JADERNÁ ENERGETIKA MÝTY a FAKTA

Transkript

1 JADERNÁ ENERGETIKA 1. Neexistuje bezpečné řešení ukládání radioaktivních odpadů a použitého paliva Bezpečné řešení ukládání radioaktivních odpadů a použitého paliva je technicky zvládnuto. Použité palivo není odpad, ale po přepracování může být opětovně využito v jaderných reaktorech. Obr.: Elektrárna Dukovany Obr.: Obalový soubor CASTOR 440/84M byl typově schválen pro železniční přepravy a pro skladování vyhořelého jaderného paliva z jaderných reaktorů typu VVER-440 Při každé lidské činnosti vznikají odpady. Jen málokteré jsou tak pečlivě sledovány, evidovány a ošetřeny, jako odpady radioaktivní. Navíc jejich množství co do objemu je nesrovnatelně menší než z jiných energetických zdrojů. Při technologických procesech na jaderné elektrárně vznikají ve formě pevných látek, kapalin a plynů radioaktivní látky o nízké a střední aktivitě. Provozní odpady obsahující radionuklidy s krátkým poločasem přeměny se po snížení radioaktivity na přírodní úroveň vypouštějí, ostatní se zpracují lisováním, cementováním nebo bitumenací (zaasfaltováním) a ukládají v povrchových nebo podpovrchových úložištích, stejně jako podobné radioaktivní odpady např. z lékařských aplikací a průmyslových aplikací. V České republice je několik úložišť těchto odpadů, a to v areálu jaderné elektrárny Dukovany, úložiště Richard v Litoměřicích nebo Bratrství v Jáchymově. Použité palivo, které obsahuje radionuklidy s vysokou aktivitou a dlouhým poločasem rozpadu se po určité době skladování v bazénu reaktoru ukládá do silnostěnných hermeticky těsných ocelových skladovacích kontejnerů v povrchovém skladu na území elektrárny. Skladovací kontejnery podstupují náročné testy na těsnost a mechanickou odolnost, takže ani při potenciálním teroristickém útoku nemůže prakticky dojít k úniku radioaktivity do okolního prostředí. Povrchový sklad vyhořelého paliva je v provozu v areálu elektrárny Dukovany a staví se další v areálu Temelína. U použitého paliva, které po několikaletém využití v reaktoru obsahuje více než 98% původního štěpného materiálu se předpokládá, že bude přepracováno a opětovně použito v jaderných reaktorech. Jeho přepracováním vznikne určité, objemově velice zredukované množství vysokoaktivních odpadů, které bude nutné po převedení do pevné formy skla tzv. vitrifikací dlouhodobě skladovat v hlubinných úložištích. 1

2 JADERNÁ ENERGETIKA Hlubinná úložiště se umisťují do geologicky stabilních horninových vrstev, jejichž stabilita je prověřena miliony let. Inženýrské bariéry samotné konstrukce úložiště pak tuto bezpečnost ještě zesilují a násobí. Technologie konečného hlubinného ukládání vysokoaktivních odpadů je dnes zvládnuta a řada zemí, včetně ČR, výstavbu takových úložišť připravuje (uvedení do provozu v roce 2065). Obr.: Sklad vyhořelého paliva Dukovany 2. Jaderné elektrárny vypouštějí do okolí velké množství radioaktivních látek Obr: Schéma jaderné elektrárny s reaktorem typu PWR. Tyto elektrárny obsahují tři chladící okruhy - primární, sekundární a terciální. Pro vypouštění radioaktivních látek do okolí z jaderných elektráren za normálního provozu existují přísné limity. Skutečné vypuštěné množství je více než tisíckrát nižší než způsobují přirozené zdroje radioaktivity (radon, kosmické záření apod.) K vypouštění radioaktivních látek za normálního provozu vydává provozovatelům povolení Státní úřad jaderné bezpečnosti (SÚJB).Na základě modelů šíření radionuklidů do životního prostředí a modelů výpočtů dávek na člověka se stanovuje tzv. efektivní dávkový ekvivalent pro obyvatele žijící nejblíže jaderné elektrárně. SÚJB stanovil pro obě naše JE v Dukovanech a Temelíně tzv. autorizované limity pro efektivní dávkový ekvivalent: pro plynné výpustě 40 mikrosievert za rok a pro kapalné 6 (EDU),resp. 3 mikrosievert (ETE) za rok. Skutečné výpustě z našich jaderných elektráren způsobují značně nižší hodnoty dávek než jsou tyto autorizované limity: u plynných je to cca 0,4 mikrosievert za rok, u kapalných 1 mikrosievert za rok. To znamená, že celková efektivní dávka pro kritickou skupinu činí 1 2 mikrosievert za rok. 2

3 JADERNÁ ENERGETIKA Pro srovnání dávky pro obyvatele v ČR z přirozených zdrojů (zevní a vnitřní ozáření kosmickým, terestrálním zářením, produkty přeměny radonu, apod.) činí více než mikrosievert za rok, tj. hodnota více než tisíckrát vyšší. Na základě toho je oprávněné říci, že jaderné elektrárny vypouštějí do vzduchu a vody velmi malé množství radioaktivních látek, která jsou sledována a měřena a dávky z nich resultující jsou velmi malé tj. radiační zátěž pro jejich okolí je zanedbatelná. Pro srovnání 1 hodina letu letadlem představuje dávku asi 0,5 mikrosievert. Obr.: Odhad rozdělení dávky obyvatelstvu v České republice 3. Jaderné elektrárny mohou být zničeny teroristickým útokem a může uniknout velké množství radioaktivity Pozn. : Příspěvek tzv. lékařského ozáření však roste např. s modernizací diagnostické techniky (tomografická vyšetření) a růstem počtu výkonů Teroristické napadení jaderné elektrárny je díky organizačním a technickým opatřením extrémně málo pravděpodobné. Nad jadernými elektrárnami v ČR, včetně Ústavu jaderného výzkumu v Řeži, existuje tzv. bezletová zóna, kam nesmějí letadla vstoupit. Tato zóna je neustále monitorována. Pokud by se trasa nějakého letadla významně odlišila od stanoveného směru a výšky letu, okamžitě startují vojenská letadla, která upozorní letadlo a případně jej donutí ke změně směru. Po teroristickém útoku na newyorské mrakodrapy dne byla provedena v různých zemích řada studií posuzujících zranitelnost jaderných elektráren v důsledku teroristického útoku. Tyto studie dokazují, že objekty jaderných elektráren, ve kterých je umístěn jaderný reaktor, jsou pro velká letadla těžko zasažitelným cílem, neboť tyto budovy jsou v porovnání s newyorskými mrakodrapy několikanásobně nižší a menší. Navíc, vlastní ochranná obálka elektrárny - kontejnment, resp. reaktorová budova se systémem hermetických boxů s více než metr tlustými stěnami z pevného železobetonu, je projektována tak, že odolá jak nárazům velkých letadel, tak i vnějším explozím a požárům, což bylo dokázáno matematickými výpočty, ale i reálnými zkouškami. 3

4 JADERNÁ ENERGETIKA U nově připravovaných projektů jaderných elektráren se předpokládá realizace dalších barier s cílem dále omezit možnost přímého teroristického útoku na budovu reaktoru. 4. Jaderná energetika znamená nebezpečí šíření jaderných zbraní Mezinárodní Smlouva o nešíření jaderných zbraní účinně zajišťuje, že se další státy nemohou dostat k technologii výroby jaderných zbraní. To zaručují přísné mezinárodní kontroly MAAE. S cílem znemožnit šíření jaderných zbraní byla v roce 1970 uzavřena Smlouva o nešíření jaderných zbraní (Non-Proliferation Treaty - NPT), ke které přistoupila převážná většina zemí mající významnější jaderné aktivity. Tato smlouva rozdělila země na dvě kategorie: státy vlastnící v té době jadernou zbraň (USA, Rusko, Anglie, Francie, Čína) a ostatní země, které se zavázaly, že o jaderné zbraně nebudou usilovat a podrobí se mezinárodní kontrole ze strany MAAE. Před 10 lety byla NPT zpřísněna tzv. Dodatkovým protokolem a byly zavedeny další kontrolní režimy. Výsledkem těchto kontrolních režimů je, že za 40 let od podepsání smlouvy pouze několik dalších zemí jadernou zbraň vyvinulo: Indie a Pakistán, z dalších zemí Jižní Afrika vstoupila pod kontrolu NPT, v Iráku byla zařízení pro výrobu jaderné zbraně zničena spojenci a Libye ustoupila od svých aktivit. V současné době jsou středem pozornosti Irán a Severní Korea. Tyto země jsou však pod velkým tlakem velmocí, který směřuje k tomu, aby využívaly jadernou energii pouze pro mírové účely. Všechny ostatní země dodržují NPT a jadernou zbraň nevyvíjejí, což potvrzují kontroly MAAE. Týmy inspektorů MAAE navštěvují civilní jaderná zařízení včetně elektráren a administrativními metodami, analýzami vzorků a systémem monitorovacích zařízení ověřují, že žádný jaderný materiál určený k energetickému využití nemůže být vojensky zneužit. Česká republika přistoupila k NPT v roce 1972 a plní všechny své závazky, které ze smlouvy vyplývají. 4

5 JADERNÁ ENERGETIKA 5. Přeprava jaderných a radioaktivních materiálů je riskantní Přeprava jaderných a radioaktivních materiálů je bezpečná, díky technickým (konstrukce kontejnerů) a organizačním (realizace přepravy) opatřením. To dokazují celosvětové zkušenosti z přeprav. V důsledku využívání jaderné energie nejen pro výrobu elektřiny energetiku, ale v dalších oblastech (zdravotnictví, průmysl), je roční počet přeprav jaderných a radioaktivních látek/materiálů a radionuklidových uzavřených zářičů na úrovni desítek milionů za rok. Přeprava probíhá po silnicích, železnicích, řekách, mořích a letecky. Bezpečnost přepravy stojí na třech pilířích: Obr.: Kontejner PETA 6 pro přepravu a skladování jaderných zářičů na konstrukci přepravních kontejnerů, které musí prokázat odolnost vůči pádu, ohni, ponoření do vody a stínění vůči záření. Každý kontejner musí mít certifikát od jaderného dozoru (u nás SÚJB). Požadavky na odolnost kontejnerů závisí na aktivitě a typu přepravované radioaktivní látky/jaderného materiálu, jejich fyzikální a chemické formě, typu přepravy a dalších hlediscích. Pro určité, závažnější (z hlediska typu a aktivity) přepravy je nutné povolení SÚJB druhým pilířem je realizace přepravy, která probíhá podle mezinárodních pravidel (např. ARD po silnici); v případě jaderného paliva má tato přeprava speciální režim ochrany a je v zájmu bezpečnosti přepravy ze zákona utajena třetím pilířem je připravený havarijní řád, který stanovuje činnost různých složek v případě havarijní situace. Obr.: Jaderný výbuch Všechny země, včetně ČR, postupují podle doporučení MAAE, která jsou aplikována do právních předpisů pro přepravy těchto látek/materiálů. To, že systém přeprav je bezpečný a spolehlivý dokazuje, že k havarijním situacím dochází zcela ojediněle, a pokud k nim došlo, nevyvolaly žádné radiologické důsledky na osoby ani životní prostředí. 5

