Na začátku Energiewende bylo jasné, že bude potřeba zajistit zálohování větrných a fotovoltaických zdrojů při odstavování jaderných bloků. Proto se naplánovala a začala budovat řada nových uhelných bloků, které měly nahradit nejen jaderné reaktory, ale i nejstarší a nejméně efektivní uhelné zdroje s nejvyššími emisemi. Velký důraz byl kladen na to, aby měly co nejvyšší účinnost, a tím i nejmenší emise na jednotku výroby. Ke zvýšení efektivity mělo sloužit i využití pro produkci tepla, čímž by se nahradily menší lokální teplárny s vyššími emisemi a menší účinností. Elektrárny tak měly fungovat v režimu kogenerace.
V oblasti Hamburku bylo potřeba nahradit jadernou elektrárnu Krümmel s výkonem 1,4 GW a některé další zdroje. A právě pro Hamburk se navrhla nová uhelná elektrárna Moorburg, situovaná do lokality s dlouhou tradicí výroby elektřiny. Běžela zde plynová elektrárna. V plánu byly dva bloky s výkonem 827 MWe, tedy celkově něco přes 1,6 GWe. Pro co nejvyšší účinnost, kterou prosazovaly zelené organizace, se tyto bloky vybudovaly jako nadkritické a pracují při tlaku páry 27,6 MPa. Mohly tak dosáhnout čisté účinnosti až okolo 46,5 %. Teoreticky by elektrárna mohla pokrýt okolo 85 % spotřeby Hamburku, který vyžaduje okolo 13 TWh elektřiny.
Elektrárna neměla běžet kontinuálně s plným výkonem, ale měla vykrývat fluktuace větrných bloků, které se během Energiewende v severních částech Německa masivně budují. Reálná účinnost je velmi silně závislá na režimu, ve kterém elektrárna pracuje. Pokud doplňuje větrné či fotovoltaické zdroje a mění výkon v širokém rozsahu, je čistá účinnost nižší. Aby se účinnost elektrárny ještě více zvýšila, měla dodávat ještě 650 MWt do tepelného systému jižního Hamburku. Za tímto účelem tak bylo nainstalováno příslušné zařízení. Zde měla elektrárna nahradit řadu lokálních fosilních tepláren.
Jedná se o jednu z nejmodernějších elektráren a vrchol techniky v tomto oboru. Nadkritické bloky potřebují materiály odolné proti vysokým tlakům a teplotám. V daném případě se použil nový typ oceli na membránové stěny kotle.
Objevily se však problémy se svary a řada těžkostí, které vedly k prodloužení doby výstavby a zpoždilo se uvedení do provozu. Výstavba se protáhla na jedenáct let a elektrárna se tak dostala do provozu až v roce 2015. Připomeňme, že podobné problémy byly i u našeho nadkritického uhelného bloku Ledvice.
Cena elektrárny nakonec dosáhla hodnoty okolo 3 miliardy EUR (78 miliard Kč). Vysoká cena byla dána technologickou náročností nadkritického bloku a nutnosti provozu ve vysoce flexibilním režimu. Blok dokáže během patnácti minut snížit výkon o více než 600 MWe. Ve specifickém režimu dokonce dokáže měnit výkon s rychlostí 90 MWe/min. Zároveň může velice efektivně běžet na minimálním výkonu 25 % nominálního, aby se držel v horké záloze. Start ze studeného stavu pak je o desítky procent rychlejší než u jiných uhelných bloků. Další finanční ranou projektu se stalo, že nebylo povoleno odebírat vodu pro chlazení z Labe a musely se udělat speciální chladící věže. Finanční náročnost ještě zvýšil extrémní tlak na snížení emisí. Škodliviny, jako oxidy síry, dusíku, dioxiny nebo rtuť, byly potlačeny hluboko pod nejpřísnější environmentální limity. Produkce oxidu uhličitého na jednotku elektřiny při stejném palivu je jen 75 % dřívějších moderních elektráren.
Černé uhlí s výhřevností okolo 25 MJ/kg, kterého elektrárna ročně spotřebovává okolo 3,6 Mt, bylo dováženo z Ruska a USA. Využívala se blízkost přístavu, černé uhlí tak bylo relativně levnou volbou bez nutnosti pozemní dopravy. Ekonomika provozu byla silně narušena tím, že zelené organizace nedovolily postavit teplovod pod Labem, takže se nakonec neuskutečnila kogenerace a zásobování jižního Hamburku, se kterými se počítalo. Paradoxem je, že se tak prodloužil provoz malých fosilních kotelen a odpovídající emise. Spolu se zvýšením ceny emisních povolenek to zabránilo tomu, aby se provoz elektrárny stal rentabilní.
