Úplné zásobování obnovitelnou energií Milan Smrž, EUROSOLAR.cz.

Prezentace na téma: "Úplné zásobování obnovitelnou energií Milan Smrž, EUROSOLAR.cz."— Transkript prezentace:

1 Úplné zásobování obnovitelnou energií Milan Smrž, EUROSOLAR.cz

2

3

4 „peak everything“ za 60 let byla moře vylovena na desetinu původního obsahu; spáleno přes polovinu konvenčních zásob fosilních paliv; nekonvenční fosilní zdroje zatěžují životní prostředí mnohem více než konvenční; každou minutu mizí plocha amazonských pralesů o velikosti 50 fotbalových hřišť; během několika málo desetiletí dojdou některé základní technické kovy (zinek, měď…); rostou válečné konflikty kvůli ropě i pitné vodě; rychlost vymírání druhů je 1000 až 10000 x vyšší, než přirozená eroze půdy 10 x vyšší než u přírodních procesů

5 ekologická stopa evropské vegetariánské a ekoorientované rodiny

6 Kdyby takto žili všichni lidé na Zemi, celková spotřeba by byla 1,88 krát větší, než nám umožňuje kapacita Země

7 footprint podle Wackernagela a Reese

8

9

10 …abychom zachovali max. 2°C současné zásoby fosilního uhlíku odpovídají 2795 Gt oxidu uhličitého ročně nyní vypouštíme 29 Gt můžeme si dovolit vypustit ještě 565 Gt akci navrhl Bill McKibben (www.350.org) a je realizována anglickým deníkem The Guardian, který klima učinil hlavním tématem na půl roku investment - divestment

11 50 40 95 76

12

13 Cena uhlí dlouhodobě roste

14

15 Světové zásoby ropy

16 zajištění ropných zdrojů vojenskou přítomností na Blízkém východě stojí 300 miliard USD ročně - přes 100 dolarů na plnou nádrž Zdroj: National Defense Council Foundation

17

18

19 Nekonvenční zásoby fosilních paliv

20 300 km zeměmiliardy barelů Saudská Arábie264 Kanada175 Írán151 Irák143 Těžba ropných písků v Kanadě

21 Krajina v Albertě po těžbě ropných písků

22 Schéma hydrofrackingu

23 Aktivní a potenciální plochy pro fracking a fraccidenty v USA

24 Smysl těžby břidličného plynu v Evropě…? v USA jsou plynonosné vrstvy silné 60-90 metrů v Evropě 2-3 metry a jsou zvlněné ani v USA nedosahuje většina vrtů rentability a údajný profit je Ponziho schématem ------------------------------------------------------------------- je jedním z důvodů zvýšení ratingu a přístup k bankovním úvěrům ??

25 klesající energetická výtěžnost fosilních paliv ropné břidlice konvenční ropa a plyn paliva z tropické celulosy paliva z celulosy z mírného pásu

26 Finanční podpora fosilních zdrojů vlády G20 dotují každoročně na průzkum fosilních ložisek 88 miliard USD to je dvojnásobek, který by bylo podle IEA potřeba k dosažení energie pro všechny do roku 2030 celosvětově bylo na podporu těžby a využívání fosilních paliv vydáno jen v roce 2012 775 miliard USD na obnovitelné zdroje jen 101 miliard USD Zdroj: The fossil fuel bailout Overseas Development Institute, London Oil Change International, Washington

27 Djang

28 Karl Jaspers (1958) „Šance je obrovská: když zmizí jaderná bomba přinese atomová energie novou dobu práce a hospodářství …, pakliže atom nepřinese zkázu postaví existenci na novém základě“ Ernst Bloch (1959) „Prinzip Hoffnung“ K atomové energii: „z pouští se stanou úrodné zahrady, z ledu rozkvete jaro. Několik stovek kilogramů uranu nebo thoria postačí, aby zmizela Sahara a poušť Gobi, Sibiř, severní Kanadu, Grónsko a Antarktidu přemění na Rivieru“. Naděje vkládané do jaderné energie ? ?

