Bude tepelná energie zcela nahrazena?

Ⅰ . Poučení z výpadků proudu

Zažili jste někdy výpadek proudu? Najednou se všechno ztmaví, výtahy se zastaví, mobilní telefony se vybijí a klimatizace se vypnou. Tento pocit bezmoci člověka nutí uvědomit si, že elektřina je „vzduchem“ moderní společnosti.

Ve skutečnosti k velkým výpadkům proudu došlo po celém světě:

Severoamerický výpadek proudu v roce 2003 zanechal přes noc desítky milionů uživatelů v tmě.

Během texaského mrazivého počasí v roce 2021 se hromadně odstavily větrné elektrárny a elektrárny na zemní plyn a bez záložního úložiště energie trpěly miliony lidí mrazivými teplotami a výpadky proudu.

Výpadky proudu v některých regionech Číny: nedostatek uhlí a výkyvy v dodávce obnovitelné energie zatížily rozvodnou síť a vynutily si omezení dodávek energie.

Tyto příklady nám ukazují, že spoléhání se výhradně na tepelnou energii je riskantní a spoléhání se výhradně na obnovitelné zdroje energie je také riskantní. Energetický systém potřebuje stabilnější „kombinovanou strategii“.

Ⅱ . Mocenské struktury v různých zemích

Zdroje energie se po celém světě značně liší:

Čína: Uhelné elektrárny zůstávají hlavním zdrojem energie, ale v posledních letech prudce vzrostl instalovaný výkon fotovoltaiky a větrné energie a model „obnovitelná energie + skladování energie“ se postupně stává trendem.

Spojené státy: Vyvážený přístup mezi zemním plynem a obnovitelnými zdroji energie a zároveň vedoucí postavení ve světě v oblasti technologie bateriového skladování energie, přičemž Kalifornie a další regiony vybudovaly největší elektrárny na skladování energie na světě.

Evropa: Německo a Španělsko jsou průkopníky v oblasti větrné a solární energie, zatímco Francie se pro stabilitu sítě spoléhá na jadernou energii. Evropa jako celek se zavázala k energetické transformaci a rozvoj systémů skladování energie se zrychluje.

Japonsko a Jižní Korea: Tyto země jsou vysoce závislé na dovozu energie a musí vyvažovat bezpečnost dodávek a zároveň aktivně rozvíjet kombinace solárních, vodíkových a skladovacích technologií.

Celkově se všechny regiony posouvají k modelu „obnovitelná energie + skladování“, i když různým tempem.

Ⅲ . Jaká je současná situace?

Rozvoj nových energetických technologií vzkvétá, ale čelí i výzvám.

„Rozmarnost“ fotovoltaiky a větrné energie: fotovoltaická energie může být generována pouze během dne, když svítí slunce, a v noci se zastaví; větrná energie závisí na počasí a zastaví se během „bezvětrných období“. Tato nestálost vyvíjí tlak na stabilní provoz elektrické sítě.

Vznik baterií pro ukládání energie: Lithium-iontové baterie a průtokové baterie fungují jako obří „powerbanky“, které ukládají přebytečnou elektřinu v obdobích přebytku a uvolňují ji během špičkové poptávky, aby pomohly vyrovnat rozvodnou síť.

Politické faktory: Čína výslovně stanovila, že nové projekty fotovoltaiky a větrné energie musí být doprovázeny zařízeními pro ukládání energie. USA a Evropa mezitím využívají fiskální dotace a tržní mechanismy k motivaci společností k budování infrastruktury pro ukládání energie.

Výzvy přetrvávají: Akumulátory energie jsou drahé, mají omezenou životnost a jejich recyklace a opětovné použití na konci životnosti zůstávají nevyřešenými otázkami.

Jinými slovy, skladování energie se postupně rozšiřuje, ale než plně nahradí tradiční zdroje energie, bude to nějakou dobu trvat.

Ⅳ . Proč nahradit uhelné elektrárny?

Ochrana životního prostředí: Uhelné elektrárny významně přispívají k emisím uhlíku, znečištění ovzduší a skleníkovému efektu.

Energetická bezpečnost: Výkyvy cen uhlí a zemního plynu mají přímý dopad na ceny a dodávky elektřiny.

Ekonomická životaschopnost: Fotovoltaická a větrná energie se stávají stále dostupnějšími, dokonce nákladově efektivnějšími než energie z uhlí.

Cíle uhlíkové neutrality: Aby se snížily emise, musí být uhelné elektrárny postupně vyřazovány a nakonec zcela eliminovány.

Ⅴ . Může zcela nahradit uhelné elektrárny?

Odpověď zní: Nakonec ano, ale ne v dohledné době.

Během příštích 10 let zůstane uhelná energie „páteří“ rozvodné sítě.

2030–2040: S tím, jak se skladování energie stává levnějším a vodíková energie spolehlivější, se uhelné elektrárny postupně přesunou na „lavicovou“ úroveň.

Kolem roku 2050: Očekává se, že dominují obnovitelné zdroje energie v kombinaci se skladováním energie, přičemž uhelné elektrárny budou z velké části postupně ukončeny.

Jinými slovy, budoucí energetický systém bude pravděpodobně tvořen: obnovitelnými zdroji energie a skladováním energie jako hlavními zdroji, uhelnými elektrárnami, které ustoupí do pozadí, a jadernou energií, vodní energií a vodíkovou energií, která bude poskytovat doplňkovou podporu.

Baterie pro ukládání energie budou stále častěji kombinovány se solární a větrnou energií, stejně jako chytré telefony nemohou fungovat bez baterií. Aby však obnovitelné zdroje energie zcela nahradily uhelné elektrárny, jsou stále zapotřebí technologické průlomy, politická podpora a modernizace sítě. V budoucnosti se nemusí stát, že uhelné elektrárny náhle zmizí, ale spíše budou postupně ustupovat do pozadí, dokud si jednoho dne neuvědomíte, že v energetickém sektoru již dominuje čistá energie.