Článek
V minulých dvou článcích jsem se věnoval vlastním zkušenostem s elektromobilitou. Celý přechod na „nový“ typ pohonu je ale potřeba ještě zařadit do širších souvislostí a jedna z nich je závislost ČR, resp. Evropy na dovozu ropy. Evropa jako kontinent velké zásoby ropy nemá a tuto surovinu tak musí z naprosté většiny dovážet. Země EU dovážejí 99 % své spotřeby ropy, respektive ropných paliv. Bohužel je tomu tak často z regionů, kam bychom peníze z pochopitelných důvodů posílat nechtěli. Ale přesto je tam vydatně posíláme, a to ve značném množství. Toto téma je aktuální zejména ve vztahu k třetímu výročí napadení Ukrajiny.
Vývoz fosilních paliv z Ruska
Pokud jde o Rusko, tak to za poslední 3 roky inkasovalo za fosilní paliva okolo 800 mld. € (20 bilionů Kč.), z toho většinu tvoří ropa. Pokud jde o Evropu, tak té se sice podařilo dovoz částečně omezit, ale i tak zaplatila za dovoz fosilních paliv okolo 200 mld €, z toho polovinu tvoří ropa.
V případě ropy ČR dováží ročně okolo 7 mil. tun ropy, což odpovídá asi 70TWh energie. Pro srovnání celková spotřeba elektřiny v roce 2024 činila zhruba 60TWh. Spotřeba ropných paliv v dopravě tak přesahuje konečnou spotřeby elektřiny, jako ekvivalent výroby devíti plánovaných bloků jaderné elektrárny Dukovany (cca 8 TWh/rok).
Při ceně okolo 80$/barel tak dovezeme ročně ropy za cca. 100 mld. Kč, z toho tvoří dovoz z Ruska asi polovinu. Za 3 roky války jsme tak Rusku poslali za ropu okolo 150 mld. Kč, což násobně přesahuje pomoc napadené Ukrajině.
Pokud jde o ČR, tak rozhodnutím současné vlády se podařilo navýšit kapacitu ropovodu TAL přes Alpy a dovoz ruské ropy se tak po letech podaří eliminovat, nicméně je nutné zdůraznit, že ropa je globální komodita. Pokles dovozu do Evropy se samozřejmě projeví růstem vývozu do ostatních zemí, byť zřejmě za ceny výrazně nižší. Opatření k omezení dovozu ze strany Evropy tak jednoznačně smysl dává, ale zároveň je potřeba z geopolitických důvodů zároveň řešit závislost na dovozu jako takovou.
Vývoz fosilních paliv z Ruska podle zemí
K těmto nákladům je potřeba ještě připočítat dovoz z tisíce km vzdálených nalezišť a poměrně náročnou rafinaci paliva. Podle různých studií je nutné k energii obsažené v surové ropě ještě připočítat 20-25% na logistiku a rafinaci ropy ať už ve formě elektřiny a plynu v rafinerii, tak pro pohon čerpadel na ropovodu.
K energii ve fosilních palivechje potřeba připočítat biopaliva s podílem 5%. Řepka a další rostliny pro energetické účely v dopravě v ČR se pěstuje na zhruba 100 000 ha půdy. Biopaliva z této plochy tak dokáží vytvořit palivo pro pouhých 5% vozidel. Na 1ha plochy je možné umístit FVE o přibližném výkonu 1,2 MWp. FVE rozmístěné na ploše výsevu energetické rostlin by za rok vyrobily okolo 120 TWh elektřiny, což by dokázalo pokrýt celou spotřebu ČR včetně pohonu všech vozidel a ještě by něco zbylo. Tímto bych rozhodně nenavrhoval osázet úrodnou půdu panely, pouze to ukazuje, jak je pěstování energetické řepky zoufale neefektivní způsob přeměny energie slunečního záření na energii pohonu.
Jak již bylo řečeno v minulém článku, spotřeba energie pro vozidla je v případě náhrady spalovacích motorů elektrickým pohonem u osobních automobilů zhruba třetinová. Celková spotřeba elektrické energie k náhradě ropných paliv pro všechna vozidla by tak činila zhruba 30 TWh s potenciálem snížení při převedení části individuální dopravy na veřejnou, zejména kolejovou.
