Jak dekarbonizovat největší uhelnou elektrárnu v zemi?

Největší spalovna v Česku ZEVO Malešice má elektrický instalovaný výkon 18 MW a ročně spálí 300 tisíc tun komunálního odpadu. Největší spalovny na světě, které se momentálně budují v Číně či Dubaji, mohou výkonově mírně přesahovat hranici 100 MW a k ročnímu provozu potřebují až jednotky milionů tun odpadků. Už z těchto čísel je zřejmé, že ZEVO Počerady rovná se naprosté sci-fi. Česko totiž generuje pouze dva a půl milionů tun směsného komunálního odpadu za rok a k nasycení uvažovaného počeradského odpadového mamuta by bylo potřeba osmkrát tolik! I kdybychom však pomocí masivního dovozu z okolních zemí takový objem odpadu poskládali, úvahy o tak obřím ZEVO selhávají i na úrovni prosté teorie. Komunální odpad totiž reprezentuje značně různorodou směs paliva (z hlediska výhřevnosti, obsahu vody i dalších látek), a proto se z pravidla spaluje ve zdrojích s nižším instalovaným výkonem, který sotva může konkurovat uhelným či plynovým velikánům (respektive zařízení spíše fungují jako teplárny než jako velké zdroje elektřiny).

Nejkřiklavější případ přechodu z uhlí na biomasu reprezentuje největší britská elektrárna Drax s instalovaným výkonem téměř 4 000 MW. Po dokončení tohoto přechodu má spalovat zhruba 7,5 milionu tun biomasy ročně. Ponechme nyní stranou otázku, nakolik lze považovat za udržitelné spalování suroviny, která se z větší části dováží z druhého konce planety a jejíž uhlíková bilance z fyzikálních důvodů nikdy nemůže být příznivá (protože strom dříve shoří než vyroste). Na výrobu jednoho milionu tun pelet je potřeba 2 000 – 3 400 km2 lesů, Drax jich tedy má ročně „zakrojit“ až přes 25 000 km2. Z toho vyplývá, že Počerady předělané na biomasu by si každý rok ukously přes 6 000 km2, tedy skoro desetinu území ČR. Asi nemá cenu k tomu cokoliv dodávat, že?

Už jen propočty na „pouhou“ paroplynku jsou poněkud zdrcující: investiční náklady zhruba 30 miliard korun, roční náklady na dovážené palivo přes 6 miliard korun a roční spotřeba stovek milionů kubíků plynu v době, kdy počítáme v zásobnících každý kubík. Tato čísla jsou ale ničím proti scénáři, který odpovídá dobovým požadavkům snížit uhlíkovou stopu a závislost na dovozu ze zahraničí. Investiční náklady na výstavbu vodíkové elektrárny plně zásobené zeleným vodíkem z přilehlého solárního parku přesahují polovinu ročního státního rozpočtu České republiky. Započteme-li i asi 70 % ztráty způsobené konverzí elektřiny z vodíku a zase zpět, zjistíme, že taková elektrárna by vstupovala na trh při ceně nad 1000 €/MWh (dnes se ceny silové elektřiny pohybují mezi 100-200 €/MWh a připadá nám to neúnosné).

Pokud jde o malé modulární reaktory (SMR), je třeba zdůraznit, že navzdory zvýšenému zájmu o tuto technologii dosud nefunguje na celém světě jediné zařízení v komerčním provozu. Náklady na výstavbu jediného takového zdroje je tudíž velmi obtížné odhadovat (nehledě na to, že k úplné náhradě Počerad by bylo nutné vybudovat tak tři čtyři malé modulární reaktory). Mnohem představitelnější je (alespoň z ekonomického pohledu) náhrada velkým jaderným zdrojem. Pro představu: Nové Dukovany mají už teď cenovku 160 miliard korun, a to se bavíme o „overnight“ ceně nezohledňující inflaci po dobu výstavby. Navíc by v případě velkého jádra rozhodně nešlo o flexibilní, tedy dobře regulovatelný zdroj, který by jako původní Počerady umožňoval vyrovnávat výkyvy v síti.

Následující scénáře už rezignují na náhradu paliva a sledují jiná dekarbonizační řešení. První z nich nabízí pouze částečné snížení emisí oxidu uhličitého o jednotky procent. Spočívá v technickém navýšení účinnosti, tedy zjednodušeně řečeno v instalaci nové výkonnější turbíny. Kámen úrazu tkví v onom „zjednodušeně řečeno“. Představa, že si provozovatel zajede do Plzně, řekne „jednu novou turbínu“ (ideálně ještě s dovětkem „odvezu si sám“) a do konce týdne ji nainstaluje, totiž neodpovídá realitě (to už by v elektrárně dávno byla). Takový krok by vyžadoval kompletní přestavbu celého výrobního bloku včetně kotle, a investičně se tedy už pomalu blíží výstavbě nové elektrárny.

S technologií CCS (Carbon Capture and Storage) je to v energetice podobné jako s paní Columbovou nebo s již zmíněnými malými modulárními reaktory: mluví se o ní, ale nikdo ji dosud v žádném komerčním energetickém provozu neviděl (maximálně v experimentálních instalacích). Je to mimořádně nákladné a také energeticky náročné řešení, takže za současné konstelace příliš nedává smysl. Ironií osudu je, že slibně se vyvíjející pilotní projekt v německé elektrárně Schwarze Pumpe před 13 lety zastavili ekologičtí aktivisté. Následně pozastavila Evropská unie vtláčení oxidu uhličitého do podzemí a to investora znechutilo natolik, že postupně vycouval jak ze snahy o inovace, tak z celého uhelného byznysu. To však nic nemění na tom, že technologie CCS jako taková funguje a úspěšně se rozšiřuje - ovšem ne v klasické energetice, ale pouze v průmyslu a tradičně především v oblasti intenzifikace těžby ropy a zemního plynu.

Tento bod porušuje vstupní podmínku (zachování flexibilního zdroje o výkonu 1000 MW), ale budiž – z hlediska dekarbonizace je to nepochybně taky řešení. Elektrárna Počerady vyrobila v loňském roce 7 % veškeré české elektřiny. Na to lze říct – v pořádku, tak snížíme spotřebu o 7 %, respektive přestaneme vyvážet do zahraničí. Jak již ovšem pozorní čtenáři našeho blogu dobře vědí, roční bilance nám toho o potřebnosti daného zdroje v energetické soustavě příliš neřekne – mnohem důležitější je disponibilita výkonu. Až bude v zimě 15 ° pod nulou a všude půl metru sněhu, můžeme mít ve výrobě z větru, slunce i vody bez ohledu na instalovaný výkon krásnou nulu. A najednou se bude počítat všechno, co má turbínu, která se točí bez ohledu na počasí.

Tento článek vznikl v rámci projektu Energie ve dne v noci.