6 JADERNÁ ENERGETIKA 6. Jaderné elektrárny jsou drahé, ekonomicky nevýhodné a u Výstavba jaderné elektrárny je velká finanční investice, která je velmi výhodná nás je platí daňoví poplatníci, protože ČEZ je polostátní firma a zaplatí se za 10 let. To platí i pro případ Temelín. Obr.: Jaderná elektrárna Temelín 7. Zásoby uranu budou brzy vyčerpány Obr.: V uranovém dole Rožná na Žďársku objevil průzkum další zásoby uranu v hodnotě až tři miliardy korun. Jaderná elektrárna je velká a dlouhodobá investice. Jak známo 2000 MWe výkonu v Temelíně stálo cca 100 miliard Kč, tj ,- Kč na instalovaný kwe. Uvážíme-li, že Temelín bude v provozu 40 let, ale spíše 60 let a že výroba elektřiny obou temelínských bloků bude po úplné stabilizaci provozu 15 TWh ( kwh) za rok, tak za tuto dobu vyrobí obrovské množství elektřiny 600 (za 40 let) resp. 900 TWh (60 let). Výrobní náklady (stálé a provozní) nepřesahují 1,5 Kč na kwh (cenu prodeje elektřiny včetně poplatků za přenos a distribuci znáte sami), tak že je to velmi výhodná investice a elektrárna se zaplatí za méně než 10 let! Temelínskou jadernou elektrárnu neplatili daňoví poplatníci a ani je nebudou platit ti budoucí. Celou stavbu platila a bude platit elektrárenská společnost ČEZ a.s. z vlastních zdrojů doplněných o úvěry bank, které se teď splácejí. Problémem jaderné energetiky je velikost investice, ale ČEZ je velká a silná energetická společnost (7. v Evropě) a tuto investici proto zvládne! Díky současným typům reaktorů se uran v jaderných elektrárnách dosud nevyužívá efektivně. S nástupem nových reaktorů tzv. 4. generace vystačí uran na tisíce let. V současné době používaný tzv. otevřený palivový cyklus jaderné energetiky je velmi neefektivní a využívá jen asi 1-2% uranu a zbytek zůstává ve vyhořelém palivu. Zefektivnění využití uranu přinese zavedení rychlých reaktorů 4. generace (SFR, LFR, GFR), který bude uveden do provozu v letech Tyto reaktory budou vyrábět více paliva, než spotřebují a jaderné palivo bude pak postačovat na tisíce let. Těžba uranu je dlouhodobě nižší než jeho spotřeba, protože se k výrobě jaderného paliva pro elektrárny částečně přepracovává použité palivo, existují jeho velké zásoby a využívají se zásoby uranu a plutonia z jaderných zbraní. Cena uranu však v posledních letech výrazně rostla až na 140 USD/kg v roce 2007, od té doby poklesla asi na třetinu této ceny. 6

7 JADERNÁ ENERGETIKA Kolísání ceny uranu má však na výrobní náklady elektrické energie v jaderných elektrárnách jen malý vliv, neboť jaderné palivo se na výrobních nákladech podílí jen asi 15 %. To je velký rozdíl oproti elektrárnám plynovým, kde cena plynu tvoří až 80 % nákladů na výrobu elektrické energie. Podle současných odhadů se známé a ekonomicky těžitelné zásoby uranu pohybují kolem 6 milionů tun, což znamená, že za současného neefektivního využívání uranu v jaderných elektrárnách vydrží zásoby jenom do konce tohoto století. Nelze však vyloučit objevení nových nalezišť uranu a tyto práce stále probíhají. Kromě uranu existují geologické zásoby i jiných prvků, např. thoria, kterého je na zemi zhruba 3x více než uranu. Některé země, např. Indie, již připravují palivový cyklus spalování thoria v jaderných reaktorech. Obr.: Těženo je jedno ložisko s roční těžbou 261 t uranu (r. 2008) 8. Jaderné palivo si umíme vyrobit sami Uran se u nás řadu let těží, ale jaderné palivo nevyrábí a stejně jako řada jiných zemí ho dovážíme. Ve skladech je možné vytvářet zásoby jaderného paliva, existuje řada jeho výrobců, proto nelze mluvit o závislosti na jednom dodavateli. Obr.: Náhled do budoucnosti - plovoucí jaderná elektrárna Uran se u nás těžil od roku 1945 a stále se v menší míře těží. Po těžbě musí upravená ruda projít řadou procesů, než je jaderné palivo vloženo do reaktoru: chemická úprava rudy na tzv. žlutý koláč, převod uranu na plynné sloučeniny uranu, (UF6), dále obohacování uranu z přírodního obsahu 0,7% na 4-5% U235, konverze na kysličník UO 2 a výrobu tabletek UO 2 stlačením s následným slinováním. Tyto tabletky se vkládají do trubek ze slitiny zirkonu a poté se umístí do konstrukce palivové kazety ( palivových proutků). Palivová kazeta pro jaderný energetický reaktor je cca 3 metry dlouhá a přestavuje velmi přesný strojírenský výrobek. V ČR je průmyslově zvládnuta pouze první část palivového cyklu těžba uranové rudy a její úprava do žlutého koláče. ČR podobně jako jiné země nemá zařízení na obohacování uranu ani na výrobu palivových tablet a proto hotové čerstvé palivo pro své jaderné elektrárny nakupuje v zahraničí. Český strojírenský průmysl však je schopný vyrábět nosné části palivových kazet a event. i kazety montovat. 7

8 JADERNÁ ENERGETIKA Těžba uranu je cca 400 tun za rok (žlutý koláč) a jeho spotřeba rok v 6 provozovaných blocích v Dukovanech a Temelíně je cca 86 tun (tabletky UO 2 ). Spotřeba jaderného paliva v JE je co do hmotnosti o mnoho řádů nižší než u fosilních paliv (desítky tun/rok oproti miliónům tun uhlí za rok). Proto je možné vytvářet zásoby jaderného paliva na několik let a využít různé výrobce. V případě jaderného paliva proto nelze mluvit o závislosti na vnějších zdrojích jako je tomu v případě plynu nebo ropy. 9. Spasí nás jaderná synthesa (využívání termonukleární reakce) Obr.: Tokamak obří transformátor, jehož sekundární obvod je tvořen velmi horkým ionizovaným plynem plazmatem Výzkum jaderné synthesy (fúze) probíhá již řadu let a v roce 2006 došlo k mezinárodní dohodě o stavbě velkého termonukleárního zařízení ve Francii ITER. Průmyslové nasazení fúze pro výrobu elektřiny lze očekávat po roce Energetické využití řízené termonukleární reakce (tj slučování lehkých jader D+T) je nepochybně velmi perspektivní, ale až ve vzdálenější budoucnosti. Výzkum řízené termonukleární energie probíhá ve světě několik desítek let a bylo v něm již dosaženo značného pokroku (zařízení typu Tokamak a Stelarator). Současné největší zařízení na světě JET (Joint European Torus) v Anglii dosahuje parametrů blízkých řízené termonukleární reakce, např. ohřátí plasmy na teploty 100 cca milionu stupňů a energetický výtěžek 60% vložené energie. V roce 2006 došlo k průlomové mezinárodní dohodě o stavbě termonukleárního zařízení ITER (International Thermonuclear Energy Reactor), jehož stavba začala v roce 2008 v Cadarache (Francie). Na tomto velkém mezinárodním projektu se podílejí EU, USA, Rusko, Čína, Japonsko a Indie. Reaktor s tepelným výkonem 500 MW by měl být uveden do provozu v roce 2015 a bude v provozu do roku Po něm bude následovat demonstrační reaktor DEMO. Průmyslové využití termonukleární reakce lze očekávat v druhé polovině tohoto století. 8

9 JADERNÁ ENERGETIKA Obr.: Tepelná elektrárna, která má místo parního kotle reaktor jaderný, v němž probíhá štěpení atomů některých těžkých prvků (uran, plutonium) za současného uvolňování velkého množství tepla. Jaderné elektrárny jsou jednookruhové a dvouokruhové. U jednookruhové jaderné elektrárny se pára vyrobená v jaderném reaktoru přivádí přímo do turbíny; u dvouokruhové se teplo z reaktoru odvádí teplonosnou látkou primárním okruhem do výměníku tepla (parního generátoru), kde vzniká pára, která se sekundárním okruhem přivádí k turbíně pohánějící alternátor. V alternátoru se energie vodní páry mění na elektrickou. Obr.: Znázornění samočinně se udržující štěpné reakce 10. Riziko selhání lidského faktoru v jaderných elektrárnách je vysoké Riziko selhání lidského faktoru v jaderných elektrárnách je nízké díky výběru zdravotním a psychologickým testů, výcviku, tréninku a opakovaným testům provozních pracovníků (operátorů) na simulátorech. Chyby pracovníků se analyzují a vyvozují opatření, která mají zabránit výskytu jejich opakování. Riziko selhání lidského faktoru v jaderných elektrárnách existuje stejně jako u ostatních složitých technologických zařízení a komplexů (civilní letectví, chemické podniky, doprava apod.), ve srovnání s nimi je však u JE nízké. U nových typů jaderných elektráren se navíc klade zvýšený důraz na uplatnění pasivních (automatických) bezpečnostních systémů, které využívají fyzikální zákony (např. gravitaci) a nevyžadují zásah člověka (obsluhy) při havarijních situacích. S růstem spolehlivosti technologických zařízení se zvyšuje relativní (nikoliv absolutní) podíl selhání člověka v těchto zařízeních. V jaderné energetice se uvádí, že asi 70% událostí bylo způsobeno nebo ovlivněno lidským faktorem. 9

10 JADERNÁ ENERGETIKA Výběr kandidátů na operátora reaktoru je velmi přísný a obsahuje náročné zdravotní a psychologické testy. Provozovatelé jaderných elektráren věnují spolehlivosti lidského faktoru velkou pozornost. Všechny chyby pracovníků, ke kterým dojde se analyzují a vyhodnocují s cílem nalézt příčiny a stanovit nápravná opatření, aby se událost neopakovala. Lidský faktor se však může naopak projevit pozitivně v přechodných, havarijních nebo neočekávaných situacích (kvalifikované odhady, rychlost reakce, apod.), na které nejsou počítačové řídící systémy naprogramovány. Příkladem je úspěšné nouzové přistání dopravního letadla Boeing bez fungujících motorů na hladině řeky Hudson v New Yorku, které ručně řídil kapitán letadla. 11. Jaderná elektrárna se dá postavit za několik let jako plynová elektrárna Obr.: Plánovaná plynová elektrárna u Čimického háje u Prahy. Schvalovací proces pro jaderné elektrárny je složitější než v jiných energetických zařízení a vlastní výstavba trvá asi 2x déle. Proto je třeba o jejich výstavbě včas rozhodnout a vytvořit stabilní politickou situaci. Schvalovací řízení (licenční proces) pro jaderné elektrárny v ČR je podle zákona č. 18/1997 o mírovém využívání jaderné energie mnohem komplikovanější než u jiných zařízení (uhelné, plynové elektrárny). Rovněž doba výstavby je vzhledem k její složitosti delší: u plynové elektrárny trvá 3 roky u jaderné je dvakrát delší. Z historie je však známo mnoho případů, kdy se jaderné elektrárny stavěly 8 10 let, ale některé z důvodu administrativních nebo politických obstrukcí nebo nedostatku financí i let! To byl i případ JE Temelín u nás a Mochovce na Slovensku. Často zmiňované zpoždění výstavby JE Olkiluoto ve Finsku z poslední doby, bylo způsobeno tím, že se jedná o první výstavbu moderní elektrárny s novým reaktorem typu EPR, nedostatečnou projekční připraveností dodavatele a dodatečnými požadavky finské strany. Lze však důvodně předpokládat, že toto je výjimka, která se nebude opakovat. Doba výstavby nových jaderných elektráren (AP 1000, EPR 1600, VVER 1200) má být 5 6 let díky standardizaci a modulovému řešení projektů. 10

