Fotovoltaikou k záchraně planety?

solar-panel-array-power-sun-electricity-159397

Uhlíková neutralita do konce století! Uzavření hnědouhelných elektráren do roku 2025! Uhlí patří pod zem! Ano, v poslední době tyto slogany slýcháme buď od Fridays for future při pátečních stávkách za klima, od Grety Thumberg na summitech, které objíždí jachtou od dobrovolných chlebodárců. No jo, ale jak toho dosáhnout? Kde začít? Jak to udělat? Kolik to bude stát? Koho to ovlivní?

Většina pozornosti je soustředěna na hlavní producenty znečištění, kterými jsou oblasti dopravy, průmyslu, energetiky, zemědělství a stravování. Tím hlavním hříšníkem je v současné době právě energetika, u které je prvotním cílem zmenšení objemu fosilních paliv využívaných při výrobě elektřiny a tepla. Primárně tedy spalování hnědého a černého uhlí, které má stále v Česku podíl na celkové hrubé výrobě elektřiny více jak 46 %. Negativní dopady jsou u uhlí spojené nejen se spalováním, při kterém se uvolňují NOx, COx, SOx a další plyny ale i při těžbě, která má vliv na ráz krajiny, proudění vzduchu, prašnost, hlučnost a hydrologii. S tím asi můžeme souhlasit.  Otázka je, čím uhlí nahradit.

Co je čistá energie?

Každý den slyšíme o tom, že priorita by měla být tzv. OZE (obnovitelné zdroje energie), skládající se z bioplynových stanic, solárních panelů, vody, větru a geotermální energie. Vodu máme z velké většiny v ČR využitou, ať už se jedná o elektrárny průtočné, akumulační nebo přečerpávací (jako Dlouhé stráně). Bioplynkly jsou pro současnou potřebu buď využity, nebo nemají významný podíl na energetickém mixu. Geotermální elektrárna většího významu na našem území nestojí žádná. Další “zelenou” možností jsou větrné elektrárny. Ty v současnosti zažívají krizi v sousedním Německu – jejich výstavba probíhá z důvodu nelibosti obyvatel převážně na moři, což pro naše využití nepřipadá v úvahu. Dosud také nejsou prověřeny  zprávy o jejich negativním vlivu na proudění vzduchu a množství srážek. Z hlediska geografické a krajinné struktury na tom Česká republika také není úplně nejlépe a zároveň přetrvává další řada problémů s recyklací částí větrných elektráren.

Takže tu máme solární energetiku, která dle středního scénáře komory obnovitelných zdrojů má být ze současných 2 075 MW instalovaného výkonu (MPO, 2018) rozšířena na 23 000 MW do roku 2050. Solární energetika je podle taxonomie zařazena do první skupiny takzvaných bezemisních zdrojů. Oproti jaderné energetice, která je ve skupině zdrojů neutrálních nikoliv bezemisních. Připomeňme, že taxonomie je jakési kádrování zdrojů energie a branží průmyslu na čisté a špinavé, které má přimět veřejný i soukromý sektor, aby projekty financoval podle toho, zda jsou „zelené“, či „nezelené“.

Česká realita

Největší českou fotovoltaickou elektrárnou na území České republiky je elektrárna Ralsko Ra1. K té se mi ale bohužel nepodařilo sehnat dostatečné množství informaci, proto se zaměřím na druhou a pátou největší fotovoltaickou elektrárnu na našem území, o kterých lze dohledat větší množství údajů. Tou druhou je FVE Vepřek ve Středočeském kraji, která se rozléhá na prostoru 82,5 hektarů. Elektrárna byla postavena v roce 2010 s instalovaným výkonem 35,1 MW a hned o rok později dodala do sítě 40,4 GWh výkonu, tedy nejvíce ze všech fotovoltaických elektráren. Oproti tomu jaderná elektrárna Temelín, která byla dostavěna v roce 2000, se rozléhá na oplocené ploše 123 hektarů. Instalovaný výkon elektrárny je  2110 MW a v roce 2017 dodala do sítě 16 480 GWh. To je celkem 408x dodané energie více než fotovoltaická elektrárna Vepřek.

