Zdroje Evropy Evropský sociální fond Praha a EU – Investujeme do vaší budoucnosti
Zpracovali Lukáš Kubálek 5.B MarekPetreje 5.B Tomáš Myškovský 5.B Jakub Hrdlička 5.B Vojtěch Bodlák 5. B
My, níže podepsaní, čestně prohlašujeme a stvrzujeme svým podpisem, že jsme práci Zdroje Evropy zpracovali bez cizí pomoci a že všechny zdroje informací byly patřičným způsobem uvedeny. Dne 31. 5. 2014 v Praze
…………………………………… …………………………………… …………………………………… …………………………………… ……………………………………
Obsah práce:
1.
Úvod 1. 1. Zdroje energie
2.
Jednotlivé zdroje 2. 1. Ropa 2. 2. Zemní plyn 2. 3. Uhlí a rašelina 2. 4. Jaderná energie 2. 4. 1. Energie jaderného štěpení a) Základy jaderné/nukleární chemie b) Princip jaderného štěpení 2. 4. 2. Termonukleární fúze a) Princip termonukleární fúze
2. 5. Energie Vodíku 2. 6. Obnovitelné zdroje
3.
Závěr
4.
Zdroje
5.
Přílohy
Připomínky vepisuju přímo do textu. Malé chyb opravuju rovnou. Proto dál pracujte pouze s touto verzí. Kdybyste totiž opravovali červené komentáře ve svém textu, tak nebudete mít opravené gramatické chyby, které tady opravím rovnou černě.
1.
Úvod
Tématem naší práce byly Zdroje Evropy. Naše pracovní skupina se rozhodla detailněji prozkoumat zdroje energetické. Toto téma jsme si vybrali, protože ho pokládáme za velice důležité. Každý z nás každý den využívá elektrickou elegii, která do našich domovů či pracovišť proudí z elektráren, kde jsou energetické suroviny přetvářeny právě na energii. Právě bez energetických surovin by tento řetězec nefungoval. A proto jsme v naší práci zkoumali a analyzovali současný stav – tedy jejich množství, původ či logistik dopravy - jednotlivých zdrojů energie. Hledali jsme odpovědi na otázky: Nakolik je Evropa energeticky soběstačná? Jakými zdroji Evropa disponuje, jaká je pravděpodobnost objevu nových zdrojů? Má Evropa těžit své zdroje, nebo si je má šetřit na horší časy? Je nutné přecházet na jiné zdroje energie? Je přechod k obnovitelným zdrojům ekonomický či „jen“ ekologický? Není tento přechod ekonomická sebevražda, která ve výsledku povede k úpadku Evropy? Jaké jsou zdroje energie budoucnosti? V naší práci často popisujeme situaci v Evropské Unii (dále jen EU) namísto celé Evropy. Jedním z důvodů je absence informací o Evropě jako kontinentu, zvláště když nějaké země – zejména Rusko – leží v Evropě jen částečně. V EU navíc žije 508 ze 710 milionů Evropanů, dalších 110 milionů jich žije v Evropské části Ruska.
1. 1. Zdroje energie Zdroje energie, jsou takové přírodní zdroje, které se dají využít k získávání elektrické energie. Nesprávná definice. Zdrojem energie jsou i lidské svaly nebo spalování dřeva. Nutné použít seriózní a kompletnější definici. Lepší definici neumím, a ani se mi nepodařilo ji nalézt. Nejčastěji bývají rozdělovány na: 1) zdroje neobnovitelné (fosilní paliva) – uhlí, ropa, zemní plyn, jaderná energie (přirozené zásoby štěpných materiálů jsou také vyčerpatelné); 2) zdroje obnovitelné – energie vodní, větrná, sluneční, geotermální; 3) zvláštní postavení má energie vodíku. Je třeba jen poznamenat, že i neobnovitelné zdroje se časem obnovují, i nyní na naší planetě vznikají například nová ložiska ropy.
V současné době se Evropa může jevit jako kontinent s nepřílišnými zásobami nerostných surovin, i proto, že jen EU musí dovážet přes 80 % ropy a přes 65% zemního plynu. (obr. 4.)Současná situace je však také ovlivněna etapu, ve které se lidstvo momentálně nachází. Do 19. století bylo hlavní energetickou surovinou dřevo, celé 19. století poté uhlí, obou těchto surovin bylo a částečně i je v Evropě dostatek. Až ve 20. století se energetika přeorientovala na ropu a zemní plyn, a v některých zemích s vhodnými podmínkami na energii z vody. V polovině 20. století se jako další zdroje energie ukázala energie jaderná. Orientace na tyto suroviny, v Evropě se hojně nevyskytující, spolu s rostoucí spotřebou zvýšila závislost Evropy na dovozu. (obr. 4.) Nesmíme také zapomínat, že Evropa je jedním z nejprůmyslovějších regionů světa, což klade značné nároky na spotřebu. EU je se 3 biliony MWh/rok třetí největší spotřebitel energie a spotřebovává kolem 17 % veškeré energie vyrobené na světě (zdroj 1). Evropa má zdroje – například ropu a zemní plyn v Severním moři, uhelné pánve ve Slezsku, severní Anglii či v oblasti Donbasu – avšak při nynějším energetickém mixu(viz obr. 5)je dovoz nutný. Je potřeba také připomenout, že dovoz energetický surovin je nákladný, ale nejméně stejně nákladné je i větší rozšiřování obnovitelných zdrojů. Je důležité si připomenout, že co se závislosti na jednotlivých surovinách týče je každá evropská země v jiné situaci. (procentuální závislost na dovozu uhlí, ropy a plynu viz obr. 6)
2.
Jednotlivé zdroje
2. 1. Ropa Ropa je jednou z nejdůležitějších energetických surovin, a to zejména proto, že například v dopravě je prakticky nenahraditelná. Většina dovezené ropy se použije právě v dopravě, další významná část poté v energetice. Navíc jestli je v Evropě nějaké suroviny opravdu pomálu, tak je to právě ropa. V současné době v Evropě probíhá její těžba zejména v Severním moři. Pomocí ropných plošin je zde těžena od jejího objevu v 60. letech minulého století. Ložiska leží ve vodách Spojeného království a Norska a částečně také Dánska. Vrchol těžby byl zaznamenán okolo roku 1999, od té doby množství vytěžené ropy klesá každým rokem přibližně o 10% (zdroj 2). Další menší těžební lokality jsou například v Rumunsku. Zajímavostí je, že i v České republice se těží ropa, ta se však na spotřebě v naší zemi podílí jen 3 %. V současné době také probíhá průzkum nových nalezišť, vedle Severního moře a pobřeží Estonska také v Severním ledovém oceánu. Průzkumy naznačují, že právě tam se ukrývá velké množství ropy a zemního plynu, avšak podrobnější průzkumy a zkušební vrty komplikuje po většinu roku zamrzlý oceán a také spory států o námořní hranice. Spotřeba ropy v Evropě dosáhla vrcholu v roce 1992 a od té doby každým rokem mírně klesá, obdobný trend je možné pozorovat i v dalších podobně vyspělých regionech – Severní Amerika, Japonsko a Jižní Korea. Tento pokles spotřeby je způsoben především menším využitím ropy v tepelných elektrárnách a také v dopravě. Tam je to díky lepším spalovacím a zážehovým motorům. V neposlední řadě jde i o následek ekologické politiky především zemí západní Evropy a EU.