11 JADERNÁ ENERGETIKA Avšak stejně dlouhou dobu je nutno předpokládat na politické rozhodnutí a vlastní schvalovací proces. Rozhodnutí ČEZ a.s. o výstavbě 3. a 4. bloku Temelína v roce 2009 znamená, že tyto bloky by mohly být v provozu nejdříve okolo roku I sebemenší dávka záření je nebezpečná Obr.: Projekty jaderných elektráren druhé generace jsou vyvíjeny dvěma směry: 1. Evoluční cesta je extrapolací vývoje zdokonalováním jaderných elektráren, využitím provozní zkušenosti z dlouhodobého provozu systémů a komponent s mnohonásobně zálohovanými systémy řízení a rozšiřování inherentní bezpečnosti. 2. Inovované projekty jaderných elektráren menšího výkonu s inherentní bezpečností a orientované na pasivní bezpečnost. Jsme neustále vystaveni působení radioaktivních a ionizujícího záření a to z přirozených zdrojů (radon, kosmické záření, radioaktivita lidského těla) a ze zdrojů vytvořených člověkem (lékařství, televize, lety v letadlech). Pravděpodobnost ohrožení zdraví z relativně velmi malých hodnot dávek z JE je extrémně malá. Život na zemi, tedy i člověk, je neustále vystaven působení radioaktivních látek a ionizujícího záření. Přirozenými zdroji jsou kosmické záření, radioaktivita hornin, radon, radioaktivita v lidském těle, ve vodě atd. K tomu je nutno přičíst zdroje vytvořené člověkem jako je používání rentgenu, radiofarmak pro diagnostické a léčebné účely, televize, lety v letadlech ve výškách přes 10 km a další. Významnými zdroji radioaktivity v životním prostředí byly zkušební výbuchy jaderných zbraní (byly ukončeny v 60 tých letech), jaderné výbuchy v Hirošimě a Nagasaki a havárie v Černobylu. U nás se hodnota tzv. efektní dávky za rok na obyvatele pohybuje v rozmezí 3000 mikrosievertů. Tato hodnota je v různých zemích různá (až 10x) v závislosti na geografickém poloze. Příspěvek jaderných elektráren k této hodnotě u nejvíce zatížené skupiny obyvatel je asi 1000 krát menší (viz bod 2). Účinek nízkých dávek záření na lidský organizmus je stále předmětem výzkumných studií, zejména platnost lineárního a bezprahového vztahu dávka účinek. Koeficienty rizika, tzn. pravděpodobnosti výskytu daného biologického účinku po ozáření danou dávkou ionizujícího záření, se na základě těchto studií postupně upřesňují, a to s dostatečnou mírou konzervatismu. Lze konstatovat, že tak nízkou pravděpodobnost vzniku poškození organizmu člověka, jakou představuje dávka ozáření z normálního provozu jaderné elektrárny má málokteré jiné podobné technologické zařízení (s exhalacemi chemických látek do životního prostředí). 11

12 JADERNÁ ENERGETIKA 13. Na jaderných elektrárnách dochází k příliš mnoha vážným událostem Za poslední období došlo podle statistik k podstatnému zvýšení bezpečnosti a spolehlivosti JE a snížení počtu událostí. Je to díky velké pozornosti všech provozovatelů a orgánů dozoru. Obr.: Výbuch jaderné elektrárny ve Fukušimě Hromadné sdělovací prostředky věnují událostem na JE přehnanou pozornost a často je zveličují. Na jaderných elektrárnách, stejně jako v jiných průmyslových závodech, dochází k poruchám zařízení a chybám lidského faktoru. Cílem všech provozovatelů jaderných elektráren je zajistit vysokou spolehlivost a bezpečnost provozu a snížit pravděpodobnost vzniku těchto mimořádných událostí na nejnižší možnou míru, což přináší další zvyšování požadavků na technologii jaderných elektráren a růst ekonomických nákladů. Za posledních více než 20 let došlo podle tzv. bezpečnostních indikátorů k podstatnému zvýšení jejich jaderné bezpečnosti a spolehlivosti. Za celou dobu provozu JE ve světě, což je více než 50 let a sumárně reaktor roků provozu, byl počet mimořádných událostí s významným vlivem na okolí extrémně malý (Windscale, Černobyl). Na všech jaderných elektrárnách se mimořádné události podrobně analyzují a realizují se nápravná opatření s cílem vyloučit jejich opakování. Kromě národních systémů existují dva mezinárodní systémy, které umožňují výměnu zkušeností a informací o událostech na JE na celém světě a tím podstatně zvyšují efektivitu zpětné vazby zkušeností z provozu. Počet bezpečnostně významných událostí na JE je malý a postupně se stále snižuje, zejména počet těch, které mají závažnější charakter. Obr.: Zničená Fukušimská elektrárna Dojem, že takových událostí na JE je mnoho, vyplývá především z toho, že dlouhodobý tlak proti jaderné energetice vyvolává pozornost hromadných sdělovacích prostředků, které se pak věnují i událostem na JE, kterých by si u jiných podobných technologických zařízení ani nevšimly a tyto události často z neznalosti technologické podstaty zveličují. 12

13 JADERNÁ ENERGETIKA 14. Naše jaderné elektrárny jsou horší než ty západní Naše jaderné elektrárny typu VVER patří mezi nejčastěji se vyskytující typ na světě tzv. tlakovodní reaktory PWR (60%). Bezpečnostní filozofie i provozní výsledky ukazují, že jsou srovnatelné s obdobnými stejně starými jadernými bloky na západě. "Myslíte si, že jaderná elektrárna Temelín je srovnatelná s moderními jadernými elektrárnami ve světě?" Tento mýtus se projevoval zejména na počátku 90-tých let, kdy byla tendence podceňovat vše ruské. V současnosti jsou ve světě v provozu převážně tlakovodní reaktory (PWR), kde je chladivem i moderátorem obyčejná voda při tlaku cca 150 barů a teplotě okolo 350 C je jich asi 60%. Do této skupiny patří i bloky ruské provenience VVER (celkem 52 v provozu), provozované u nás. Je pravda, že naše reaktory mají některé konstrukční odlišnosti, např. palivový článek a palivová kazeta, kontrolní tyče, počet chladících smyček, materiál tlakové nádoby a primárního potrubí, systém řízení a regulace a další, nicméně tyto odlišnosti lze přirovnat k odlišnostem různých značek aut. Obecně však je tze říci, že bezpečnostní filosofie bloků VVER odpovídá mezinárodně přijaté víceúrovňové ochrany do hloubky, což potvrzují jejich dlouhodobé velmi dobré provozní výsledky. Např. JE Loviisa ve Finsku, JE Dukovany v ČR patří mezi pětinu nejlépe provozovaných jaderných elektráren na světě. Na žádné JE typu VVER dosud nedošlo k radiační havárii. Zdroj: STEM, Trendy 4/2008, 1341 respondentů starších 18 let Není tedy oprávněné tvrdit, že bloky VVER jsou horší, než současně provozované bloky v jiných vyspělých zemích. Provedená zdokonalení JE Temelín (systémy kontroly a řízení a další technické úpravy) řadí tuto JE mezi ty nejmodernější v Evropě. 13

14 JADERNÁ ENERGETIKA 15. Vyřazování z provozu jaderných elektráren je drahé a není finančně Zajištěno S vyzařování z provozu JE se počítá od zahájení realizace stavby, předepsaná dokumentace obsahuje způsob vyřazování a finanční náklady. Provozovatel je povinen ukládat finanční prostředky na zvláštní účet, tak aby po ukončení provozu mohl vyřazení realizovat. Obr.: Plán výstavby jaderných elektráren ze starých časů. Nyní se začíná schylovat k jeho naplňování Zpracoval: Odborná sekce Energetika při Okresní hospodářské komoře v Mostě ve spolupráci s Ústavem jaderného výzkumu Řež a.s. Českou nukleární společností Státním ústavem radiační ochrany Vítkovice a.s. V Mostě dne Vyřazování JE z provozu je proces, jehož cílem je uvolnění jaderného zařízení k využití pro jiné účely, resp. likvidace JE po ukončení provozu reaktoru. Při vyřazování jsou prováděny zejména dekontaminace, demontáže, demolice, nakládání s radioaktivními odpady, nakládání s použitým jaderným palivem, apod. Konec provozu JE a její následné vyřazení z provozu není něco likvidace je něco zcela speciálního a odlišného od konce provozu jiných průmyslových zařízení. V určitém smyslu je to pravda. Odlišnost je v tom, že u běžných průmyslových staveb nevznikají při likvidaci technologie a stavby radioaktivní odpady. Mohou však vznikat jiné odpady, chemické nebo nebezpečné, jejichž likvidace je rovněž náročná a nákladná. Vyřazování JE z provozu se odlišuje tím, že již od zahájení procesu realizace stavby je problematika ukončení provozu a vyřazování z provozu sledována jako samostatný proces a je součástí všech stupňů dokumentace pro povolení dle atomového zákona č. 18/1997 Sb. a k žádosti o povolení provozu JE je nutné zpracovat návrh způsobu vyřazování včetně odhadu nákladů na vyřazování. Rozsah a provozovatel je již povinen aktualizovat jednou za 5 let dokumentace týkající se vyřazování stanovuje vyhláška SÚJB č. 185/2003 Sb. Návrh způsobu vyřazování schvaluje Státní úřad pro jadernou bezpečnost (SÚJB) s tím, že je současně předloženo ověření nákladů na vyřazování, které vyhotovuje Správa úložišť radioaktivních odpadů (SÚRAO). Návrh způsobu vyřazování zahrnuje popis všech činností, včetně časového harmonogramu tak, aby bylo možné zpracovat odhad celkových nákladů na vyřazování. Na základě toho se stanoví výše tvorby roční finanční rezervy, kterou je provozovatel povinen ukládat na zvláštní vázaný účet. Kontrolu tvorby finanční rezervy na vyřazování provádí SÚRAO. V okamžiku ukončení provozu reaktoru má provozovatel JE k dispozici finanční prostředky na vyřazování z provozu, které jsou odhadovány ve výši cca 10 % z nákladů na výstavbu. 14

