Je šokující, s jakou rychlostí někteří politici ihned po agresi, jež zpochybnila dodávky plynu z Ruska, přišli s oznámením, že program Green Deal zaměřený na budoucnost Země je mrtvý. Opravdu? Není to prohlášení zcela zbytečné a popírající i tradici českého energetického strojírenství a výroby energie? Začneme konečně hovořit o české energetice, která nebude zranitelná, bude čistá a vysoce účinná? A jejíž cena bude odpovídat nákladům, jež budou odvislé od její promyšlenosti a propracovanosti?
Technický týdeník se od roku 1992 účastnil největších výstav energetického strojírenství, výstav PowerGen, a podporoval české energetické strojírenství v zahraničních časopisech. Referovali jsme například, v anglosaském tisku a ve shodě s ČEZ, o výstavbě JE Temelín v době, kdy to bylo vysloveně nepopulární. Ale byli jsme také svědky odborných debat o budoucnosti energetiky. Současné dění sledujeme proto velmi pozorně.
Vyvarovat se chyb minulosti
Funkce všech průmyslových systémů je definována fyzikálními zákony. Naší snahou je, aby každý lidskou rukou sestrojený stroj nebo systém dosahoval nejvyšší možné účinnosti. V energetice ovšem platí především druhý termodynamický zákon: „Při přeměně jednoho druhu energie v jiný vznikají ztráty.“ Uhelná elektrárna vybavená špičkovými zařízeními dosahuje účinnosti 42 %, v podmínkách české energetiky jde však spíše o sen. Kogenerace — spojená výroba elektřiny a tepla pro vytápění — může dosahovat účinnosti až 95 %. Účinnost jaderných zdrojů je mezi 30 až 35 %. Z těchto údajů si i každý laik řekne, že pokud spalujeme uhlí nebo plyn, abychom získali energii, pak je pro nás nejvýhodnější kogenerace. U nás se dnes kogenerací vyrábí 100 297 TJ tepla ročně, což představuje cca 68 % z veškeré výroby tepla převážně využívaného pro centralizované vytápění bytů a objektů. To má svou slavnou historii: V roce 1930 realizoval energetik světového formátu prof. Vladimír List (zasloužil se mimo jiné i o stavbu společné rozvodné sítě na Moravě — Čechy byly pod německou kontrolou ještě léta) projekt teplárny Brno. Ta nahradila 98 lokálních topenišť převážně textilních závodů, které si vyráběly provozní páru. Argumenty výhodnosti a účinnosti teplárny, tedy ještě ani ne kogenerace, byly tak pádné, že přesvědčily dokonce i zástupce Erste Brünner Maschinen-Fabriks-Gesellschaft, později PBS Brno, aby stáhla dosavadní kontrakty na dodávky kotlů. Parametry této průkopnické teplárny kopírovaly postupně další města v Evropě. (Po roce 1948 však prof. V. List nesměl na půdu techniky Brno, kterou pomáhal budovat, ani vstoupit.) Až v roce 1994 byl však spuštěn velký kogenerační zdroj ve Vřesové, a to jen díky nadšení inženýrů, kteří odmítli odepsat starou technologii výroby plynu jen tak. V roce 1999 dostalo i Brno další kogenerační impulz, když byla spuštěna kogenerační teplárna s plynovou turbínou s výkonem 95 MWe a 110 MWt [indexy e a t se používají pro potřeby rozdělení celkového výkonu na jeho elektrickou a tepelnou část — pozn. red.]. V Brně byla také v roce 1903 podle licence firmy Parlson vyrobena první parní turbína. Abychom doplnili vzpomínky na minulost, turbíny Škody Plzeň pracovaly v Evropě, ale i Indii, stejně jako agregáty ČKD Praha. Energetické strojírenství Československa bylo na výši, té evropské určitě.