V Evropě se každý den spotřebuje přibližně 18,5 milionů barelů ropy (1 barel = cca 159 litrů) (viz zdroj 3), což je přibližně stejně jako ve Spojených státech a téměř dvojnásobek toho, co v Číně. Přibližně 20% pochází z Evropy, hlavně z již zmíněného Norska a Velké Británie. Tato ropa se do Evropy dostává zejména ropovody. Dalších 30% ropy proudí do Evropy ropovody z Ruské federace, nebo alespoň do Evropy přes Rusko přitéká a pochází původně ze středoasijských republik či Kavkazu. Velké množství ropy se do Evropy dostává také v tankerech, směřujících k nám ze zemí OPEC – zejména země Perského zálivu – Saudské Arábie, Iráku, Spojených Arabských Emirátů, atd. Tato ropa se z tankerů přečerpává do ropovodů v terminálech evropských přístavů, jako jsou Rotterdam, LeHavre či Wilhelmshaven. V neposlední řadě do Evropy proudí ropa ze severní Afriky, ropovody a tankery takto dopravují ropu do jižní Evropy především z Alžírska a Libye. (obr. 3.) V poslední dobětato „poslední doba“ trvá už dlouho (vždyť plynová krize na Ukrajině byla např. v roce 2009, i předtím byly výpadky dodávek ropy v souvislosti s válkami apod.) nechápu co mám změnit? , například v souvislosti s Rusko – Ukrajinskou krizí, sílí v Evropě snahy o další diverzifikaci zdrojů plynu a hledání nových způsobů, jak Evropě zajistit trvalý přísun této suroviny. S ropou není situace natolik obtížná, protože je v kapalné formě a pokud je jí v Evropě nedostatek, jde ve velkém množství dovážet tankery. Na rozdíl od plynu, který se musí na cestu zkapalňovat, přičemž technologie na tento proces nejsou zatím moc rozšířeny. Ale přesto je potřeba mít předjednané možné dodávky z různých částí světa, poněvadž například Blízký východ stále není stabilním regionem. Navíc současné zásoby ropy na Zemi vydrží při současné spotřebě podle různých předpovědí 40-70 let, naštěstí stále dochází k objevům nových dostupných nalezišť. Další důležitou podmínkou je dobudování sítě obousměrných ropovodů, aby bylo možné distribuovat ropu po celé Evropě v případě výpadku některého ze zdrojů. Evropa by v budoucnu mohla dovážet ropu zejména z Ameriky. Amerika nabízí kromě klasické ropy, nově objevené například v Brazílii, také roponosné břidlice (taktéž v malém množství v Evropě) a především roponosné písky. Ty se nacházejí v kanadské Albertě, a je v nich obrovské množství ropy. Z těchto písků se vymývá bitumen, který se zpětně přeměňuje na ropu. Avšak při tomto procesu se spotřebovává obrovské množství vody a zemního plynu. Celý tento proces je neefektivní, neekologický a zatím i ne zcela ekonomický. Ze dvou tun těchto písků se získá jen jeden barel ropy, navíc většina písků je hluboko pod povrchem Země. Většina ropy proudící do Evropy je určena k rafinaci, pouze šestina je spálena v surové formě v tepelných elektrárnách. Zbytek je v rafinériích podroben funkční destilaci, při které se postupně oddělí skupiny uhlovodíků. Nejprve propan a butan (LPG palivo) poté benzín, petrolej, motorová nafta a topné oleje. Ze zbylého mazutu se získá asfalt a mazací oleje. Ropa má tedy kromě energetického využití i chemické, navíc se bez ní neobejde snad žádný výrobní proces. Ropa je v současné době zatím nenahraditelná, i když zvláště v Evropě sílí tendence o její menší využívání. Většina evropských vlád podporuje různé například hybridní či elektrická auta, na úkor benzínových a dieselových. Tento tlak je způsoben zvyšujícím se ekologickým cítěním Evropanů. Navíc přesun od ropy má i ekonomické důvody. Evropané nyní musí vynakládat nemalé prostředky za ropu z jiných koutů světa a právě přesun ke zdrojům, které se nemusí dovážet, by mohl v budoucnu ulevit evropským ekonomikám.
2. 2. Zemní plyn Zemní plyn v EU zaujímá s 26% po ropě druhé místo v celkové spotřebě energetických surovin, přičemž jeho podíl roste zejména na úkor uhlí a právě ropy každým rokem. (obr. 5.) Díky tomu však také každým rokem vzrůstá závislost Evropy na dovozu této suroviny, za posledních 20 let vzrostla závislost EU o 23% na současných 67%. Závislost Evropy (bez Ruska) je poté necelých 50% a to zejména díky plynu z Norska a Dánska. (viz obr. 4.) Na světě a také v Evropě se vyskytují dva dominantní typy zemního plynu. Prvním je tzv. mokrý metan, ten se vyskytuje společně s ložisky ropy a v Evropě se těží v Severním moři. A také v Česku na Hodonínsku, avšak kryje jen 2% domácí spotřeby. Druhým je tzv. suchý metan, ten se vyskytuje společně s ložisky uhlí. Vyskytuje se například v Doněcké pánvi, kde však zatím není téměř využíván. Na rozdíl například od USA či Austrálie zde většinou jen tak uniká do atmosféry. V Evropě se každý rok spotřebuje okolo 540 miliard kubických metrů plynu. Jelikož evropské zdroje plynu nestačí, je nutné ho do Evropy dovážet ze vzdálenějších míst. Situace je zde obdobná jako u ropy. Plyn lze tedy transportovat plynovody, tak se k nám dostává zejména plyn z Ruska, Norska a severní Afriky. Nebo pomocí tankerů ze vzdálenějších míst. Při tomto způsobu dopravy je nejprve nutné plyn stlačit nebo zkapalnit, což zmenší jeho objem až 600 krát. Poté je tankery dopraven do evropských přístavů, kde se přečerpá do zásobníků, v nich se plyn pomalu odpařuje a poté putuje dále plynovodními soustavami k odběratelům. Zatímco ropa se využívá především v dopravě, zemní plyn je využíván hlavně na výrobu tepla. Více jak 65% se ho spotřebuje na vytápění budov, ohřev vody a vyrábění tepla pro potřeby průmyslu. Další využití nalézá plyn jako palivo v teplých elektrárnách, ale zde bývá upřednostňováno o mnoho levnější uhlí. Spalování zemního plynu vykazuje největší efektivitu ze všech fosilních paliv, výhodou je také menší množství škodlivých látek při něm vzniklých. Velikou budoucnost má zemní plyn v dopravě. Tam se využívá stlačený a používá se pro něj zkratka CNG (což pochází z anglického Compressed Natural Gas, tedy stlačený zemní plyn). Oproti benzínu a naftě má hned několik výhod, jednou z nejdůležitějších je jeho poloviční cena. Navíc je toto palivo ekologičtější – při jeho spalování vzniká o 30% emisí CO2a hlavně nevznikají téměř žádné pevné prachové částice - a také bezpečnější, poněvadž je lehčí než vzduch a tak při nehodě rychle unikne pryč. V neposlední řadě jsou tato auta díky měkčímu spalování - způsobenému vysokým oktanovým číslem – až o 70% méně hlučná. Nevýhodou je pak především vyšší pořizovací cena těchto vozidel a řidší síť plnících stanic. Mnoho evropských vlád, včetně té české, se také rozhodlo podpořit tento více ekologický způsob dopravy. Zemní plyn do automobilů je tak například osvobozen od spotřební daně. Plyn je pro Evropu nesmírně důležitý, a tak se po nedávných plynových krizích otevřely debaty o budoucích možnostech jak ho Evropě zajistit dostatek i v případě, že by k nám tato surovina neproudila z Ruské federace. Podporovány mají být stavby dalších plynovodů napříč kontinentem, které mají zajistit, že v případě výpadku jednoho zdroje přiteče surovina odjinud. V roce 2012 byl například otevřen plynovod Nordstream, který přivádí plyn z Ruska rovnou do Německa a obchází tak například Ukrajinu, která vede s Ruskem o plyn spory. Obnovena byla také diskuse o plynovodu Nabucco, který měl do Evropy přes Turecko přivádět ropu ze střední Asie. Dalším opatřením je budování obousměrných plynovodů. Takto byl nedávno přestaven plynovod Družba, vedoucí přes Česko a Slovensko. Jím má být zásobována již zmíněná Ukrajina, v případě, když do ní nebude proudit
plyn z Ruska. Další možnost představuje dovážení zkapalněného plynu tankery ze Spojených států, tak došlo v poslední době k nálezům nových nalezišť. Vzhledem ke vztahu Evropy a Spojených států by tyto dodávky byly téměř bezrizikové, zatím jim však brání americká legislativa a také příliš vysoké náklady na zkapalnění a transport. Nadějí do budoucna je břidlicový plyn. Tento nekonvenční zdroj plynu by se mohl stát vlastním zdrojem pro Evropu, jelikož první průzkumy ukazují, že pod v jihovýchodním Polsku či na západní Ukrajině leží jeho zásoby. Plyn se z vrstev břidlice získává hydraulickým frakováním – voda s pískem a chemikáliemi se pod tlakem pumpuje do podloží, vytvoří tak cestu pro plyn na povrch. Avšak tato metoda má ekologická rizika, především kontaminaci spodní vody. I proto byly tyto vrty odmítnuty například v českých obcích na Berounsku.
