Je horkovod z Dukovan skutečně nejlepším řešením?

Na konci června letošního roku bylo za přítomnosti českého premiéra a primátorky města Brna podepsáno memorandum mezi společností ČEZ a Teplárnami Brno o spolupráci na přípravě horkovodu vedoucího z jaderné elektrárny Dukovany do Brna. Podle jeho zastánců má horkovod zajistit ekologickou dodávku tepla, přispět k energetické soběstačnosti moravské metropole a zajistit její nezávislost na ruském plynu.

V rámci tohoto plánu by mělo být položeno potrubí o celkové délce přes 60 km. Jeho součástí má být 42 km dlouhý přivaděč z Dukovan do předávací stanice v Bosonohách. Odtud by mělo teplo dále pokračovat do jednotlivých městských částí.

Projekt navazuje na původní záměr z 80. let, který byl v průběhu času několikrát oživen, naposledy v roce 2010. Tentokrát je hlavní motivací zbavit se závislosti na drahém zemním plynu, který se podílí na centrálním vytápění přibližně stovky tisíc brněnských domácností z asi 80 %.

Nový horkovod by měl do budoucna pokrýt přibližně 50 % spotřeby tepla s tím, že zbytek by měla dodat především místní spalovna a nově budovaný kotel na dřevní štěpku.

Ilustrační snímek nadzemního teplovodu. Horkovod se od teplovodu odlišuje vyšší teplotou dopravované vody - ta je v případě horkovodu vyšší než 110°C / Zdroj: Wikimedia

Vláda hodlá výstavbu horkovodu podpořit změnou tzv. liniového zákona, který mimo jiné usnadňuje vyvlastňování dotčených pozemků. Plánovaná trasa horkovodu totiž vede přes více než 2500 parcel, z nichž některé mají více vlastníků. I z tohoto důvodu se počítá s její realizací v horizontu 10 let. Související náklady odhaduje generální ředitel společnosti ČEZ na vyšší jednotky miliard korun.

Otázka ekologie a (ne)závislosti na Rusku

Je paradoxem, že nezávislost na ruském plynu má zajistit právě využití tepla z Dukovan. Jediným dodavatelem, který v tuto chvíli vyrábí palivové soubory pro dukovanské reaktory je totiž ruská firma TVEL. S ohledem na současnou situaci samozřejmě probíhá proces hledání možné náhrady. Stejný problém ostatně řeší také Slovensko, Maďarsko, Finsko nebo Bulharsko.

Tento proces ovšem zdaleka není triviální záležitostí. Jedním z možných dodavatelů je například americká firma Westinghouse, která už v minulosti řešila dodávky pro finskou jadernou elektrárnu Loviisa. České zkušenosti z minulých let současně ukazují, že případná náhrada se alespoň zpočátku nemusí obejít zcela bez problémů. Do té doby, než bude  zajištěna spolehlivá alternativa platí, že výroba elektřiny či tepla se bez ruského paliva neobejde.

Palivový soubor určený pro reaktory typu VVER-440 / Zdroj: Rosatom

Zástupci ČEZu současně upozorňují na skutečnost, že teplo, které má pomocí horkovodu proudit do Brna, není teplem odpadním. Jeho výrobu by měla zajišťovat pára, odebíraná z turbín, pohánějících elektrické generátory. Výroba tepla by tedy současně znamenala snížení produkce elektřiny v Dukovanech.

Fyzik Jan Hollan působící na Ústavu výzkumu globální změny Akademie věd už v minulosti popsal, že realizace horkovodu ve výsledku emise nesníží. Pokud by navíc byla chybějící elektřina nahrazena např. zvýšením výroby v uhelných elektrárnách, dojde dokonce ke zvýšení celkové emisní bilance.

Dalším nezanedbatelným faktorem je pak samotná doprava tepla, resp. ohřáté vody z Dukovan do Brna, která by vyžadovala další dodávku energie a s ní spojené emise. Za tímto účelem by totiž na trase horkovodu muselo vzniknout několik čerpacích stanic, které by udržovaly potřebný průtok v řádu tisíců litrů za sekundu. I tak by ohřáté vodě trvalo přibližně pět až šest hodin, než by urazila nezbytnou vzdálenost. Teplo získané z Dukovan by tedy rozhodně nebylo zadarmo.