Éra popírání fyzikálních zákonů
Velký rozvoj výroby elektrické energie nastal v ČSR po roce 1952 (v roce 1945 dosahoval celkový instalovaný výkon v ČSR 1 480 MWe) a rostl nepřetržitě. V 80. letech jsme tak dosáhli celkového instalovaného výkonu kolem 17 300 MWe. Výkon byl tehdy evidentně naddimenzovaný pro potřeby těžkého průmyslu. Technologie výroby dosahovaly dobrých standardů, včetně silné přenosové soustavy. Bohužel zároveň docházelo k ničení malých zdrojů, především tak oblíbených vodních elektráren. Inu, kolektivizace a obliba silového řešení všeho. Něco z té doby v nás zůstalo i dnes. V celkové bilanci však v té době byla energetika nejen soběstačná, ale dokonce přebytková. Na export zbývalo 25 % i více vyrobené elektřiny. Slovo valuta cinkalo zlatem. Tento rozvoj byl ovšem realizován na úkor zanedbaných investic do jímání emisí, především SO2 a NOx, a to zvláště v 70. a 80. letech, kdy naopak vyspělé země tyto technologie zvládly a instalovaly. Důsledky tohoto zanedbání pro stav lesů, půdy, budov a lidského zdraví byly nevyčíslitelné. K nápravě došlo až v roce 1991 zákonem č. 309/91 Sb., o ochraně ovzduší. Dominantní výrobce elektřiny ČEZ proto tehdy (do roku 1998) investoval do technologií učených k ochraně ovzduší cca 46 mld. Kč, aby splnil limity dané zákonem. Další miliardy investovali výrobci tepla a nezávislé zdroje. Životnost protiemisních zařízení, v té době velmi levných (západní země už je nepotřebovaly), dosahovala 15 let. V současnosti tedy dosloužily. Do 30 let tu podle předpokladů měly stát nové superčisté zdroje na uhlí, kterého jsme měli dostatek. Nestojí. Kogenerace neměla na růžích ustláno. Žili jsme už v tzv. tržním hospodářství, kde se více než na zákony fyzikální hledí na zisk. Podpora kogeneraci přišla pozdě. V 90. letech dokonce i ČEZ odmítal investovat do využití odpadního tepla a V. Klaus osobně blokoval výstavbu teplovodu z elektrárny Mělník do severozápadní části Prahy. Až následně a pomalu se rozjela stavba jímání tepla pro potřeby velkých měst (viz Temelín). V tomto ohledu se stala výstavba panelových sídlišť s centrálním vytápěním doslova dobrodiním. V současnosti se budují především kogenerace s výkonem pod 5 MW, jejich výkon dosahuje v součtu cca 1 000 MW. Velké kogenerace stagnovaly na objemu cca 7 400 MWe. Přitom právě tzv. malá kogenerace (s plynovými turbínami malých výkonů schopných využívat i bioplyn) doznala v zahraničí nebývalého rozkvětu. Tedom, třebíčská firma vyrábějící malou kogeneraci, tak realizovala obchody např. ve Španělsku, na domácí půdě však vlivem pokřivených cen ne. Při výrobní základně malých turbín v ČR se přitom doslova nabízela krásná budoucnost i pro mnohé obce a kraje. Velký kapitál však „řekl ne“. Přitom Hostěnín na Moravě, kde spalují štěpku pro centrální vytápění, dnes slaví. Příčin malé využitelnosti kogeneračních zdrojů bylo ovšem více: monopol velkých výrobců, kteří nepotřebovali konkurenci, limity využitelnosti tepla pro vytápění objektů a bytů, i výše investice. Náklady na instalaci kWh v korunách činily (v roce 1995) u zdroje na hnědé uhlí 1,01 Kč, u zdroje na černé uhlí 1,2 Kč a u JE Temelín 0,9 Kč, zatímco u kogenerace 1,5 Kč. (Ceny se však mění. Kupříkladu náklady nového jaderného zdroje jsou dnes odhadovány na cca 180 mld. Kč bez započítání nákladů na obsluhu státní půjčky, které se zvyšují s velikostí státního dluhu.) Hledisko okamžitého zisku tedy tehdy v ČR zvítězilo. Kogenerace skomírala. Skomírala i představa alternativních zdrojů. Velcí výrobci a ekonomové se zaklínali nevýhodností všeho, co nebylo velké a jejich. Jak se dnes ukazuje, argumenty to byly falešné. Pokud se podíváme za hranice, tak třeba jen sousední Německo instalovalo kogenerační zdroje v kombinaci s fluidními kotli a parními i plynovými turbínami v komplikovaných technologiích, které dokázaly i v letním období odstavit teplárenské bloky a nadále vyrábět elektřinu, včetně té nejdražší, v periodách špičkového odběru. Velmocemi kogenerace se stalo Dánsko a Finsko, tedy země bohaté na rozum, ale chudé na fosilní zdroje. Ony byly, společně s USA, průkopníky fluidního spalování, jež usnadnilo práci emisním technologiím. A když už jsme zmínili i jaderné zdroje, které dnes v nových měřítkách čistoty výroby energie vzhledem ke klimatickým změnám na Zemi uplatňujeme (mimochodem včetně Číny): ještě v 90. letech měli politici o budoucím vývoji v této oblasti jiné představy. Zemanova vláda prodala například nejlepší energetický podnik Jaderné strojírenství Plzeň Rusům s tím, že „další jaderné zdroje se zde stavět nebudou“ (citace tehdejšího ministra průmyslu F. Grégra). Ostatně energetické strojírenství, kdysi, v době budování naddimenzované energetické základy tak rozvinuté, postupně chřadlo, aniž stihlo změnit orientaci na nové technologie rozvíjené v zahraničí. To se týká i inženýrských kádrů vyškolených pro stavbu jaderných zdrojů Dukovan i Temelína. Odešli na penzi. I podle mínění expertů z USA a Německa přitom patřili ke špičce v oboru.