2.3. Uhlí a rašelina Základní informace Uhlí je černá fosilní hořlavá hornina používaná jako pevné palivo. Má hnědou, hnědočernou nebo černou barvu. Získává se dolováním z povrchových nebo hlubinných dolů. Uhlí je nejčastěji používaný tuhý materiál pro výrobu elektřiny a tepla. Jelikož se jedná o fosilní palivo, vzniklo přeměnou rostlinných a živočišných zbytků, které byly uloženy v anaerobních prostorech (prostory bez přístupu vzduchu), což zabránilo jejich rozkladu a oxidaci (hnití). Jsou tři typy uhlíHnědé uhlí – lignit, které je nejméně kvalitní uhlí třetihorního původu, používá se převážně na výrobu elektřiny a tepla. Černé uhlí je kvalitní, má vysokou hustotu a je druhohorního až prvohorního původu Antracit - nejkvalitnější typ uhlí, používá se na vytápění. Rašelina je částečně rozložený rostlinný materiál, převážně tvořen organickými látkami, používá se po usušení jako fosilní palivo především v zemích jako je Irsko nebo Finsko. Využití Uhlí se používá jako palivo v tepelných elektrárnách pro výrobu energie, ta se získává tím způsobem, že je uhlí dáváno do kotle, který ohřívá vodu, ta se přeměňuje na vodní páru a ta roztáčí parní turbínu a nabíjí elektrické generátory. Také se používá při výrobě koksu, který se vyrábí z černého uhlí v pecích s omezeným přístupem kyslíku a teplotami okolo 1000 stupňů Celsia. Rašelina, jak již bylo zmíněno, se používá po usušení jako fosilní palivo, jelikož obsahuje asi 60% spalitelných látek. Těžba a výskyt v Evropě Černé uhlí se ve stále větší míře dováží, a to především z USA, Číny, Austrálie a Jižní Afriky. Vlastní těžba v EU je totiž kvůli vysokým nákladům na mzdy a bezpečnost nevýhodná a prodělečná. V poslední době se začíná postoj EU k uhlí měnit především v souvislosti s potřebou zvýšit energetickou soběstačnost, a proto se hodně dotují výzkumy zabývající se snížením dopadů na životní prostředí při těžbě uhlí a pak také při jeho samotném spalování. Řada států Unie má vlastní ložiska, ale i dovoz ze zahraničí je snazší, protože zásoby jsou větší než například u ropy a jsou rozloženy rovnoměrněji.
Navíc uhlí nemá žádné zvláštní bezpečnostní či technologické nároky na transport a skladování. Jedná se tedy o relativně nízkonákladovou surovinu, což se promítá také do příznivé ceny získané energie. Těžba v České republice Těžba uhlí v Čechách a na Moravě je významným průmyslovým odvětvím. Zásoby uhlí v České republice se odhadují přibližně na 10 miliard tun, z toho asi polovina je těžitelných. Struktura zásob je následující: Černé uhlí: 40 %, Hnědé uhlí: 60 % (viz zdroje 2.3.). Roční produkce uhlí v České republice je přibližně 60 milionů tun. Asi 55 procent výroby elektrické energie pokrývají elektrárny spalující uhlí. Největší oblastí s ložisky je Ostravsko-karvinská uhelná pánev - je tu 90 % veškerých našich zásob této suroviny. Dále jsou významné naleziště: Mostecká uhelná pánev, Sokolovská uhelná pánev. Ekologické problémy Spalování uhlí produkuje oxid siřičitý (v závislosti na kvalitě uhlí), který reaguje s vodou za tvorby kyseliny siřičité. Jestliže se dostane do atmosféry, reaguje s vodní párou a vrací se na zem ve formě kyselých dešťů. Navíc, emise vypuštěné elektrárnami tvoří hlavního producenta oxidu siřičitého a tak přispívá ke zvyšování koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. Elektrárny nyní využívají technologie pro omezení škodlivosti odpadních látek a zvýšení účinnosti, ovšem tyto technologie jsou velmi drahé a zatím ne příliš efektivní. Výhled do budoucna Vzhledem k tomu, že zásoby ropy výrazně ubývají, se uhlí v nedaleké budoucnosti zřejmě stane jediným ekonomicky dostupným fosilním palivem na světě. Což znamená, že bude muset nahradit ropu i v chemickém průmyslu a dalších činnostech, ke kterým ropu používáme, například k výrobě plastů, pohonných hmot. Pozornost se však nyní soustřeďuje hlavně na budoucí energetické využití. Odborníci hledají levné metody přeměny uhlí na kvalitní ekologické palivo pro automobily a na zlepšení jeho vlastností pro spalování v elektrárnách.
2. 4. Jaderná energie Rozeznáváme dva typy získávání jaderné energie: jaderné štěpení a jadernou fúzi.