To byl hlavní důvod, proč provozovatel, firma Vattenfall, podal jako nabídku hned do první aukce na odstavování uhelných bloků za úplatu, právě tuto nejmodernější a nejekologičtější uhelnou elektrárnu. V aukci se soutěžilo celkově o odstavení 4 GWe černouhelných bloků. V prosinci 2020 v této aukci firma uspěla a za kompenzaci ukončí výrobu elektřiny. V březnu 2021 by se mělo rozhodnout, zda elektrárna není nezbytná pro stabilitu sítě a je možné ji odstavit. Pokud regulační úřad její vyřazení povolí, tak se nejpozději 1. července 2021 uzavře. Pokud se ukáže její nutnost pro zajištění stability sítě, bude po definovanou dobu držena jako rezerva.
Ještě modernějším blokem je elektrárna Datteln 4 kousek od Dortmundu. Jeho výstavba z podobných důvodů jako u Moorburgu trvala 13 let. Zde jde o monoblok s výkonem 1100 MWe. Také ten je postaven tak, že umožňuje velice vysokou flexibilitu a rychlou reakci, aby mohl pomoci při regulaci fluktuací větrných a fotovoltaických zdrojů. Blok se rozběhl v létě 2020 a předpokládá se, že by mohl být rentabilní. Ovšem odstaven má být nejpozději do roku 2038, což je hodně krátká doba pro takovou investici.
Snaha o využití areálu elektrárny Moorburg vyústila v návrh, který by umožnil využít dotace Evropské unie pro vodíkové hospodářství. Předpokládá se, že do roku 2025 zde začne pracovat elektrolyzér s výkonem 100 MWe. Využíval by k produkci zeleného vodíku - přebytky elektřiny z větrných zdrojů. Využije se přípojka 380 kV, která tak nebude proud z místa vyvádět, ale bude ho přivádět k elektrolyzéru.
Místo zdroje s výkonem 1,6 GWe tak bude v Moorburgu spotřebič s příkonem 100 MWe. Ten se sice díky využití dotací postaví, ovšem ekonomika takového systému je zatím velmi otevřenou záležitostí. V budoucnu se může ukázat, že je to také slepá ulička. Uhelný blok Moorburg byl postaven, aby umožnil regulovat síť a zajistil potřebný výkon v době, kdy nesvítí a nefouká. Měl umožnit náhradu jaderných bloků pomocí kombinace fosilních a obnovitelných zdrojů. Zavírání uhelných bloků spolu se zbývajícími jadernými tak v Německu vede k nedostatku potřebného výkonu stabilních zdrojů.
Jejich nedostatek se začíná projevovat v celé severozápadní Evropě. V té je naopak přebytek obnovitelných zdrojů. Tato situace vede k velkým přetokům na velké vzdálenosti a ohrožuje stabilitu soustavy. Ta je tak stále více vystavena riziku blackoutu, jak se ukázalo 8. ledna 2021, kdy došlo k rozdělení jednotné evropské elektrické sítě. Uhelné a jaderné elektrárny tak budou muset nahradit jiné zdroje. Německo spoléhá na elektrárny plynové, i proto staví plynovod Nord Stream II.
Z „ekologických“ důvodů se postavily supermoderní nadkritické uhelné bloky, které nahradily jaderné a staré uhelné zdroje. Z popsaných důvodů však skončily nebo skončí dříve, než se investice do nich vložené, efektivně využijí. Nejde jen o finance, ale také o uhlíkovou stopu jejich výstavby. Je otázkou, jak bude vypadat situace s novými plynovými bloky, které budou muset nahrazovat ty uhelné, až se bude ještě více ventilovat, že jejich emise skleníkových plynů jsou při započtení úniků při těžbě a dopravě plynu, srovnatelné s těmi z uhelných zdrojů. Využití elektrolýzy pro produkci vodíku není příliš efektivní, může se tak ukázat, že ani snaha o hromadnou produkci zeleného vodíku, nemusí být z ekonomického i environmentálního hlediska příliš úspěšná. Je tak možné, že se německá Energiewende z environmentálního hlediska ukáže ještě větším propadákem, než si dnes myslíme. A elektrárna Moorburg se stává jejím symbolickým památníkem.