V návaznosti na uzavírání jaderných elektráren v Německu a rozvoj nestabilních OZE, jako jsou FVE a větrné elektrárny (VTE), dochází k výstavbě elektráren uhelných a v menší míře plynových. U nás dochází také k rekonstrukcím uhelných elektráren, respektive k výstavbě nových zdrojů v místech starších elektráren. Některé z těchto výstaveb jsou provázeny protesty ekologických aktivistů, a pokusy o intervenci státečků z druhé strany planety.

Všechny tyto skupiny, kterým údajně jde o ochranu klimatu (všimněte si, že o biosféře se v argumentacích nezmiňují), požadují užití údajně BAT (z. ang. Best Available Technology – nejlepší dostupné technologie), přitom i jimi navrhovaná řešení nejsou BAT.

Uhelná elektrárna
Je v našich podmínkách nejrozšířenějším a tradičním zdrojem elektrické energie. Bohužel má jeden zásadní problém, má proti mnohem modernějším technologiím horší vlastnosti, její spaliny je nutné složitě filtrovat a také má poměrně nízkou účinnost. Naše nejlepší, respektive nejúčinnější elektrárna v Ledvicích bude dosahovat účinnosti asi 42,5%, sice je to mnohem více, než u jiných elektráren, ale stále je to málo.

Navíc uhlí, které elektrárna spotřebuje je nutné vytěžit, často se jedná o povrchové doly, které znehodnotí původní krajinu, tedy přesněji k jejímu úplnému zničení. Po „rekultivaci“ často vznikají jezera, která mají jen poměrně malou hodnotou oproti původní krajině, sice by teoreticky mohla sloužit k zachycování povodní, ale většinou se tak neděje.

Plynový cyklus
Plynové elektrárny mají proti uhelným množství výhod, provozně jsou čistější, nezatěžují okolí popílkem, mají vyšší účinnost, a jsou mnohem pružnější při regulaci sítě. Naše druhá velká paroplynová elektrárna v Ledvicích bude dosahovat účinnosti okolo 57%, to je asi o 15% více, než u uhelné elektrárny Ledvice.

Za vysokou účinností tohoto typu elektráren stojí fakt, že kromě parních turbín se na výrobě podílí i spalovací turbína, která se velmi podobá turbíně u tryskových letadel, jenom je mnohem výkonnější. Do této turbíny je přiváděno palivo, zemní plyn, energoplyn, nebo odpadní hořlavé plyny z provozů, popřípadě se může jednat v případě nouze i o kapalné palivo, jako například extralehký topný olej. Spaliny o vysoké teplotě jsou vedeny do spalinového kotle, kde vyrábí páru pro parní část elektrárny. Tato parní část elektrárny je shodná jako u elektrárny uhelné.

Mnohem vyšší účinnost celého zařízení je dána tím, že se zde tepelná energie nevyužívá jen v jednom, ale hned ve dvou cyklech. Tepelné motory totiž mají z Carnotova cyklu jen jakousi maximální teoretickou účinnost. Pokud máme jen parní část, je maximální účinnost limitována právě její maximální účinností. Pokud ale máme ještě plynovou turbínu, získáme část energie v ní, zbytek energie se vede do spalinových kotlů. Z tohoto zbytku je zase využita část energie. Tedy, pokud na plynové turbíně získáme 40% energie a na parní 30% ze zbytku, celkově získáme 58% energie z paliva.

Navíc oproti uhelným elektrárnám je možné elektrárnu v případě potřeby rozjet v mnohem kratším čase. Zatímco pro rozjezd velké uhelné elektrárny jsou zapotřebí minimálně dny, start plynových turbín je mnohem rychlejší, plynová turbína je schopná dodávat plný výkon asi za 15 minut. Výkon této turbíny se na celkovém výkonu podílí asi 67%, z elektrárny o 1000MW tak do patnácti minut jde do sítě 670MW, což je mnohem více, než blok elektrárny Dukovany.