2. 4. 1. Energie jaderného štěpení Situace v Evropě: Evropa není v současné době v otázce využívání jaderné energie vůbec jednotná. Patrné to je z grafu a kde ten graf je?Graf je dole na konci práce„Podíl jaderné energie na výrobě elektřiny v evropských zemích“ a „Graf zobrazující přístup veřejnosti k otázce jaderné energetiky“:(obr. 1., 2.). V Evropě jsou v zásadě dva tábory s opačným pohledem na věc. Jedním z nich jsou příznivci této technologie získávání energie, kteří se opírají o tvrzení, že jaderná energie je čistým zdrojem. Jejich silným argumentem je také cena výroby této energie, která je ve srovnání s cenami např. obnovitelných zdrojů o mnoho nižší. Do této skupiny patří zejména Francie s vůbec nejvyšším podílem výroby jaderné energie v Evropě (přes 76%). Samozřejmě sem připadá také ČR, Slovensko či třeba Finsko. Na druhé straně barikády jsou naopak odpůrci jaderných elektráren v čele s Německem, Rakouskem a Itálií, která od JE jako zdroje energie také upouští. Odpůrci JE naopak vyvracejí argument o JE jako
zdroji čisté energie a poukazují na jaderný odpad, který je zde zanecháván dalším generacím jako těžko řešitelný problém.Argumentují také tím, že JE jsou bezpečnostní riziko a to samozřejmě ne jen v dané zemi. Havárie takové JE má dalekosáhlé následky a postihuje větší území, na hranice státu nehledě. To je také důvodem protestů našich sousedů z Rakouska. Situace v ČR: Jaderná energetika má v ČR dlouholetou tradici už z dob ČSSR, kdy zaznamenala velký rozmach i díky spolupráci s SSSR. První jaderná elektrárna na území ČSSR byla spuštěna už roku 1972 v dnešních Slovenských Jaslovských Bohunicích a i při její výstavbě získala česká jaderná energetika cenné zkušenosti. V současnosti jsou na území ČR v provozu hned čtyři jaderná zařízení. Prvním z nich je reaktor Ústavu jaderného výzkumu v Řeži u Prahy. Druhým je reaktor na Jaderné a fyzikálně-inženýrské fakultě ČVUT v Praze. A dále jsou tu dvě, všem známé, jaderné elektrárny, Temelín a Dukovany ve vlastnictví společnosti ČEZ. Instalovaný výkon těchto dvou elektráren s jejich celkem šesti reaktory je 2x1000MW v Temelíně a 4x510MW v Dukovanech. Kam se bude česká republika ve své energetické otázce ubírat dále, může být ovlivněno mnoha faktory. Jedním z nic je veřejné mínění, které je v České republice v otázce jaderné energetiky na velice vysoké úrovni. To je vidět například na podpoře dostavby jaderné elektrárny Temelín. Zda by se ale dostavba JE Temelín opravdu vyplatila, je otázkou. Taková stavba je záležitostí minimálně dvacetilet, nehledě na dobu zkušebního provozu a hlavně cenu samotné investice, která by měla činit cca 200mld Kč. Aby se případná výstavba/dostavba elektrárny splatila, bude se pravděpodobně zvyšovat i cena elektřiny. Je tak možné, že „levná“, ač čistá energie (pomineme-li jaderný odpad), může být jen chytrým marketingovým tahem ČEZu, který ve skutečnosti nebude nikdy naplněn. Pro ČEZ je však taková stavba „strojem na peníze“, který by se mu rozhodně vyplatil a bude ho tak nadále určitě prosazovat. Je nutné být objektivní a nepouštět se do posuzování. Pokuste se o odstup a věcné zhodnocení situace! Vzdalujete se od zadání práce! Konec jaderných elektráren v Německu: Sousední Německo se v této otázce vydalo naprosto opačným směrem než ČR. Do roku 2022 by chtělo odstavit všechny své jaderné reaktory a přejít na alternativní zdroje elektřiny. Toto rozhodnutí ještě uspíšila havárie v Japonské jaderné elektrárně ve Fukušimě v březnu 2011. V současné době intenzivně pracuje na řešení odstávek dodávek z jaderných elektráren. Hlavní úlohu by měly přebrat nové plynové a uhelné elektrárny a zdroje obnovitelné. Zvláště obnovitelné zdroje však vytváří problém s přetěžováním rozvodné sítě z důvodu jejich nestálého výkonu. Velký problém tak činí například množství větrných elektráren na severu Německa, které svými nestálými dodávkami elektrické energie do společné rozvodné sítě mohou způsobit velké problémy až blackout i u nás v ČR. Sousední státy tedy logicky uvažují o instalaci regulačních transformátorů, které by německý problém udržely za německými hranicemi.Dalším řešením by mohlo být nastavení kompenzačních mechanizmů, které by případné havárie zpětně kompenzovaly v podobě finanční náhrady. Po odstávce německých JE se z Německa stane velký importér, co se elektřiny týče. Čistě z ekonomického hlediska je to tedy pro ČR, jako exportéra, nevídaná obchodní příležitost. Tedy alespoň dočasně. Němci nebudou chtít zůstat závislí na cizích zdrojíchenergií a tuto vsuvku
naformulujte objektivněji/věcnějiNerozumímještě k tomu těch jaderných z ČR a Francie, od nichž sami upouštějí a budou se snažit vyřešit svůj problém vlastní produkcí ve vlastních, nových elektrárnách. Budou však nakonec ochotni zaplatit za novou eklektickou soběstačnost? Zatím to vypadá nadějně. Bude velice zajímavé pozorovat, jak tato energetická rošáda ve finále ovlivní celý trh.
a)
Základy jaderné/nukleární chemie
Jaderná chemie je součást chemie zabývající se výhradně změnami v jádře atomů prvků, a tudíž není důležité, aby se nukleární chemie zabývala elektronovým obalem. Jaderná chemie se především zabývá změnami v jaderné struktuře, tedy počtu nukleonů (protonů + neutronů) při různých typech reakcí, při nichž se atom prvku změní na jiný prvek nebo se minimálně změní počet jeho neutronů (stane se z něj jiný isotop prvku) a je vyzářena nějaká částice (popř. přijata).
Jaderná chemie stojí na dvou základních principech. Velice důležité je, že všechny jaderné reakce probíhají za účelem stabilizace jádra (kromě reakcí v supernově, kde vznikají i méně stabilní prvky jako uran). Nejstabilnějším jádrem ze všech zatím nám známých je 56Fe. Stabilní jádra jsou většinou jádra s poměrem neutron:proton trochu větším než 1, tedy když je neutronů v jádře trochu více než protonů. Ovšem i moc neutronů může destabilizovat jádro, stejně jako když je v jádře více protonů než neutronů. Nestabilní jádra se mohou rozpadat v řádech několika setin sekundy až 1024 let (tellur). Druhým velice důležitým poznatkem jaderné chemie je, že při nukleárních reakcích se uvolňuje velké množství energie. Podle Einsteinovy speciální teorie relativity ΔE=Δm*c2, tedy změna v energii = změna hmotnosti*(3*108)2. Jelikož rychlost světla na druhou je velice velké číslo, i malá změna hmotnosti způsobí uvolnění velkého množství energie. Tato teorie v podstatě říká, že při stabilizaci jádra se část hmotnosti přemění na energii. Základním, ale velice ilustrativním příkladem je, že součet hmotností všech nukleonů je větší než hmotnost samotného jádra, protože při vzniku tohoto jádra byla část hmotnosti přeměněna na energii.
b)
Princip jaderného štěpení
Při jaderném štěpení se využívá toho, že větší nestabilní jádra se mají tendenci stabilizovat, při čemž se uvolňuje energie (při každé stabilizaci). Nejčastěji využívanou reakcí v jaderných elektrárnách je ostřelování 235U(musí být oddělen od častějšího isotopu 238U, protože ten by pohlcoval neutrony bez reakce) neutronem, což vytvoří velice nestabilní isotop 236U, který se okamžitě rozpadá a jelikož při tomto rozpadu vystřeluje velkou rychlostí další neutrony, které mohou stejný proces iniciovat v ostatních jádrech, dojde k řetězové reakci. 236U se rozpadá na více různých jader, ne vždy na stejnou dvojici menších jader, ale vždy dojde ke vzniku stabilnějších jader a tedy uvolnění energie a také ke vzniku různého počtu neutronu k pokračování řetězové reakce. Tato menší jádra jsou často také nestabilní a mohou se dále rozpadat.
235
U + 10n -->236U -->141Ba + 92Kr + 310n + energie
Nevýhodou tohoto jaderného štěpení je, že časem jsou palivové tyče jednoduše vyčerpány, ale zůstávají na nich stále radioaktivní, leč za podmínek v reaktoru neštěpitelná, jádra s dlouhým poločasem rozpadu. Zatím nevíme jak s tímto radioaktivním odpadem nakládat, a tak ho ukládáme pod zem do stabilních jeskynníchsystémů jiných podzemních úložišť, abychom lidstvo ušetřili nebezpečné dávky menších částic jako alfa, beta, či gamma částic, které škodí lidskému organismu. Tímto ukládáním ničíme planetu a pouze odkládáme problém jaderného odpapu do budoucnosti(avšak neřešíme ho), a tak je celkem očividné, že takto bychom nemohli pokračovat do nekonečna. Řešením v budoucnu by mohla být termojaderná fúze. Jaderné štěpení se stále využívá, přestože produkuje radioaktivní odpad. Je otázkou, zda raději produkovat radioaktivní odpad anebo nesmírně zhoršovat skleníkový efekt produkcí velkého množství oxidu uhličitého v tepelných elektrárnách.
