18. červenec 2024
Větrné elektrárny včera, dnes a zítra (díl 1.)

Větrné turbíny se staly zdrojem elektřiny s nejrychlejším růstem instalovaného výkonu i produkce elektřiny. Podívejme se, jaká je současnost i budoucnost využití větrné energie a její potenciál ve světě i v Česku.
Větrnou energii využívá lidská civilizace už od nepaměti. V posledních desetiletích se staly větrné turbíny druhým nejužívanějším obnovitelným zdrojem hned po těch vodních. První větrnou turbínu pro výrobu elektřiny postavil v roce 1887 profesor James Blyth ve Skotsku. Jeho deset metrů vysoké zařízení dobíjelo akumulátory, které se využívaly pro osvětlení jeho chaty. Zhruba ve stejné době postavil větrnou turbínu i Charles F. Brush v Clevelandu v Ohiu. Jednalo se o klasické „americké“ větrné kolo s mnoha listy. Během zimy na rozhraní let 1887 a 1888 instaloval turbínu s průměrem rotoru 17 m, namontovaném na věži o výšce 18 m. Skládal se ze 144 paprskovitě uspořádaných listů z cedrového dřeva. Výkon zdroje 12 kW při 500 otáčkách za minutu byl využíván buď k dobíjení systému akumulátorů, nebo pro osvětlení a pohon různých zařízení v Brushově laboratoři.
Prémiový obsah
Zbytek článku je dostupný pouze pro předplatitele prémiového obsahu. Získejte přístup ke všem prémiovým článkům na oEnergetice.cz.
Mohlo by vás zajímat
5. srpen 2024
12. listopad 2024
14. květen 2026
17. červen 2026
16. červen 2026
18. červen 2026
21. červen 2026
Komentáře (21)
pro státy se studenějším klimatem je vítr skutečně nejlepším OZE s rozvojovým potenciálem a pro některé státy to může být vítr v budoucnu hlavním zdrojem výroby el. energie. Bude se však jednat převážně o státy ,které mají možnost instalovat obří větrné farmy v moři. Díky vývoji techniky je sice možné instalovat větrné elektrárny na vysokých stožárech i v méně větrných lokalitách , nicméně i tak je taková elektrárna proti té na moři značně nestabilní. Pro Českou republiku nebude mít větrná energetika do budoucna velký význam. Jedna z důvodu odporu obyvatel a jednak také proto, že mnoho dobrých lokalit se nachází v chráněných krajinných oblastech nebo dokonce v Národních parcích. A to i přesto , že lze pomocí větru u nás získat nestabilní výrobu elektrické energie na úrovni výroby jaderné elektrárny Temelín. Z ekologického hlediska nemá pro nás vítr žádný přínos naopak je jasné ,že rozšíření JETE v areálu jaderné elektrárny Temelín a další 2 reaktory je fundamentálně ekologičtější než instalace cca 3000 větrných el. o výkonu 3MW pro zajištění stejného objemu výroby el. energie a stavba další plynové elektrárny pro regulaci výkonu. Znamenalo by to fakticky kompletní zničení krajinného rázu ČR podobně jako k Němu došlo v severním Německu.
Většina, nebo valná část, zemí světa má přístup k moří a i v poměrně zajímavém množství pevninských oblastí jsou slušné rychlost větru (i.imgur. com/TjZNYo4.jpg) takže vítr může velmi dobře posloužit i jinde. Navíc na moři snad ani nejdete s rychlostí pod 5m/s a krom nejhorších míst kolem rovníku budete spíš kolem 10m/s
(cnet4.cbsistatic. com/img/WI938v_XoWo498jkvT4fGgU8j8Y=/fit-in/970x0/2008/03/04/e9944d14-f4d6-11e2-8c7c-d4ae52e62bcc/3t_global_wind.jpg)
To vypadá dobře i s tím že odst zdrojů je v oblasti kolem USA. Vzhledem k rozlišení mapy musím jenom odhadovat, ale, do nějaké rozumné vzdálenosti tam jsou dokonce lepší podmínky než kolem Evropy. Taky je z toho vidět, že se Argentina může snadno vykašlat na JE, stejně jako Chile, a velkou část energie získat z VtE.
