílie dokázaly vystavět sofistikovanou společensko-ekologickou legislativu
a demokratický i participativní proces licencování s cílem ochrany dotčené přírody i obyvatelstva.
V některých případech tato díla podstatně přispěla k lokálnímu prospěchu, jakož i kladné
environmentální praxi. Jako vhodný příklad dosažených standardů analyzujeme dílo Jirau
Hydropower Project, které je ve výstavbě na řece Madeira, na severu Brazílie.
duben 2011
strana 173
3.3
PLÁN POSTUPU K POLITIKÁM ENERGETICKÉ EFEKTIVNOSTI
3.3.1 Efektivní elektroenergetická strategie pomocí DSM
(Hyunah Song, Korea Electric Power Corporation, Jižní Korea)
Referát zkoumá, jak správně jsou tvořeny a prováděny energetické politiky. Poukazuje se na
možnost modifikace energetické spotřeby pomocí DSM i jeho efekty. Stručně se ilustrují plány DSM.
3.3.2 Korejský 1-watt plán "Standby Korea 2010"
(Yungrae KIM, Korea Energy Management Corporation (KEMCO), Jižní Korea)
Korea oznámila, že pohotovostní (standby) odběr veškeré elektroniky se má rokem 2010 snížit na
1 W. Ministerstvo ekonomiky a Korejská energetická korporace managementu ustanovily "Standby
Korea 2010", což je prováděcí plán omezení pohotovostního odběru. Korea implementuje tento
závazný program v průběhu krátkého času využitím prvků již ustanoveného národního programu
a pomocí nových iniciativ, jako varovných štítků pro produkty, které požadavek neplní.
3.3.3 Volba způsobu zásobování energií pro vyloučení změny klimatu a udržitelný
rozvoj
(Flavio Dobran, Hofstra University, NYSDEC, USA)
Moderní společnost je z pohledu svých nároků na energii závislá na fosilních energetických
zdrojích, ale jejich spalování je zdrojem emisí skleníkových plynů, které způsobují globální oteplování.
Jejich zachování vyvolává riziko vzniku významných negativních vlivů na lidstvo a ekosystémy. Jejich
náhrada alternativními zdroji může stabilizovat antropogenní globální oteplování a redukovat
klimatické vlivy. Užití alternativních energetických technologií by mělo být založeno na cílech, které
jsou v souladu s indikátory udržitelnosti a metodologiích, schopných vymezit efektivní budoucí
nabídku zásobování.
3.3.4 Rozvoj elektroenergetiky ČR – spolehlivý, bezpečný a odpovědný mix zdrojů
(Miroslav Vrba, Jiri Jez, Jiri Ptacek, ČR)
Hlavní energetické zdroje naší země se významně nezměnily od doby energetických krizí
sedmdesátých let. Fosilní paliva stále představují základ zásobování energií. Současné poznatky
o změnách klimatu a předpovědi o dosažení vrcholu produkce ropy v dalších 10 až 20 letech jsou
výzvou pro tradiční myšlení. Tyto i další podobné otázky vyvolávají nutnost přezkoumat možnosti
zásobování z různých zdrojů energie, které jsou dosažitelné již dnes, nebo mohou být vyvinuté
v blízké budoucnosti. Je nutno včas odpovědět na otázku, jaký je racionální energetický mix pro
budoucnost.
Referát je zaměřen na rozvoj elektroenergetiky České republiky v blízké perspektivě a na predikci
její očekávatelné budoucnosti v období do roku 2030. Cílem je specifikovat metody a procedury
používané při periodickém hodnocení výhledových bilancí české elektroenergetika pro státní orgány.
Nezbytnost respektování vlivů ekonomické recese a politizace problematiky sektoru energetiky si
vynutila, že odpovídající problémy byly připojeny k obvyklým procedurám. Základním kritériem je
spolehlivé a bezpečné zásobování elektřinou při adekvátním mixu zdrojů, přijatelných cenách
a respektování environmentálních hledisek.
strana 174
duben 2011
3.3.5 Scénáře výroby vodíku z větrné energie
(Mario Klaric, Dalekovod, Chorvatsko)
Jelikož v podstatě celý objem vodíku je nyní vyráběn ze zemního plynu, jsou žádoucí další cesty
produkce čistší a více obnovitelné energie s cílem získat vztažný bod (benchmark) pro celkovou
vodíkovou ekonomiku. Výroba vodíku z větrné energie na základě elektrolýzy představuje jeden
možný rámec nového ekonomického rozvoje. V práci se číselně hodnotí různé varianty scénářů
větrná energie – vodík. Pro rozhodovací proces se používá cash flow financování projektů. Byla
identifikována řada důležitých parametrů a doporučuje se strategie dalšího výzkumu a alokace zdrojů.
3.3.6 Efektivní snižování emisí z přístavů
(Ismir Fazlagic, Sweden, Marcus Martelin, Finsko)
Komerční lodě vyžadují stále více přístavů, v nichž mohou odstavit své dieselové agregáty
a napojit se na čistší energetické zdroje propojením na pobřeží. Potřebné technologie jsou k dispozici
už po celou dekádu. Stále větší pozornost budí vysokonapěťové propojení. Ekologicky zaměřené
přístavy, vlády i majitelé lodí si všímají přínosů napájení zakotvených lodí. ABB prezentuje
odpovídající výzvy, technická řešení i podnikatelské možnosti pro všechny partnery.