2. 4. 2. Termonukleární fúze Co to vlastně fúze je? Fúze je proces probíhající ve vesmíru zcela běžně ve všech hvězdách včetně Slunce. Jde o proces slučování jader lehkých plynů, při čemž se uvolňuje obrovské množství energie. Pro úspěšný průběh fúze na Zemi je zapotřebí nastolit podmínky podobné těm ve Slunci. Tedy spoutat plyn extrémní gravitační silou a dosáhnout velmi vysokých teplot. Těchto podmínek se dnes daří dosáhnout v tzv. tokamacích, kde se ohromně silné gravitační pole vytváří pomocí velmi výkonných cívek. Teploty plynu v tokamaku dosahují 50 milionů stupňů Celsia. Při této teplotě se z plynu stává plazma. Ukazuje se ovšem, že pro komerční využití současně existující tokamaky nestačí. Pro dosažení a udržení plazmatu totiž spotřebují více energie, než kolik by se dalo z reakce získat. Z toho důvodu se v současnosti staví nový, v porovnání s existujícími tokamaky mnohokrát objemnější, tokamak ITER. Podle plánu by měl po dobu několika minut uvolňovat více energie, než kolik do něho vstupuje. Na jeho výstavbě v jižní Francii se podílí mnoho států celého světa, de facto všechny současné velmoci: Evropská unie, USA, Japonsko, Rusko, Čína, Jižní Korea a Indie. Přičemž EU projekt financuje z 50%, zbytek je rozložen mezi ostatní státy. Jak dlouho se už snažíme dosáhnout kontrolované fúze?Je pro výzkum fúze dostatečná vůle? Výzkum jaderné fúze probíhá již relativně dlouho, započal v 50. letech minulého století. Výzkum fúze jako čistého energetického zdroje provází po celou dobu výzkumu jedno klišé. Již při započetí výzkumu se tvrdilo, že fúze pro energetické účely, tedy kontrolovatelná fúze, bude k dispozici do 20 let. A to koneckonců přetrvává až dodnes. Americká laboratoř LockheedSkunkworks před nedávnem přišla s nápadem, jak celý problém zjednodušit a jak se k cíli dostat rychleji (do roku 2025) pomocí tzv. kompaktní fúze. Zjednodušeně tvrdí, že dnes používaný „koblihový“ fúzní reaktor nahradí reaktorem jiného, jednoduššího tvaru a to sice válcem. Takovéto výroky ovšem nápadně připomínají již vyřčené přísliby z minulosti. Nejsou však sami, kdo hlásá pokroky a úspěchy. Laboratoře NationalIgnitionFacility (NIF), které k získání plazmatu používají 192 výkonných laserů, před nedávnem ohlásily obrovský průlom. Tvrdí, že vyřešily největší problém komerčního využití fúze, a to sice, že z reakce získaly více energie, než do ní vložily.
V souvislosti s neúspěchy a neustálým odsouváním termínu využitelnosti fúze začala vyvstávat otázka, zda je k průlomu v oblasti energeticky- komerčního využití fúze vůbec vůle z politických a lobbistických pozic. Přece jenom v byznysu s fosilními palivy se pohybují obrovské peníze, a jelikož jsou stále nalézána nová a nová ložiska fosilních paliv, či se ta stará a dříve netěžitelná dnes již vyplácí těžit, některé skupiny zkrátka nemají zájem vymažte subjektivní slovní vatuTvrzení mi přijde vcelku smysluplné, v čem konkrétně je problémna zprovoznění kontrolovatelné fúze a do projektů na její výzkum nechodí tolik peněz, kolik by možná mohlo a bylo zapotřebí. Samozřejmě je to jen spekulace, ale docela by to dávalo smysl.to není Vaše starost!Už otázka vyřčená v nadpise tohoto odstavce říká, že se tomuto budu v následujícím odstavci věnovat, asi jsem tedy od začátku nepochopil, co je má starost Hodně odborníků se dnes začíná přiklánět k názoru, že fúze zkrátka začne fungovat, až jí lidstvo bude potřebovat a nebude již jiné řešení.
a)
Princip termonukleární fúze
Termonukleární fúze je přesným opakem jaderného štěpení. Při termonukleární fúzi se menší jádra slučují a vytváří větší, stabilnější jádra. Při této stabilizaci se opět uvolňuje energie stejně jako při jaderném štěpení, jediným rozdílem je, že místo štěpení velkých jader na menší, se větší jádra slučují, aby vytvořila větší. Proces termojaderné fúze je stejná reakce, která probíhá ve hvězdách. Reakce ve Slunci/hvězdě: 1
H + 1H --> 2H + β+
2
H + 1H --> 3He
3
He + 3He --> 4He + 21H
Jak můžeme z výše uvedené reakce vidět, základní reakcí probíhající ve Slunci, je slučování jader vodíku (vlastně protonů), přes deuterium až k atomu helia. Při tomto procesu dochází k uvolnění energie. Teoreticky pokud by byla hvězda dost velká a měla dostatečnou hmotnost, mohla by termojaderná fůze pokračovat. Po přeměně veškerého vodíku na helium se hvězda zmenší svůj objem a tím se zvýší její teplota a termojaderná reakce může pokračovat. Teoreticky pokud by hvězda na začátku byla dostatečně hmotná, mohly by termojaderné reakce pokračovat až k atomu 56Fe. Jelikož 56Fe je nejstabilnější jádro, už dále nereaguje. Kromě v supernově, kde je dostatečná teplota a atomy reagují i tím způsobem, že vzniklý atom/jádro není stabilnější. Takto například vzniká uran a ostatní velká jádra.
Velice důležitým faktorem pro průběh termojaderné fúze je vysoká teplota. Uvědomme si, že všechna jádra jsou kladně nabité částice, tudíž se odpuzují, a proto je velice obtížné dostat je blízko sebe. Abychom dodali částicím dostatečnou kinetickou energii, aby přebila odpudivost jader a umožnila jádrům dostat se dostatečně blízko k sobě, aby se mohla sloučit, je zapotřebí vysoké teploty. K tomuto je potřeba asi 107K pro termojadernou fůzi vodíku. Jelikož náboj se zvyšuje s tím jak se zvětšuje jádro, tato teplota bude vyšší pro další krok termojaderné fúze, tzn. pro reakci sloučení dvou jader helia musí být teplota ještě vyšší.
Nebylo by úžasné mít vlastní Slunce? Ano bylo by úžasné vytvořit fúzní reaktor, kde bychom mohli dosáhnout teplot potřebných k přiblížení vodíkových jader a jejich fúzi. Vědci na tomto pracují, ale zatím jsme pouze na počátku tohoto zkoumání a objevování. Tvorba fúzního reaktoru by teoreticky nejen vyřešila veškeré energetické problémy, ale kouzlem je, že jako „odpad“ by vznikalo helium, což je minimálně neškodný plyn, navíc je užitečný.
