Paroplynová technologie místo uhlí do 6 let

Typově patří paroplynová technologie k tepelným elektrárnám. Tepelná elektrárna mění chemickou energii vázanou v palivu na teplo, aby následně vytvořená pára o vysokém tlaku mohla roztočit turbínu pro pohon generátoru, který vyrobí elektřinu. U spalovacích elektráren slouží pro ohřev vody na vysokotlakou páru různé druhy paliva. K fosilním řadíme uhlí, zemní plyn a ropné produkty jako topné oleje, obnovitelným palivem je biomasa. U jaderné elektrárny se teplo získává řízenou reakcí při štěpení uranu, geotermální elektrárna čerpá buď teplo nebo přímo horkou vodu z podzemních vrtů a solární tepelná elektrárna k ohřevu vody využívá energii Slunce.

Paroplynová technologie jako náhrada za uhelky

Nejběžnější tepelnou elektrárnou je uhelná. Bohužel také produkuje největší objemy emisí oxidu uhličitého (CO₂) a pro výrobu jedné MWh elektřiny je potřeba přibližně jedna emisní povolenka. A protože urychlení procesu dekarbonizace Evropy cenu emisních povolenek drží vysoko s tím, že v čase ještě poroste, přestává se elektřina získaná z uhlí ekonomicky vyplácet. Nerentabilní bude podle všeho mnohem dřív než v původně očekávaném období 2033 až 2038.  

Vláda sice v novele energetického zákona Lex OZE 3 stanovuje pravidla pro ukončování provozu uhelných zdrojů, nicméně urychleně je potřeba hledat za ně náhradu. Řešením by mohla být paroplynová technologie, neboť zemní plyn se sice také počítá k fosilním palivům, ale v porovnání s uhlím je mnohem ušlechtilejší a emise CO₂ při výrobě elektřiny jsou poloviční. Oproti schválené výstavbě dalších jaderných bloků, které je během na dlouhou trať, lze navíc výstavbu paroplynových elektráren realizovat v relativně krátkém čase. Tři nové paroplynky by měly vyrůst do roku 2030.

Slušná účinnost paroplynek

Paroplynová technologie se od běžné plynové elektrárny liší tím, že využívá kombinovaného, takzvaného paroplynového cyklu se dvěma okruhy – parním (s Caluse-Rankinovým cyklem) a plynovým (s Braytonovým cyklem), které jsou propojeny spalinovým kotlem. Zvyšuje se tím její účinnost a paroplynový cyklus se může dostat i nad 55 procent. V německém Düsseldorfu pracuje paroplynová elektrárna, která dosahuje účinnosti dokonce 85 procent a patří tak k nejúčinnějším a nejekologičtějším zařízením svého druhu na světě.

Tamější spalovací a parní turbína produkují celkový výkon 603,8 MW při účinnosti 61,5 procenta a dalších 300 MW tepelné energie lze využít k vytápění, což celkovou účinnost spalování zemního plynu posouvá až ke zmíněným 85 procentům. Na jednu kilowatthodinu přitom připadá 230 gramů CO₂, což je přibližně třetina v porovnání s objemem emisí, jaký produkuje běžná paroplynová elektrárna. Moderní uhelné elektrárny se přitom s účinností pohybují kolem 40 procent, což je o něco víc než u jaderných elektráren.

Paroplynová technologie se rovněž řadí mezi stabilní zdroje, které mohou sloužit jako záloha pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE). Paroplynovou elektrárnu lze poměrně snadno regulovat, například kombinovaný cyklus düsseldorfských turbín se na 100 procent svého výkonu dostane během necelých tří desítek minut. A právě rychlost náběhu je u záložních zdrojů při nevyzpytatelnosti výroby elektřiny z OZE závislé na počasí zásadním faktorem.

Turbína versus fotoefekt

Na základním principu roztáčení turbíny a připojeného generátoru fungují kromě popsaných tepelných také elektrárny vodní a větrné. U těch ale k pohonu turbíny slouží přímo energie proudící vody, resp. vzduchu. Vodní elektrárny dosahují činnosti na úrovni 75 procent, u větrných je to do 60 procent.

Zcela specifickým typem elektrárny jsou solární systémy, které pro výrobu elektřiny využívají takzvaného fotovoltaického jevu neboli fotoefektu. Účinnost běžně dostupných křemíkových fotovoltaických panelů má rozpětí 16 až 24 procent. V laboratorních podmínkách se podařilo vyvinout panel, který vykázal účinnost 25 procent a teoretické hodnoty se dostávají až ke 43 procentům. Je ale otázkou, zda se teorii podaří převést do praxe. Stále se ovšem bude jednat o zdroj kriticky závislý na počasí.

Jako nejvhodnější náhrada za postupně odstavované uhelné elektrárny se tak jeví paroplynová technologie. I když samozřejmě její neoddiskutovatelnou nevýhodou je fakt, že Česká republika nedisponuje vlastním ložiskem zemního plynu, kterým by mohla pokrýt svou spotřebu. Nicméně zásobování Evropy plynem funguje i bez dominantního postavení Ruska, posiluje se dovozní infrastruktura a tuzemské zásobníky plynu jsou naplněné na více než 85 procent.