15 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 1. Spalovny nemají dobrou pověst Spalování odpadů spojené s výrobou energie je označováno jako energetické využívání odpadů. Je to jeden ze způsobů jejich využívání, je to vedle látkového či materiálového využívání instrument ke zmenšení množství odpadů určeného k uložení na skládku za účelem odstranění. Zařízení, která k tomu slouží, jsou obvykle nazývána spalovny komunálního odpadu. Tato zařízení nemají dobrou pověst. Energetické využívání odpadů znamená: Úsporu nenahraditelných zdrojů paliv jako jsou ropa nebo uhlí. Zmenšení množství odpadů ukládaných na skládku, jelikož na skládku odpovídající kategorie se ukládají jen podíly zbytkových materiálů, které se nevyplatí dále upravovat či používat. Objemově je to zhruba desetina původních odpadů, hmotnostně kolem 25-30% původního množství komunálních odpadů. Energetickým využitím odpadů tedy získáme jednak energii, jednak ušetříme zhruba 90% objemu skládek. V mnoha státech Evropy (a také u nás v Liberci, Brně a Praze) z těchto jinak nevyužitelných odpadů již vyrábějí energii. Slouží k tomu zařízení na energetické využívání odpadů. Tato zařízení jsou moderní a bezpečná. 2. Zařízení na energetické využití odpadů plýtvají cenným materiálem V zařízení na energetické využití komunálního odpadu se surovinami neplýtvá. Naopak! Z odpadu, který by bez užitku skončil na skládce, dokážou získat elektřinu a teplo. Tím, že používají odpad jako palivo, vlastně ušetří obrovské množství uhlí nebo ropy. Tyto suroviny se musejí složitě vytěžit a draze zaplatit. Jsou to neobnovitelné zdroje: když je spálíme při výrobě energie, jsou definitivně zničeny. A přitom se z uhlí i z ropy dá vyrábět velké množství nejrůznějších materiálů: veškeré plasty a barvy jsou například z ropy. Je skoro škoda tak kvalitní materiály jen spalovat, místo abychom z nich vyráběli více užitečných výrobků. Na druhé straně je škoda zbytky výrobků, vyrobených z ropy, nechávat bez užitku ležet na skládce. 15

16 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ Jde o vlastně mnohem efektivnější, intenzivnější využití ropy: v prvním kroku se z ní vyrobí plastový výrobek, ten se použije a pak, když už nemůže dobře sloužit, se z něj vyrobí elektřina. Energetickým využíváním zbytkového směsného komunálního odpadu šetříme neobnovitelné zdroje, a tím životní prostředí. 3. Tam, kde je spalovna, lidé přestávají třídit Zařízení na energetické využívání odpadů zajímají až ty odpady, které zůstanou po vytřídění využitelných složek. Vyplývá to i z technických parametrů těchto zařízení. Zbytkový komunální odpad má určitou výhřevnost a spalovna je na ni dimenzována. Město Liberec patří k nejlepším v třídění v ČR, a přesto místní zařízení na energetické využití odpadů využívá plné kapacity. Na druhou stranu v mnoha obcích s regionální skládkou odpadů se odpady třídí jen minimálně. 4. Ze spaloven jde černý nebezpečný kouř, energetické využití odpadů škodí ovzduší Ani toto tvrzení není pravda. Spálením odpadu vznikají určité znečišťující i nebezpečné látky. Podobné či stejné látky se však uvolňují i u vás doma v kamnech, v motorech aut, nebo i z táboráku. Rozdíl je v tom, že ve spalovně jsou veškeré znečišťující látky neustále, nepřetržitě kontrolovány, a jsou zde vybudována vysoce výkonná a spolehlivá zařízení, která je zachytí. Tvrdí se, že spalovny jsou nejhlídanějšími provozy. Množství znečišťujících látek v odcházejících spalinách je pak zcela zanedbatelné a dá se srovnat se spalinami, které odcházejí z výtopny na zemní plyn, která je obecně považována za nejčistší zdroj energie. 16

17 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ Ze skládek odpadů se uvolňuje skládkový plyn. Největší podíl tvoří metan skleníkový plyn, který ohrožuje ozónovou vrstvu země. Skládky jsou jejich významným producentem, i když se skládkový plyn do jisté míry ze skládek získává a využívá. Při energetickém využívání odpadů skládkové plyny nevznikají. 5. Zařízeni na energetické využívání odpadů produkují škodlivé dioxiny a furany Možná nejsledovanějším údajem u spaloven je údaj o koncentraci PCDD/PCDF (polychlorované dibenzo-p-dioxiny a dibenzofurany). Jde o organické látky, které se velmi těžko rozkládají, a proto se mohou hromadit v tělech lidí i zvířat a způsobovat určité nemoci. Jsou to sloučeniny, které vznikají při každém spalovacím procesu (elektrárny, lesní požáry, domácí topeniště, ohňostroje). Aby dioxiny a furany neunikaly do okolí, dodržuje spalovna určitou minimální teplotu a dobu zdržení spalin (850 C, 2 sec.) a má zavedeno vysoce účinné, několikastupňové čistění spalin. Emisní limit látek PCDD/PCDF ve spalinách stanovila Evropská unie na 0,1 nanogramu v m3. Je to velmi malé číslo nanogram je 0, = 10-9 gramu. Obr.: Pohled do kotle spalovny komunálních odpadů Přesto všechny spalovny u nás tento limit s velkou rezervou plní. 17

18 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 6. Ze spalování odpadů vzniká popílek a škvára, která se nedá Výzkum se v poslední době hodně zabývá maximálním využívání zbytků využít a končí na skládce ze spalování. Recyklují se suroviny ze škváry. Nejdříve se jen magnety získávalo železo, v současnosti se ze škváry získávají také neželezné kovy. Železa a neželezných kovů zbavená škvára se dá spolu s upraveným popílkem využít k některým stavebním účelům. Pozornost se obrací také k zinku, obsaženému v produktu z čištění pracích vod z čištění spalin, v tzv. filtračním koláči. Spalovna je zařízením jak k energetickému, tak i k látkovému využívání odpadů. Obr.: Deponie upraveného popílku, určeného k dalšímu využití 7. Spalovna je špinavé páchnoucí zařízení Místo, kam se svážejí odpady z celého širokého okolí, nemůže vypadat jako operační sál i když v některých případech se mu skoro blíží. Návštěvník spalovny je čistotou provozu překvapen. Odpady se skladují v uzavřených prostorách bunkrů a směřují rovnou ke spálení. Dál už je celý provoz automatický, řízený z velínu. EVO vždy počítá s odběrem vyrobených energií. Proto je budováno v návaznosti na městskou soustavu rozvodu energií a musí být dokonale přístupné. Nepřetržitý provoz zařízení 24 hodin denně po 7 dní v týdnu včetně svátků vyhovuje nárokům okolní aglomerace na zásobování energií. Obr.: Spalovna nemocničního odpadu typ Hoval GG7 18

19 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 8. Existují vhodnější alternativní metody pro energetické Kolem alternativních procesů tzv. technologického šílenství (zplyňovací využívání odpadů, např. zplyňovací procesy, plazmové procesy, plazmové technologie) nastal z důvodu praktické neproveditelnosti technologie relativní klid. Zařízení na energetické využívání odpadů jsou veskrze vybavena osvědčenými roštovými ohništi s vysokým stupněm procesní inovace. V současné době se pod slůvkem alternativní technologie rozumí spíše spoluspalování v cementárnách a v zařízeních na výrobu energie. Jiné alternativní metody dosud nedosáhly stejného stupně ekonomické efektivnosti ve srovnání s EVO, což potvrzuje výstavba EVO v uplynulých 20 letech v západní Evropě. Obr. : Proces plazmové technologie 9. Mechanicko-biologická úprava (MBÚ)ve srovnání se spalovnou neuvolňuje znečišťující látky do ovzduší. Mechanicko-biologická úprava odpadů se etablovala jako doplněk ke spalování odpadů, potýká se ale nadále s problémy s dodržováním rámcových podmínek pro bezpečné odstraňování odpadů, s dodržováním právních požadavků a hospodárností. Hlavním výstupem z procesů MBÚ je alternativní či náhradní palivo. Provozem zařízení MBÚ se tedy proces spalování neeliminuje, nýbrž přesune do dalšího stupně zpracování odpadu do procesu spoluspalování. Spalovny na energetické využití odpadů mají velmi přísné limity na vypouštění znečišťujících látek do ovzduší, které se neustále (kontinuálně) kontrolují. Obr.: znázornění procesu MBÚ Tyto limity jsou mnohem přísnější než u elektráren nebo podobných provozů. Spalovny proto mají velmi kvalitní zařízení na čištění spalin. 19

20 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ 10 Mechanicko-biologická úprava (MBÚ) vyrábí z odpadů kvalitní palivo Alternativní palivo vyrobené procesem MBÚ zůstává odpadem, za jehož odběr musí výrobce zaplatit. Alternativní paliva se však vyrábějí z různých materiálů a mají proto různou kvalitu důležitá je stále stejná výhřevnost paliva, aby bylo možno na ni nastavit proces hoření. BUDE U NÁS VÍCE SPALOVEN KOMUNÁLNÍHO ODPADU? Obr.: Vizualizace spalovny v Komořanech u Mostu Hlídají se i případné nevhodné příměsi v palivu musí jich být co nejméně. Palivo vyrobené v MBÚ není z těchto hledisek příliš kvalitní, proto odběratelé dávají přednost palivům z jiných zdrojů. Když v Německu zakázali skládkování nezpracovaného odpadu předpokládali, že směsný odpad bude putovat do MBÚ, tam se z něj vyrobí alternativní palivo a to se pak energeticky využije. V Německu je různým způsobem skladováno již několik milionů tun alternativního paliva z MBÚ, pro které nejsou odběratelé. Jako odběratelé alternativního paliva z MBÚ přicházejí v úvahu cementárny nebo elektrárny, ty ale neodeberou paliva dost. Velká část stávajících energetických zařízení v ČR je privátní a je orientována komerčně. Za těchto podmínek bude obtížené zajistit dlouhodobé kontrakty na požadovanou kapacitu za sociálně přijatelné ceny, tak aby tento způsob mohl být považován za systémový a koncový. Každé zařízení na energetické využití komunálního odpadu je v podstatě jedinečné. Jejímu vybudování předchází dlouhé období přípravy projektu, který musí brát v úvahu velké množství podmínek: Množství odpadů. Velikost území, které bude zařízení EVO obsluhovat. Bude se budovat na zelené louce nebo se EVO integruje do nějakého stávajícího provozu (elektrárna, teplárna)? Způsob financování projektu (podpora od státu, dotace EU, soukromý kapitál). Postup a délka přípravy výstavby, pořizovací ceny technologií, ceny stavebních prací, náklady na provoz Poplatky za nakládání s odpady a jejich vývoj. 20

21 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ Ceny energií a jejich vývoj, situace na trhu neobnovitelných zdrojů. Legislativa a její změny. Ekonomické podmínky (přechod na EUR, inflace, úrokové míry). A řada další podmínek, které vůbec nejsou zanedbatelné. Mezi ně patří také názory veřejnosti nebo postoj státu k budování těchto projektů. Výstavba nového zařízení na energetické využití komunálního odpadu je proces, který trvá několik let. Máme-li splnit v roce 2013 požadavky evropské směrnice na omezení skládkování odpadů, je nutné o těchto zařízeních uvažovat už nyní. Vyrábět energii z odpadu je výhodné. Směsný komunální odpad ukládaný na skládku už nejde využít. Lze z něj ale vyrobit energii. Odpadu vytváříme stále více a spotřeba energie rychle roste. Většina z nás si už zvykla třídit doma plasty, papír a sklo. Všichni ale víme, že třídit odpady jde jen do určité míry vždycky zůstane nevábný zbytek, který už se dotřídit nedá, a skončí v popelnici. Co se s ním děje dál? U nás ho většinou bez užitku uloží na skládce.??? SKLÁDKA?????? SPALOVNA??? 21