2. 5. Energie vodíku Z předešlých výzkumů předních amerických univerzit a ARC již víme, že vodík lze použít nejen jako palivo do automobilů, ale také jako případný zdroj energie v tzv. palivových článcích. Zdá se, že vodík má jen přednosti, tak proč ho nevyužíváme? Přestože je vodík nejvíce zastoupeným prvkem v celém vesmíru a na Zemi vodík v přírodě vzniká (například některé řasy ho za určitých podmínek vytvářejí), nebo se uvolňuje z podzemí, prakticky žádný vodík není zastoupený v atmosféře. Dvojatomová molekula vodíku, ve které se vodík přirozeně vyskytuje, váží pouze kolem 2g/mol, molekula je tedy moc lehká na to, aby ji gravitace udržela v atmosféře a nedovolila vodíku uniknout do vesmíru. Vodík tedy nemůžeme získávat z atmosféry jako ostatní plyny, například dusík. Je hodně možností jak získávat vodík průmyslovou cestou, ale většina z nich není aplikovatelná na masovou produkci vodíku. Vodík můžeme získávat rozpouštěním neušlechtilých kovů v silných kyselinách, což není reálně využitelný způsob jak vytvořit velké množství vodíku. Dalším příkladem je získávání vodíku z metanu (zemního plynu), který ovšem časem dojde. Jedinou potenciálně použitelnou metodou do budoucnosti je rozklad vody na vodík a kyslík pomocí elektrolýzy. Tato metoda se zdá být jako ideální pro tvorbu velkého množství vodíku, avšak je energeticky velmi náročná.
Vodíkové palivové články Vodíkové palivové články jsou často přirovnávány k baterii, která se nevybije, dokud bude mít dostatek vodíku. Vodíkové palivové články fungují na principu spojení vodíku a kyslíku ve vodu. Palivový článek má stejně jako baterie dvě elektrody oddělené membránou. Na anodě (kladné elektrodě) se vodík pomocí katalyzátoru štěpí na proton a elektron. Membrána propouští pouze kladně nabité protony, a tak elektrony musí jít skrz obvod, kde vytváří elektrický proud. Na katodě (záporně nabité elektrodě) se poté spojují elektrony s protony a s kyslíkem, vytvářejíce vodu.
Vodíkové palivové články jsou stále v procesu výzkumu a průmyslově zatím nejsou moc využívány. Největší palivový článek byl zatím vytvořen v Ohiu a má sloužit jako pojízdný zdroj energie pro 500 domácností, kterým vypadne proud. Vysoká energetická náročnost a to, že palivové články jsou stále ve fázi výzkumu, zapříčiňují stálou dominanci fosilních paliv k získávání energie. Je však jen otázkou času, kdy do výzkumu budou investovány další peníze ať v důsledku tlaku environmentalistických skupin, protože jediným produktem je neškodná voda (a teplo), či stálým zmenšováním zásob fosilních paliv. Již teď se provádí výzkum, zatím ve velmi malém měřítku, který využívá slunečního záření k tvorbě vodíku pro palivový článek. Věříme, že budoucnost energetiky bude mít hodně společného s vodíkem, ať už s vodíkovými palivovými články nebo s jadernou fůzí. Vodíkové motory V budoucnosti nebude problém pouze s tvorbou elektrické energie. Současný stav společnosti ukazuje na úplnou závislost na automobilech. V současné době jsou nejrozšířenější automobily na benzín a naftu, což jsou produkty ropy, která, jak víme, není nevyčerpatelná. Proto je třeba hledat
možnou náhradu za tato fosilní paliva. Možným řešením by opět mohl být vodík. Již po celkem dlouhou dobu je vodík využíván jako raketové palivo, jehož jedinou „zplodinou“ je voda, kterou astronauti posléze pijí. Už existují dva typy motorů využívajících vodík jako palivo. Prvním typem vodíkových motorů do automobilů jsou elektromobily poháněné právě palivovými články. Tyto motory nejsou moc prozkoumané ani efektivní. Tyto motory nemají žádné emise kromě vody. Mnohem zajímavější je druhý typ motoru, který využívá vodík jako palivo ke spalování. Tyto motory jsou jen lehce předělané spalovací motory. Reakcí, která pohání tento motor je spalování vodíku za vzniku vody. (2H2 + O2 → 2H2O). Na první pohled by se mohlo zdát, že vodíkové spalovací motory neprodukují žádné emise jako například oxid uhličitý. Je pravdou, že neprodukují oxid uhličitý, ale při reakcích se vzdušným dusíkem (za zvýšené teploty) produkují oxidy dusíku tzv. NOx, které výrazně přispívají nejen k tvorbě kyselých dešťů, ale také ke skleníkovému efektu.( H2 + O2 + N2 → H2O + N2 + NOx). Tento problém se neobjevuje u vodíkových elektromobilů, a proto se výzkumy zaměřují spíše na ně, přestože jejich zatím dosažená efektivita je výrazně nižší. Vysoké náklady na tvorbu vodíku jsou opět důvodem, proč stále čerpáme fosilní paliva a využíváme je v automobilech. Opět je jen otázkou času, kdy na vodíkové automobily budeme muset přejít, anebo najít nějaké jiné řešení. Skladování energie pomocí vodíku Pokud se lidstvo dostane z etapy fosilních paliv do etapy vodíku, kde vodík bude hlavním zdrojem energie, budeme ho moci využít ke skladování energie. Skladováním plynného vodíku bychom si vlastně mohli skladovat energii, protože uskladněný vodík bychom později mohli použít například v palivových článcích. Tohoto by se mohlo využívat například u obnovitelných zdrojů (vítr, Slunce…). Sluneční a větrné elektrárny nemohou produkovat energii neustále, ale někdy naopak produkují více energie než je třeba. Tato přebytečná energie by mohla být využita k elektrolýze vody a tvorbě vodíku, který by se mohl uskladnit, případně převážet jako zdroj energie.