3.3.7 Analýza problémů při implementaci systémů řízení kvality v energetice
(Juan Carlos Borhi, Universidad Tecnologica Nacional, Argentina)
Cílem práce je popsat problém vývoje systémů managementu kvality, spočívajícího na zásadách
ISO 9001:2008 k implementaci v energetických společnostech zaměřených na těžbu, distribuci
a zpracování ropy a plynu.
3.3.8 Bezprostřední výzva k boji proti změně klimatu: Účinná implementace politiky
energetické efektivnosti
(Zoran Morvaj, UNDP Croatia, Chorvatsko, Vesna Bukarica, University of Zagreb, Chorvatsko)
Energetická účinnost je nejpohotovější, nejrychlejší a nákladově nejefektivnější cesta k dosažení
očekávaných omezení plynných emisí. V celém světě je proto v centru pozornosti energetické politiky
a klimatických změn. Výsledky takové politiky však stále nedosahují očekávání ani EU, které
vypracovala asi nejpokročilejší postupy. Hlavní příčinou je významný nedostatek koncentrace na
prováděcí kapacity, které by plně převzaly tuto politiku. Nasazení kompletních systémů energetického
managementu ve veřejném i obchodním sektoru a mobilizace kooperace mezi všemi aktéry jsou
cesty směrem k vyšší efektivnosti.
duben 2011
strana 175
3.4
ENERGETICKY EFEKTIVNÍ URBANISTICKÉ SYSTÉMY
3.4.1 Urbanistické udržitelné energetické plánování: Strategický přístup k dosažení
klimatických a energetických cílů
(Larisa Dobriansky, Global Energy Network and National Energy Center for Sustainable
Communities, USA)
Dosažení cílů 21. století bude vyžadovat udržitelné energetické plánování našich měst, v nichž
sídlí polovina obyvatelstva. Je to evidentní ve státě Kalifornia, který si vytýčil své záměry v redukci
emisí, včetně jejich časového rámce. Úkol je změřen na technicky integrované a nákladově optimální
řešení inovativních souborů urbanistických komunit. Případ Kalifornie považujeme za příklad
očekávaného řešení.
3.4.2 Obnovitelné zdroje a KVET pro zajištění oblastní energie při podpoře
udržitelné komunity
(Chris Snoek, Snoek Energy Synergies, Snoek Energy Synergie, Kanada)
Referát je zaměřen na nosnou myšlenku propojení řady uživatelů na ekologicky optimální
energetické zdroje pomocí integrovaných komunitních energetických soustav. Takový systém
vyžaduje sítě pro distribuci tepelné energie pro CHP. Diskutují se možnosti a přínosy navrhovaného
systému integrovaného lokalizovaného elektrizačního systému, systému dopravy, průmyslových
systémů a dalších nároků na tepelnou energii. Uvádějí se příklady řešení, řešené na základě dohody
IEA – Implementing Agreement on District Heating and Cooling.
3.4.3 Co je dobrého na inteligentnějších sítích – Pohled na obnovitelné zdroje
(Terry Mohn, Balance Energy, BAE Systems, Inc., USA)
Zatím, co tvůrci energetické politiky usilují o integraci vážných sociálních a ekologických hledisek
do výroby elektřiny, obvyklá společnost čelí nejen zdokonalování technologie, ale také novým
událostem, přesahujícím její licencované hranice. Doplnění OZ do páteřní sítě lze uskutečnit pomocí
inteligentnější sítě, kdy distribuovaný zdroj integruje komplexní řídící strategie s aktivní účastí
spotřebitele.
3.4.4 Efektivní modernizace panelových budov – Snižujeme spotřebu tepla
panelového bytu na čtvrtinu
(Albin Zsebik, Zoltán Czinege, Budapest University of Technology and Economics, Maďarsko)
V rámci pilotního projektu EU “SOLANOVA” byla v roce 2005 renovována panelová budova s 42
byty v městě Dunaújváros a převedena na stavbu s nízkou energetickou spotřebou. Tato byla
prokázána v průběhu čtyř následujících topných sezon. Referát představuje budovu a její spotřebu
před rekonstrukcí, vytýčené cíle, přípravu a hlavní kroky renovace, jakož i situaci po splnění úkolu.
strana 176
duben 2011
3.4.5 Dosažení nulových emisí prostřednictvím chladiče kompresoru Siemens
(Paul Girbig, Siemens AG, Německo)
Potřeba ekologických a ekonomických účinků v technologii dálkového chlazení je spojena
s nutností snížené spotřeby primární energie a omezení emisí skleníkových plynů. Světové cíle
energetické efektivnosti chladících zařízení jsou spojeny s problematikou inteligentních sítí pro
bezpečné energetické zásobování, užití sluneční energie. Technologie akumulace tepla se aplikuje
ke kompenzaci rozdílů mezi spotřebou a zásobováním. Velké energetické nároky dálkového chlazení,
proměnlivost spotřeby, proměnlivost spotřeby, metody výroby a chlazení a vysoce citlivé výrobní
procesy závisejí na spolehlivé a efektivní technologii zásobování.