Ze statistik použití auta s FVE vyplývá, že okolo 50 % nájezdu lze pokrýt z výroby FVE (vlastní, komunitní, firemní, carporty nad veřejnými parkovišti). Vlastní fotovoltaické zdroje na území ČR tak čistě teoreticky mohou pokrýt zhruba polovinu, tj. 15 TWh. I kdybychom měli zbylou polovinu elektřiny importovat za aktuální cenu 90€/MWh, tak bychom za ni zaplatili zhruba 35mld. Kč, což je méně než třetina toho, co ročně vydáváme za ropná paliva.
Byť je dneska fotovoltaika nejlevnější zdroj energie vůbec, jedná se přece jenom o volatilní zdroj energie, který je potřeba doplnit o vhodnou akumulaci a zálohu.
Vedle špičkových a přečerpávacích vodních elektráren a bateriových uložišť je zajímavou možností využití elektromobilů samotných pro stabilizaci sítě – tzv. řízení flexibility. Ať už jde o nabíjení z vlastních zdrojů doma, ve firmách, nebo flexibilními tarify v ulicích, vozidla poskytují sítí poměrně velkou kapacitu k ukládaní energie. Už stávajících necelých 40 000 vozidel v ČR poskytuje teoretickou energii 2GWh, což odpovídá asi polovině PVE Dlouhé Stráně (3,6GWh), přičemž 6 mil. Osobních vozidel představuje teoretickou kapacitu 100 PVE Dlouhé Stráně (360GWh). Při zimní průměrné spotřebě okolo 10GW by tak kapacita baterií ve vozidlech teoreticky pokryla celou spotřebu ČR po dobu 36ti hodin. Pokud by se reálně použila zhruba například třetina této kapacity pro řízení flexibility sítě, pořád jde o obrovské číslo, které by šlo v ČR postavit jinak velice obtížně. Samozřejmě se nepočítá s napájením celé energetiky z baterií aut, na další časté nabíjení a vybíjení není životnost automobilových akumulátorových baterií dimenzována, nicméně řízené nabíjení v dobách výkonových špiček je možné dobře využít pro optimalizaci zatížení distribuční sítě.
Se zajímavou statistikou přichází technická univerzita v Cáchách, která odhaduje celkovou kapacitu baterií ve vozidlech v Německu na cca. 125 GWh. Jinými slovy v Německu od roku 2018 do současnosti „postavili“ pomocí baterií ve vozidlech 35 PVE s kapacitou Dlouhých Strání. Zajímavé je i tempo navyšování kapacity, které činí zhruba 3GWh měsíčně. Fakticky se tak pomocí aut daří stavět skoro jedny Dlouhé Stráně měsíčně.
Kapacita baterií ve vozidlech
Zejména v zimním období ale akumulace samotná nestačí a je potřeba řešit i zdroj energie na chladnou část roku. K tomu se v mnoha zemích používají větrné elektrárny, které vyrábějí zejména v zimě a fotovoltaické zdroje vhodně doplňují. Byť jsou i u nás vhodné lokality pro rozvoj větrné energetiky jsou, podívejme se nejdříve na možnost doplnění FVE pomocí paroplynového zdroje na zemní plyn. Jedná se sice pořád o fosilní zdroj, nicméně je potřeba se podívat na tento zdroj i z pohledu účinnosti až 55-60 %. Je to dáno tím, že paroplynová elektrárna využívá dva pracovní cykly. V prvém cyklu dodává elektrickou energii generátor poháněný plynovou spalovací turbínou a v druhém cyklu dodává elektrickou energii generátor poháněný parní turbínou, která využívá páru vyrobenou s využitím horkých výfukových plynů z plynové spalovací turbíny. Zemní plyn (metan, CH4) má ve své struktuře ve srovnání s uhlím příznivější poměr vodíku a uhlíku, což se spolu s vyšší účinností dvojitého cyklu projevuje ve zhruba 3krát nižší měrné emisivitě elektrické energie (zhruba 0,33 kg CO2/kWh versus 1 kg CO2/kWh). Výhodou paroplynových elektráren je i jejich rychlá startovatelnost, potřebná k operativnímu doplnění volatilních zdrojů. Zároveň je možné dobře využít ztrátové teplo např. při u nás velice rozšířeném centrálním zásobování teplem. Tyto zdroje pracují nejefektivněji v zimě, kdy je spotřeba tepla nejvyšší a opět se tak vhodně doplňují s FVE zdroji. Jejich výhodou je možnost snadné regulace výkonu podle potřeb distribuční sítě. Jedná se tak o tzv. špičkové zdroje, které vyrábějí jenom v době nedostatku jiných zdrojů. Tyto zdroje energetika potřebuje vždy a jejich výhodou do budoucna je i možnost provozu na vodík, biometan, nebo plyn vyrobený z odpadu.