22 ENERGETICKÉ VYUŽITÍ ODPADŮ JAK TO VE SKUTEČNOSTI JE Zařízení na energetické využívání odpadů jsou velmi moderní a bezpečná. Produkují emise do ovzduší, srovnatelné s teplárnou či elektrárnou na zemní plyn. Zbavují nás nevyužitelných odpadů Vyrábějí z odpadů teplo a elektřinu. Ze zbytkových látek se dají vyrobit stavební hmoty a získat suroviny. Stejně jako ve většině států Evropy se tato zařízení musí i u nás stát nedílnou součástí odpadového hospodářství. V třídění a recyklaci odpadů je naše republika na špičce Evropy. V energetickém využití odpadů jsme mezi posledními. Zpracoval: Odborná sekce Energetika při Okresní hospodářské komoře v Mostě, ve spolupráci se společností United Energy, a.s. V Mostě dne :

23 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 1. Biopaliva nemají perspektivu pro využití v dopravě. Biopaliva, která lze využít v dopravě (dále biopaliva), jsou pohonné hmoty, vyrobené z biomasy, tedy jejich zdrojem je zemědělská výroba a biologické odpady a zbytky. Biopaliva lze použít jako náhradu dovážené ropy a jako alternativní motorové palivo mají perspektivu at už jako čisté (100%) nebo ve směsích různých poměrů s fosilními palivy V současné době se používají hlavně biopaliva 1.generace: metylestery mastných kyselin (FAME, bionafta), vyrobené reesterifikací rostlinných olejů methanolem nebo přímo rostlinné oleje, bioethanol - líh vyrobený z obilí, cukrovky, cukrové třtiny, kukuřice. Biolethanol lze používat samotný nebo ve formě ETBE (ethyl-tercbutyl-ether). Jako tzv. 1,5 generace lze považovat bioethanol, biobutanol, bioplyn vyrobený hydrolýzou celulosy a anaerobní fermentací, dále transformaci rostlinných olejů hydrogenačními technologiemi na komponenty do motorových paliv. Ve vývoji jsou biopaliva 2. generace, což jsou uhlovodíky, biomethanol, dimethyléter vyráběné z biomasy přes tzv. syntézní plyn. Biopaliva se dnes používají jako přídavek do klasických fosilních paliv, tj. dnes 6,0% obj. motorové nafty a 4,1% obj. automobilového benzinu. Dále jako směsná paliva (motorová nafta s obsahem 30% bionafty, E-85 tj směs 85% bioethanolu a 15 % benzinu), nebo jako čistá biopaliva. 23

24 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 2. Spotřeba energie na výrobu biopaliv je vyšší než získaná I když je výroba biopaliv energeticky náročná, současné technologie jejich energie. výroby mají pozitivní energetickou bilanci. Při výrobě bionafty z řepkového oleje činí energetická náročnost cca 0,4 GJ/GJ. V celém výrobním cyklu zahrnující pěstování řepky, výrobu oleje a vlastní výrobu bionafty, činí spotřeba energie 21 GJ/t a vyrobí se produkty s celkovým energetickým obsahem 61 GJ/t, což znamená, že spotřebovaná energie se zhodnotí téměř 3krát. Při využití řepkové slámy se energetická náročnost sníží na 0,25 GJ/GJ. Při výrobě bioethanolu z cukrové třtiny je energetická náročnost cca 0,1 GJ/GJ, z cukrové řepy cca 0,4 GJ/GJ, z obilí pak více než 0,7 GJ/GJ. Obr. : Teoretická produkce kapalných biopaliv z jednotky plochy podle FNR Německo Přitom energetická náročnost výroby klasické motorové nafty je cca 0,14 GJ/GJ. 3. Cena biopaliva se významně neliší od ceny klasického paliva. Cena biopaliv je zpravidla vyšší než cena klasických motorových paliv z ropy. Cena biokomponent, které mohou sloužit jako biokomponenty pro výrobu bionafty, je na světových trzích o USD/t dražší než motorová nafta z ropy. Obr.: Výroba a zpracování biopaliv dynamické schéma koloběhu uhlíku Při vyšší ceně ropy se však cenové rozdíly snižují. Bionafta a zejména bioethanol mají nižší výhřevnost a proto je jejich spotřeba v motoru je vyšší než klasických paliv. Trh s ropnými produkty a biopaliv se nacházejí v naprosto odlišné fázi vývoje. Trh s ropnými palivy je vyzrálý, na svém vrcholu. Trh s biopaliv je v počáteční fázi. To má vliv na řadu ekonomických charakteristik. 24

25 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 4. Biopalivy lze plně nahradit fosilní (klasická) motorová paliva V klimatických podmínkách ČR ani Evropy nelze plně nahradit fosilní motorová paliva biopalivy zemědělského původu z vlastní produkce. Objem výroby biopaliv závisí od produkce zemědělských surovin a je ovlivněno v prvé řadě klimatickými podmínkami. V Evropě lze biopalivy (1.a 2. generace) nahradit cca 10% klasických motorových paliv. V Brazilii nahrazuje bioetanol benzin z více jak 70%. V ČR se pěstuje řepka na 350 tis.ha s produkcí 1,0 mil. t/rok a může být zvýšena na 1,3 mil.t./rok bez narušení agrotechnických podmínek. Pro výrobu bionafty lze využít cca 1 mil t, což odpovídá produkci 400 tis.t/rok bionafty. Při spotřebě motorové nafty ve výši 4 mil.t/rok tak lze nahradit cca 10% klasické nafty. 5. Stát dotuje biopaliva ze státního rozpočtu. Český stát zvýhodňuje použití směsných a čistých biopaliv, ne však přídavků biokomponent okolo 5%. V ČR se v současné době používají biopaliva hlavně jako přídavek do klasických motorových paliv v množství okolo 5 % obj. bez jakýchkoliv přímých státních dotací. Použití směsných (s obsahem bioložky 30% obj.) je zdaněno 7 655Kč/1000 litrů (proti Kč/1000 litrů motorové nafty bez přídavku) a použití čistých biopaliv je v ČR podle zákona zvýhodněno nulovou spotřební daní. V některých státech EU je snížená spotřební daň i u přídavků biopaliv v souladu se směrnicemi EU. 25

26 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 6. Biopaliva mají negativní vliv na součásti motorů. V současné době používaná motorová paliva s přídavkem biopaliv do 5-10 % jsou bezproblémová. V počátcích zavádění biopaliv docházelo k poruchám motorů jednak vzhledem k specifickým vlastnostem biopaliv, jednak v důsledku nedostatečné kvality. Výrobci motorů se vlastnostem biopaliv přizpůsobili a většina z nich deklaruje možnost použití biopaliv. Motory pro použití paliv s vysokým obsahem bioethanolu mají speciální úpravy. Po zavedení moderních technologií výrobci biopaliv garantují požadovanou standardní kvalitu biopaliv. Vliv na motorový olej lze kompenzovat častější výměnou. Tzv. stárnutí biosložek je významným jevem. Při delším nepoužívání motoru s palivem a obsahem bioložky se mohou projevit po určité době jevy, které mění vlastnosti bioložky tak, že je nepoužitelná pro další provoz. Těmto jevům lze do určité míry předcházet aditivací. 7. Spotřeba biopaliva v motorech je stejná jako u klasického paliva. Spotřeba biopaliv je v důsledku nižšího energetického obsahu vyšší než klasických motorových paliv. Energetický obsah je u bionafty nižší o 10% oproti motorové naftě (33 MJ/l a 36 MJ/l) a u bioethanolu o 35% oproti benzinu (21 MJ/l a 32 MJ/l). Praktická spotřeba čisté bionafty je vyšší o 5-8% a bioethanolu o 25-30%. Náklady jízdy na 100 km při použití čistých biopaliv jsou proto vyšší. 26

27 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 8. Motorová paliva jsou nestabilní při skladování. Kvalita biopaliv se může snížit při nevhodné manipulaci a skladování. Bionafta může být znehodnocena přítomností vody (hydrolýza, biodegradace), vysokou teplotou v přítomnosti vzduchu (oxidace, polymerace). Bioethanol se znehodnocuje pohlcováním vody (hygroskopie). Pokud se biopaliva skladují za předepsaných podmínek, uchovávají si požadované kvalitativní parametry po dobu doporučenou pro jejich skladování. Z těchto důvodů se motorová paliva s biokomponentou neskladují ve státních hmotných rezervách, omezuje se jejich použití v armádě, neměla by být přítomná v dlouhodobě uskladněné nebo odstavené technice. 9. Řepka olejná použitá pro výrobu bionafty je pěstovaná na úkor jiných potravinářských surovin. Řepka olejná pro výrobu bionafty není v ČR pěstována na úkor jiných plodin. Je ale výhodná pro zemědělce jako zdroj další produkce a zisku, zvyšuje zaměstnanost a přínosy do státního rozpočtu z příslušných daní z realizace semen, oleje, šrotů a bionafty. Její pěstování zlepšuje vzhled krajiny. Řepka olejná se v ČR pěstuje na ploše 350 tis. ha. Z 4,2 mil ha zemědělské půdy v ČR je ponecháno ladem 600 tis. ha, které je možné využít k pěstování technických plodin. 10. Výroba biopaliv vede ke zvýšení cen potravin. Zemědělské plodiny (suroviny) pro výrobu biopaliv mohou konkurovat plodinám (surovinám) pro výrobu potravin. V ČR, jakož i v dalších zemích EU, převyšuje nabídka zemědělských potravinářských surovin jejich poptávku. Část zemědělské půdy se nevyužívá. Zemědělské plodiny pro výrobu biopaliv tedy mohou konkurovat surovinám pro výrobu potravin, k čemuž může dojít při vyšší poptávce, jak se publikuje o zvýšení cen kukuřice v USA, která se využívá pro výrobu bioethanolu. 27