3.4.6 Udržitelná města: Výzkum udržitelného rozvoje Londýna společnostmi
McKinsey a Siemens
(Stefan Denig, Siemens AG, Německo)
Výzkum udržitelné městské infrastruktury společnostmi McKinsey a Siemens byl zaměřen na
vyhodnocení efektivnosti a nákladů technologií, které mohou přispět k ekologii měst, se zvláštním
ohledem na příklad Londýna. Je to první obsažná studie zahrnující hlediska energetiky, bydlení
a dopravy. Povzbudivým výsledkem studie je zjištění, že páky zaměřené na energetickou spotřebu
a emise CO2 mají ekonomickou návratnost.
3.4.7 DHC v Helsinkách – Konečné řešení vytápění a chlazení pro velké
urbanistické celky
(Niko Wirgentius, Marko Riipinen, Helsinki Energy, Finsko)
Roku 1950 byl založen podnik pro dálkové zásobování teplem v Helsinkách. Cílem byla výborná
energetická efektivnost při nízkých emisích při zajištění nejen vytápění a chlazení, ale i čistého
vzduchu metropole. Systém byl založen na komerční bázi v souladu s přáním občanů a současně
představuje výhodný podnikatelský záměr lokální energetické společnosti Helsinki Energy. Je to
příklad původního řešení s přínosem pro obyvatelstvo, energetickou společnost, metropolitní oblast
i pro celou společnost.
3.4.8 Problémy spojené s řízením energetické a dopravní infrastruktury budoucích
ekologických měst
(Laurent Schmitt, Keith Culver, Etienne Gaudin, France, David Sun, USA)
Období 1950 až 2050 se bude připomínat jako období největší sociální, kulturní, ekonomické
a environmentální transformace historie – urbanizace lidstva. Polovina z nás nyní žije v urbanistickém
prostoru, urbanizace je realitou i výzvou zároveň. Ve městech nyní žije 3,5 mld. obyvatel a k roku
2050 jejich počet dosáhne 6 mld.
3.4.9 Vývoj efektivních městských elektrických sítí prostřednictvím mikrogrids
(Michael Gahagan, Oracle, USA)
Elektrická vozidla a baterie budou komplikovat provoz energetických společnosti a provozovaných
sítí. Jedním z možných řešení jsou mikrosítě (microgrids) v autonomním prostředí elektroenergetiky,
duben 2011
strana 177
které operují v rámci větších sítí elektroenergetických soustav a jejich řídicích systémů. Mikrosítě
přizpůsobují lokální výrobu lokální spotřebě, koordinují s centrálním systémem krytí přírůstků
spotřeby a předávají přebytečnou výrobu na okolní mikrosítě. Práce popisuje vývoj mikrosítí,
podrobnosti jejich návrhu a provozu. Představuje přínos v minimalizaci nákladů spotřebitele
a maximalizace využití lokální výroby z čistých OZ.
3.4.10 Návrh experimentální PCM solární nádrže
(István Péter Szabó, University of Szeged, Maďarsko)
Významnou součástí solárních kolektorů je akumulační nádrž, její správný typ a kapacita jsou
nezbytné pro náležitý provoz systému. Současné architektonické tendence vedou k malým
místnostem pro boiler a umístění nádrží se stává problematickým. Řešením je akumulační nádrž
plněný látkou se změnou skupenství (PCM).
3.5
ENERGIE PRO DOPRAVU
3.5.2 Přechod k vodíkové ekonomice na Novém Zélandu – Projekt energetického
propojení
(Rob Whitney, Tony Clemens, Alister Gardiner, Jonathan Leaver, Nový Zéland)
Referát uvádí, jak se vodík stane významným příspěvkem k energetice Nového Zélandu do roku
2050. Scénáře budoucí dopravy počítají s měnícím se mixem spalovacích motorů, bateriových
elektrických vozidel a vozidel s palivovými články. Model bere v úvahu nároky a náklady na výrobu
elektřiny, použité zdroje a příspěvek OZ k výrobě elektřiny. Při vysoké penetraci zmíněných typů lze
dosáhnout významného snížení emisí produkovaných dopravou.
3.5.3 Náklady bionafty a environmentální efekty při využití v železničních
lokomotivách
(Abdul Mirza, Norbert Ziemer, Robert Tatara, Reinaldo Moraga, Clifford Moraga, Promod Vohra,
Northern Illinois University, USA)
Témata náhrady nafty bionaftou v lokomotivách zahrnují vlastnosti motorů, emise, infrastrukturu
paliv a náklady na palivo. Hodnotí se pro směs B2 až B100. Objasňují se akce spojené s tímto
palivem. Při jeho použití emise uhlovodíků, CO a tuhých částic zůstávají nedotčeny nebo se snižují.
Oxidy dusíku se zvyšují, ale předpokládá se, že změna motorů může i tyto emise minimalizovat.
Model dopravy základní sítě ukazuje, že změna paliva je zvládnutelná při náhradě nafty bionaftou
s cenovým přínosem 1 až 26 % v závislosti na směsi a lokalitě.
