Jednou z “vlajkových tézí” zelených je, že atomové “šrotreaktory” nahradí solární panely. Mentálně indolentní Rakušané jsou dokonce ochotní věřit, že pár solárních panelů, umístěných na objektech nespuštěné JE Zwettendorf, nahrazuje její výkon. Jaká je realita? Pokusím se ji nastínit pomocí údajů z veřejných zdrojů na internetu a magických úkonů, jako je trojčlenka. Výpočty byly provedeny v jazyce R na linuxu, je možné, že jiné nástroje (ale i např. verze R pro windows) by se mohly někde na konci čísel za desetinnou čárkou trochu lišit.
TROCHU EXAKTNOSTI
Po posledních úpravách dává JE Temelín 2x 1086 MWe. To “e” na konci značí, že jde o elektřinu, navíc je schopen dodávat ještě energii v teple, použitelnou např. pro teplárenství. Nicméně, nechme ji stranou. V kilowattech je to: 2×1086 = 2172 MW = 2 172 000 kW.
Sluneční energie na našem území dává nanejvýš a za optimálních podmínek počasí 1 360,8 W.m^(-2) (tedy na metr čtvereční).
Jak je to se solárními panely?
Běžně dostupné solární panely nají účinnost konverze záření na elektřinu 12 – 17 %, špičkové (a obtížně sehnatelné a patřičně drahé) kolem dvaceti, teoretické účinnosti fotovoltaického panelu je kolem 34 %, tedy shodou okolností dvojnásobek horní meze účinnosti “běžných” panelů. Vezměme tedy těch 17 % jako základ.
Výkon JE Temelín tedy odpovídá ploše 1597059 m2, tj. 1,597059 km^2. Tedy, energii záření, která na tuto plochu dopadá.
Nyní provedeme dvě věci:
- Tuto plochu zdvojnásobíme, protože když se podíváme na letecké snímky FV elektráren na rovině, zabírají panely přibližně polovinu její plochy (je to dáno postavením Slunce na obloze v našich zeměpisných šířkách), dostaneme 3,194118 km^2
- Tuto plochu vynásobíme onou účinnosti 17 %. Dostaneme (3.194118*100)/17 = 18,78893 km^2.
To by bylo ještě přijatelné. Nicméně, nyní nastává hlavní horor:
Využitelná doba činnosti panelů (korekce na denní dobu a vlivy počasí) činí 24,9 procent.
Zbytek musíme zálohovat. Takže 75,1 procent musí být v tu dobu nacpáno do zálohy.
Znamená to na první pohled zečtyřnásobení této plochy, nicméně, musíme ji počítat zvlášť, kousek níž bude vysvětleno, proč: 18,78893*3 = 56,36679 km^2
Ona záloha se musí počítat zvlášť, protože existuje jev zvaný účinnost.
Nejúčinnější jsou lithiové baterie, s účinností maximálně 92 %. Vodík má účinnost poloviční.
Musíme tedy násobit: (56,36679*100)/92 = 61,26825 a následně výsledek přičíst k tomu zbytku, který pracuje rovnou, a ne do záloh: 61,26825 + 18,78893 = 80,05718
Čili za naprosto optimálních podmínek by Temelín nahradila FV elektrárna o přibližné ploše 80 km^2. Pokud bychom počítali se dny, kdy je insolace nižší (protože ona procenta 24,9 v podstatě odpovídají době, kdy ta elektrárna vůbec nějakou elektřinu dává, nikoli dobu, kdy jede na plný výkon), můžeme klidně odhadnout cca 150 km^2.
POROVNÁNÍ S ROZLOHOU STÁTU
Plocha ČR činí 78 871 km^2.
Výpočtem (150*100)/78871 dostaneme 0,190184.
Nyní jeden obecný výpočet:
2172 MW (= 2,172 GW) odpovídá 0,190184 procent rozlohy ČR
1000 MW (= 1 GW) odpovídá x
x = (1000 * 0,190184) / 2172 = (1000*0.190184)/2172 = 0.08756169
Zaokrouhleme to nyní dolů, ať mají zelené dušičky radost: 1 GW krytý fotovoltaikou (i pro dobu, kdy slunce nesvítí) odpovídá cca 0,08 procenta rozlohy ČR.
Instalovaný elektrárenský výkon v ČR je cca 21.9 GW což odpovídá 1,752 procent rozlohy ČR.
Hezké? Jak se to vezme.