Stavět u nás 9GW VtE snad ani nejde, čísla co jsem viděl mluvila o 6GW, navíc pokud nepostavíte akumulaci, tak je to o ničem, nemá to cenu a možná to nadělá problémy v soustavě. Nevím jestli se dá o krajinném rázu moc mluvit v situaci, kdy se v minulosti podstatně narušila krajina a pokračuje se v tom dál obrovským množstvím dopravních a jiných taveb. Vaše odvození o tom že je JE ekologičtější než VtE může být minimálně sporné, pokud se nezahrne naprosto všechno, už teď víme že jen dopravit komponenty bude představovat poměrně náročný technologický úkol, který sám o sobě může znamenat zatím nedefinované zásahy do krajiny a samotná stavba, pokud bude provedena jako obě stojící, bude dost velkým zásahem. Například tím že chladicí věže mohou narušit srážky a navíc budou dále klást nároky na zmenšující se zdroje vody. Tady by to chtělo zavést třeba suché chlazení, které by mělo asi i nižší věže, ale to se myslím neplánuje.
Problém ale je že jsme zase VtE, stejně jako FVE, dostali do stavu kdy se to pomalu pro všechny lejstra a pod nevyplatí stavět.
Problém odporu obyvatel je u nás i dost svázán se závistivostí a zabedněností, pokud je pro dost lidí pořád kdokoliv mající víc než nějakých 15k měsíčně, zloděj, podvodník a podnikatele by raději stříleli na potkání, OZE jsou jenom pro tuneláře... Tak se nemůžeme divit že budou proti všemu, ale když se na to plácne samolepka státní, byť stát taky nenávidí, tak to budou vynášet o nebe protože to není zlých soukormníků. (stejně jako ČD jezdící s Honeckerama a Koženkama) Je to tak daleko že už vznikl generátor "náhodný slušný Čech" generující... no prostě novinková diskuse s random funkcí.
Problém JE je v tom, že jsou to velmi komplikovaná a choulostivá zařízení, kde když se něco pokazí, tak možná budeme moci potom obdivovat nedotčenou přírodu, ale akorát tak ze vzducholodě, nebo v protiradiačním obleku. Nehledě na to, je tu dost zásadní problém s cenou, kterou nevíme. S rychlostí výstavby, která je spíš menší než větší a s tím že nevíme o koho je vzít, protože nám tu firmy padají jak mouchy a i donedávna jaderné státy se odklání.
Dost velký problém je i to že ani největší diktatury nebo nejbohatší státy nejsou schopné udělat přechod na jadernou energetiku dostatečně rychle a efektivně. Ani Čína, prostě na to nejsou kapacity pro výrobu reaktorů, stavbu zařízení... A možná ani finanční ani politické.
Jak dlouho potřebovala Francie na dosažení přez 50% elektřiny z jádra?
Něco kolem 25 let masové výroby.
Francie na to potřebovala De Gaula, který stanovil cíl: Francie jako jaderná velmoc, dále svůj tehdejší velký průmyslový potenciál a spoustu peněz. A co dosáhli: ukázali světu cestu, která nikam nevede a už ji nikdo v EU nechce a nebude následovat.
Francouzi sami chtějí svoji výrobu a počet JE redukovat jako všechny země na západ od nás. A na to stačila jedna havarie tisíce kilometrů vzdálená od Evropy.
Cestu Francie jaderné většiny aktuálně v EU následuje Slovensko a Finsko.
Masové rušení byla jen předvolební vábnička, teď to zas zrušili a rychle odstaví jen jednu, aby získali zkušenosti v rozebírání a mohli to celosvětově nabízet.
Reálně u skoro všech jaderek budou maximálně prodlužovat životnost, a to snížení podílu z 75% na 50% má znamenat přípravu na plnou elektromobilitu, a masivní rychlé navýšení celkové národní výroby elektřiny o 25-30% převážně už pro ně levněji dostupnými mořskými větrníky.
A ropné šoky, kdy jim akutně hrozilo, že jim výroba elektřiny úplně klekne.
Hmm 2% obyvatel EU to fakt vytrhnou. Hlavně když se v obou zemích marně snaží dostavět aspoň něco. Jaderné elektrárny budou postupně vymírat. Jakou rychlostí? Těžko říct.
