Článek
Proč uhelné teplárny nemohou nahradit zrušené uhelné elektrárny v Počeradech a Chvaleticích
Zrušení velkých uhelných elektráren, jako jsou Počerady a Chvaletice, vyvolává otázku, zda jejich výrobu elektřiny nemohou nahradit uhelné teplárny. Na první pohled se může zdát, že jde o jednoduchou náhradu – uhlí zůstává stejné a zdroje již existují. Při bližším pohledu na legislativu, technické parametry a emise je však zřejmé, že taková náhrada by vedla k vyšším emisím škodlivin i oxidu uhličitého a k vyšším nákladům.
Rozhodující je instalovaný výkon a emisní limity Evropská směrnice o průmyslových emisích (IED, směrnice 2010/75/EU) stanovuje emisní limity pro spalovací zdroje podle jejich celkového instalovaného tepelného příkonu (MWth), nikoli podle toho, zda jde o elektrárnu nebo teplárnu. Čím menší je zdroj, tím vyšší emisní koncentrace mu legislativa umožňuje.
U uhelných zdrojů nad zhruba 300 MWth, kam patří velké kondenzní elektrárny typu Počerad nebo Chvaletic, se emisní limity pohybují přibližně na úrovni okolo 150–200 mg SO₂ na metr krychlový spalin, zhruba 150–200 mg NOx na metr krychlový a přibližně 20 mg prachových částic. Tyto limity v praxi vyžadují instalaci vyspělých technologií, jako je mokré odsiřování spalin (FGD), selektivní katalytická redukce NOx (SCR) a vysoce účinné filtry.
Naopak menší uhelné teplárny, typicky v rozmezí 50 až 200 MWth, spadají do výkonových tříd s výrazně vyššími povolenými emisními limity podle směrnice IED. U pevných paliv může být u tepláren s výkonem 50–100 MWth povolený limit oxidu siřičitého zhruba kolem 400 mg SO₂ na metr krychlový spalin a limit oxidů dusíku přibližně kolem 300 mg NOx na metr krychlový. U tepláren v rozmezí 100–300 MWth se limity snižují, typicky přibližně na úroveň kolem 250 mg SO₂ a zhruba 200 mg NOx na metr krychlový spalin. Prachové částice mohou být u těchto výkonových tříd povoleny přibližně v rozmezí 25 až 30 mg na metr krychlový.
Tyto hodnoty jsou výrazně vyšší než limity platné pro velké uhelné elektrárny nad 300 MWth. Zároveň u menších tepláren často chybí ekonomická motivace nebo povinnost instalovat stejně účinné systémy čištění spalin, jako je plnohodnotné odsiřování nebo katalytická denitrifikace, které jsou u velkých elektráren standardem.
Praktický důsledek je zásadní: nahrazení jednoho velkého uhelného bloku několika menšími teplárnami přesouvá výrobu elektřiny do režimu s vyššími povolenými emisemi škodlivin. I při stejné výrobě elektřiny tak může dojít ke zhoršení kvality ovzduší.
Nižší účinnost výroby elektřiny v teplárnách Teplárny jsou konstruovány především pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla. Pokud je teplo skutečně využito, dosahuje kogenerace velmi vysoké celkové účinnosti. Tento přínos se však zcela ztrácí ve chvíli, kdy teplárna vyrábí pouze elektřinu, například jako náhrada za odstavené elektrárny nebo jako rezervní výkon.
Kondenzní uhelné elektrárny jsou optimalizovány výhradně na výrobu elektřiny a jejich elektrická účinnost se běžně pohybuje kolem 38 až 42 procent. Uhelné teplárny provozované bez odběru tepla mohou mít elektrickou účinnost výrazně nižší, často pouze kolem 20 až 25 procent. To znamená, že na výrobu jedné megawatthodiny elektřiny spotřebují podstatně více uhlí.
Vyšší emise CO₂ na jednu megawatthodinu Nižší elektrická účinnost se přímo promítá do emisí oxidu uhličitého. Typická uhelná elektrárna vyprodukuje přibližně 0,9 až 1,0 tuny CO₂ na jednu megawatthodinu elektřiny. Pokud však uhelná teplárna vyrábí elektřinu bez využití tepla, může se tato hodnota zvýšit přibližně na 1,4 až 1,7 tuny CO₂ na megawatthodinu.
