Český výtah studie je zde a samotná studie (zde). Zkoumala následky ukončení provozu českých uhelných elektráren a rozvoje obnovitelných zdrojů k roku 2030 na českou síť. Základním zjištěním podle jejich prohlášení by měl být fakt, že bezpečnost dodávek bude možné podle studie zajistit i po odstavení uhelných elektráren. Síť se i po jejich odstavení bude schopna vyrovnat s výjimečnou událostí na úrovni neplánovaného výpadku temelínského bloku, tedy největšího zdroje v soustavě.

Tabulka: Předpokládaný scénář instalovaného výkonu v roce 2030 (převzato ze zmíněné studie).

Podívejme se, co ve skutečnosti studie o možnostech zmíněného scénáře a jeho dopadů na energetickou bezpečnost reálně říká. Předpokládá se, že z uhelných zdrojů zůstanou v provozu jen ty s kombinovanou výrobou tepla a elektřiny, jejichž hlavním smyslem je zásobování velkých sídelních měst teplem a kogenerační zdroje v průmyslových podnicích. Provozní režim kogeneračních zdrojů se podle předpokladů řídí poptávkou po teple. V případě jaderné elektrárny Temelín je předpokládáno roční využití bloků na úrovni 80 %, u jaderné elektrárny Dukovany jde o 75 % (s předpokladem, že tři ze čtyř bloků jsou vždy v provozu). Výměna paliva a generálky se provádí dominantně v letním období. Pro rok 2030 je uvažována čistá spotřeba elektřiny v ČR na úrovni 65 TWh, oproti 60,7 TWh v roce 2017. V té době se předpokládá 73 TWh výroby elektřiny, tedy o něco víc, než je potřeba.

Česká republika tak bude mít 4,29 GWe jaderných zdrojů, 2,52 GWe v uhelných zdrojích, 2,80 GWe ve zdrojích plynových, 1,14 GWe je plánováno ve vodních elektrárnách a 1,39 GWe v biomase. Ve zdrojích nezávislých na počasí tak je celkově 12,14 GWe. K dispozici má být ještě 1,18 GWe v přečerpávacích elektrárnách, ale ty nepomohou v případech, kdy nebudou několik dní podmínky pro přebytky, které by se využily pro čerpání.

Navíce je třeba počítat s tím, že u vodních elektráren závisí možnost využívání na tom, kolik je vody, nikdy nelze počítat s maximálně možným instalovaným výkonem a zvláště během zimy suchého roku může být potenciál hodně snížen. Během velmi studených zimních období je velký nárok na teplo a kogenerační elektrárny zaměřené na zásobování tepla tak nebudou v optimálním režimu pro výrobu elektřiny. Je také potřeba počítat s tím, že vždy je nějaká část elektráren odstavena kvůli údržbě či poruše a je třeba udržovat rezervy pro regulaci. I v nejoptimálnějším případě tak nebude dostupný výkon zdrojů nezávislých na počasí dostupných v daném okamžiku větší než něco mezi 10 až 11 GWe.

Zajistí takový scénář bezpečnost dodávek elektřiny?

Takový výkon nezajistí záruku pokrytí potřeb v  zimních podmínkách vysoké spotřeby elektřiny a tepla, kdy navíc několik dní za sebou nefouká a produkce z fotovoltaiky je minimální. Takové situace nejsou tak neobvyklé. I v letošní zimě jsme je zažili. Takové týdenní období bylo třeba na začátku prosince. Potřeba se v té době pohybovala mezi 10 -11 GW (viz ČEPS) a na rozhraní letošního ledna a února dokonce dosahovaly maximální potřeby 11,5 GW. V minulých letech jsme zažili i několik dnů za sebou, kdy se maximální potřeby téměř rovnaly hodnotě 12 GWe. Navíc to vždy bylo v době, kdy i naši sousedé měli vysokou potřebu a vítr nefoukal nijak ideálně, takže by nebylo odkud elektřinu dovézt.

Doposud se taková období řešila díky velkému přebytku uhelného výkonu hlavně v Německu, ale i u nás a v Polsku. Ten však už po roce 2025 určitě nebude. V těchto obdobích by tak přečerpávací elektrárny či baterie neměly nikdy možnost čerpat (nebyly by přebytky), takže by ani ty nepomohly. Prostě by se v takovém případě muselo přistoupit k dost drastickému omezování spotřeby. Výpadek Temelína by pak naše síť v této situaci těžko vydržela. Ohrožením by při ní byl i výpadek daleko menšího zdroje.

I zelené organizace touto studií přiznávají kritickou důležitost jaderné energetiky v Česku v případě, že se chce snížit využití uhlí. I podle nich musí jádro zajistit téměř 50 % potřeb elektřiny. Nezmiňují však, jak bude možné nahradit Dukovany, pokud se okolo roku 2035 odstaví. (zdroj fotografie Jaderné elektrárny Dukovany ČEZ).

Formulace, že studie ukazuje, že by se snesl výpadek velikosti jednoho bloku Temelína, tedy asi pravdivá není. Bylo by to jak kdy. Navíc Temelín v té době nebude největším jedním blokem v síti. Větším blokem bude přes 2 GWe větrných zdrojů a dokonce 5,5 GWe zdrojů fotovoltaických. Ty závisí na počasí, které je celkem běžně stejné na celém území republiky a mohou tak vypadnout jako celek poměrně často. Když nebude foukat a svítit, tak chybí najednou větrné turbíny a fotovoltaické zdroje, tedy výpadek 7,5 GW celkově.