2. 6. Obnovitelné zdroje Obnovitelné zdroje jsou takové zdroje, které se přirozeně obnovují v průběhu jejich využívání. Jejich hlavní podstatou je, že se musí obnovovat alespoň tak rychle, jak jsou spotřebovávány. Teoreticky by se měly dát využívat, dokud bude svítit Slunce. Asi největším problémem a důvodem, proč se využívají více fosilní paliva než zdroje obnovitelné, je, že obnovitelné zdroje nebudou nejspíš v budoucnu schopné pokrýt lidskou potřebu. Definice obnovitelných zdrojů podle českého zákonuo životním prostředí §7 (2)„Obnovitelné přírodní zdroje mají schopnost se při postupném spotřebovávání částečně, nebo úplně, a to samy nebo za přispění člověka obnovovat.“ Definice podle zákona č. 180/2005 Sb. o podpoře výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie: „Obnovitelnými zdroji se rozumí obnovitelné nefosilní přírodní zdroje energie, jimiž jsou energie větru,
energie slunečního záření, geotermální energie, energie vody, energie půdy, energie vzduchu, energie biomasy, energie skládkového plynu, energie kalového plynu a energie bioplynu.“ V roce 2007 se představitelé Evropské Unie dohodli, že v roce 2020 má být alespoň 20% energie členských států vyráběno z obnovitelných zdrojů, aby se omezil vzestup oxidu uhličitého a předešlo se tak globálnímu oteplování. Investování do obnovitelných zdrojů konkrétně stálo v roce 2005 80 miliard USD a v roce 2006 100 miliard USD.¹ Energie ze Slunce Na Slunci se už miliardy let dějí tzv. termonukleární reakce. Těmito reakcemi se přeměňuje vodík na helium za uvolňování velkého množství energie. Ta je na Zemi přenášena jako záření.Tento druh energie se využívá přímo, nebo je přeměněna na jinou formu energie. Sluneční energie se přeměňuje pomocí technických zařízení, jako např. solárním kolektorem nebo fotovoltaickým článkem. Sluneční elektrárny získávají energii dvěma typy, a to přímo a nepřímo. Přímá přeměna využívá fotovoltaického jevu, při kterém se v určité látce působením světla (fotonů) uvolňují elektrony. Nepřímá přeměna je založena na získání tepla pomocí slunečních sběračů. V ohnisku sběračů se umístí termočlánky, které mění teplo v elektřinu. Fotovoltaické elektrárny, které díky významným státním dotacím zaznamenávají mohutný rozvoj, vyrobily v roce 2012 2 118 GWh elektřiny, což je v celostátním měřítku asi 2,4 % celkové hrubé výroby elektřiny. V EU se počítalo s nárůstem výkonu z 30 GW na 3000 GW a u výroby z 0,03 TWh na 3 TWh. Skutečný vývoj je pomalejší, ale nabírá na tempu. (v ČR) Bioenergie: Energie byla předtím vázána v živých organismech (většinou ve formě uhlíkové sloučeniny - např. ve dřevě, rostlinách, obilí). Jejím zdrojem jsou biopaliva, která se dělí na tuhá, kapalná a plynná. Z biomasy se u nás v roce 2011 vyrobilo celkem 1683 GWh elektřiny. Zkouší se i využití bioplynu a skládkového plynu. Z těchto zdrojů se vyrobilo ve stejném roce 933 GWh elektřiny. V EU byl u elektřiny předpoklad zvýšení z 22 TWh na 230 TWh. U biomasy je předpoklad, že objem výroby 2,2 TWh není utopií. Srovnatelná elektrizační soustava, jako je např. finská se současnou výrobou 70 TWh, vyrábí z biomasy 8,6 TWh a nizozemská soustava s celkovou výrobou 89 TWh má již dnes také potenciál 3,2 TWh elektřiny vyrobené z biomasy. Vodní energie: energie je vázána do potenciální energie vody. Vyrábí se především ve vodních elektrárnách. Vodní elektrárny fungují na principu roztáčení turbíny vodou, která je na stejné hřídeli jako elektrický generátor. Mechanická energie se tak převádí na energii elektrickou, která se pak transformuje a odvádí do míst spotřeby. Všechny vodní elektrárny v ČR vyrobily v roce 2012 celkem 2 822 GWh elektřiny, z toho přečerpávací 697 GWh. Výstavba dalších velkých vodních elektráren v ČR je málo pravděpodobná – kapacita velkých vodních toků je takřka vyčerpaná. Celkový instalovaný výkon všech vodních elektráren v ČR v roce 2012 představoval 1 055 MW. Současný evropský trend výstavby vodních elektráren oproti předpokladům uvedeným v Bílé knize o obnovitelných zdrojích v EU zaostává. Větrná energie
Dříve byla větrná energie využívána pro větrné mlýny, v současnosti hlavně pro výrobu elektřiny pomocí větrných elektráren. Větrné elektrárny fungují na principu působení aerodynamických sil na listy rotoru, kde pak větrná turbína převádí energii větru na energii rotační mechanickou. Větrných elektráren je více typů, a sice malé, střední a velké (dle délky vrtule a množství vyrobené energie). Např. malé větrné elektrárny mají kapacitu do 60kW a průměr vrtule do 16m. Nejvíce výrobců větrných elektráren je v Německu a Dánsku. Od roku 2004 velmi vzrostl celkový výkon našich větrných elektráren. Zatímco na konci roku 2004 byl celkový výkon elektráren pouze 16MW, v roce 2012 to bylo 263MW. Ale nepravidelnost a nahodilost předpovědí sil a směru větrů způsobuje, že elektrárny jsou schopné pracovat pouze 10-20% času v roce. V případě větrné energetiky jsme na počátku jejího rozvoje. Geografické a meteorologické podmínky v ČR nejsou pro masivní rozvoj větrné energetiky příliš vhodné. V současné době pracují větrné elektrárny na cca 50 lokalitách, jejich celkový instalovaný výkon představuje 260 MW. Největšími producenty elektrické energie vyrobené z větrné energie v Evropě jsou: Německo, Španělsko, Itálie, Francie a Velká Británie. Kinetická energie soustavy Země-Měsíc: přeměněná na energii přílivu. K výrobě el. energie se tady využívá tzv. přílivová elektrárna. Ty jsou ale velmi omezeny především umístěním, protože elektrárna využívá síly přílivu a odlivu a to nelze dělat všude. Asi nejznámější a nejvýznamnější přílivová elektrárna je v Bretani na řece Rance. Geotermální energie: ano či ne? Geotermální energie je prakticky energie, která je vyzařována z nitra země. Je to zbytkové teplo, vytvářející se při vzniku Země, a také částečně teplo vzniklé rozpadem radioaktivních prvků. Spor, zdali geotermální energie patří nebo nepatří do obnovitelných zdrojů, spočívá především v tom, že si vědci nejsou jistí, jestli se nedají geotermální „ložiska“ vyčerpat. Podíl těchto elektráren v rámci celé Evropy je minimální, ale v některých lokalitách, jako třeba Island, to je základní druh výroby elektrické energie a používá se skoro na všechno. Podle výsledků průzkumu provedeného statistickým úřadem EU Eurostat považuje zvyšování podílu obnovitelných zdrojů energie na bilanci spotřeby energie za jeden z prioritních úkolů svých vlád 90 % občanů členských zemí. Obnovitelné zdroje v ČR V ČR je elektřina z obnovitelných zdrojů podporována garantovanými výhodnými výkupními cenami nebo formou tzv. zelených bonusů. V letech 2005-2011 činila podpora obnovitelných zdrojů energie cca 60 miliard Kč, ale na druhou stranu podpora fosilních paliv činila cca 75 miliard Kč. Při vstupu do Evropské Unie se ČR zavázala, že podíl výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů bude v roce 2010 činit 8% z celkové výroby. To se přibližně podařilo splnit. V roce 2020 by to mělo být cca 13,5%. Největší producent elektrické energie v ČR, ČEZ, a s. vyprodukoval v roce 2012 z obnovitelných zdrojů 1,9 TWh. Největší podíl mezi obnovitelnými zdroji v ČR má vodní energie. Nicméně řeky v ČR nemají moc velký spád, a tak výroba z vodních elektráren činí celkovou výrobu energie pouze 4%. Celková výroba elektrické energie z obnovitelných zdrojů energie byla za poslední roky v průměru 2500 GWh. Shrnutí obnovitelných zdrojů Tato zelená cesta však není tak jednoduchá a efektivní, jak by se na první pohled mohlo zdát. Dobrým příkladem tomu je například srovnání ceny instalovaného výkonu Jaderné elektrárny Temelín (JETE) a solárních elektráren. Investiční roční náklady na 1kW výkonu se u fotovoltaiky pohybují okolo 3720
tisíc Kč, kdežto u jaderné elektrárny tomu je pouze 61 tisíc Kč. Náhrada JETE fotovoltaikou by tedy vyšla cca na 6 000mld. Kč. Samozřejmě se do budoucna dá předpokládat zlevnění a zefektivnění solární technologie, avšak těžko si lze představit takový pokrok, který by způsobil zásadní zvrat ve srovnání těchto dvou technologií. Zajímavým paradoxem dnes zůstává fakt, že na zavedení solárního panelu do provozu se podle výpočtu zahrnujícího výrobní cenu panelu, energii paliv na přepravu atd. spotřebuje více energie, než je panel v horizontu své životnosti schopen vyprodukovat. Výrobní náklady však nejsou jediným problémem obnovitelných zdrojů. Jejich velkým mínusem je i jejich nekontinuální produkce elektřiny, která kolísá v závislosti na aktuálním počasí. Ať už se jedná o proměnlivou sluneční intenzitu v průběhu roku, či kolísání povětrnostních podmínek. Náhlé poryvy větru často způsobují nadměrnou produkci elektrické energie, kterou rozvodná síť není schopna pojmout a tak může dojít až k tzv. blackoutu. Toto přetížení následně působí škody nejen v místě svého vzniku, ale šíří se dále po rozvodné síti, která je mezinárodně propojena. Řešením tohoto problému by mohla být nová metoda skladování energie ve formě vodíku, který by se vyrobil z přebytečné elektřiny a naopak v čase menší sluneční či větrné aktivity by se jeho opětovnou přeměnou na vodu rozdíly kompenzovaly. Velice slibným alternativním zdrojem energie je také jaderná fúze, která se dnes zkoumá hlavně v rámci mezinárodního projektu ITER ve Francii. Za zmínku bez pochyb stojí také biomasa. Dnes zejména všudypřítomná brukev řepka. Tato hojně se pěstující žlutá plodina, která se též dá považovat za obnovitelný zdroj, se jako biopalivo přimíchává do standartního benzínu vyráběného z ropy a tím snižuje podíl fosilních paliv (opět ropy) v něm.