28 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 11. Náhrada ropných motorových paliv má dle směrnic EU v roce 2020 dosáhnout 10% e.o., což je optimální přídavek biopaliv do fosilních (klasických) motorových paliv. 12. Emise CO 2 z použití biopaliv v dopravě jsou nižší než fosilních motorových paliv. Náhrady 10% energetického obsahu nedosáhneme nízkokoncentrovanými směsmi biopaliv I. generace. Pro dosažení tohoto cíle bude potřeba široce využívat E 85, 100% bionafty, příp. 30% bionafty. Optimálně lze splnit takovýto cíl biopalivy s vysokým potenciálem snížení emisí skleníkových plynů. Za optimální způsob dosažení 10% náhrady klasických motorových paliv biopalivy je považována kombinace přídavku do motorových paliv vyrobených z ropy dle ČSN EN 590 a 228 (v roce 2009 do 5 % obj.) s široce aplikovanou výrobou směsné bionafty s obsahem 30 % a užitím čisté (100%) bionafty. U benzinu se jeví optimální tato kombinace s výrobou vysoce koncentrovaných biopaliv např. E 85, tj. směsí 85 % obj. bioethanolu a 15 % obj. benzínu. Otevřenou otázkou zůstává podíl elektrifikace pohonů motorových vozidel a z toho vyplývající zohlednění podílu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů. V literatuře existují různé názory na vztah objemu emisí CO 2 při použití biopaliv v dopravě ve srovnání s fosilními palivy. Rozdíly jsou dány metodikou výpočtu, resp. které faktory jsou zahrnuty do sumy emisí. Zda se zahrnují emise vzniklé při přepravě přírodního materiálu ke zpracování, resp. zda se započítávají emise generované v souvislosti s přípravou pěstebné plochy (v extrémním případě vykácení tropického pralesa). Na druhé straně při růstu technické plodiny se během fotosyntézy CO 2 spotřebovává. 28

29 O OBNOVITELNÝCH ZDROJÍCH ENERGIE V DOPRAVĚ (BIOPALIVA) 13. Biopaliva nelze zpracovávat na rafinérském zařízení. Rafinérské technologie principiálně umožňují zpracování biosložek, např. hydrokrakování, hydrogenace, katalytické krakování. Vedle zpracování samostatných surovin zemědělského původu se prozkoumává zpracování společně s některými ropnými frakcemi na výše uvedených rafinérských technologiích. Realizaci však musí předcházet rozsáhlá výzkumná práce a provozní ověření. 14. Biosložky, tj. čistá biopaliva neposkytují synergii s ropnými uhlovodíky. Ač tato oblast není zcela prozkoumána, v řadě případů může existovat synergie biosložek s ropnými uhlovodíky. V některých případech byla prokázána. Synergické působení biosložek a ropných uhlovodíků pozitivně ovlivňuje využití biosložek v dopravě. Podrobné prozkoumání těchto závislostí přispěje k širší implementaci biosložek a ovlivní rafinérské podnikání. 15. Přimíchávání biosložek je nejlepší cestou k využití biopaliv v dopravě. Přimíchávání biosložek do fosilních motorových paliv má své technické limity dané zejména konstrukcí motorů. Perspektivnější cestou se jeví aplikace vysokokoncentrovaných biopaliv, zejména druhé generace, které nekonkurují biosložkám z potravinářských surovin biopalivům 1. generace. Zpracoval : Odborná sekce Energetika při Okresní hospodářské komoře v Mostě, Ve spolupráci s Českou rafinérskou, a. s. V Mostě dne: Zdroji surovin pro biopaliva druhé generace jsou odpady organického původu jako sláma, odpadní dřevo, cíleně pěstované energetické dřeviny a látky vyrobené z obnovitelných zdrojů přímou syntézou. Zdroje těchto surovin však nesmí konkurovat přímému energetickému zpracování. 29

30 TEPLÁRENSTVÍ 1. Teplárna je označení pro každý zdroj tepla, který přes vodní či Teplárna je označení pro jeden typ zdroje tepla, a to takový, který kromě tepla parní potrubní systém dodává teplo do radiátorů a teplou vodu produkuje i elektrickou energii, tedy využívá vstupní palivo tím nejefektivnějším domácnostem a ostatním spotřebitelům. způsobem. Kromě toho ještě rozlišujeme výtopny zdroj tepla, který přeměňuje energii ve vstupním palivu pouze na teplo, bez výroby elektrické energie, a elektrárny, které naopak energii ve vstupním palivu přeměňují pouze na elektrickou energii. 2. Teplárny slouží jen pro vytápění bytů Významná část celkové produkce, ve formě technologické páry, tepla z tepláren je určena pro průmyslové využití (chemický průmysl, automobilový průmysl, železárny, gumárenství apod.), jako nenahraditelná součást technologických procesů. 3. Teplárny dělíme na malé a velké. Ty velké zatěžují životní prostředí mnohem více, protože vypouští do vzduchu poměrově větší množství škodlivin 4. Teplárny spalující uhlí jsou neekologické a měly by přejít na jiný druh paliva, nejlépe zemní plyn což je logisticky a technologicky lehce zajistitelné. Opak je pravdou. Dělení tepláren podle velikosti je výmysl úředníků. Emisní limity pro vypouštění škodlivin do ovzduší jsou u malých zdrojů do 1 MWt 2500mg oxidů síry/m3, 650 mg oxidů dusíku/m3 a 250 mgtzl/m3 (prachu), u velkého zdroje nad 300 MWt je to 500mg oxidů síry/m3, 400 mg oxidů dusíku/m3 a 50 mgtzl/m3 (prachu). Je pravda, že záměna uhlí za zemní plyn znamená v místě spotřeby zlepšení (zmenšení oxidů dusíku na polovinu, stejné TZL a 15x méně oxidů síry), s důvodným podezřením výrazného zhoršení životního prostředí v místě těžby. Neexistuje seriózní analýza, zabývající se celkovým součtovým dopadem těžby, transportu a spotřeby na životní prostředí. Při této záměně potřeba zemního plynu stoupne z 9 na 14 mld. m3. Na to není vybudovaná infrastruktura, není dostatečná kapacita vysokotlakých plynovodů a zásobníků plynu pro krytí špiček, navíc reálná bezpečnostní hrozba totální závislosti na dovozu z nestabilních oblastí a se zlým úmyslem vyvolaných lokálních havárií. 30

31 TEPLÁRENSTVÍ 5. Velkých tepláren je jen pár, rozhodující jsou ty malé, které Podle statických údajů ERÚ bylo rozdělení dodávek tepla v roce 2008: mohou přejít na OZE, příp. zemní plyn a přestat spalovat uhlí zdroje nad 300 MWt TJ, tj. 54% - velké zdroje do 30 MWt TJ, tj. 21% - střední zdroje do 3 MWt TJ - malé 6. Přechod z uhlí na jiný druh paliva nemá prakticky žádný dopad na cenu tepla. Pro porovnání- podle statistických údajů ERÚ a Teplárenského sdružení ČR v roce 2008 byla průměrná cena tepla: Pardubický kraj 348,75 Kč/GJ, podíl uhlí > 73% Liberecký kraj 555,87 Kč/GJ, podíl uhlí < 4% 7. Ideální pro teplárny je spalování biomasy, zvláště dřevní hmoty štěpky, peletky, dřevěné brikety Produkce biomasy v ČR je 1,6 mil. tun/rok. Pro náhradu uhelných tepláren by bylo zapotřebí vyprodukovat biomasy 11x více. Odhadovaná celková energeticky využitelná produkce biomasy v ČR je 190 PJ/rok. I při ignorování celkového světového deficitu potravin je i důvodné podezření na extrémní nárůst podílu prachových mikročástic v ovzduší a problematický celkový energetický efekt v celém výrobním procesu spalitelné biomasy. 8. Problémy teplárenství se zveličují, v podstatě žádné nejsou, a to jen teplárníci žádají nepřiměřené úlevy, vždyť už takhle mají jen samé výhody Nutno si uvědomit, že teplárny jsou nejenom dodavatelem tepla pro více než polovinu domácností v ČR, ale zároveň významnými producenty elektrické energie, včetně tzv. regulační. Celá třetina z objemu poskytovaných podpůrných služeb (tj. regulace elektrizační soustavy tak, aby nezkolabovala) byla v roce 2008 zajištěna právě teplárnami. Při jejich přechodu právě na jiný druh paliva vyvstane problém, jak tyto služby m.j. i pro bezpečnost přenosových sítí zajistit. 31

32 TEPLÁRENSTVÍ 9. Teplárny mají přirozený monopol, který soustavně zneužívají Je pravda, že svým způsobem přirozený monopol v dodávkách tepla existuje. a tvoří si cenu tepla, jak se jim zlíbí Je to dáno historickým vývojem a vlastnictvím rozvodných tepelných sítí. Cena tepla je však regulována státem, který navíc má i kontrolní a represivní mechanismy při nedodržování státem daných pravidel (Státní energetická inspekce a Ministerstvo financí). 10. Teplo z plynu je levnější a vyplatí se postavit si malý plynový kotel a odpojit se od dálkového vytápění teplem z tepláren. 11. Je ekologičtější a ekonomičtější zrušit teplárnu a centrální zásobování teplem nahradit lokálními plynovými zdroji. Je skutečností, že pokud krátkozrace nepočítáme veškeré podílové investiční, provozní a údržbové náklady, neohlížíme se na ekologii (byť paradoxně ve jménu ekologie toto děláme) a vezmeme pouze cenu plynu při spolehnutí na stabilitu dodávek, pak je v mnoha případech finančně výhodnější vyrábět si teplo z plynu sami. Existuje řada případových studií, které prokazují negativní efekt lokálních plynových kotelen z hlediska zhoršení lokální imisní situace, speciálně v kategoriích prach a oxidů dusíku, umocněno razantním zvýšením objemu a výkonu automobilové dopravy. Zpracoval: Odborná sekce Energetika při Okresní hospodářské komoře v Mostě V Mostě dne

33 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 1. Zemní plyn je jiné palivo než rozšířenější uhlí a jeho spalování má malé dopady na životní prostředí Zemní plyn patří stejně jako uhlí a ropa mezi fosilní paliva. Jde o směs plynných uhlovodíků, s převahou metanu, vzniklých přeměnou organické hmoty v zemské kůře před miliony let. Zemní plyn patří mezi paliva s velikou výhřevností, 1 m 3 plynu plně nahradí ve vytápění přibližně 2 2,5 kg hnědého uhlí (podle výhřevnosti uhlí). Doprovázíli zemní plyn ložiska ropy, jde o zemní plyn naftový, doprovází-li ložiska uhlí, jde o plyn karbonský. Rozšířenější v zásobách a v těžbě ve světě je zemní plyn naftový. Spalováním zemního plynu vzniká ve srovnání s pevnými a kapalnými palivy méně emisí oxidu siřičitého a prachu, které jsou ve spalinách obsaženy v zanedbatelných množstvích, větším problémem při spalování zemního plynu je ale vznik oxidů dusíku. Ve srovnání s ostatními palivy vzniká při spalování zemního plynu na uvolněnou jednotku tepla rovněž méně CO Těžba, doprava a distribuce zemního plynu jsou technicky zvládnuté procesy. Dodávky plynu jsou zcela spolehlivé. Zemní plyn se těží z jeho pevninských i podmořských ložisek a je dopravován ke spotřebitelům soustavou propojených plynovodů na tisícikilometrové vzdálenosti. V poslední době narůstá i jeho přeprava ve zkapalněné formě (LNG) v tankerech. Plynárenskou soustavu tvoří propojená síť tranzitních plynovodů, vnitrostátní přepravní a distribuční síť, předávací a regulační stanice. Patří k ní i podzemní zásobníky zemního plynu, sloužící k jeho dočasnému uskladňování při vyrovnání rozdílů mezi letní a zimní spotřebou i pro případy poruch a výpadků dodávek plynu, např. při plynových krizích v důsledku možných sporů mezi producentskými a tranzitními zeměmi. 3. Těžba zemního plynu ve světě roste především v rozvinutých zemích. Těžba zemního plynu ve světě neustále roste a zemní plyn je nazýván palivem 21. století. V roce 2008 těžba zemního plynu ve světě dosáhla necelých 3,2 bilionů m 3 a proti roku 1980 byla více jak dvojnásobná. Intenzita těžby plynu ve světových regionech 33

