Bude tepelná energie zcela nahrazena?

ⅠPoučení 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“.

ⅡMocenské 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.

ⅢJaká 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.

ⅣProč 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.

ⅤMůže 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.