3.5.4 Výroba paliva pro dopravu z komunálních odpadních plastů
(Moinuddin Sarker, Natural State Research, Inc, USA)
Paliva pro dopravu z fosilních zdrojů podléhají fluktuaci cen na trhu a tvoří podstatnou část
nákladů provozu vozidla. Jejich emise vedou ke značným environmentálním problémům, způsobují
strana 178
duben 2011
špatnou kvalitu vzduchu a přispívají ke globálnímu oteplování. Alternativní paliva, vyráběná
z domácích zdrojů, mohou tyto problémy řešit. Byla vyvinuta řada paliv na bázi biomasy a dalších OZ.
Společnost Natural State Research, Inc. vyvinula řadu alternativních uhlovodíkových paliv,
vyráběných z plastového odpadu.
3.5.5 Iniciativa ke snížení poměru letecké dopravy k námořní dopravě
(Jean Oberlé, Schneider Electric, Francie)
Letecká přeprava je nejdražším způsobem dopravy, nejvíce ovlivňuje emise a je 7krát nákladnější
než doprava po moři. Letecká doprava emituje 30krát více CO2 než doprava po moři. Tyto skutečnosti
jsou přesvědčivým důvodem pro vytvoření všeobecného programu přechodu od vzdušné dopravy na
moře, aniž by to ovlivňovalo služby spotřebitelům.
3.5.6 Osobní automobily a emise CO2: Vyhodnocení globálních dopadů snižování
spotřeby
(Horacio Fernandez, Argentine Committee, World Energy Council, Ac-Wec, Argentina)
Práce vychází z rozsáhlého souboru dat o charakteristikách osobních automobilů a zkoumá vliv
na emise CO2 při přechodu k vozidlům s nižším výkonem. Přínosy se spíše týkají amerických trhů
než Evropy s ohledem na zcela rozdílné charakteristiky osobních automobilů. Simulace dokazují, že
snížení výkonů povede i v nejpřísnějším scénáři ke snížení emisí o 2,5 %, v aktuálním scénáři až
o 25 %.
3.5.8 Energetická společnost Petrobras a brazilský program biopaliv
(Fernando Torres, Petrobras, Brazílie)
Od počátku programů Proalcool (ethanol) a PNPB (bionafta), Petrobras se aktivně zúčastňoval
těchto národních projektů a investoval do uskladňování a skladování, námořních a lodních terminálů,
distribuční infrastruktury, elektráren na bionaftu, etanol a biopaliv druhé generace. Stal se pionýrem
nabídky těchto produktů a obslužných stanic pro veřejnost. V rámci svého business plánu na roky
2008 až 2012 má v úmyslu investovat 1,5 mld. USD v tomto odvětí a působí v komercializaci
a logistice biopaliv, a to na čelném místě národní produkce. Expanduje svoji přítomnost v odvětví.
3.5.9 Vysoce kvalitní paliva z rafinovaných jedlých olejů pro dopravu
(Lars Peter Lindfors, Neste Oil Corporation, Finsko)
Rafinace jedlých olejů je nový proces výroby vysoce kvalitního alternativního paliva pro dieselové
motory. Rafinované jedlé oleje (Hydrotreated vegetable oils – HVO) jsou parafinické uhlovodíky. Mají
vysoké cetanové číslo a v porovnání s jinými fosilními palivy výrazně snižují emise. Mohou se
používat jako komponent do paliv nebo samostatně. Dosáhly komerční zralosti. Neste Oil vyrábí ve
dvou závodech svoje palivo NExBTL. Jeho produkce je omezena disponibilitou surovin. Výzkum
a vývoj vyhledává další použitelné suroviny.
duben 2011
strana 179
3.5.10 Analýza možností využití nepálských ořechů (Jatropha Curcas ) pro produkci
bionafty
(Ram Prasad Sharma, NFEDHCC, Nepál)
Cílem práce je nalézt v několika regionech Nepálu lokální odrůdy Jatropha curcas a vymezit jeho
obsah bionafty. Jde o jeho výskyt ve třech topografických oblastech země, jeho obsah bionafty,
omezující činitele pěstitelů, porovnání výsledků odrůd v Nepálu a Laosu. K získání informací se
organizuje sběr semen v Nepálu i Laosu.
3.5.11 Možné využití elektromobilů jako bilančního nástroje
(Andreas Tirez, Patrick Luickx, Dominique Woitrin, CREG, Belgie)
Střednědobě i dlouhodobě můžeme předpokládat masivní zavádění elektromobilů. Připojování
těchto vozidel do sítí umožňuje, aby poskytovaly doplňkové služby pro elektrizační soustavu.
Analyzují se odpovídající možnosti v Belgii, předpokládá se možnost připojení 1 mil. vozidel
k belgickým sítím. Na základě výsledků simulace můžeme předpokládat příspěvek elektrických
vozidel k nárokům na celou primární a sekundární zálohu a část zálohy terciární. Použití elektrických
vozidel podpoří absorpci přerušované energie v ES.
3.5.12 Vývoj systémů rychlého nabíjení pro elektromobily
(Takafumi Anegawa, Tokyo Electric Power Company, Japonsko)
Přes významný ekologický vliv a vysokou energetickou efektivnost elektrická vozidla (EV) se
nedostatečně akceptují. Důvodem je nedostatek infrastruktury pro jejich nabíjení. Lithium-iontové
baterie se vyznačují velkou hustotou energie a malým vnitřním odporem a tím umožňují rychlé
nabíjení. Vhodnost pro EV může být posílena přiměřenou přípravou infrastruktury. Firma TEPCO
s ohledem na úsilí o jejich vyšší nasazení a tím snížení emisí CO2, vyvinula nabíjecí systémy pro
parky EV a tím usnadňuje jejich rozšíření. Na základě výsledků se doporučují charakteristiky rychlých
nabíječů pro veřejné využití.