Alternativou mohou být úspory...

Podobně jako existuje hierarchie nakládání s odpady, definující preferované způsoby efektivního odpadového hospodářství, měla by se podobnou posloupností řídit i oblast energetiky.

Taková posloupnost by měla v první řadě začínat energetickými úsporami a pokračovat využitím lokálních druhotných zdrojů, především dostupného odpadního tepla, následovaného zapojením místních obnovitelných zdrojů energie. Až ta část spotřeby, kterou by nebylo možné pokrýt těmito způsoby, by měla být řešena importem odjinud.

Pohled na rekonstruované panelové domy v městské části Brno-Nový Lískovec / Zdroj: Wikimedia

Pro příklad dobré praxe v oblasti energetických úspor není nutné chodit daleko. V městské části Brno-Nový Lískovec byla v minulosti provedena komplexní regenerace zdejších panelových domů. K rekonstrukci prvních budov došlo už zhruba dva roky po vzniku pracovní skupiny, vedené pozdější starostkou Janou Drápalovou, která o tématu napsala také samostatnou knihu. Dosažené úspory byly v tomto případě až 2/3 spotřeby tepla na vytápění.

Renovace na takto vysoký standard bohužel stále není součástí běžné praxe nejen ve zbytku města, ale i republiky. I díky tomu zde stále existuje potenciál pro další snižování spotřeby. Stávající Územní energetická koncepce města Brna z roku 2018 odhaduje technický potenciál v sektoru bydlení na necelých 900 tisíc GJ, což je pro srovnání více než 40 % tepla, které by mělo být v budoucnu dodáváno z Dukovan (do tohoto výpočtu jsou zahrnuty i budovy, které nejsou napojeny na systém dálkového vytápění).

Do snížení energetické náročnosti vytápěných budov by se v rámci obchodního modelu "teplo jako služba" mohly zapojit samotné Teplárny Brno.

…doplněné o místní zdroje energie

Možnou cestu k budoucí energetické nezávislosti ukazuje například stavba energeticky soběstačného rodinného domu v Brně-Komíně, dále centrum Otevřená zahrada, jedna z prvních administrativních budov v České republice postavená v pasivním standardu nebo komplexní rekonstrukce areálu Svatopetrská v Brně-Komárově. Ten ke krytí vlastní spotřeby využívá fotovoltaickou elektrárnu umístěnou na fasádě a střeše budovy. Výroba z této elektrárny pak slouží mimo jiné k i napájení tepelných čerpadel napojených na soustavu hlubinných vrtů.

Pohled na část areálu Svatopetrská v Brně-Komárově / Zdroj: Svatopetrska.cz

Tepelná čerpadla lze ovšem využít i v podstatně větším měřítku. Inspiraci lze nalézt například v nedaleké Vídni. Tam má být v polovině příštího roku spuštěna první fáze projektu, využívajícího odpadního tepla ze zdejší čistírny odpadních vod. Po dokončení v roce 2027 má soustava tepelných čerpadel dodávat teplo pro více než 100 tisíc vídeňských domácností. Tento počet přibližně odpovídá celé brněnské soustavě centrálního zásobování teplem. Náklady na zmíněný projekt přitom mají dosáhnout 70 milionů eur, což je v přepočtu násobně méně, než na kolik by měl vyjít horkovod z Dukovan.

V České republice s využitím tepla odpadních vod počítá například Klimatický plán hlavního města Prahy. Energocentrum umístěné v areálu Ústřední čistírny odpadních vod na Císařském ostrově by mohlo poskytovat tepelný výkon až 200 MW, což by mělo vystačit pro přibližně 200 tisíc domácností. Investice má v tomto případě dosahovat výše asi 5 miliard korun. Obdobný způsob vytápění již mnoho let využívají další evropské metropole jako jsou Oslo, Helsinky, Curych nebo Stockholm.