Změna postoje zelených organizací k jádru?

Co je v této studii také zajímavé a u zelených organizací zatím nevídané, je uznání důležitosti jaderných zdrojů. Ve studii se tak počítá s tím, že Česko bude v roce 2030 vyrábět z jádra 40,0 % elektřiny. Daná hodnota vyplývá z předpokládaného koeficientu využití našich jaderných elektráren a předpokládané výroby elektřiny 73 TWh. Podívejme se, co v daném scénáři dodají obnovitelné zdroje. Vítr má mít koeficient využití 26,3 %, fotovoltaika 11,5 %, což jsou i podle mě pro naše podmínky realistická čísla. Kvůli tomuto nižšímu koeficientu využití se tak z větru vyrobí jen 6,4 % a z fotovoltaiky pak 7,6 %. Více dodají biomasa 10,0 % a voda 9,3 %. Obnovitelné zdroje tak zajistí celkově 33,3 % elektřiny. Ovšem tento scénář zelených organizací předpokládá stále velmi vysoké využití uhlí. To má zajistit 20,4 % elektřiny. Tedy více než fotovoltaika a vítr dohromady. Fosilní zdroje tak budou dohromady dodávat 27,1 % elektřiny.

Co se však stane, jestliže se poté během pár let odstaví Dukovany a z režimu totálně napjatého (podle mě neudržitelného) se výpadkem 20 % výroby a 20 % stabilního zaručeného výkonu dostane naše síť k totálnímu kolapsu? Odstavení Dukovan má proběhnout okolo roku 2035. A jejich výkon i výrobu bude třeba nahradit, navíc by bylo z ekologického hlediska asi rozumné postupně nahrazovat i to zbývající uhlí. Ze studie to vypadá, že zelení předpokládají, že se do roku 2035 postaví jaderné bloky nahrazující Dukovany. Problém je, že reálně se takto nechovají. V každém případě posun ke koncepci výroby téměř 50 % potřeb elektřiny z jádra je u těchto organizací docela zajímavý.

Závěr

V rozsáhlém cyklu (zde, zde, zde, zde a zde) jsem rozebral současný stav české energetiky a scénáře jejího možného vývoje. Nárůst větrných zdrojů na 2 GWe a fotovoltaiky na 5,5 GWe do roku 2030 je i podle něj realizovatelný. Otázkou ovšem zůstává řešení ekonomiky a financování. Vzhledem k tomu, že naše fotovoltaické zdroje budou soutěžit s velkým přebytkem těchto zdrojů v sousedním Německu a naše větrné elektrárny s daleko efektivnějšími větrnými zdroji na severu Německa, bude v ideálních povětrnostních podmínkách přebytek elektřiny v regionu a cena silové elektřiny nízká. Je tak potřeba zajistit jinou formu financování těchto zdrojů a tedy odpovídající způsob dotací.

Jak bylo ukázáno, scénář navržený zelenými organizacemi ve studii sice zajistí dostatečnou celkovou roční výrobu elektřiny, nezaručuje však bezpečné provozování sítě v náročných zimních podmínkách. Dost často nemá žádné rezervy pro regulaci a existují nepříliš výjimečná období, kdy navrhovaná soustava nedokáže pokrýt potřeby. A taková situace bude v Česku s největší pravděpodobností již od roku 2022, jak bylo popsáno v článku o rizicích vývoje energetiky u nás.

Dalo by se to řešit například navýšením výkonu plynových bloků zhruba o 2 GWe. Ty by zde byly dominantně pro pokrytí období s vysokou potřebou a s nízkou intenzitu větru a svitu slunce. Pochopitelně by to však vedlo k prodražení celého systému i větší spotřebě plynu. Dostáváme se tak ke scénáři, který se ve zmiňovaném článku popisuje pod názvem druhé Bavorsko. Tedy směřování ke kombinaci plynu a obnovitelných zdrojů. K němu by pak vývoj začal rychle směřovat v případě, že se do odstavení Dukovan v roce 2035 nepostaví náhradní jaderné bloky. Hlavním problémem studie a scénáře tak je, že neříká nic o tom, jak se bude řešit vývoj v třicátých letech. V Rusku nedávno provedli vyžíhání reaktorové nádoby stejného bloku VVER440, jako je v Dukovanech, a plánují jej provozovat 60 let (podrobněji viz zde). Není však příliš realistické, hlavně v souvislosti s politickým tlakem našich sousedů, že by to bylo realizovatelné i u nás. I ze studie společnosti Energynautics je však vidět, že se Česko bez jádra v následujících letech a desetiletích neobejde a nejméně náhradu Dukovan je potřeba včas postavit. Aby tomu tak bylo, je nutné intenzivně na přípravě a zahájení stavby potřebných jaderných bloků pracovat. Z tohoto pohledu je tato studie na zakázku zelených organizací, která tuto nutnost jasně ukazuje, velmi užitečná.

Psáno pro servery Osel a oenergetice.

Poznámka: V těchto dnech se do sazby dostává kniha Česká energetika na křižovatce (Editoři Hynek Beran, Václav Pačes a Vladimír Wagner), která byla realizovaná na základě studie vytvořené pro Hospodářskou komoru širokým kolektivem autorů. Zabývá se právě kritickými obdobími české energetiky v letech 2022 a 2035, možnými scénáři vývoje a doporučeními, jak hrozícím rizikům čelit a přicházející výzvy využít.