3.5.13 Elektromobily v Brazílii: Metoda pro vyhodnocení dopadů inovací na
ekonomiku
(Paulo Paixao, CPFL-CIA Paulista de Força e Luz, Brazílie)
Nasazení elektromobilů jako alternativy soukromé dopravy se stává ojedinělou možností. Většina
jejich výrobců ve světě už připravuje na trh komerční modely. Jejich hlavní charakteristiky v porovnání
s tradičními vozidly však zaostávají, výrazné změny se týkají přenosu síly, spotřeby energie
a výrobních procesů. Práce se zabývá kvantifikací těchto vlivů ve smyslu technologickém
i ekonomickém.
3.5.14 O vhodnosti využití přepínatelných kapacitních konvertorů jako rozhraní
(interface) pro duální systémy akumulace energie elektromobilů
(Zahra Amjadi, Sheldon Williamson, Concordia University, Kanada)
Práce analyzuje projekt nového hybridního řídicího systému, přepínatelného kapacitního
konvertoru pro hybridní vozidlo s dvojí akumulací. Nová řídící strategie umožňuje jednodušší
strana 180
duben 2011
dynamiku v porovnání se standardním konvertorem (buck converter) se vstupním filtrem, dobrou
regulační schopnost, nízké EMI, nízké zvlnění zdroje, jednoduchost řízení a spojitý vstupní proud
v obou provozních módech.
3.6
ENERGIE A ZMĚNY KLIMATU
3.6.2 Vývoj pokročilých technologií snižujících emise CO2
(Dong Sup Kim, SK energy Institute of Technology, Jižní Korea)
V souladu s energetickou politikou korejské vlády o zeleném rozvoji a se všeobecnými výzvami
energie a životního prostředí, společnost SK energy vyvíjí nové technologie ke snížení emisí CO2,
a to:
•
ukládání a využití CO2,
•
zvýšení účinnosti,
•
baterie Li-ion.
Charakterizují se tři technologie:
•
GreenPol – využívá CO2 jako surovinu pro výrobě polymerů;
•
ACO (Advanced Catalytic Olefin) snižuje emise CO2 o 20% a zvyšuje produkci olefynu o 17%;
•
baterie Li-ion slouží ke snížení emisí v dopravě.
3.6.3 Změna klimatu – Nové reálné riziko pro elektroenergetické společnosti
(William R. Nelson, USA, Espen Cramer, Elisabeth Tørstad, DNV, Norsko)
Klimatické změny znamenají pro energetiku nové komplexní riziko. Podle zkušeností společnosti
DNV, ti kteří usilují o management rizik a využívají příležitosti, které poskytuje měnící se
podnikatelské prostředí, mají větší pravděpodobnost úspěchu. Uvádí se přehled rizik a příležitostí
souvisejících s klimatickými změnami, jimž čelí energetika. DNV na základě přehledu energetiky
Evropy a Severní Ameriky mapuje rizika sektoru. Přehled usiluje o mapování životaschopných
strategií, týkajících se reálních rizik klimatických změn.
3.6.4 Problém dosažení cílů omezování skleníkových plynů v Kanadě
(Larry Hughes, Nikhil Chaudhry Dalhousie University, Kanada)
V roce 2007 vyhlásila federální vláda Kanady svůj střednědobý a dlouhodobý plán snižování
emisí pod názvem “Turning the Corner”, který předpokládá jejich omezení v porovnání se stavem
roku 2006 o 20 % do roku 2020 a o 60 až 70% k roku 2050. Poradenská organizace vlády, National
Round Table on Environment and Economy představila soubor „rychlých a výrazných“ cest ke
snížené emisí pomocí elektrizace kanadské ekonomiky. Tato práce ověřuje pravděpodobnost
dosažení vytčených cílů s ohledem na technické vlastnosti energetických systémů, jejich zdroje
a rozsah předpokládaných změn.
duben 2011
strana 181
3.6.6 Politické důsledky Kyotského protokolu a vliv na energetický systém: Úloha
zpracovaná systémem TRIAM pro dlouhodobé plánování
(Sandrine Selosse, MINES ParisTech, Francie, Edi Assoumou, Nadia Maïzi, France, Vincent
Mazauric, Německo)
Cílem studie je diskuse dlouhodobé analýzy závazků Kyotského protokolu, a to pomocí modelu
ETSAP-TIAM-FR. Vycházeje ze specifikace cílů omezování CO2 v období 2000 až 2050, analýza
vyšetřuje vliv omezení na řadu indikátorů, jako regionální emise CO2, náklady politiky ochrany
klimatu, marginální náklady uhlíku, spotřeba prvotních zdrojů a skladbu energií. Porovnává se snaha
o omezení CO2 s náklady uhlíku a závěrem se diskutují technologie CCS.
