Nové technologie v elektroenergetice, příležitosti pro průmysl Praha, 19. června 2008

Charakteristické rysy  Nerovnoměrné rozdělení prvotních zdrojů (5 zemí vlastní převážný objem z celkových zásob ropy (59,5%), zemního plynu (63,6%) a uhlí (70,9%).  Nerovnoměrná spotřeba prvotních zdrojů (v současné době 2 mld. lidí z celkových 6,3 mld. populace jsou bez přístupu k energii).  Budoucí celosvětový růst ekonomických aktivit a spotřeby bude spojen s růstem užití elektrické energie, zejména v rozvojovém světě (2,9-3,5% Střední Východ, Afrika; 3,9-4,5% Indie, Čína) Výhled světové energetiky

Očekávaný trend  Růst instalovaného výkonu elektrárenských zdrojů (240 GW ročně)  Růst cen ropy a zemního plynu  Dominance fosilních zdrojů energie  Důraz na využití alternativních zdrojů energie Výhled světové energetiky

Oblasti uplatnění nových technologií  Výroba elektrické energie  Doprava elektrické energie  Spotřeba elektrické energie Výzvy budoucnosti

Očekávané trendy ve výrobě elektrické energie  Zvyšování energetické účinnosti výrobních zdrojů  Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny  Renesance jaderné energetiky  Podpora nízkonákladových alternativ k výrobě elektřiny z fosilních paliv (např. podpora výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů)  Podpora malorozměrových výroben elektřiny o Palivové články o Mikroturbiny o Stirlingův motor o Motory s vnitřním spalováním Výzvy budoucnosti

Zvyšování energetické účinnosti výrobních zdrojů  Uhelné zdroje (až 53%)  Zdroje na tekuté palivo (až 50%)  Zdroje na zemní plyn (až 63%) Výzvy budoucnosti

Separace CO 2 před spalovacím procesem po spalovacím procesu DopravaUkládání CO 2 odlučování CO 2 z kouřových plynů pomocí odlučovací jednotky (absorpce na bázi amínů) plynná, pevná paliva syntetický plyn separace CO 2 kombinovaný cyklus IGCC 1) (spalování plynu bohatého na H 2 ) 1) Integrated Gasification Combined Cycle Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny (CCS technologie – Carbon Capture and Storage technologie) (I)

Výzvy budoucnosti Separace CO 2 před spalovacím procesempo spalovacím procesu  vhodné pro nové elektrárny  vývoj soustředěn na proces zplyňování, vodíkový hořák, a turbínu  náklady o EUR/t CO2 (uhlí) o EUR/t CO2 (lignit) o EUR/t CO2 (zemní plyn)  vhodné pro stávající elektrárny  vývoj soustředěn nové sorbenty, snížení nároků na tepelnou energii potřebnou pro regeneraci sorbentu, vývoj kompaktního zařízení a jeho integraci do elektrárny  problém se značnými nároky na teplo – snížení výkonu  náklady  úsilí o dosažení nákladů na zachycování CO2 ve výši max EUR/t CO2 Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny (CCS technologie – Carbon Capture and Storage technologie) (II)

Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny (CCS technologie – Carbon Capture and Storage technologie) (III) Výzvy budoucnosti IGCC bez zachycování CO2IGCC se zachycováním CO2

Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny (CCS technologie – Carbon Capture and Storage technologie) (IV)  Spalování v kyslíkové atmosféře – vhodné pro stávající i nové elektrárny o Separace CO 2 mokrou cestou o Problém – náklady na výrobu kyslíku snižují efektivitu výroby elektřiny o 20-25% o Vývoj soustředěn na nové efektivnější způsoby získávání kyslíku Výzvy budoucnosti

Uplatnění „čistých uhelných technologií“ výroby elektřiny (CCS technologie – Carbon Capture and Storage technologie) (V)  Doprava a skladování CO 2 o Dopravní potrubí, lodě o Podzemní skladování Solné formace (800 m, GtC) Vytěžená naftová a plynová ložiska ( GtC) Technologie zvýšené (vylepšené) těžby ropy (EOR Technology) Nevyužitelné uhelné sloje ( GtC) o Podmořské skladování (>1500 m, >3000 m, kyselé uhličitany nebo hydráty, GtC) o Minerální skladování (exotermická reakce kysličníků minerálů s CO 2, vznik uhličitanů - CaCO 3, MgCO 3 ) Výzvy budoucnosti