To znamená nejen výrazně vyšší klimatickou zátěž, ale také vyšší náklady na emisní povolenky v systému EU ETS. Provoz elektřiny z tepláren se tak stává ekonomicky méně výhodným než výroba ve velkých, technologicky optimalizovaných elektrárnách.
Proč teplárny nemohou nahradit Počerady a Chvaletice Velké uhelné elektrárny představují koncentrovaný, stabilní a technicky optimalizovaný zdroj elektřiny s relativně přísnou regulací emisí. Uhelné teplárny mají zcela jinou roli – jsou navrženy především pro zásobování teplem a jejich přínos pro elektřinu dává smysl pouze tehdy, pokud je teplo skutečně využito.
Pokus nahradit výkon Počerad a Chvaletic uhelnými teplárnami by vedl k provozu těchto zdrojů v neoptimálním režimu. Výsledkem by byly vyšší emise SO₂, NOx a prachu kvůli vyšším povoleným emisním limitům menších zdrojů, vyšší emise CO₂ na megawatthodinu elektřiny kvůli nižší účinnosti a vyšší náklady na emisní povolenky.
Závěr Uhelné teplárny nejsou technicky ani environmentálně vhodnou náhradou za zrušené velké uhelné elektrárny v Počeradech a Chvaleticích. Taková náhrada by vedla ke zhoršení kvality ovzduší, ke zvýšení emisí oxidu uhličitého na jednotku vyrobené elektřiny a ke zvýšení nákladů na provoz. Pokud má být odstavování velkých uhelných elektráren skutečně přínosem pro životní prostředí i ekonomiku, nelze jejich roli přenášet na menší uhelné teplárny, ale je nutné hledat jiná, nízkoemisní a systémově vhodnější řešení.
Anketa
Základní legislativa EU – emisní limity
Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2010/75/EU (IED – Industrial Emissions Directive)
– klíčový právní předpis stanovující emisní limity pro spalovací zdroje podle instalovaného tepelného příkonu (MWth)
Oficiální znění (EUR-Lex):
https://eur-lex.europa.eu/legal-content/CS/TXT/?uri=CELEX:32010L0075
Příloha V – Emisní limity pro velká spalovací zařízení (LCP)
– konkrétní limity SO₂, NOx a prachu pro pevná paliva podle výkonových tříd
BAT / technické požadavky na čištění spalin
BAT conclusions pro velká spalovací zařízení (LCP BREF)
– dokument Evropské komise popisující nejlepší dostupné techniky (FGD, SCR, filtrace)
Shrnutí EK:
https://environment.ec.europa.eu/topics/industrial-emissions-and-safety/industrial-emissions-directive_en
Plný BAT dokument (PDF):
https://eippcb.jrc.ec.europa.eu/sites/default/files/2020-01/JRC107769_LCP_Bref_2017.pdf
Český kontext – energetika, emise, účinnost
Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR – Hodnocení zdrojové přiměřenosti ES ČR
– údaje o uhelných zdrojích, účinnosti, emisní náročnosti a roli velkých elektráren
Konkrétní studie (PDF):
https://www.mpo.cz/assets/cz/energetika/elektroenergetika/2022/2/Hodnoceni-zdrojove-primerenosti-elektrizacni-soustavy-CR-2021.pdf
Účinnost kogenerace a výroby elektřiny
Energetický slovník – kogenerace (TEDOM)
– vysvětlení rozdílu mezi elektrickou a celkovou účinností
EkoWATT – Kombinovaná výroba elektřiny a tepla
– praktický popis provozu tepláren a poklesu elektrické účinnosti bez odběru tepla
Emise CO₂ z uhlí
IPCC – Emission Factors for Coal
– standardní emisní faktory CO₂ pro uhlí používané v energetice
IEA – CO₂ emissions from fuel combustion
– mezinárodní srovnání emisní intenzity výroby elektřiny
Emisní povolenky (EU ETS)
Evropská komise – EU Emissions Trading System (EU ETS)
– princip fungování systému, vazba na emise CO₂