3.6.7 Zpětná vazba průmyslového projektu CCS Lacq (Francie)
(Luc de Marliave, Nicolas Aimard, Total SA, Francie)
Společnost TOTAL řídí první francouzský pilotní projekt, který by měl demonstrovat proveditelnost
a spolehlivost schématu integrovaného zachycování, dopravy a ukládání CO2. Stávající parní kotel
byl konvertován na použití oxypaliva. Bylo generováno 120 tisíc tun CO2 v průběhu 2 let a plyn byl
dopravován plynovodem do vytěženého plynového ložiska Rousse na vzdálenost 30 km
v zemědělské oblasti poblíže města Pau (140 tisíc obyvatel). Ukládání CO2 bylo zahájeno počátkem
roku 2010 po oficiální autorizaci. Informace je zaměřena na ukládání CO2, na povolovací proces při
dodržování principů směrnice EU a další problémy, který vznikly v průběhu procesu.
strana 182
duben 2011
4
ODPOVĚDNOST
4.1
ENERGIE, POTRAVINY, PŘÍRODNÍ ZDROJE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ:
PROPOJENÁ BILANCE
4.1.1 Bioetanol – Stav produkce bioetanolu ze dřeva a dalších lignocelulózových
surovin
(Chris Scott-Kerr, AMEC, Kanada)
Biomasa z lignocelulózy se podkládá za atraktivní surovinu jako budoucí obnovitelné palivo, které
snižuje závislost na dovozu ropy. Vyskytují se však technické a ekonomické překážky, které brání
rozvoji komerčních procesů jejího použití pro výroby kapalných paliv, jako je např. etanol. Probíhají
však významné investice do výzkumu a pilotních projektů komerčně přijatelných procesů na bázi
biochemické a termomechanické konverze. Práce informuje o současném stavu problematiky
a hlavních výrobních zařízeních.
4.1.2 Optimalizace zásobovacího řetězce malých farmářů: Studie situace v Brazílii
(Raphael Leao, Silvio Hamacher, Brazílie)
Strategie brazilského programu bionafty je zaměřena na výrobu paliv z olejnatých semen pro
malé rodinné farmy v nejchudších oblastech země a na eliminaci jejich sociálního vyloučení. Úspěch
programu závisí na vývoji robustního zásobovacího řetězce, odpovídající distribuce úrody a investic
do nových drtičů semen. Článek popisuje matematický model optimalizace produkce s respektováním
zemědělských, logistických, průmyslových a sociálních aspektů.
4.1.4 Bilancování vztahu energie–voda
(Jan Dell, CH2M HILL, USA)
Optimalizace komplexu vztahů mezi energií a vodou vyžaduje kvantifikovat užití energie, uhlíkaté
emise a spotřebu vody. Výroba energie je spojena se spotřebou vody a často tvoří omezující činitel.
Mnoho pozornosti bylo uděleno snížení emisí uhlíku, spojených s managementem vody. Veřejné
zdroje informují o uhlíkatých emisích 107 velkých výrobců a 50 společností v oblasti ropy a plynu, ale
jen málo z nich si všímá spotřeby vody. Správné bilancování zmíněných vztahů musí předpokládat
optimální zacházení s vodou.
4.1.5 Vodní energie a udržitelný rozvoj: Cesta
(Kristin Schumann, Lau Saili, Richard Taylor, Refaat Abdel-Malek International Hydropower
Association, Velká Británie)
Z vodní energie pochází 16 % naší elektřiny. Je to jeden z největších obnovitelných zdrojů světa.
Pokroky v rozvoji hydroenergetiky byly často výrazné, ale málo pozornosti bylo věnováno principům
udržitelnosti. K slibným pokusům o vyplnění prázdného místa můžeme přičíst tzv. Protokol
udržitelnosti vodní energie (Hydropower Sustainability Assessment Protocol), iniciovaný samotnou
duben 2011
strana 183
hydroenergetikou. Další postup je motivován cílem vytvořit všeobecně přijatelný nástroj pro jednotlivé
sektory i účastníky.
4.1.7 Litevský teplárenský sektor: Dnes založen na importovaných fosilních
palivech, zítra na místních biopalivech a odpadech
(Andrius Janukonis, Lithuanian District Heating Association, Litva)
Sektor dálkového vytápění je pro Litvu jeden z nejdůležitějších a je v blízkém vztahu k ostatním
sektorům, jako je elektřina, zemní plyn, ropné produkty, OZ. Priorita energetické politiky Litvy spočívá
na využití zkušenosti sousedících zemí a směrnic EU v oblasti ochrany prostředí, bezpečnosti
a spolehlivosti zásobování a zpřístupnění služeb dálkového vytápění všem spotřebitelům. Jeví se
potřebné využívat dosud málo využívaný významný zdroj – biopaliva.
4.1.8 Konverze odpadních plastů na uhlovodíková paliva
(Moinuddin Sarker, Mohammad Mamunor Rashid, Mohammad Molla, Natural State Research,
Inc, USA)
Rostoucí spotřeba a vysoké ceny energetických surovin jsou hnací sílou konverze organických
hmot na užitečná uhlovodíková paliva. Ačkoliv hlavní pozornost se opírá na biopaliva, významný
přínos lze očekávat od výroby paliv z odpadních plastů. Společnost Natural State Research Inc. –
SRN vypracovala jednoduchý a ekonomicky životaschopný proces dekompozice uhlovodíkových
polymerů odpadových plastů na kratší řetězec tekutých paliv. Diskutuje se princip a metoda
výrobního procesu. Výsledky poukazují na velký potenciál komercializace.