29 Karl Jaspers (1958) „Šance je obrovská: když zmizí jaderná bomba přinese atomová energie novou dobu práce a hospodářství …, pakliže atom nepřinese zkázu postaví existenci na novém základě“ Ernst Bloch (1959) „Prinzip Hoffnung“ K atomové energii: „z pouští se stanou úrodné zahrady, z ledu rozkvete jaro. Několik stovek kilogramů uranu nebo thoria postačí, aby zmizela Sahara a poušť Gobi Sibiř, severní Kanadu, Grónsko a Antarktidu přemění na Rivieru“. Naděje vkládané do jaderné energie

30 Předpovědi Mezinárodní asociace pro atomovou energii (IAEA) pro rok 2000 realita 352 GW 7,3% z max. předp. rok předpovědi realita

31

32 Počátek výstavby jaderných reaktorů na světě podíl JE na světové výrobě elektřiny 1993 – 17% 2012 - 11%

33 Černobyl + 30 let - černá čísla  vědci z Ukrajiny a Izraele zkoumali děti likvidátorů, které byly počaty po havárii; genetické mutace u nich byly sedmkrát četnější než u jejich sourozenců počatých před havárií;  v těžce radiačně zasažených oblastech v Bělorusku se tři ze čtyř dětí narodí s poškozením;  mezinárodně byl zjištěn v oblastech zasažených radioaktivitou nárůst rakoviny prsu na dvojnásobek ve srovnání s nezasaženými oblastmi;  rakovina štítné žlázy u dětí v Bělorusku stoupla 80 krát resp. 100 krát v letech 1992, resp. 2004 ve srovnání s průměrem;  zvýšila se dětská úmrtnost ve Švédsku, Norsku a Finsku o 15,8% ve srovnání s předchozím trendem;  po katastrofě se více jak pětinásobně zvýšil počet dětí narozených s nádory mozku.

34 nárůst stavební doby a ceny EPR Olkiluoto Zdroj: The EPR nuclear reactor, greenpeace.org

35 plány české vlády do roku 2060 scénář podíl jádra na elektrické produkci (%) podíl OZE na elektrické produkci (%) A279,110,6 E292,26,4 E584,212,7 C280,310,1 G292,46,1 G587,78,4 MPO, říjen 2011

36 Podíl obnovitelné elektřiny (bez odpadu) z celkové výroby elektřiny 2012 spolková zeměpodíl OZE (%) Mecklenburg-Vorpommern51 Thüringen46,7 Sachsen-Anhalt38,9 Schleswig-Holstein38 BRD23,7

37

38

39 Instalace energetických zdrojů 2012 - EU28

40 Nové instalace a deinstalace v EU-28 2014 v MW

41 během dvaceti let může vyrábět až 30% veškeré energie fotovoltaika

42 Příčiny debaklu fotovoltaiky v ČR - výkupní ceny I/2010 CZDA FV volně < 30 kW… 48,03 > 30 kW… 47,64 28,43 < 5 kW ……… příplatek 5 - 20 kW ….. 38 > 20 kW …….. 33 FV na střeše či fasádě dtto < 30 kWp 39,14 30 - 100 kWp 37,23 > 100 kWp 35,23 (€ct/kWh), kurz € k CZK I/2010

43 podíl celosvětových instalací fotovoltaiky v 2010 (%) BRD 44 Španělsko 10 Japonsko9 Itálie 9 USA 6 Česká republika 5 Francie 3 Jižní Korea 2 zbytek EU 2 Belgie 2 Čína 2 zbytek světa 6 zdroj: REN21, Renewables 2011, Global Status Report

44

45

46 “grid parity“ v BRD ve III. kvartále 2011 Obdobná situace: v NY 2011 byl FV proud o 4 centy levnější než od distributora

47 Kdy se potká cena elektřiny z fotovoltaiky s cenou elektřiny od dodavatele ? pro podniky pro soukromé osoby

48 Bloomberg, New Energy Finance & pv.energytrend.com Pokles ceny fotovoltaických elementů v USD

49 předpověď výkonu fotovoltaiky - E.on Bayern Zdroj: Energy & meteo systems předpovědi s přesností 0,91 % až 4 dny předem předpověď mlhy v údolí předpověď kdy na panely napadne sníh a kdy sklouzne

50 Vizualizace fotovoltaických komunikací v USA

51

52 DESERTEC – 15% evropského proudu za 400 miliard Euro energetický neokolonialismus ?

53 …limity obnovitelné energie? Elektrický bagr (16 tun) nabíjený fotovoltaickou střechou, výkon až 190 kW, jedno nabití - 9 hodin práce

54 PEB 238% kancelářská budova tepelná izolace 50-60 cm podlahová plocha 707 m2 fotovoltaika orientována V-Z celkem 175 m2, 30 MWh/rok přebytek 17,3 MWh/rok celk. energie 17,8 Wh/m2.rok zásobování teplem: tepelné čerpadlo z vrtů