34 [ m 3 ] ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY je různá, nejvíce se zemní plyn těží v Evropě (Severní moře), v oblasti Eurasie (Rusko Sibiř, Střední Asie) a v Severní Americe. Zemní plyn v energetickém mixu výrazně preferuje Evropa. Pořadí světových regionů podle výše těžby zemního plynu v roce 2008: Evropa a Eurasie mld. m 3 (34,4%) Severní Amerika 812 mld. m 3 (25,7%) Asie a Oceánie 508 mld. m 3 (16,1%) Střední Východ 381 mld. m 3 (12,0%) Afrika 215 mld. m 3 (6,8%) Jižní a Střední Amerika 159 mld. m 3 (5,0%) Celkem mld. m 3 4. Zásoby zemního plynu ve světě se díky rostoucí spotřebě rychle vyčerpávají a jejich životnost je kratší než u ropy a uhlí. Ověřené zásoby plynu ve světě k roku 2008, dosahují podle renomované těžební firmy British Petrol, výše 185 bilionů m 3 [10 12 m 3 ]. Jejich rozmístění ve světových regionech je ale značně nerovnoměrné Severní Amerika ZP - světové zásoby plynu v m 3 - podle oblastí Stř. a Jižní Amerika Evropa a Euroasie Střední Východ Afrika Asie + Oceánie Největší zásoby zemního plynu se nacházejí v oblasti Středního východu, v oblasti Evropy (naleziště v Severním moři) a v oblasti Eurasie (Rusko na Sibiři a v zemích ležících ve Střední Asii). Rozmístění ověřených zásob zemního plynu ve světě k roku 2008 uvádí tabulka a ukazuje graf. Jiné zdroje uvádějí i vyšší objemy zásob plynu, až 400 bilionů m 3, když započítávají i zásoby zemního plynu pravděpodobné (tj. zásoby na ložiscích méně prozkoumaných, či dosud technicky nevybavených). Vedle toho se hovoří i o potenciálních zásobách, tzv. nekonvenčních zdrojů plynu, kam patří velké zásoby hydrátů metanu, nacházející se u dna oceánů, s dosud ale nevyvinutým způsobem těžby. 34

35 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY Pokud se podíváme na vývoj stavů zásob zemního plynu v čase uvidíme, že stavy Zásoby zemního plynu Rok 2008 ověřených zásob neklesají, ale i přes rostoucí těžbu naopak trvale rostou. podle oblastí [ biliony m 3 ] Na počátku 70. let, kdy se rodily první koncepce o přepravě plynu z nalezišť v bývalém SSSR do západní Evropy a Československa, činily ověřené světové Severní Amerika 8,9 zásoby zemního plynu jen 39 bilionů m 3, v roce 1980 dosahovaly výše cca Jižní a Střední Amerika 7,3 80 bilionů m 3, v současné době jsou ověřené zásoby zemního plynu o více jak Evropa a Eurasie 62,9 100 bilionů m 3 vyšší. Tento nárůst způsobuje intenzifikace průzkumných prací, jejichž výsledkem jsou objevy nových ložisek zemního plynu a dále rozvoj Střední Východ 75,9 a intenzifikace metod těžby plynu, jako je těžba z břidlic, těžba ve větších Afrika 14,6 hloubkách, ale i v místech dříve pro těžbu nevhodných (dna moří a oceánů, Asie a Oceánie 15,4 arktické oblasti apod.). Lze předpokládat, že k objevům nových ložisek zemního Celkem 185 plynu i ke zlepšování metod jeho těžby bude docházet i nadále. K největším přírůstkům zásob zemního plynu došlo v nejvýznamnějších oblastech zásob zemního plynu, v oblasti Středního Východu a v oblasti Evropy a Eurasie. 5. Zemní plyn sice nazýván palivem 21. století, ověřené zásoby zemního plynu ale tak dlouho nevydrží. Jde o správné vyjádření životnosti zásob. Prostým podílem současného stavu ověřených zásob zemního plynu a ročních těžeb z ložisek dostaneme cca 60 let, což je daleko ke slibovanému století. Toto číslo však není konstanta jednak těžba plynu dále poroste a na druhé straně geologický průzkum bezesporu najde, ověří a zpřístupní další ložiska zemního plynu - to bude znamenat přírůstek ve všech kategoriích zásob (pravděpodobných i ověřených). Zlepší se i technologie a intenzita těžby ložisek zemního plynu. Těmito kroky se životnost zásob plynu prodlouží. Např. pokud by se dnešní výše pravděpodobných zásob plynu dělila dnešní těžbou byla by jejich životnost 125 let. Země jako planeta však má svůj rozměr, její možnosti v poskytování zdrojů jsou omezené. Tzn. i ložiska plynu budou jednou vyčerpána. To však aktuálně nehrozí a pro řadu příštích mnoho desetiletí bude zemního plynu v ložiskách dostatek. Pravdou ale je, že tak, jak se budou odčerpávat jednotlivá ložiska, bude potřeba operativně měnit napojení na nová ložiska. K tomu je potřeba rozvíjet fungující tranzitní síť plynovodů a strategicky jednat se zainteresovanými stranami, aby byla zajištěna obchodní stránka věci. 35

36 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 6. Zemní plyn je v ČR součástí energetického mixu, jeho spotřeba však stagnuje. V 90. letech spotřeba zemního plynu v ČR dynamicky rostla, v důsledku státní podpory plošné plynofikace země a podpory náhrady zastaralých uhelných spotřebičů. Cílem bylo diverzifikovat strukturu spotřeby zdrojů energie a přispět ke zlepšení stavu ovzduší. Z téměř 6 mld. m 3 v roce 1994 vzrostla jeho spotřeba na v roce 2000 na téměř 10 mld. m 3, poté se růst spotřeby zastavil a došlo i k mírnému poklesu. V roce 2009, mj. i vlivem ekonomické krize, dosáhla spotřeba zemního plynu výše 8,2 mld. m 3. V současné době se zemní plyn v ČR podílí cca 16% na spotřebě primárních zdrojů energie a 20% na konečné spotřebě energie. Obr.: Podíl primárních energetických zdrojů v ČR 7. Zemní plyn není v ČR spotřebováván v jednotlivých oblastech jeho užití stejně. Další nárůst spotřeby zemního plynu se očekává v důsledku výstavby nových plynových elektráren v příští dekádě. Ve struktuře spotřeby zemního plynu jsou nejvýznamnější dva přibližně stejně velké směry užití. Způsob užití zemního plynu v ČR v roce 2008 v mil. m Prvním je spotřeba zemního plynu v průmyslu (pece ve sklárnách, v keramickém průmyslu, ve výrobě stavebních hmot, varná zařízení potravinářském průmyslu a jiné technologické užití plynu), druhou skupinou jsou domácnosti, spotřebovávající zemní plyn pro individuální otop a vaření Na dalších místech je výroba dodávkového tepla v systémech CZT a spotřeba zemního plynu v organizacích obchodu a služeb. Spotřeba zemního plynu pro výrobu elektřiny je zatím malá, cca 2% jeho spotřeby, protože plyn je pro výrobu elektřiny dražším palivem než uhlí a jaderná energie. Spotřeba na výrobu centrálně vyráběného tepla Konečná spotřeba - domácnosti Konečná spotřeba - ostatní Spotřeba na výrobu elektřiny Konečná spotřeba průmysl Připravované projekty nových plynových elektráren by toto užití zemního plynu v ČR měly zvýšit. 36

37 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 8. ČR těží vlastní zemní plyn, jeho zvýšená těžba by mohla Zásoby zemního plynu v České republice jsou velmi malé. Převládají zásoby pokrýt domácí spotřebu. zemního plynu karbonského. Tento plyn je geneticky svázán s černým uhlím oblastí Ostravska, ale využití jeho zásob je technicky složitější, než je tomu u zemního plynu naftového. V roce 2008 bylo v ČR evidováno na všech ložiscích 28,2 mld.m 3 zemního plynu, v tom bylo 26,2 mld.m 3 zemního plynu karbonského. Na využívaných ložiskách bylo evidováno jen 5,1 mld. m 3 zemního plynu, v tom 1,9 mil. m 3 zemního plynu naftového a 3,2 mld. m 3 zemního plynu karbonského, převážná část zásob plynu je tedy na ložiskách nevyužívaných. I když je možné, že se v ČR v budoucnosti více rozvine těžba i z ložisek zatím nevyužívaných, je absolutní celkové množství plynu v tuzemských zásobách malé. Těžba ZP plynu na ložiskách ČR činila v posledních letech cca 150 mil.m 3 za rok. Z toho asi 50 mil. m 3 pocházelo z karbonských ložisek a asi 100 mil. m 3 z naftových ložisek na jižní Moravě. 9. ČR nemusí být závislá na dovozech zemního plynu. Hlavním zdrojem v ČR spotřebovávaného zemního plynu je dovoz. Od roku 1996 se jeho dovozy drží na úrovni kolem 9 mld. m 3, v roce 2009 činil dovoz 8,7 mld. m 3. Obvyklá tuzemská těžba zemního plynu (150 mil. m 3 ) představuje cca jen 1,5-1,7 % současné spotřeby zemního plynu. Bohužel i při eventuálním zintenzivnění těžby ZP z domácích ložisek, může být jeho domácí těžba jen velmi malým příspěvkem k zajištění jeho potřeb. 10. Vysoká závislost ČR na dovozu zemního plynu je rizikový faktor. Málo se dělá pro snížení této závislosti. Dodávky zemního plynu pro ČR jsou zajištěny prostřednictvím dlouhodobých kontraktů na dovoz ze dvou velkých producentských zemí, z Ruska (do roku 2035) i z Norska. Dnešní skladba dodávek zemního plynu: 75% z Ruska, 25% z Norska. ČR je v přepravě zemního plynu do Evropy tranzitní zemí, což je jedním z faktorů energetické bezpečnosti. S Ruskem je do roku 2035 podepsána rovněž dohoda o tranzitu plynu. 37