Pokud bychom si chtěli pro zajímavost a čistě hypoteticky říci, kolik elektráren by bylo nutných pro pokrytí spotřeby elektrické energie v ČR za rok 2017, zjistíme, že bychom potřebovali celkem 4,48 jaderných elektráren Temelín a 1829, 2  elektráren fotovoltaických jako je ta z Vepřeku. To představuje pouze v nákladech na půdu potřebnou k zastavení fotovoltaickými panely celých 150 909, 6 hektarů oproti 551,6 oploceného prostoru jaderných elektráren. To je 273, 6 krát více prostoru (pro lepší představu se jedná o více jak 300 000 fotbalových hřišť navíc) potřebného k výrobě stejného množství energie, za předpokladu, že bude slunce svítit jak mu poručíme a jaderná elektrárna nebude muset být odstavena. Takto nešetrně využitá půda by samozřejmě měla dopad i na její cenu, která by se následně odrazila jak v ceně pozemků, tak v ceně potravin a energií takto vyrobených. Co ještě čeká na důkladné vědecké zhodnocení, jsou dopady na mikroklima, ať už v podobě nižšího odparu, tak v tepelném sloupci v dané oblasti.

Surovinová náročnost

Další zajímavým aspektem, je surovinová náročnost výstavby elektráren. U výstavby jaderné elektrárny Temelín, se mi podařilo sehnat pouze údaje k objemu betonu a oceli. I přesto, že jsem počítal s nejvyšší váhou v ISO normě středního betonu kubický metr, tak na výrobu jaderných elektráren, které by pokryly veškerou spotřebu elektřiny v roce 2017 v České republice, by bylo nutné využít 1 453 309 tun betonu a 98 385 tun oceli.

O solárních elektrárnách v ČR se z veřejných zdrojů podařilo najít více. V České republice bylo k roku 2014 postaveno 60 % fotovoltaických elektráren z polykrystalických panelů a 35 % z panelů monokrystalických. Výše zmíněná elektrárna FVE Vepřek s nejvyšším dodaným výkonem do sítě, je sestavena ze 186 960 monokrystalických panelů o výkonu 185-190 Wp. Podle studie ČVUT, ve které je popsané průměrné množství surovin v monokrystalickém panelu na území ČR zjistíme, že k výrobě těchto fotovoltaických panelů bylo spotřebováno minimálně 2 168 tun skla, 222 tun hliníku, 67 tun křemíku, 2 430 kg tedlaru, 3 739 kg stříbra, 130 tun mědi, 1 252 kg cínu, 710 kg olova a dalších 305 tun materiálu na konektory, silikon, gumy a další materiál tvořící panely.

Pátou největší fotovoltaickou elektrárnou, ke které jsou dostupné informace je elektrárna  FVE Mimoň Ra3 vokrese Česká Lípa v bývalém vojenském prostoru Ralsko, (tam se nachází i největší fotovoltaická elektrárna Ralsko Ra1). Mimoňská elektrárna je oproti elektrárně ve Vepřeku tvořena častějšími polykrystalickými. Zde bylo nutné pro výpočet výkonu panelu zprůměrovat jejich hodnotu pro dosažení základních dat o jejich surovinové náročnosti, je tak nutné brát v potaz, že čísla v sobě mohou nést větší procento chybovosti (více v infoboxu pod článkem). Elektrárnu Mimoň tvoří 93 240 kusů panelů, jejichž instalovaný výkon je 17,5 MW a jejich dodaná energie byla v roce 2011 17,6 GWh. Materiálová náročnost výroby panelů je zde z vypočtených hodnot 1 486 tun skla, 187 tun hliníku, 55 tun křemíku, 1 627 kg tedlaru, 2 169 kg stříbra, 81 tun mědi, 835 kg cínu, 466 kg olova a minimálně dalších 203 tun materiálu.

Tyto materiálové náklady jsou pouze souhrnem surovin uvnitř nově vyrobených fotovoltaických panelů, nikoliv veškerým vstupním materiálem potřebným pro výstavbu panelů, jejich dopravu, stavbu konstrukcí, připojení do sítě, nebo samotné přeměny potřebné suroviny z rudy, ropy a dalších surovin.

Pokud bychom chtěli pokrýt výrobu elektřiny na našem území solárními elektrárnami typu Mimoň Ra3, dojdeme k nutnosti použít 6 239 746 tun skla, 787 938 tun hliníku, 232 282 tun křemíku, 6 831 tun tedlaru,  9 109 tun stříbra, 341 591 tun mědi, 3 507 tun cínu, 1 958 tun olova a více jak 864 000 tun dalšího materiálu.