Renesance jaderné energetiky (I) Výzvy budoucnosti Projekce rozvoje jaderné energetiky

Renesance jaderné energetiky (II)  Jaderné reaktory III. generace - lehkovodní reaktory (tlakovodní a varné / AP1000, EPR, VVER1000)  Jaderné reaktory IV. Generace (demonstrační jednotky v r. 2015, komerční provoz v r. 2030) o GRF – plynem chlazený reaktor o LFR – olovem chlazený reaktor o MRS – reaktory chlazené tavenými solemi o SFR – rychlé reaktory chlazené tekutým sodíkem o SCWR – reaktory chlazené vodou se superkritickými parametry o VHTR – reaktory chlazené vysokoteplotním plynem Výzvy budoucnosti

Renesance jaderné energetiky (III)  Fúzní jaderný reaktor o ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor / lat. Cesta) – EU, USA, Rusko, Indie, Čína, Korea, Japonsko o Cadarache o Průměr 20 m, výška 15 m o Palivo – deuterium a tritium o Teplota cca 100 mil. °C o Náklady 4,7 mld. EUR o 5-10 eurocentů/kWh o Předpokládaný provoz v 2016 Výzvy budoucnosti

Podpora rozvoje výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů  Pobřežní nebo ostrovní větrné elektrárny  Vodní elektrárny  Elektrárny na biomasu  Solární termální a fotovoltaické elektrárny (celkové sluneční záření dopadající na naši planetu je asi tisícinásobkem celosvětové komerční spotřeby energie) Výzvy budoucnosti

Doprava elektrické energie Hybridní přenosy elektřiny (střídavá i stejnosměrná propojení včetně stejnosměrných vložek) Samoregulující sítě – nová technologie monitorování a řízení ES (schopnost reakce na nebezpečí poruch, selhání materiálu a další destabilizující vlivy a schopnost omezení šíření poruch) Výzvy budoucnosti  Požadavky o Včasná rekognoskace vznikajícího problému o Racionalizace zdrojů s cílem minimalizace nepříznivých vlivů o Rychlá a koordinovaná reakce na rozvíjející se poruchy o Minimalizace rizika ztráty služby za libovolných okolností o Minimalizace času potřebného na rekonfiguraci a restoraci systému  Nástroj - monitorování a řízení oblasti pomocí o Jednotek měření fázoru o Prostředků flexibilních přenosových systémů střídavého proudu - FACTS (Flexible AC Transmission System devices) – výkonová elektronika o Distribuované výroby (špičkové výkony nepřenášet rozvodnou sítí) o Akumulace energie (mechanická (PVE, setrvačníky), chemická (průtokové elektrochemické baterie), elektromagnetická (superkondenzátory, SMES))

Spotřeba elektrické energie  Energetické úspory  „Zásuvkové hybridní technologie pro automobily“  Inteligentní sítě Výzvy budoucnosti

Příležitosti pro průmysl  Programy ochrany prostředí (BAT, BREF) o Energetické audity o Využití nových materiálů o Využití nových technologií  Vývoj nových materiálů a technologií Výzvy budoucnosti

Závěry  Veřejné financování nových technologií zůstává na nízké úrovni o Podle údajů IEA americká vláda v roce 2006 investovala do výzkumu a vývoje v oblasti energetiky tři miliardy dolarů (zhruba totéž, co USA utratí za armádu za pouhého jeden a půl dne)  Vlády se musí pohnout o Do vědy a nákladných prvních fází zkoušek nových technologií by měly investovat vlády. Bez alespoň částečného veřejného financování bude zavádění těchto nových technologií pomalé a nerovnoměrné  Iniciativa průmyslu o Příležitost pro průmysl zapojit se do podpory vývoje nových technologií a programů ochrany prostředí Výzvy budoucnosti

Funded by Member Committee annual subscriptions Subscriptions set by EA-approved formula Based on energy consumption, production, GNI Additional funding: Congress Direct corporate contributions Patrons Programme - WEC Foundation Publication sales Partnership royalties Energetický komitét ČR / WEC Budova ČEPS, Elektrárenská 2 CZ Praha 10 Tel: Fax: Website: World Energy Council 1-4 Warwick Street, London W1B 5LT Tel: Fax: Website: