Model v programu Excel hodnotí dopady různých zdrojů energie na krajinu. Umožňuje zahrnout do krajiny i zemědělství, ale zemědělské plochy nebudou zohledňovány. Hodnotím jen zdroje energie. Skeny obrazovky s popisky jsou níže.
Obrázky popisují sledovanou plochu velkou 7880 km2 (cca 10 % území ČR) na které žije 1 022 000 obyvatel. Na modelu jsou sídla představována šedými plochami s popiskem „Sídla“. Jde plochu intravilánů měst a obcí vč. zahrad, parků,..., tedy nikoli jen zastavěná plocha. Zde počítám 1000 obyvatel na km2.
1 km2 je nejmenší jednotka, se kterou model počítá i při modelování produkce zdrojů energie. Model počítá pouze s 1/10 území ČR, z důvodu zrychlení výpočtů při změnách. Pokud by byla zahrnuta celá plocha, trvaly by změny příliš dlouho a model by se nevešel na obrazovku.
Roční spotřeba elektřiny je 6MWh/obyvatele – tedy 6GWh/1000 obyvatel. V této variantě modelu tedy 6132 GWh. Zde vycházím z roční spotřeby ČR cca 60 TWh.
Uhelné elektrány
Na prvním obrázku je vlevo dole na zeleném poli (představuje les) černá plocha s označením uhelná elektrárna. Uhelné elektrárny zabírají plochu 25 km2. Počítám s instalovaným výkonem 40MW/km2. Celkem tedy 1000 MW. Jde o dotčenou plochu – tedy vlastní stavbu plus plochu povrchového dolu se zásobami uhlí. Vychází se z měření plochy areálu elektrárny Prunéřov na ikatastr.cz a z údajů o instalovaném výkonu na stránkách ČEZu: ZDE.
Produkce elektráren je vypočtena z instalovaného výkonu a koeficientu ročního využití (uhelná elektrárna 70%). (V modelu lze u jednotlivých zdrojů koeficient libovolně změnit.)
Model automaticky počítá s ukládáním přebytků v přečerpávacích vodních elektrárnách. Zde mají přečerpávací elektrárny instalovaný výkon = ½ instalovaného výkonu primárních zdrojů. Nepočítám s přesunem výkonu přes hranice. Zabraná plocha (včetně plochy nádrží) = 1km2/500MW instalovaného výkonu. Zde jde o spíše odhadnutou průměrnou hodnotu. Vycházím ze srovnání Dlouhých Strání a Dalešic. Na jedné straně relativně malé nádrže na malé ploše s velkým spádem a na druhé straně velké nádrže s menším spádem. Přečerpávací elektrárny jsou na modelu v pravém horním rohu - ohraničené buňky, které se podle potřeby automaticky vybarvují modře. Kapacita přečerpávacích elektráren je v modelu víceméně „nastřelena od boku“. Pro konečný výsledek je málo významná.
Solární elektrárna
Solární elektrárny zaberou 128 km2 s instalovaným výkonem 50 MW/km2 a ročním koeficientem využití 11% vyprodukují 6167 GWh. (Je zde cca 35 GWh (0,6%) přebytku) Potřebná plocha zahrnuje celý areál. Nikoli jen plochu vlastních panelů.
Podklady pro výpočet jsem přebíral ZDE. Opět jde o zprůměrování více zdrojů, které se mnohdy liší. Např. FVe Vepřek – instalovaný výkon 29,9 MW – plocha 60 ha a FVe Ševětín se stejným výkonem, ale plochou 82,5 ha.
Větrné elektrárny
Větrné elektrárny s produkcí 6132 GWh, zaberou 500 km2. Započítána celá dotčená plocha větrného parku. Elektrárny stojí od sebe cca 5 – 10 násobek průměru rotoru. Vycházel jsem z parametrů Park BARD Offshore 1 v Německu. Tj. 400 MW / 59 km2. ZDE V modelu tedy na 1 km2/7 MW = 500 km2/3500MW (koeficient ročního využití 20%).