Technologie nabízejí více možností
Energetické technologie od 90. let představované na výstavách Power- Gen byly soubojem GE, Siemens, Alstomu, ABB a Mitsubishi o největší výkony plynových (až 1 000 MWe) i parních turbín. Na hlavním bitevním poli byly také dodávky komplikovaných zdrojů s fluidními kotly s dokonalým spalováním i nekvalitního uhlí. Naše firmy se však tohoto boje nezúčastnily a pomalu ztratily přehled i možnosti. Sázelo se na „průměr“. Velké firmy však předvídaly vývoj i v jímání CO2. Technologie zvaná CCS (carbon capture and storage), která zde nikoho nezajímala, byla technicky vyřešena. Čekalo se ale na vyšší cenu povolenek, aby se investice do ní vyplatila. ČR kupodivu, díky jaderným zdrojům, evropské limity emisí víceméně plnila, i když zatížení obyvatel bylo a je nadále vysoké. Nevybrané limity dané povolenkami se prodaly např. do Japonska. Utržené peníze sice z velké části putovaly do ekologizace, ale na zásadní změnu nestačily. Společně s tím se otevřela debata na téma „Jak dále v české energetice“. Hnědé uhlí bylo na limitech, nové zdroje se nestavěly, s podporou jaderné energetiky se váhalo. Ta byla ostatně v hluboké depresi s podtextem vyjádření jednoho z bezesporu největších tuzemských odborníků na jadernou energetiku: „Byla bych ráda, kdyby současné technologie byly už za námi,“ uvedla tehdy dr. Dana Drábová. Pokud měl někdo možnost sledovat tyto přehlídky energetických technologií světa zblízka, brzy nabyl jasného pocitu, že další vývoj energetiky zde v ČR je těžko předvídatelný. Přestože stále platilo, že energetika se buduje s předstihem 30 let. Jakékoliv prognózy trpěly i znejistěním z nového uspořádání trhu, ze ztráty monopolu státních energetických firem ve světě a z privatizace distribuce. Ekonomika energetiky se podřídila dobovému opojení ekonomů, kdy stát neměl mít vůbec žádnou odpovědnost za vývoj energetiky. Teorie tržního hospodářství dosáhla nejvyššího stupně neodpovědnosti. Kilowatthodina se stala „rohlíkem“. Státní energetické monopoly se rozpadly. Boj o zákazníka se rozhořel naplno, ale nelze přehlédnout varování někdejšího ředitele společnosti ČEZ Ing. P. Karase, že „po období podbízení se zákazníkům, které zcela přehluší debaty o energetické soběstačnosti, přijde doba prudkého zdražení elektřiny“. A to ještě nenastal čas, kdy se i distribuce a prodej elektřiny začaly podobat prodeji rohlíků. Nicméně se zdá, že doba vystřízlivění právě přišla. Naše energetická soustava nutně potřebuje (tedy alespoň podle stávající doktríny o uspořádání trhu) nový jaderný zdroj, který by nahradil nadále klesající podíl výroby elektřiny ze spalování uhlí (36 % v roce 2020) a víceméně nahradil stávající kapacity jaderných zdrojů (37% podíl na výrobě elektřiny v roce 2020), které v dohledné době vyčerpají svou životnost. Ani jeden subjekt na českém trhu s elektřinou si ale takovou investici nemůže dovolit. Investorem bude tedy opět stát, avšak ten si není jist, zdali se vyplatí. Co když v roce 2035, v době dokončení stavby JE, bude elektřina z jiných zdrojů (nedej bože obnovitelných) levnější? Na uklidnění energetiků dodejme, že lze souhlasit s názorem dr. Dany Drábové, že elektřina ze stabilního zdroje bude potřebná i za 13 let (i když to je doba, o kterou se prodloužila výstavba finského projektu JE Olkiluoto, takže mluvme spíše o datu pozdějším). Zřejmě ano. Aby nebylo dost na debatě o projektu, jež je spojen neoddělitelně i se stavbou jaderného úložiště, zcela logicky dodejme, že na povrch vyvřela nezodpovědnost, s níž obce a města prodávaly své podíly na distribuční soustavě završené podivným skandálem s výkupní cenou elektřiny z fotovoltaiky. Ta stála stát cca 420 mld. Kč vyhozených na přemrštěných podporách (odhad M. Kalouska z doby, kdy byl ministrem financí). Dehonestace ERÚ řadou politiků byla jen třešničkou na dortu energetického experimentu, který byl ostatně sporný hned na počátku. Chybí mu disciplína a dokonalý dohled státu. Energie je strategická komodita. Chicagská ekonomická škola padla. Energetiku státu nelze ponechat jen zákonům trhu. A spekulacím, dodejme.