55 Rekonstrukce 131% PEB – více rodinný dům Výkon solárních panelů: J - 14,5 MWh S - 10,0 MWh spotř.energie: 36,8 kWh/m2.rok Izolace U= 0,1 W/m2.K

56 větrná energie ve službách lidstva

57 větrná energie vítr je sluneční teplo transformované do kinetické energie v zemské atmosféře je proměnný, ale lze jej předpovídat 4 dny předem s 15 min rozlišením kdekoliv v Evropě (Energy & Meteo Systems) celkový výkon větru je 1700 - 3 500 TW; energetický příkon lidstva je 14 TW

58 Předpověď výkonu větru podle klimatického modelu, podle modelu, co se učí (neuronální sítě) a srovnání se skutečností Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden- Württemberg (ZSW) a EWC Weather Consult GmbH

59 NEJRYCHLEJŠÍ MOŽNÝ ROZVOJ podle evropské větrné iniciativy (EWI) 20% evropské spotřeby 2020, 33% 2030 50% 2050 studie z roku 2011 pro SRN: je možné 65% elektřiny z větru, bez offshore na pevnině již stojí 7 MW větrná turbína, jsou možné až 20 MW

60 Celosvětový nárůst instalovaného výkonu větrné energie za necelých dvacet let padesátinásobek

61 Kumulované výkony větrné energie 2014 instalovaný výkon v GW svět369,5 Evropa133,9 Česká republika0,282 v roce 2011 v ČR instalováno 2 MW, BRD 2 GW čtyři spolkové země (Brandenburg, Sasko-Anhaltsko…) na severu Německa kryjí 46 – 48 % své spotřeby z větru Dánsko 24 %, Portugalsko 15 % z celkové spotřeby elektřiny (2011)

62 vývoj větrných elektráren Zdroj: UpWind, March 2011, EWEA.org

63 ) různé typy větrných elektráren

64 vítr ve velikých výškách potenciál 1.800 TW -100 násobný 0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0 Průměrná hustota energie v kW/m 2 120 metrů600 metrů

65 Kitegen energetická hustota kite - yoyo je 160 MW/ km2 u soudobých větrných turbín pouze 12 MW/ km2 firma Kite Gen Research provozuje u Turína drakový generátor až do výše 10 km, s 9 generátory, výkon až 27 MW FLH je 6000 hodin za rok ve výšce 2,5 km

66 Počítačová simulace drakové elektrárny pro veliké výšky www.kitegen.org

67 firma MACANI (USA) prototyp 30kW Spotřeba hmoty: MACANI airborne turbine: 20 tun/MW instal. výkonu JE (70.léta): 40 tun ocele a 200 tun betonu/MW instal. výkonu

68 Pohyb vrtulové „airborne“ elektrárny

69 MACANI airborne v letu 30 kW dokončuje testy 600 kW na počátku tříletého programu 5 MW cílový offshore model

70

71

72 2015/16 4 až 4,5 ct/kWh

73

74 (% měsíční produkce z celkové roční produkce vs. měsíce)

75

76 MAA (mezinárodní atomová agentura) v roce 1974 předpovídá na rok 2005 4000 GW, skutečnost je 367 GW, tj. 9% EWEA (evropská větrná asociace) předpovídá na rok 2000 v letech: 1991........................................... 4.000 MW 1997........................................... 8.000 MW realita v roce 2000.................... 12.887 MW tj. 322 % energetické předpovědi

77 Německé regiony a mikroregiony mající v plánu 100% obnovitelné zásobování elektřinou Program vede univerzita v Kasselu 100% programy se týkají 24 milionů obyvatel SRN a plochy 125.000 km čtv.

78 programcíl poznámka Plán Dánska „Naše energie“ 100% obnovitelné elektřiny a tepla do 2035 100% obnovitelné energie ve všech sektorech 2050 Kodaň/DK100% uhlíkově neutrální do 2035 již dnes 40 % cest na kolech Malmo/SE100% elektřiny do 2020, úspory, efektivita kola, carsharing, pěší zóny, veřejná doprava Freiburg /DE100% obnovitelné energie do 2035 Lüchow- Dannenberg/DE 100% obnovitelné elektřiny od 2011 na cestě k teplu a dopravě 50 tisíc obyvatel Ulm-Neu Ulm/DE 100% obnovitelné elektřiny do 2020 obnovitelné teplo a mobilita do 2030 285 tisíc obyvatel Wight/UK100% obnovitelné energie do 2020 142 tisíc obyvatel Příklady stávajících a plánovaných 100% regionů