Pro představu: Největší větrné elektrárny u nás jsou u obce Pchery na Kladensku. Mají instalovaný jednotkový výkon 2 x 3 MW. Pro výše uvedenou potřebu by jich bylo potřeba skoro 1200.
Biomasa
Model počítá s poměrně optimistickým scénářem = průměrný výnos 10t/ha, energetický zisk 1MWh elektřiny/tunu biomasy = 1 GWh/km2.
Vychází zábor 6132 km2 území. Model počítá pouze (!) s plochou potřebnou pro vlastní pěstování biomasy. Není zahrnuta plocha pro vlastní elektrárny, ani plocha na uskladnění ohromného objemu hmoty (1000t biomasy /km2 = celkem 6 132 000 tun), ani plocha pro potřebné dosoušení. Výhřevnost v níže uvedeném odkazu je pro vlhkosti 5%, která je v praxi nereálná. Dobře proschlá biomasa (sušená volně na vzduchu) má vlhkost mezi 10 a 20%. Čerstvě sklizená mnohem vyšší. ZDE
Jaderná elektrárna
Model počítá se záborem krajiny pro těžbu uranu, jeho zpracování, výrobu paliva, vlastní elektrárnu a úložiště vysoce aktivního odpadu.
Celkový zábor vychází 1 km2 na 500MW instalovaného výkonu a koeficientem využití 70%. Výsledkem jsou 2 km2 zabraného území pro krytí potřeb elektrické energie pro 1 milion obyvatel.
Reálný koeficient využití je vyšší (přes 80%), ale zde je ponechána rezerva. Plocha zabraná vlastní elektrárnou je podstatně menší. Areál Temelína má asi 1,6 km2 a kromě stávajících bloků je zde místo pro další dva.
Plocha území, které je v ČR zasažené těžbou, je sice podstatně větší, ale jde o rozsáhlou těžbu v minulosti, která nesouvisí s provozem elektrárny v současnosti.
Na výše uvedených příkladech jsou srovnány různé energetické zdroje se stejnou produkcí samostatně. Model však umožňuje libovolně kombinovat různé zdroje a vytvářet jejich mix ve vztahu k potřebě podle počtu obyvatel a území, které máme k dispozici.
Model jsem použil na srovnání současného stavu našeho území, se situací, kterou plánuje Greenpeace ve své Energetické (r)evoluci pro ČR. V tomto případě jde o plochu redukovanou na 20%. Plocha měst a obcí zabírá cca 13% území. Jde plochu intravilánů měst a obcí vč. zahrad, parků,..., Tedy nikoli jen zastavěná plocha. (1000 obyvatel na km2) Obhospodařovaná půda 44%. Na necelém 1 % rostou energetické plodiny. Uhelné elektrárny zabírají 0,2 % území, jaderné 0,006 % území. Větrné 0,02 %, solární 0,04 %, vodní 0,3 %, plynové 0,006 %. Na les a ostatní plochy - vodní plochy, mokřady , skály, … zbývá cca 40 %. Vyvážíme cca 20 % elektřiny.
Podle Greenpeace by to mělo vypadat takto: Plocha měst a obcí zabírá cca 13% území. Jde plochu intravilánů měst a obcí vč. zahrad, parků,..., tedy nikoli jen zastavěná plocha. (1000 obyvatel na km2). Obhospodařovaná půda 44 %. Uhelné elektrárny zabírají 0 % území, jaderné 0 % území. Větrné 1,1 %, solární 0,4 %, (většina panelů je na budovách), vodní 0,3 %, plynové 0,03 %. Energetické plodiny pokrývají téměř 24 %. Na les a ostatní plochy - vodní plochy, mokřady, skály,… zbývá necelých 18 %. Cca desetinu elektřiny ještě musíme dovézt.
Tzv. „Místo pro přírodu“ se smrskne na méně než polovinu současného stavu.
Model není zcela přesný, poněkud napomáhá obnovitelným zdrojům a ukazuje spíše ideální stav, bez extrémů počasí, ale pro základní představu je vyhovující.
Poznámka redakce
Všechny čtyři díly (I až IV) připojujeme v jednom pdf souboru. Ke stažení ZDE.