Odchod velkých i malých
Od 90. let zažíváme také ústup českého energetického strojírenství, dnes bohužel ověnčeného některými skandály, jako nefunkční turecká elektrárna Adulaya za 20 mld. Kč. Restrukturalizace evropského trhu začala zrušením divize jaderného strojírenství společnosti Siemens, turbín ABB a dnes dokonce prodejem energetiky někdejšího amerického energetického gigantu GE. Dříve nemyslitelné se stává skutečností. Němečtí inženýři kdysi velkých koncernů staví větrná pole v Baltu a nezdá se, že by jim to bylo proti profesní cti. Uvažují racionálně: stavba jednoho větrníku na mořském dně a následné připojení na síť je otázkou týdnů. Nikoliv desetiletí. Energetické plánování a myšlení se zásadně změnily. Ruská invaze změny jistě zpomalí, nikdo na ni nebyl připraven, ale nezastaví. Pokud fouká vítr, je cena elektřiny na trhu „nulová“. Také odpovědnost za pravidelné a plynulé dodávky elektrické energie hozená na bedra přenosových soustav je nadále neudržitelná — ač ve věku řízení procesů počítačovými soustavami jsme často na pokraji blackoutu, výrobci elektrické energie v těchto kritických momentech zatím vydělávají na jejím exportu. Zoufalé pohledy starých energetiků na současné dění lze plně pochopit. Dočkali jsme se krachu distributorů elektrické energie, kteří vycházeli z burzovních spekulací. ERÚ všeobecně, v celé Evropě, byly zneuctěny. Kontrola systému, už tak nového a neozkoušeného, selhala. Platí to zákazník, jak jinak.
Je to beznadějné?
Podle všeho není. Výroba elektrické energie v ČR jen v roce 2020, kdy došlo k největšímu poklesu za 18 let, dosáhla 81,4 TWh. Podíl parních elektráren klesl o 15 %. V grafickém koláči výroby energie z různých zdrojů je hnědé uhlí stále na 36% podílu, zatímco jaderná energetika má 37 % a výroba z OZE stoupla na 13 %. Plyn, dnes tolik skloňovaná komodita, se podílí na výrobě elektřiny jen z 8 %. Bohužel, tato různorodost je typická pouze pro dva kraje. Zbylé jsou zásobovány jednostranně. Německo se už léta snaží o tzv. regionální soběstačnost zdrojů. To je správné z hledisek bezpečnosti i zastupitelnosti. Kogenerační teplo se u nás produkuje v objemu 100 297 TJ, tedy 68 % z 156 917 TJ celkově vyrobeného tepla. Ze 40 % je vyráběno z uhlí a jen ze 20 % ze zemního plynu. Další procenta připadají na bioplyn. Musíme však přičíst také spotřebu domácností a průmyslu mimo kogeneraci. Obavy Teplárenského sdružení z úplného přechodu (a tedy vysokých investic) na plyn jsou tedy oprávněné, ale pozdní a sebelítostné. I když nyní odhlédneme od tak dlouho zbytečně odkládané dostavby JE (první porovnání jaderných technologií z pera vrcholných odborníků, jakými byli např. Ing. František Hezoučký, který „dostavěl“ a hlavně „zprovoznil“ JE Temelín i přes potíže s vibrací škodovácké turbíny, jsme otiskli už v roce 2009, a to na základě prvního výběrového řízení), je v našich silách využít inženýrských znalostí k nahrazení uhlí v teplárenství stavbou teplovodů. Zvláště v době, kdy jsou k dispozici dálková potrubí (stejně jako třeba i dálková vedení stejnosměrného proudu, tedy technologie s minimálními ztrátami). Odepisovat budoucnost čisté energetiky by byl jen návrat do prehistorie energetiky špinavé. /Jan Baltus/ Pozn.: Článek byl rozepsán před invazí Ruska na Ukrajinu spíše jako reakce na debatu o bezuhlíkové energetice označované jako Green Deal.