38 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY Spolehlivost dodávek zemního plynu sice zpochybnila Rusko - Ukrajinská krize o dodávkách a tranzitu zemního plynu v lednu 2009, vyvolala však opatření proti jejímu opakování. Z důvodu zvýšení bezpečnosti dojde k další diverzifikaci přepravních cest do Evropy, což se bude týkat i ČR. Dojde k vybudování nových plynovodů, Nord Stream z Ruska do Německa, South Stream z Ruska do jižní Evropy, Nabucco ze Střední Asie do Evropy, propojovacího plynovodu Gazela, k výstavbě terminálů zkapalněného zemního plynu v Chorvatsku, v Německu i dalších podzemních zásobníků. 11. Zemní plyn by neměl být drahý, když ho převážnou část spotřebovávají domácnosti. Cena ZP se odvozuje od vývoje cen ropy a ropných produktů na světových trzích. To platí ale i pro černé energetické uhlí. Ceny černého energetické uhlí i zemní plyn kopírují s mírným časovým skluzem ceny ropy. V širším pohledu se dá říci, že vývoj cen ropy ovlivňuje i vývoj cen elektřiny. Nejvyšší světové ceny ropy, černého uhlí i zemního plynu byly dosahovány v roce 2008, poté došlo k jejich propadu. V roce 2009 byly naopak ceny nízké vlivem nízké poptávky v době ekonomické krize. 12. V poslední době jsou cenové nabídky nových potenciálních dodavatelů zemního plynu (např. ČEZ) nižší než ceny jeho standardních dodavatelů. Proč se všechny ceny zemního plynu nesníží? Tento proces nastal rozsáhleji v roce Na trhu je díky ekonomické krizi a nižším spotřebám plynu jeho nadbytek, což srazilo ceny okamžitých dodávek plynu na energetických burzách, které jsou tak nižší než ceny dlouhodobých kontraktů. Obchodník tak nakupí plyn levněji, sjedná si přepravu a je schopen nabídnout nižší cenu než dodavatel vázaný dlouhodobou smlouvou. Tento proces ale probíhá i u jiných forem energie (ropa, elektřiny). Na nižších cenách profituje konečný spotřebitel. Tento stav však může být jen dočasný po obnovení poptávky mohou i okamžité ceny plynu opět růst. 38

39 Euro / GJ Euro / GJ ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 13. Ceny zemního plynu v ČR jsou v porovnání s jinými zeměmi zbytečně vysoké. Vyhodnocování cen zemního plynu provádí ročně např. agentura Eurostat, a to v položkách ceny plynu pro odběratele z průmyslové sféry a ceny plynu pro domácnosti Ceny plynu pro domácnosti Germany (incl. GDR) EU (15 countries) Austria Czech Republic Ceny plynu pro průmysl Germany (incl. GDR) EU (15 countries) Austria Czech Republic Obě porovnání uvádíme ve dvou grafech, ve kterých je zachycen vývoj cen zemního plynu ve vybraných zemích, v Německu, v Rakousku a za průměr zemí bývalé EU 15. Ceny na jednotku energetického obsahu v národních měnách jsou na EU/GJ přepočteny podle směnného kurzu. Z grafů je patrné, že ceny zemního plynu pro domácnosti jsou všeobecně vyšší než ceny pro průmysl, což je dáno vyšší náročností distribuce, zejména rozvodu k drobným odběratelům a velkou sezónností jejich spotřeby. Naopak dodávky pro průmysl jsou charakteristické vyššími odběry a menší sezónností spotřeby. Ceny zemního plynu podle směnného kurzu jsou v ČR nižší než u našich sousedů. Použijeme-li u cen plynu pro domácnosti přepočet cen podle parity kupní síly, vyjdou ceny zemního plynu pro domácnosti v ČR vyšší než v našem okolí. Při nižších příjmech českých domácností a ne příliš rozdílných cenách plynu ve srovnávaných zemích jsou výdaje domácností za plyn (ale i za jiné formy energie) v ČR vyšší. 39

40 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 14. Zemním plynem lze snadno nahradit domácí tuhá paliva. V současné době je v bilanci spotřeby primárních zdrojů energie ČR obsaženo přibližně 35 mil. tun hnědého uhlí, které se spotřebovává na výrobu elektřiny a 7 mil. tun hnědého uhlí, které se spotřebovává na výrobu dodávkového tepla (v soustavách CZT). Pokud jde o černé uhlí energetické, jde o 3,1 mil. tun pro výrobu elektřiny a o 1,5 mil. tun pro výrobu dodávkového tepla. Pokud by se toto veškeré uhlí pro výrobu elektřiny a dodávkového tepla mělo nahradit zemním plynem v současných spotřebičích, zvýšila by se jeho roční potřeba (8,2 mld.m 3 ) o dalších 18 až 19 mld.m 3. Pokud by došlo k náhradě v moderních plynových spotřebičích, s vyšší účinností přeměny, byla by jeho nová potřeba vyšší o 10 až 11 mld. m 3. Obr.: Poměr spotřeby energií Plná a okamžitá výše uvedená náhrada tuzemského uhlí zemním plynem při výrobě elektřiny a dodávkového tepla by zvýšila hodnotu ročního dovozu zemního plynu z dnešních cca 60 mld. Kč o dalších mld. Kč. Tato záměna by velmi zdražila jak ceny vyráběné elektřiny, tak ceny dodávkového tepla (až na dvojnásobek). Vedla by k rozpadu velkých soustav centrálního zásobování teplem, zásobovaných teplem z energeticky účinných a ekologicky ošetřených tepláren a k výstavbě mnoha malých plynových zdrojů v malých domovních kotelnách. Z technického hlediska by takové nové potřeby zemního plynu nebyly přepravitelné ve stávající přepravní a distribuční soustavě, které by se musela zásadně přestavět. Z hlediska životního prostředí by došlo k enormnímu zatížení životního prostředí především emisemi dusíku z tisíců nových malých plynových zdrojů. 40

41 ZEMNÍ PLYN, JEHO ZDROJE, MOŽNOSTI POUŽITÍ A JEHO CENY 15. Dovoz zemního plynu do ČR je vzhledem k vysokému ČR nemá při volbě zdroje zemního plynu, vzhledem k nedostatku domácích smluvnímu zajištění zcela bezpečný. zdrojů zemního plynu, jinou možnost než jeho dovoz. Pro spolehlivé zásobování republiky zemním plynem je výhodou ČR její poloha při tranzitu zemního plynu z Ruska do západní Evropy, v budoucnosti i na ose sever jih Evropy. Tranzitní poplatky hradí nemalou část v ČR spotřebovávaného zemního plynu. Principem budoucího rozvoje plynárenské soustavy v ČR bude diverzifikace dodávek plynu z různých zemí a z různých dopravních cest. Obr.: Systém plynárenské soustavy 16. Nikdo v ČR se nezabývá dlouhodobou podobou energetického mixu, vč. budoucí role zemního plynu. Dalším prvkem který zvýší bezpečnost zásobování zemním plynem bude rozšíření kapacit podzemních zásobníků plynu, které by v budoucnosti mohly zajistit uskladnění až 40% roční spotřeby ČR. Otázkami spolehlivých a dlouhodobě bezpečných dodávek energie se zabývá Státní energetická koncepce ČR, která stanovuje v souladu se zněním 3 zákona č. 406/2000 Sb., o hospodaření s energií strategické cíle státu v energetickém hospodářství s výhledem na 30 let. V současné době platí Státní energetická koncepce z roku 2004, MPO připravilo návrh na její aktualizaci. Tu ale projedná až nová vláda. Podíl zemního plynu na celkové spotřebě zdrojů energie by se do roku 2030 měl zvýšit na 20%, v roce 2050 na 32%. Zemní plyn by měl výrazněji vstoupit i do výroby elektřiny. Zpracoval : Odborná sekce Energetika při Okresní hospodářské komoře v Mostě, ve spolupráci s VUPEK-ECONOMY, s.r.o. V Mostě dne:

42 O ROPĚ, ROPNÝCH PRODUKTECH A ALTERNATIVNÍCH PALIVECH V DOPRAVĚ 1. ROPA Světové zásoby ropy jsou předmětem mimořádné pozornosti a seriozní prognosy 1.1. Světové zásoby ropy jsou téměř vyčerpány a využití ropy je za hovoří o několika desetiletích exploatace, přičemž další ložiska se stále objevují. svým maximem (teorie Oil Peak. ) Z rozhodujících zdrojů fosilních paliv uhlí, zemního plynu a ropy jsou ověřené zásoby ropy nejnižší. Zásoby ropy jsou pod zemským povrchem rozloženy velmi nerovnoměrně. Asi dvě třetiny světových zásob se nachází na Středním východě. Přestože jsou ve světě exploatovány desítky tisíc ropných polí, pouze necelé 1 % patří k těm skutečně bohatým. Oil Peak je termín z teorie modelující vývoj využití ropy na základě dostupných zásob a spotřeby. Jedná se o závislost podobnou Gaussově křivce, kdy nejprve nastává strmý nárůst následovaný vrcholem a pak postupný pokles. Vrchol nazval autor této teorie dr.m.king Hubbert Oil Peak. Využití ropy se ale za Oil Peak doposud nedostalo. Uhlovodíky podobné ropě jsou obsaženy v tzv. hořlavých břidlicích a ropných píscích. Z uhlí nebo zemního plynu lze Fischer-Tropschovou syntézou vyrobit syntetickou ropu Z různých ložisek se může těžit v podstatě stejná ropa. Na světě je otevřeno mnoho ropných ložisek a z každého ložiska se těží ropa, která se vzhledem, fyzikálními vlastnostmi a výtěžky produktů při zpracování liší od rop z jiných ložisek často i blízkých. V podstatě však všechny těžené ropy obsahují podobné sloučeniny a liší se jen vzájemným poměrem jednotlivých strukturních skupin. Základní vlastnosti ropy představují hustota, obsah síry, kyselost a frakční složení. Následuje řada dalších parametrů, které dohromady určují její užitnou hodnou. Ropa je žlutohnědá až téměř černá olejovitá hořlavá kapalina s hustotou nejčastěji mezi kg/m 3. Ropa obsahuje tisíce organických sloučenin různé struktury - alkany, izoalkany, cykloalkany a aromaty, dále heterocyklické sloučeniny a vysokomolekulární sloučeniny. 42

43 O ROPĚ, ROPNÝCH PRODUKTECH A ALTERNATIVNÍCH PALIVECH V DOPRAVĚ 1.3. Cena ropy je dána náklady na těžbu a přepravy k místu spotřeby. Cena ropy se tvoří tržně na základě poptávky a nabídky a tzv. ropné standardy (WTI, Brent, Dubai) jsou kotovány na hlavních komoditních burzách. Konkrétní ropa se při prodeji porovnává podle užitných vlastností s příslušným standardem ke stanovení cenového diferenciálu, který koriguje cenu. Cena ropy také závisí na typu kontraktu, kterým se nakupuje dlouhodobý, střednědobý, krátkodobý - spotový. Je málo komodit s tak výraznou závislosti ceny na geopolitických faktorech, jako je tomu u ropy. Důvod spočívá v rozdílném místě nalezišť ropy a spotřeby ropných produktů. Momenty, kdy došlo ke skokovým změnám ceny ropy jsou označovány jako ropné krize Uplyne i několik měsíců než se nakoupená ropa zpracuje a prodají získané produkty. Tento časový posun je pro podnikání v oblasti zpracování ropy velmi významný V České republice se těží jen nevýznamné množství ropy. Na území České republiky jsou skutečně relativně malá ložiska ropy s roční těžbou do tun, přičemž potřeba ČR činí přibližně 8 milionů tun. S průmyslovou těžbou se začalo počátkem 20. století na okraji tzv. vídeňské pánve (Gbely, Hodonín). Ropa těžená v ČR je kvalitní (nízkosirná). Vytěžená ropa se transportuje ropovodem Družba ke zpracování v kralupské rafinerii. Protože se díky velkému počtu průzkumných vrtů podařilo najít docela slibná nová ložiska (Dambořice, Žarošice), je domácí těžba ropy perspektivní s nadějí na zvýšení. 43