3.
Závěr
Je naprosto jasné, že Evropa není, co se zásob fosilních paliv týče, soběstačná. Není však pravda, že na území evropského kontinentu tomu tak bylo odjakživa. Současná situace do značné míry pramení z naší historie. Hlavním důvodem brzkého vyčerpání nerostného bohatství v Evropě je bez pochyb průmyslová revoluce, která zde proběhla o mnoho dříve, než například v Asii a Africe a při které došlo k značnému vytěžení nerostného bohatství, zejména pak uhlí. Díky technologickému náskoku započala i těžba dalších fosilních paliv jako ropy a zemního plynu dříve a zásoby se logicky začaly i dříve ztenčovat. I přes toto však Evropa není, co se energetických zásob týče,vyčerpána. Když pomineme naleziště ropy a zemního plynu v Severním moři, která jsou dnes intenzivně těžena, Evropa má stále potenciálně velké zásoby. Dobrým příkladem tomu můžou být nově objevená naleziště břidlicového plynu v jižním Polsku. Tyto zásoby však v současnosti těženy nejsou a Evropa je proto odkázána na dovoz těchto komodit. Do této chvíle zatím nenastal větší problém s jejich dovozem, který se stále vzhledem k cenám energií z obnovitelných zdrojů vyplácí a obnovitelné zdroje nejsou v současné situaci ani schopny pokrýt evropskou poptávku po energiích. V horizontu dalších několika desetiletí nehrozí odstávka dovozu těchto komodit z důvodu jejich vytěžení.Avšak existují i další potenciální důvody, které by mohly vést k podobné situaci. Evropská unie se proto snaží omezit svou energetickou závislost na okolních státech. Do jaké míry je to z důvodu hrozící energetické krize a do jaké vlivem nátlaku environmentálních skupin je další otázkou, kterou ale v této práci nebudeme rozebírat.
Jako nejschůdnější cesta k energetické soběstačnosti se tedy ve finále jeví nové technologie či podstatné zdokonalení těch stávajících. Závěr není homogenní. Do vlastních názorů a závěrů tam mícháte nové věci, které jste v práci nezmínily. Je nutné je přesunout jinam, aby závěr byl pouze závěrem! Jaké jsou výsledky práce? Práce má povahu několika referátů slepených za sebe. Části jsou nevyvážené – nadmíru se věnujete fúzi, naopak některé části jsou skoro povrchní. Jestli činíte nějaké závěry a odhady, musíte je opřít o čísla. Je velmi málo patrný Váš vlastní přínos a Vaše vlastní zkoumání – texty mají charakter popisu doplněného o trochu čísel.
4.
Zdroje
(1.0.-2.2.) Zdroj 1 http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_countries_by_electricity_consumption Zdroj 2 http://cs.wikipedia.org/wiki/Severn%C3%AD_mo%C5%99e Zdroj 3 http://www.indexmundi.com/energy.aspx/?region=eu HYPERLINK "http://www.indexmundi.com/energy.aspx/?region=eu&product=oil&graph=consumption"& HYPERLINK "http://www.indexmundi.com/energy.aspx/?region=eu&product=oil&graph=consumption"product= oil HYPERLINK "http://www.indexmundi.com/energy.aspx/?region=eu&product=oil&graph=consumption"& HYPERLINK "http://www.indexmundi.com/energy.aspx/?region=eu&product=oil&graph=consumption"graph=co nsumption
•
http://is.muni.cz/do/1499/el/estud/pedf/js10/antropog/web/index.html
•
http://europa.eu/pol/ener/flipbook/cs/files/energy_cs.pdf
•
http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/net-energy-import-dependency/netenergy-import-dependency-assessment-2
•
http://ec.europa.eu/energy/publications/doc/2013_pocketbook.pdf
•
http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3 HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions&
syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"pid=26 HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"aid=2 HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"cid=regions HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"syid=2008 HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"eyid=2012 HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"& HYPERLINK "http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=3&pid=26&aid=2&cid=regions& syid=2008&eyid=2012&unit=QBTU"unit=QBTU •
http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/eu27-net-imports-of-natural2/ener12_fig_01/ENER12_fig01_2011.eps.75dpi.png/download
•
http://www.zemniplyn.cz/doprava/#Evropa
•
National Geographic Česká republika červen 2004
(2.3.) •
OKD.cz
(2.4.) •
http://www.csvts.cz/cns/news13/malek13.pdf
•
http://nejedly.blog.idnes.cz/c/187578/Konec-jadernych-elektrarenv-Nemecku.html
•
http://havlicekpetr.blog.idnes.cz/c/404689/Jadru-v-Cesku-zrejme-psenka-nepokvete.html
•
http://www.motejlek.com/pohled-vyznamneho-akcionare-cez-proc-je-dostavba-temelinanesmysl
(2.5.) •
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_internal_combustion_engine_vehicle
•
http://inventors.about.com/od/sstartinventions/ss/Physics_Illustr_2.htm
•
http://auto.howstuffworks.com/fuel-efficiency/alternative-fuels/fuel-cell.htm
•
http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/hydrogen
(2.6.) •
alternativní-zdroje.cz
•
Biom.cz
•
Cez.cz
•
Energostat.cz
•
¹ tzb-info.cz
•
Wikipedie.cz
(3.0.) •
http://www.tzb-info.cz/1925-fakta-a-myty-o-obnovitelnych-zdrojich-i
Některé zdroje nutné zpřesnit.
5.
Přílohy
obr. 1. (http://www.ceskenoviny.cz/tema/index_img.php?id=171227)
Graf zobrazující přístup veřejnosti k otázce jaderné energetiky:
Obr 2. (http://is.muni.cz/do/econ/soubory/katedry/kres/4884317/41725568/37_2013.pdf) Zde už to moc nevypovídá. Není tady snadno poznat, co mi graf ukazuje. Co teprve z grafu pochopí člověk neznalý problematiky?
Obr. 4. (http://europa.eu/pol/ener/flipbook/cs/files/energy_cs.pdf)
obr. 3. (http://europa.eu/pol/ener/flipbook/cs/files/energy_cs.pdf)
obr. 5. (srovnání energetického mixu EU v roce 1990 a 2009) (http HYPERLINK "http://ec.europa.eu/energy/energy2020/efficiency/images/graph/energy-consumptionfuel.jpg"://ec.europa.eu/energy/energy2020/efficiency/images/graph/energy-consumption-fuel.jpg) Chybí český popis grafů – jaký je vlastně název grafu a co mi ukazuje za veličiny?
obr. 6. (procentuální závislost zemí EU na zemním plynu (žlutá), ropě (světle modrá) a uhlí (tmavě modrá)) (http HYPERLINK "http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/net-energy-importdependency/net-energy-import-dependency-assessment-2"://www.eea.europa.eu/data-andmaps/indicators/net-energy-import-dependency/net-energy-import-dependency-assessment-2)