Ale to pak není uhelná
Pravda na první pohled se to tak může jevit, jenže plyn pro cyklus může a dokonce u nás prakticky je, vyráběn z uhlí. V Elektrárně Vřesová již někdy od 90. let běží technologie, která jako hlavní zdroj plynu používá plynové generátory, která vyrábí potřebný plyn z uhlí.

Pokud by se tedy zavedly ve velkém paroplynové elektrárny, nemuselo by to nutně znamenat zvýšení závislosti na dovozu paliv. Tento proces by samozřejmě odebíral část energie, která se potřebuje pro výrobu elektřiny, ale i s těmito „ztrátami“ by účinnost takové elektrárny byla mnohem vyšší, než u elektrárny uhelné. Toto zavedení by navíc mohlo dokonce výrazně snížit naši spotřebu uhlí a tím jej uvolnit pro výrobu syntetického benzínu a tím ke snížení importu ropy, nebo by to znamenalo prodloužení životnosti našich dolů.

Tento plyn navíc jde mnohem lépe čistit, než spaliny uhelných elektráren. Přestože filtry dnes dosahují účinností hodně přes 90%, stále jsou zde určitá množství uvolněných škodlivých látek. Například by měly být případné emise popílku sníženy na nulu, odstraněním sloučenin síry již z plynu, se může výrazně snížit spotřeba vápna pro odsíření.

Ruský strašák
Argumentem proti zavádění paroplynových elektráren by mohl být fakt, že by se tím zvýšila závislost na dovozu paliv z Ruska, což by v případě výstavby JETE 3;4 ruskými firmami, mohlo vážně ohrozit naši energetickou bezpečnost.

Dnes se budují flotily plynových tankerů, USA otevírají nová plynová ložiska, mohou se brzy dostat do pozice vývozce paliv (což je ale strategický nesmysl, nicméně se tak pomalu děje), tím by se změnil světový trh s plynem, tedy by bylo možné do evropských přístavů dovézt plyn a ten pak potrubím přivést do našich elektráren.

Jak zmiňuji výše, existují plynové generátory, které produkují plyn z uhlí, nejsou to jen nějaká experimentální zařízení, elektrárna Vřesová, která takto plyn získává má výkon 300MW. Navíc se začíná experimentovat s podzemním zplyňováním uhlí, dokonce byla vyvinuta jakási bakteriální cesta, která by teoreticky měla produkovat čistý zemní plyn a odpad v podobě hlušiny, těžkých kovů a síry, nechávat v podzemí. Případné dopady na terén se projeví až časem, po pilotních projektech. Pokud by byla ony bakteriální metoda účinná i na jiná ložiska, třeba ropná, pak by nemusel být problém využít doposud nebilanční zásoby naší ropy v množství 10mld. tun.

Úspora
Kolik uhlí ale taková elektrárna s plynovým generátorem je schopná uspořit?
Pro výpočet vycházejme z následujících hodnot: 1MWh = 3,6GJ, 1t uhlí = 17,6GJ, účinnost uhelné elektrárny = 42%, účinnost paroplynové = 54% (3% necháme jako rezervu pro výrobu plynu).

Pro výrobu 3,6GJ elektřiny v uhelné elektrárně je zapotřebí 8,571GJ tepelné energie. V paroplynové elektrárně je pak zapotřebí 6,667GJ tepelné energie. Uhelná elektrárna pak tedy potřebuje na 1MWh potřebuje asi 487kg uhlí, paroplynová pak asi 379kg uhlí, úspora je asi 108kg na 1MWh.

Sice se to může zdát málo, ale elektrárna pracuje ročně asi 4400h, výkon pak má 1000MW, tedy vyrobí 4 400 000MWh, tedy úspora je rovna 475,2 tisícům tun, řekněme, že do sítě pracují tři takovéto elektrárny, to je úspora 1,425milionu tun, to je pokles spotřeby asi 3% naši roční těžby. Jelikož bychom se zbavily nutnosti mít neustále roztopenou jednu elektrárnu, která nic nedodává, byly by úspory uhlí mnohem větší.

Karel Schweitzer