4.1.9 Jatropha: Vynikající surovina pro bionaftu
(Ohene Akoto, Jatropha Africa, Ghana)
Článek je pokusem o vyčíslení výhod jatrophy jako suroviny pro bionaftu, rozšiřující tradiční
suroviny. Osvětluje složky formulace agronomického a komerčního modelu levného a udržitelného
pěstování plodiny v zájmu rozvoje venkovských oblastí.
Jatropha curcas – keř, který zejména v Africe představuje laciný zdroj energie. Polovysychavý olej
z Jatrophy curcas a bionafta z něj vyráběná může díky svým vynikajícím vlastnostem plnohodnotně
nahradit bionaftu z ostatních zdrojů. Také v porovnání s klasickou motorovou naftou má srovnatelnou
energetickou hodnotu i cetanové číslo. Na rozdíl od motorové nafty je ale bionafta velmi dobře
biologicky odbouratelná (během 21 dnů z 90 %), má téměř nulový obsah síry a těžkých kovů a
celkově nízký obsah emisí. Rostlinné oleje se dají do některých motorů používat přímo, častěji se
však provádí jejich methylesterifikace pomocí metanolu. Tak vzniká bionafta, která se ještě většinou
mísí s motorovou naftou. Vzniklá směs se označuje směsná nafta a obsahuje nejčastěji kolem 31 %
bionafty.
strana 184
duben 2011
4.2
ROZVOJ NOVÝCH ENERGETICKÝCH STRATEGIÍ PROSTŘEDNICTVÍM
MEZINÁRODNÍ SPOLUPRÁCE
4.2.2 Domácí užití zámořské obnovitelné energie – Potenciál k získání paliva
(Tomofumi Watanabe, Kenji Murata, Shoji Kamiya, Ken-ichiro Ota, Ko Sakata, Kenzo Fukuda,
Yuki Ishimoto, Japonsko)
Pro Japonsko budoucnosti je velmi důležité vytvořit sociální systém, který může souvisle
importovat nebo produkovat zdroje bez emisí skleníkových plynů. Práce popisuje koncepci
všeobecného vodíkového hospodářství, které využívá větrnou energii jako zdroj vodíku. Zkoumá jeho
ekonomickou efektivnost a porovnává ji s ekonomikou výroby z tradičních tepelných elektráren, jakož
i ověřuje proveditelnost vodíkového energetického systému. Výsledek poukazuje na efektivnost
odstavování stávajících tepelných elektráren na tekuté palivo a jejich náhradu vodíkovými.
4.2.6 Hledání standardu pro globální rezervy – Rámcová klasifikace rezerv a zdrojů
fosilních paliv a surovin UNFC 2009
(Michael Lynch-Bell, United Nations Expert Group On Resource Classifica, Velká Británie)
Standard UNFC-2009 je určen pro klasifikaci zásob fosilních zdrojů energie a minerálů
umístěných na nebo pod povrchem Země a pro potřeby vlád, průmyslu a financí. Jde o generický
systém, využívající numerické kódování tří kritérií: (E) ekonomická a sociální životaschopnost, (C)
stav a těžitelnost naleziště a (G) geologické znalosti. Cílem referátu je hodnocení, zda standard
vyhovuje potřebám všech vnitřních a vnějších uživatelů.
4.2.8 Zvyšování "klimatických" financí pro udržitelnou infrastrukturu v rozvíjejících
se městech
(Jun Li, IDDRI, Francie)
Článek zkoumá úlohu financování v oblasti „uhlíku“ a vyhledává rámec energetické politiky pro
přesměrování investic do urbanistické infrastruktury přechodu k nízkouhlíkové ekonomice
rozvíjejících se měst. Podrobně studuje různé mechanismy zaměřené na ochranu klimatu a jejich
použitelnost v rychlé urbanizaci. Doporučuje integrovaný přístup k efektivnosti budov a k dopravě.
4.2.9 Energetické zdroje a technologie dnes a zítra s důrazem na biomasu ve formě
dřevních pelet
(James Cleveland, AMEC, USA)
Vyšší výroba briket a pelet z dřevité biomasy je příležitostí ke snížení závislost na dovozu ropy,
snížení emisí skleníkových plynů a opatření kontinuálně se obnovujících zdrojů energie. Palivo
z dřevité biomasy se jeví jako řešení náhrady fosilních paliv v blízké perspektivě. Jejich možnosti
dopravy, existující dopravní síť a značné množství použitelných dřevin činí tento zdroj
životaschopným.
duben 2011
strana 185
4.4
INVESTOVÁNÍ V PŘECHODNÉ FÁZI: RIZIKA A ZISKY
4.4.2 Sladění rozvoje výroby elektřiny z fosilních paliv a klimatických problémů:
CCS a CCS-ready
(Philippe Paelinck, Alstom, Francie)
Stať analyzuje příspěvek CCS ke snížení emisí CO2 z elektráren na fosilní palivo a jejich
současný stav. Hodnotí se potenciál CCS v průmyslových i rozvojových zemích a ekonomicky
hodnotí různé investiční možnosti i důležitost retrofitu CCS. Analyzují se výzvy rozvoje výroby
z fosilních zdrojů, výzvy vztažené k CCS, disponibilní technická řešení i příprava jednotek pro
budoucí CCS.