Z pohledu dovozu to vypadá následovně. Pokud bychom čistě teoreticky veškerou elektřinu pro provoz vozidel dovezli, celkové náklady by byly na necelých 60% současného dovozu kapalných paliv. I kdybychom měli veškerý provoz vozidel pokrýt z PPE zdrojů a plyn importovat, dosahují náklady na import přibližně 50% oproti provozu na kapalná paliva. V případě pokrytí poloviny provozu z místních FVE a na druhou polovinu roku dovézt plyn pro PPE dosahuje nutnost dovozu paliv pouze čtvrtiny toho, co dáváme za dovoz a výrobu kapalných paliv. A to nemluvím a využití ztrátového tepla pro vytápění, jako je tomu u nového PPE zdroje v Mělníku s dodávkou tepla pro hlavní město. Konverze uhelných elektráren na paroplynové je relativně snadná a hospodárná, řada komponent původní uhelné elektrárny včetně jejího připojení k přenosové soustavě je využitelná.
Bilance energie pro pohon všech vozidel v ČR je vidět na následující grafice. Pro názornost je celý proces značně zjednodušený. U pohonu spalovacím motorem vstupuje do procesu dovezená ropa a energie nutná k její rafinaci. Těžba, přeprava a další logistika paliv je zde zanedbána. Z obrázku je na první pohled patrné, že největší položku draze dovezeného a rafinovaného paliva tvoří ztrátové teplo vypuštěné do atmosféry.
V druhém scénáři je uvažováno s elektrickým pohonem vozidel a výrobou elektřiny se stejným podílem FVE a PPE na zemní plyn s účinností 55% a využitím části ztrátového tepla pro vytápění. Do celého procesu jsou započítány i ztráty v elektrárně a v distribuční síti. I přes velké zjednodušení celého procesu je na první pohled patrné násobně nižší potřebné množství energie pro elektrická vozidla, které je dáno zejména jejich vysokou účinností. I v případě částečného dovozu plynu pro výrobu v zimním období jsou částky za nutný dovoz násobně nižší. Pro výpočty byla uvažována cena elektřiny 90€/MWh a cena plynu ve výši 40€/MWh.
Spotřeba energie v dopravě
V případě výstavby dalších zdrojů v regionu jako nový blok JE Dukovany, větrné elektrárny, bioplynové stanice, teplárny na biomasu by se nutnost dovozu energie v zimním období ještě výrazně snížila a celkově by dovoz tvořil pouze malou část z toho, co v dnešní době vydáme za dovoz kapalných paliv.
Spotřeba energie v dopravě
Závěr
Co k tomu dodat? Ropný emirát se z ČR určitě nestane, ale daleko menší potřebné množství elektřiny si z velké části sami vyrobit umíme. I kdybychom měli dočasně nahradit kapalná paliva výrobou elektřiny z plynu, jedná se o násobně nižší částky oproti dovozu a výrobě paliv z ropy.
Přechod k elektromobilitě představuje pro průmysl i energetiku mnoho výzev, nicméně ty jsou technicky zvládnutelné. Minimálně jsou tyto výzvy proveditelnější, než najít v ČR dostatečně velké naleziště ropy.
Smutný je v tomto případě přístup celé řady politiků. To, že zájmy Ruska hájí komunisté a motoristé asi příliš nepřekvapí, ale že po jejich boku v šíření mýtů o elektromobilitě stojí i politici vládních stran, zejména někteří europoslanci, je poněkud překvapující.
Naopak třeba Luděk Niedermayer k tématu jako jeden z mála přistupuje rozumně.
https://www.seznamzpravy.cz/clanek/ekonomika-ocima-byznysu-komentar-kartago-musi-byt-zniceno-a-green-deal-musi-byt-zrusen-271054
https://mpo.gov.cz/cz/energetika/statistika/ropa-ropne-produkty/statistika-dovozu-ropy-do-cr-2012_2024–274594/
https://www.cistadoprava.cz/odborne-clanky-konference-rozhovory/kamil-jasso-pokud-porovname-vozidla-dukladne-spravedlive-je-temer-nemozne-aby-byl-elektromobil-v-ceske-republice-mene-ekologicky-nez-konvencni-automobily/