Kde se to všechno těží

V jakých podmínkách se tyto panely vyrábí a jak se k nám dostávají, necháme na příště. Pojďme se aspoň lehce podívat na to, jaká je energetická náročnost výroby některých surovin potřebných pro výrobu solárních panelů. Těžba bauxitu probíhá zejména v rovníkových oblastech povrchovým způsobem těžby (u nás je povrchová těžba spojená především s těžbou hnědého uhlí a lignitů na severozápadě Čech). Zde dochází většinou k vypálení či vykácení deštného pralesa, následné odkrytí skrývky a poté k těžbě rudy. Ze čtyř vytěžených tun bauxitu se dá získat 1 tuna hliníku. Energetická náročnost přeměny bauxitu na jedno kilo hliníku je 47,5 kWh, přičemž se jedná pouze o přeměnu z vytěženého množství horniny na výslednou suroviny. Nikoliv kompletní těžbu či zapracování do solárního panelu. Jednoduše vypočítáme, že celková energie potřebná pouze pro přeměnu takového množství hliníku z rudy na využitelnou surovinu by dosahovala 37 427 GWh – (tedy více jak dvojnásobné množství energie dodané do sítě z jaderné elektrárny Temelín v roce 2017). Další materiál zastoupený v panelech je sklo, u kterého by i při 50% využití recyklovaného materiálu, byla energetická náročnost o výši 12 885 GWh elektrické energie. Jen k výrobě těchto dvou materiálů by byla využita energie, která vystačí na pokrytí spotřeby elektřiny v České republice na více jak 8 měsíců.

Pokud se navíc snažíme zabránit spalování uhlí i z důvodu zasahování do krajiny v podobě povrchové těžby, je nutné si uvědomit, že řada potřebných surovin k výrobě solárních panelů se těží stejným způsobem a často s nižším využitelným množstvím suroviny a vyšším množstvím odpadu a tudíž i vyšším dopadem na krajinu. Ale jak se se říká, co oči nevidí, to srdce nebolí…

A nezapomínejme na zjevný (ale často opomíjený) fakt, že jaderná elektrárna je schopna dodávat do sítě konstantně stejné množství energie až na nutnosti technologické odstávky či výměny paliva. Solární elektrárna ale dodává energii do sítě pouze, když svítí slunce. Neméně důležitým faktem je ale i další sektor energetického odvětví – teplárenství. Zatímco jaderná elektrárna by byla schopna centrálním teplárenstvím zásobovat většinu velkých měst a domácností tzv. odpadním teplem, solární elektrárna by musela vyrobit další množství energie potřebné k elektrickému vytápění akumulátory v domech, případně elektřiny potřebné pro geotermální energii.

Soláry na vodě…

Dovolím si ještě připomenout, že podpora decentralizovaných zdrojů pomocí solárních panelů na střechách rodinných domů a firem s využitím baterií pro spotřebu těchto objektů, je rozumným směrem aspoň z pohledu šetření plochy potřebné k osazení fotovoltaickými panely. Pokud by se však měly využívat solární panely v podobě “velkých solárních farem”, vhodnější by bylo zkombinovat tento cíl s největším rekultivačním projektem, který má vláda letos probírat. Ten má mít jak rekultivační, tak energetickou povahu. Jeho cílem je propojení všech těžebních jam v Podkrušnohoří a tím vznik soustavy průtočných jezer pro rekreaci i výrobu čisté elektrické energie. Výkon takového komplexu by mohl být o velikosti malé jaderné elektrárny. Při představě tohoto vlhkého snu by bylo vhodné se zamyslet nad využitím plovoucích solárních panelů a poté by to možná opravdu dávalo za těch pár desítek let smysl. Pokud ale dopřejeme podpoře všech zdrojů energie stejné podmínky, tak se skoro jistě podaří najít efektivnější zdroj, jak z hlediska surovinových, ekologických a ve výsledku i ekonomických nákladů.

 

Infobox:

U první elektrárny bylo z běžně dostupných údajů nalezeno, že výkon panelů je 185-190 Wp. Ze studie jsou surovinové náklady těchto monokrystalických panelů počítány pro výkon 188 Wp. Zatímco u polykrystalické elektrárny byly nalezeny údaje k elektrárně Ra3 v rozsahu výkonu panelů 225-280 W, naopak studie počítala s výkonem 217 Wp. Rozhodl jsem se tak pro přepočítání průměrného výkonu z obou hodnot a vynásobení koeficientem pro surovinové hodnoty z údajů pro panely s výkonem 217 Wp.

 

Autor je ekonomem se zaměřením na energetiku.

Konzervativní noviny nabízí všechny články zdarma. Náš provoz se však neobejde bez nezbytné finanční podpory. Pokud se Vám Konzervativní noviny líbí, budeme vděčni za Vaši pomoc. Číslo účtu: 2701544173 / 2010  Děkujeme!

 

 

Podpořte nás

Samo se to neudělá…

Konzervativní noviny potřebují vaši pomoc, aby měly více obsahu, byly více vidět a více slyšet!

Podpořte nás zde.