4.5
NÁSTROJE ŘÍZENÍ K ZAJIŠTENÍ PŘIJATELNOSTI PROJEKTŮ
4.5.2 Analýza hodnotového řetězce rozvoje CCS
(Erik A. Hektor, Steinar Lyngroth, Marte Aaberg Midtsund, Hans A. Bratfos, DNV, Norsko)
CCS se pokládá za nezbytný můstek k budoucnosti, založené výlučně na OZ. Barierou
komerčního uplatnění CCS jsou ovšem náklady. Jejich současné odhady jsou vysoké s ohledem na
značnou neurčitost nových technologií a brání vzniku životaschopného uplatnění. Navrhovaná
metoda ocenění hodnotového řetězce (Value Chain Assessment – VCA) je významným nástrojem
pochopení vlivu neurčitostí na možné účastníky připravovaných projektů.
4.5.3 Udržitelné energetické projekty – Od konceptu k akci
(Mustapha Ouyed, Catherine Hallmich, Dicksen Tanzil, Cyril Michaud, Golder Associés Ltée,
Kanada)
Širší chápání interakcí mezi ekologickým, sociálním a ekonomickým chováním je základní výzvou
pro developery energetických projektů. Cílem práce je demonstrovat, že rámec udržitelnosti je
důležitý pro úroveň energetických projektů a dovoluje podnikatelům přizpůsobit se požadavkům
účastníkům. Podpora rozhodování inženýrských projektů je cílem nástroje GoldSET, vyvinutého
společností Golder a popisuje se jako příklad použití takového nástroje k rozšíření tradičního
analytického rámce k odhadu tzv. „trojí základní linie“.
4.5.4 Scénáře rozvoje elektroenergetiky v kontinentální Evropě
(Christoph Gutschi, Heinz Stigler, Rakousko)
ATLANTIS je víceúčelový model scénářů vývoje elektrizačních soustav kontinentální Evropy.
Model zahrnuje část fyzikální, simulaci výroby elektřiny a toků výkonů a část ekonomickou pro
průzkum trhů s elektřinou, jakož i rozvoj podnikání výrobních a zásobovacích podniků.
4.5.5 Plánovaná údržba soustředěná na významné úspory energie
(Dale Smith, Predictive Service, USA)
strana 186
duben 2011
Technologie prediktivní (plánované) údržby (PdM) patří k základním energetickým výpočtům
a mohou vést k významným úsporám v procesech a aktivitách údržby. Pozornost referátu je
soustředěna na: systematické vybudování pilotního projektu aplikace PdM a systému sledování –
specifikaci typického výpočtu energetických úspor – využití výpočtu návratnosti investic k identifikaci
nejlepších možností, strategií a tipů na strategii údržby.
4.6
REGULACE ENERGETICKÉHO SEKTORU: KONTINUÁLNÍ PROCES
UČENÍ
4.6.3 Co je bezpečnost dodávek na otevřeném trhu a jak ji dosáhnout?
(Goran Granic, Matisla Majstrovic, Goran Majstrovic, Mladen Zeljko, Damir Pesut, Robert
Bosnjak, Marko Karan, Branka Jelavic, Energy Institute Hrvoje Pozar, Chorvatsko)
V podmínkách otevřených trhů je bezpečnost zásobování omezena. Je-li do systému zapojeno
mnoho hráčů s omezenými cíli a úlohami, celková péče o bezpečnost je vágní. S ohledem na
nedostatek příslušného zájmu a odpovědnosti se ukazuje, že otevřený tržní model přináší inherentní
bezpečnostní riziko. Doporučuje se zapojit stát jako finální instanci, odpovědnou za bezpečnost
zásobování a jasně definovat odpovědnosti všech entit zapojených do odpovědnostního řetězce.
4.6.5 Návrh efektivnějšího systému snižování emisí CO2
(Nils Andersson, Švédsko)
Evropský průmysl, který výrazně závisí na elektřině, se vzhledem k evropskému systému
obchodování s emisemi (European Emission Trading System – ETS) setkává s podstatně vyššími
poplatky za elektřinu než jeho konkurenti mimo Evropu. Zavedení ETS pouze v Evropě vytváří řadu
problémů a narušuje konkurenceschopnost evropských podniků. Způsobuje rozsáhlý transfer
peněžních prostředků od spotřebitelů k výrobcům, spotřebitelé platí podstatně více, než obnášejí
reálné náklady na snížení emisí CO2. Navrhuje se nový model spočívající na certifikátech jako CDM,
který by mohl být garancí efektivnosti nákladů na snižování emisí.
duben 2011
strana 187

hledejme řešení k problémům světové energetiky

Transkript

Podobné dokumenty

příloha 4 širší výběr referátů kongresu 1 dostupnost uspokojení

Hodnocení státních energetických a klimatických politik – 2010

Ansorge, L. a kol. Scénáře potřeb vody pro období 2030–50. Sektory

WEC 2010 – Světová energetika v referátech kongresu

Energy Outlook in Asia and New Coal Policy in Japan

příloha 3 seznam prezentací z jednotlivých dnů kongresu 1

Koncept Peugeot PROLOGUE Hybrid 4

PŘÍLOHA 1 SEZNAM ZKRATEK