Jaderné elektrárny mají pořád dobrý smysl přinejmenším tam, kde se nemohou z různých důvodů uplatnit významně větrné elektrárny. Tedy typicky v lesnaté členité krajině střední Evropy - ČR, Slovensko, Bavorsko, Horní Rakousko. Jestliže část těchto zemí jádro z ideologických důvodů nerealizuje, je to dobrá příležitost pro ČR a Slovensko. Elektřina bude zase brzy drahá.
JE nejsou ideální zdroje , jenže v našich podmínkách velice rychle dojdete k závěru , že bez jádra můžete buď pokračovat v těžbě uhlí nebo dovážet plyn. Úspory se budou dařit jen když ekonomika neporoste nebo špatně , pokud bude průměrný plat za 15 let 60k , ( růst platu 5% ročně) , pak samozřejmě budou lidé kupovat mnohem více zboží a jezdit více autem. Myčka sušička . více automatizovaný průmysl. I přes všechny úspory spotřeba nesklesne. A to nás vede na začátek dovozy znamenají konec politické nezávislosti ČR ( nebo toho torza co nám zbylo) . Těžba uhlí zase ničení přírody ve velkém. Výsledkem bude samozřejmě kombinace všeho , ale nic lepšího než jádro nemáme.
Skvělý článek, diky za něj.
Pane Wagnere děkuji Vým, že jte se pustil do srovnávací práce a že výjimešně se zabýváte jiným tématem, než jadernou energií. I když mi ty rotující donkichotské obludky také nejsou úplně po chuti, jsem tomu mnohem raději, než JE. Těším se, že připojíte také související problematiku ukládání energie do bateriových zdrojů, které jsou zřejmě vhodné jako krátko- a střednědobá úložiště a PGP jako dlouhodobá úložiště. Zajímala by mě hlavně Vaše představa vývoje cen a možnosti zvyšování účinnosti a životnosti.
Modeloval někdo, jak by vypadala závislost kapacity bateriových úložišť na instalovaném výkonu intermitentních zdrojů u nás pro udržení stability sítě? Jako další otázka by se pak nabízela závislost snižování kapacity záložních zdrojů a možnosti ukládání energie. Ve 3. rozměru pak návratnost investic při určité pořizovací ceně.
Pomocí bateriových úložišť bude možno v blízké budoucnosti masově ukládat el. energii v řádu hodin . S výhodou toto využijí státy s velkým potenciálem FV elektráren. (přes poledne uloží energii a večer využiji, další nabíjení v noci kdy je spotřeba nízká a využití v ranní špičce ) Bohužel nelze baterie použít k ukládání energie v řádu měsíců, protože by musely mít o mnoho řádů vyšší kapacitu což je ekonomicky nereálné a také trpí samovybíjením. Nicméně pro chladné země s dobrými podmínkami pro větrné el. potřebujete kapacitu v řádu dní což bude patrně ekonomicky reálné tak za 10 let a pro státy jako Německo to bude znamenat zcela jiné možnosti v energetice.
Můj osobní názor je, že v rámci akumulace v řádu jednotek dnů má největší potenciál power2hydrogen a power2gas. V Německu již běží testovací projekty, nadějné je i přidávání malého % vodíku do zemního plynu (nebude mít podstatný vliv na celkové vlastnosti, ale CELÁ plynová síť poslouží jako obří akumulátor )
Nedávno jsem tuhle věc konzultoval s člověkem, který má do problematiky syntetických paliv a jejich ekonomiky velký vhled a říkal hodně zajímavé věci, se kterými jsem musel souhlasit.
V prvé řadě bude vodík z přebytků "čisté" elektřiny využíván v chemické výrobě, kde má největší hodnotu, tj. výroba dusíkatých hnojiv, krakování ropy na hodnotnější frakce, výroba pokrmových tuků, ... V další fázi, až to o kus zlevní lze vodík přidávat do bioreaktorů, tím zvýšíte poměr methanu oproti CO2 v produkovaném bioplynu.
