Komentář
Soláry a větrníky se ve Spojených státech rychle šíří. Dnes představují asi 19 procent výroby energie a do roku 2030 by mohly dosáhnout více než 40 procent. Tato čistá energie rychle nahradí uhlí a mnozí očekávají, že jednoduše nahradí také zemní plyn. Jenže to je omyl: fotovoltaická a větrná energie budou ve skutečnosti záviset na plynu ještě další desetiletí.
Solární a větrná energie jsou dnes relativně levné a ceny budou pravděpodobně dále klesat. Ale nejsou jako fosilní paliva, jsou to občasné, nestálé obnovitelné zdroje, což znamená, že vyrábějí elektřinu, pouze když svítí slunce nebo fouká vítr.
Někdy lze tuto občasnost předvídat. Například solární zdroje nevyrábí energii v noci a generují méně energie v zimě. Ale některé nestálosti předvídatelné nejsou a oblačnost nebo bezvětří mohou trvat celé týdny. Tyto deficity občasných obnovitelných zdrojů energie (OZE) nejsou problémem, pokud větrná a solární energie tvoří malé procento výroby elektřiny, ovšem jakmile se stanou dominantními, jak vyplníme mezery, když do sítě cestuje z těchto zdrojů málo elektřiny?
Elektrárenské společnosti v současné době přidávají hodně lithium-iontových baterií s krátkou výdrží (4 hodiny), aby se vypořádaly s denními a hodinovými proměnlivostmi a poskytly tak dostatek energie ve večerních hodinách, kdy je poptávka vysoká. Ministerstvo energetiky očekává, že se tento trend zrychlí, ale i když jsou tyto baterie spolehlivé a lze je zapnout jedním spínačem, řeší deficity OZE pouze na několik hodin v kuse.
Delší výpadky OZE jsou něco jiného. Co se stane, když deficity trvají týdny nebo měsíce? Jak udržíme světla rozsvícená? Podrobné studie, například ta od Královské společnosti ve Velké Británii, ukazují, že mohou existovat trvalá období špatného počasí, což vede k ročním výpadkům až 20 procent celkové produkce sítě (ve zcela dekarbonizované síti).
Právě teď, když je poptávka nebo nabídka narušena, obracíme se hlavně na „špičkové elektrárny“ (u nás také špičkové zdroje energie nebo závěrné elektrárny, pozn. překladatele), což jsou plynové elektrárny, které běží na jeden oběh a pohánějí turbíny na elektřinu. Tyto elektrárny jsou méně účinné než elektrárny s paroplynovými turbínami s kombinovaným oběhem (CCGT), jejichž energie je dražší, takže slouží jako rezerva a jsou placeny za poskytování volné kapacity pro případ výkyvů, což zajišťuje, že je vždy k dispozici dostatek nouzové energie.
Provozovatelé soustav obvykle platí za přibližně 15 procent volné kapacity, která je při vysoké poptávce k dispozici. Kdyby platili méně, mohlo by dojít k výpadkům proudu. Kdyby platili více, zbytečně by vyhazovali peníze. Protože použití OZE je v současnosti relativně skromné, špičkové elektrárny dokáží deficity obnovitelných zdrojů pokrýt.
Jenže s rostoucím podílem OZE v elektrifikační soustavě bude dopad nepříznivých povětrnostních jevů stále naléhavější a nabídka bude nestálejší. Síť se 40 procenty obnovitelných zdrojů bude potřebovat mnohem vyšší jistící kapacitu, aby bylo zaručeno, že světla zůstanou rozsvícená.
K energii spalované plynem existují alternativy. Jsou to technologie, které dokáží ukládat energii na velmi dlouhou dobu a poskytovat ji na vyžádání v masivním měřítku, zejména vodík, vodní energie a stlačený vzduch. Vodní energie je levná na provoz, vyzrálá a osvědčená technologie, jejíž generátory vydrží desítky let. Jenže boříme víc přehrad, než jich stavíme, a USA nemají chuť na desítky obrovských nových přehrad, které bychom potřebovali.
Zelený vodík trpí velmi nízkou účinností. K poskytnutí 40 kWh uskladněné, připravené elektřiny je zapotřebí 100 kWh zelené elektřiny. Výroba zeleného vodíku a jeho skladování je velmi nákladné, přičemž doprava je také drahá a může vytvářet velké emise. Vodík navíc nezlevní tak rychle jako vítr a slunce.
Stlačený vzduch v současnosti pracuje s účinností přibližně 50 procent. K podstatnému zlepšení je třeba zchlazení a následné ohřátí vzduchu, což je nákladné, když je vzduch skladován po dlouhou dobu. A elektrochemické baterie, které se nyní přidávají do sítě, neposkytnou potřebnou kombinaci dlouhé životnosti, obrovské škálovatelnosti a nízkých nákladů.
No a tím nám zbývá plyn.
Aby mohla být síť s dominancím podílem OZE, neobejde se bez zemního plynu, který slouží jako záruka proti deficitům OZE. To je důvod, proč ministerstvo energetiky předpokládá, že kapacita špičkových zdrojů energie během přechodu na čistou energii ve skutečnosti poroste, a proč také nepředpokládá žádný významný pokles kapacity CCGT.
Změní se však funkce plynu. Dnes se CCGT elektrárny používají především jako pevný zdroj energie základního zatížení, což je zdroj energie využívaný 100 procent času, s dodatečnou kapacitou dostupnou prostřednictvím špičkových elektráren. Jak se přechod na zelenou energii plně rozběhne, CCGT elektrárny přejdou od výroby energie se základním zatížením k poskytování jištění proti přerušení dodávek, stejně jako to dnes dělají špičkové elektrárny.
Nakonec můžeme doufat, že vybudujeme zelenou síť bez emisí. V takovém světě budou plynové emise nakonec úplně eliminovány. Možná, že plyn nahradí nové zdroje, jako je geotermie nebo dokonce fúze, nebo zachycování uhlíku odstraní emise z plynových elektráren nebo snad škálovatelné technologie skladování konečně dozrají, aby se mohly stát energetickou pojistkou zítřka. Celkově je však jasné, že zatím nemáme všechny technologie, které potřebujeme, a že musíme vynaložit mnohem větší úsilí na zlepšení těchto kritických technologií, z nichž mnohé stále nejsou připraveny na plné komerční nasazení.
Prozatím musíme pochopit, že ve Spojených státech bude plyn kritickým faktorem pro větrnou a solární energii a poskytne síti spolehlivost, kterou samotná větrná a solární energie nabídnout nedokáže. Pokud to s dekarbonizací myslíme vážně, tohle je to, co potřebujeme: realistický pohled na krátkodobý a střednědobý horizont, masivní finanční závazek k vývoji kritických technologií, které poskytnou levnou a spolehlivou energii, a realistické pochopení měnící se, leč stále stěžejní role plynu v dekarbonizační síti, kde ho bude potřeba ještě desítky let.
Převzato z RealClearWire
Názory vyjádřené v tomto článku vyjadřují názory autora a nemusejí odrážet stanovisko The Epoch Times.
– ete
