Úplné zásobování obnovitelnou energií Milan Smrž, EUROSOLAR.cz

„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 x vyšší, než přirozená eroze půdy 10 x vyšší než u přírodních procesů

ekologická stopa evropské vegetariánské a ekoorientované rodiny

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

footprint podle Wackernagela a Reese

…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 ( a je realizována anglickým deníkem The Guardian, který klima učinil hlavním tématem na půl roku investment - divestment

Cena uhlí dlouhodobě roste

Světové zásoby ropy

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

Nekonvenční zásoby fosilních paliv

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

Krajina v Albertě po těžbě ropných písků

Schéma hydrofrackingu

Aktivní a potenciální plochy pro fracking a fraccidenty v USA

Smysl těžby břidličného plynu v Evropě…? v USA jsou plynonosné vrstvy silné 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 ??

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

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 miliard USD na obnovitelné zdroje jen 101 miliard USD Zdroj: The fossil fuel bailout Overseas Development Institute, London Oil Change International, Washington

Djang

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 ? ?

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

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

Počátek výstavby jaderných reaktorů na světě podíl JE na světové výrobě elektřiny 1993 – 17% %

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 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.

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

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

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

Instalace energetických zdrojů EU28

Nové instalace a deinstalace v EU v MW

během dvaceti let může vyrábět až 30% veškeré energie fotovoltaika

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 kW ….. 38 > 20 kW …….. 33 FV na střeše či fasádě dtto < 30 kWp 39, kWp 37,23 > 100 kWp 35,23 (€ct/kWh), kurz € k CZK I/2010

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

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

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

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

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

Vizualizace fotovoltaických komunikací v USA

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

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

PEB 238% kancelářská budova tepelná izolace 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

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

větrná energie ve službách lidstva

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 TW; energetický příkon lidstva je 14 TW

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

NEJRYCHLEJŠÍ MOŽNÝ ROZVOJ podle evropské větrné iniciativy (EWI) 20% evropské spotřeby 2020, 33% % 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

Celosvětový nárůst instalovaného výkonu větrné energie za necelých dvacet let padesátinásobek

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)

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

) různé typy větrných elektráren

vítr ve velikých výškách potenciál TW -100 násobný Průměrná hustota energie v kW/m metrů600 metrů

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

Počítačová simulace drakové elektrárny pro veliké výšky

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

Pohyb vrtulové „airborne“ elektrárny

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

2015/16 4 až 4,5 ct/kWh

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

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

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 km čtv.

programcíl poznámka Plán Dánska „Naše energie“ 100% obnovitelné elektřiny a tepla do % 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 tisíc obyvatel Wight/UK100% obnovitelné energie do tisíc obyvatel Příklady stávajících a plánovaných 100% regionů

100% ostrov SAMSOE

vize: vykoupení sítě, zlevnění elektřiny

Burgenland - modelový region pro obnovitelné zdroje počet obyvatel , 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 ,3 GW instal Güssing – výroba SNG z biomasy pyrolýzní cestou

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

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

KREATIVITA AKUMULACE ENERGIE OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

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 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

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

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

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

vyrovnání cen elektřiny z fotovoltaiky a jaderných elektráren v Severní Karolíně

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

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

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

děkuji za pozornost