Až to zase o kus zlevní můžete začít dělat syntetická paliva a jít po jednotlivých palivech destilovaných z ropy, Dánové mají v merku jako první tu asi nejhodnotnější - kerosin, následovat budou benzín, nafta a petrolej. Na to ovšem budete potřebovat cenu elektřiny pod 20 EUR/MWh a aspoň 50% koeficient využití (ofshore vítr za 10 let?) nebo pod 10 EUR/MWh a aspoň 30% koeficient využití (FV kolem obratníků za 5 let?), a bude to plně konkurenceschopné ropě a skoro neomezeně a rychle škálovatelné. U substituce zemního plynu, kde je velkoobchodní cena okolo 10-12 EUR/MWh ta změna hned tak asi nebude možná. Ale to by se vidělo, co by s jeho cenou udělal kolaps těžby a ceny ropy, prodej plynu je dnes pro těžaře jen takový vedlejšák, kde nepotřebují nějaký extra zisk.
V té poslední větě jste právě narazil na tu základní brzdu pokroku. Když se totiž prosadí nějaká nefosilní technologii, tak to totiž vždy zcela logicky sníží poptávku po fosilních palivech a tím i jejich cenu. No a to zase zpětně brzdí další rozvoj nefosilní technologie. Tento faktor většina prognostiků technologického rozvoje vesele ignoruje, což je stejně špatné, jako když fosilní inženýři ignorují technologický rozvoj.
Pane Všechny ty příklady ve využítí H2 v chemickém průmyslu jsou, promiňte, blééé... Například ztužené tuky jsou nepoživatelné a pokud jsou poživatelné, tak s těžkými zdravotními riziky (diabetes II stupně, kardiovaskulární onemocnění ap.). Leda že by se to použilo zase na něco do průmyslu.
Power to gas má podle mě mnohem větší kapacitu než pár dní. Máme hotovu síť plynovodů (s výhledem k dalšímu rozšiřování - viz. plynovod Moravia) a zásobníky, do kterých se vejde průměrně náročná celá topná sezóna. Měkčí přechod od fosilní k udržitelné syntetické plynové ekonomice si asi těžko přestavit.
V debatě výše zaznívají zajímavé údaje o ceně MWh a jak se s tím dá (a v jakém oboru) nakládat. Já se pořád neumím zbavit myšlenky, že jadernou energetiku budeme potřebovat už jen kvůli snížení množství a škodlivosti RA odpadu a tedy, že porovnávat jen aktuální a výhledové ceny by nemělo výlučně rozhodovat o dalším směřování.
Osobně se mi líbí jednoduchý mix než jen "jedna či dvě cesty" a nebo "koktejl všeho".
Pokud by existovalo ekonomicky schůdné P2Gas nebo P2Liquids založené na bezemisních zdrojích, tak to je s konečnou platností game over pro fosilní zdroje. Navíc by šlo díky tomu kanibalizovat veškerou existující infrastrukturu pro ropu a zemní plyn, tj. míň velkých a bohatých korporací by se cukalo, bylo by třeba míň investic do nové infrastruktury.
Pokud by existovalo perpetuum mobile nebo jaderná fúze, tak je energetický problém vyřešený.
P2G2P jednotky se už vyrábí a kdy budou ekonomicky výhodné? Tipoval bych to na podobný vývoj jako u cen FV panelů a teď to kopírují baterie. Takže by to zase až tak dlouho trvat nemělo. Jedině s čím mám trochu problém jsou parametry palivových článků. Nějak se o nich moc nemluví a nepíše.
Fyzika nám říká, že perpetum mobile možné není a jaderná fůze požaduje nároky na materiály, které též asi nebudou dosažitelné na Zemi.
Takže nám zbývá využít znalostí, které nám dává příroda (fotosyntéza) a "pouze" zvýšit její účinnost (jako se podařilo u slunečních článků dosáhnout řádově vyšší účinnosti využití sluneční energie než má fotosyntéza) a zlevnit hromadnou výrobu.
Nepochybuji že se to podaří, takže budeme mít obrovský zdroj energie (Slunce, ostatní zdroje jsou jen "drobečky"), budeme mít technologie dlouhodobé akumulace (power to gas, pover to liquid) a už máme technologii akumulace krátkodobější (baterie).
A samozřejmě, pro syntetický plyn a paliva již máme obrovskou existující infrastrukturu.