Teplárna Hammarbyverket ve Stockholmu, využívající kromě jiných zdrojů také soustavu sedmi tepelných čerpadel s celkovým tepelným výkonem 225 MW / Zdroj: Wikipedie

V posledním ze zmíněných měst se mimo jiné osvědčil také obchodní model Open District Heating. Ten umožňuje producentům odpadního tepla jeho prodej do soustavy centrálního vytápění. Těmito producenty mohou být například průmyslové podniky, ale také obchodní domy, resp. zde provozované chladírenské technologie nebo datová a výpočetní centra.

O účinné využití odpadního tepla z výpočetních procesů se snaží mimo jiné i brněnská firma Faster, která s jeho pomocí vytápí vlastní sídlo v Brně-Maloměřicích. Původní plán dodávat přebytečné teplo také do sousedního areálu byl nakonec opuštěn, především pro legislativní a administrativní náročnost spojenou s realizací takového projektu v českém prostředí.

Zjednodušené schéma dodávek odpadního tepla původem z chlazení výpočetních procesů do soustavy centrálního zásobování teplem / Zdroj: opendistrictheating.com

Tepelná čerpadla, která jsou ve většina případů nezbytná pro extrakci odpadního tepla, samozřejmě vyžadují elektřinu pro svůj vlastní provoz. V tomto případě se ale nabízí synergie s plánovanými projekty komunitní energetiky. V rámci jednoho z nich má být v průběhu následujících pěti let vybudována městská solární elektrárna, umístěná na střechách brněnských domů. Tímto způsobem má být osazeno na 650 střech. Špičkový výkon elektrárny za 1,5 miliardy korun by měl dosahovat 40 MW. Podobné elektrárny mohou po určitou část roku zajišťovat výrobu elektřiny nutné pro provoz tepelných čerpadel, stejně jako je tomu v případě mnohých domácích instalací.

Spotřeba elektřiny ve chvílích, kdy zrovna nesvítí, především v noci nebo v zimním období, by do budoucna mohla být pokryta lokální výrobou elektřiny z vodíku. S jeho produkcí ze sezónních přebytků z fotovoltaiky se ostatně počítá v rámci jiného projektu. Takto vyrobený vodík může být následně spalován v některé z upravených městských tepláren vybavených plynovou turbínou. Podobnou přestavbu stávajícího provozu plánují opět ve Vídni.

Představení první instalace městské solární elektrárny na střeše bytového komplexu na ulici Vojtova / Zdroj: Petr Hladík

Teplo nejen z Dukovan

Jediným městem v České republice, které je v současnosti vytápěno teplem z jaderného zdroje je Týn nad Vltavou. Oním zdrojem je v tomto případě jaderná elektrárna Temelín, která je od Týna vzdálená vzdušnou čarou přibližně 6 kilometrů. Na teplo z Temelína je napojeno celkem 2100 bytů, 470 rodinných domů a několik průmyslových podniků.

Původně měly být temelínským teplem zásobovány už od roku 2020 také České Budějovice, jenomže firma, která zajišťovala stavbu horkovodu, stihla dokončit pouze 15 kilometrů z plánovaných 26. Poté skončila v insolvenci. Projekt tak mezitím nabral nejméně tříleté zpoždění. Zatímco jeho původní rozpočet byl 1,5 miliardy korun, tak dostavba zbývajících 11 kilometrů se letos vysoutěžila za necelých 1,7 miliardy.

Předizolované potrubí horkovodu z Temelína do Českých Budějovic / Zdroj: Česká televize

Ani v případě, že bude horkovod z Temelína nebo z Dukovan úspěšně dokončen nemusí být po problémech. Přestože je roční koeficient využití českých jaderných elektráren dlouhodobě velmi vysoký, tak letošní zkušenosti z Francie ukazují, že ani na tento zdroj energie se nelze spoléhat na 100 %. Proto je v praxi žádoucí mít připravenou zálohu pro případ možných výpadků dodávek tepla.

V každém případě by bylo vhodné, aby vedení města Brna důkladně zvážilo všechny dostupné varianty tak, aby si bylo jisté, že horkovod z Dukovan je skutečně nejlepším možným řešením a že podobného efektu nelze dosáhnout s menším rizikem, v kratším časovém horizontu a za menších nákladů.