79 100% ostrov SAMSOE

80

81

82 vize: vykoupení sítě, zlevnění elektřiny

83 Burgenland - modelový region pro obnovitelné zdroje počet obyvatel 277 569, rozloha 3966 km² hustota 70 obyvatel/km² dosáhl před 2 lety elektrické soběstačnosti z lokálních zdrojů na konci roku 2013 byla výroba 110% a země se stala exportér čisté el. energie (930 MW instal větru) koncem roku 2014 - 1,3 GW instal Güssing – výroba SNG z biomasy pyrolýzní cestou

84 Největší plus energetický dům na světě: TU Wien, sanace dva roky, uprostřed velkoměsta TU Wien, sanace dva roky, uprostřed velkoměsta šetří až 93% energie šetří až 93% energie sanace se vrátí v úsporách energie za 8 let sanace se vrátí v úsporách energie za 8 let

85

86 Akumulace jako součást energetické proměny pneumatické zásobníky (CAES i AA CAES) - dutiny po těžbě elektromobily s využitím C2G – podpora prodeje supercaps - dnes 0.5 to 30 Wh/kg, výhledově až 3000 Wh/kg setrvačníky - tramvaje Zwickau BIOBATERIE – organické zbytky + přebytečný proud z OZE pohonná hmota, plyn a biouhlí

87 KREATIVITA AKUMULACE ENERGIE OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

88 obnovitelný metan (e-plyn) rozklad vody přebytečným proudem separace CO 2 ze vzduchu či bioplynu reakce CO 2 + 4H 2 = CH 4 + 2H 2 O (Sabatierova r.) analogie: hν + H 2 0 + CO 2 + = C 6 H 12 O 6 metan do systému zemního plynu elektr. akumulace 70 GWh, metan do potrubí a zásobníků 200 TWh (BRD), u nás alikvotně více i možnosti dalších podzemních zásobníků

89 elektr. síť přímý odběr CO 2 reaktor η = 0,95 CH 4 kogenerace v paroplyn. okruhu η = 0,50 biomasa, voda, odpadní teplo, geotermální sluneční a větrná energie vzduch, spaliny z biomasy, bioplyn elektrolýza η = 0,75 akumulace CH 4 v infrastruktuře zemního plynu variantně biometan z bioplynu digescí či SNG CH 4 H2 H2 kogen.teplo chybějící energie O2O2 až 9 % H 2 přebytečná elektrická energie schéma úplného zásobování elektrickou a velikou částí tepelné energie další akumu- lace

90 Můžeme to zaplatit? celosvětová přestavba na obnovitelné zdroje energie 100.000 miliard USD (uni Stanford a Davis) paliva, pohonné hmoty a elektřina stály roku 2008 5500 - 7500 miliard USD (Werner Zittel, EWG), za 20 let při zvýšení 20%................ 200.000 miliard USD celosvětová přestavba na 100% obnovitelné energie by tedy stála do 2030 polovinu ve srovnání s fosilně jaderným zásobováním.

91 rostou ceny primárních zdrojů externí náklady spotřeba a nedostatek chladící vody klesají fossil&nuke renewable ceny zařízení na výrobu elektřiny externí náklady co bude v budoucnu dražší ? nepřímé emise cena energetických zařízení

92

93 vyrovnání cen elektřiny z fotovoltaiky a jaderných elektráren v Severní Karolíně

94 dotace a podpora energetiky BRD 1970 - 2010 zdroj: Forum Ökologisch - Sociale Marktwirtschaft 2011

95 Greenpeace Energy a Forum Ökologisch-soziale marktwirtschaft Srovnání cen elektřiny z nových zdrojů 2014

96 Nejaderný a nefosilní program pro ČR vrátit podporu fotovoltaiky; podpořit větrnou energetiku (začít podél liniových staveb); využít odpadní teplo pro výrobu elektřiny; lokální a regionální kogenerace z bioplynu; výstavba jednotek pro syntetický metan; pevné výkupní ceny pro syntetický metan analogicky k biometanu; ‏mikrokogenerace pro plyn; prostředky na výzkum a pilotní projekty; demonstrační plus energetické (veřejné) stavby

97 děkuji za pozornost www.eurosolar.czwww.eurosolar.cz, milan.smrz@eurosolar.czmilan.smrz@eurosolar.cz