V případě konce uhlíku musíme pokrýt
- přechod domácností na topení elektřinou, tj. + přibližně jednou tolik, co je dnešní produkce elektřiny
- přechod aut na baterie, tj. přibližně 1 % rozlohy ČR
- náhrada naftové trakce (lodě, vlaky apod.) minimálně 0,2 rozlohy ČR
A jsme skoro na pěti procentech rozlohy ČR. Dále musíme počítat s poklesem účinnosti panelů stárnutím, v létě klesá jejich účinnost zahřátím, musíme počítat s tím, že část instalace bude ve fázi nějaké údržby, výměny starých panelů za nové atd., a jsme o procento výš.
Potom přijde to hlavní: Nutnost vyrobit nějakou zálohu na období, kdy dlouhodobě nepojedou panely (běžně jsou to desítky dnů), protože výše uvedený výpočet pokryje v podstatě situaci, kdy každý den panely 1/4 dne jednou a 3/4 dne nejedou. Je to, ošklivé, ale léto moc nepomůže. Slunce totiž vychází na severovýchodě a zapadá na severozápadě, tj. ráno a večer svítí na zadek panelů. Panely by se musely točit jak ta slunečnice, ale to by se zase promítlo jednak do nákladů na výstavbu FV elektrárny, jednak by to nějakou energii spotřebovalo. Záleží rovněž na tom, jaké zálohy za FV zdroje bychom měli povoleny, a jaký by byl režim toho zálohování (= za jakých okolností by nám bylo povoleno spustit zakonzervované uhelné nebo paroplynové zdroje). Vodní energie je nesmysl, ta by vystačila na pár hodin provozu ČR a ještě je pravděpodobné, že že by nebylo možné v tak krátké době převést veškerou energii potenciálu vody v našich přehradách na elektřinu a stávajícím vedením u stávajících elektráren ji nacpat do sítě.
Dále je třeba počítat s tím, že u řady technologií je výhřev elektřinou výrazně méně efektivní než výhřev uhlím (výroba vápna, karbidu, oceli atd.). Dále bychom museli část elektřiny používat stabilně na výrobu vodíku pro náhradu uhlí, např. u té výroby oceli.
Velice se obávám, že bychom neměli sebemenší šanci se dostat pod deset procent rozlohy ČR.
“DOMÁCÍ ÚKOL”
Ponechám čtenářům za “domácí úkol”, aby spočetli, kolik by stála tato plocha v ceně FV panelů. Ceníky na webu existují. Dále by bylo nutno počítat náklady na tisíce km nového vedení, aby se energie z těch panelů dostala do sítě (to jsou opravdu jen odhady, závisející mj. i na tom, kde by ty FV elektrárny byly umístěny). Pokud by se vytvářely lokální zdroje jen pro místní zásobení (FV elektrárna pro jednu vesnici), jak to chtějí někteří zelení, musela by se plocha FV elektráren zvýšit o výrazně nižší efektivitu takového řešení. A o nutnost mít někde “stále nabitou” zálohu schopnou pokrýt lokální výkyvy slunečního záření.
PROBLÉMY KROMĚ TÉ OBROVSKÉ PLOCHY
Pokud bychom se dostali na fantasmagorickou teoretickou maximální účinnost FV panelů, mohli bychom zde uvedené plochy podělit dvěma.
Jistěže je otázka, kam bychom ty FV panely umístili:
- Na úkor zemědělské půdy?
- Na úkor lesů?
- Při umístění na lidská sídla je třeba počítat s výrazně nižší efektivitou (danou tím, že sklony a zeměpisná orientace střech i fasád zpravidla nejsou optimální pro efektivitu FV panelu), navíc, že v řadě lokalit budou FV panely stíněny část dne vyššími budovami, terénními nerovnostmi apod. Totéž se týká i umístění panelů nad komunikace.
Pokud bychom tedy umístili panely neoptimálně, do “míst, kde nevadí”, snadno by se mohlo stát, že by nám ani pětina rozlohy ČR nestačila.
Dalším problémem je kooperace se zahraničím. To, co jsem popsal, je systém, provozovatelný v podstatě v ostrovním režimu. Získávání přebytků energie (v době, kdy jich sami budeme mít dost, ale budeme je muset na základě nějakých pofidérních “EUrosmluv” odebírat), i snaha od nás získat (třeba na základě úřednického befélu nějaký “povinný odvod” energie v době jejího celkového nedostatku) by nároky na plochu fotovoltaiky, tvořící energii na zálohy “pro případ mimořádné naléhavé mimořádné potřeby” dále zvýšilo, minimálně o jednotky procent rozlohy státu. Možná bychom skončili i na třetině plochy ČR.
Dalším problémem FV panelů jsou nutné dotace na jejich provoz. Už nyní, kdy FV panely tvoří jen pár procent zdrojů v našem energetickém mixu, platí na ně (spolu s větrníky) naši občané jako mourovatí. Pokud by FV panely činily prakticky sto procent podílu v energetickém mixu, nebyl by roční příspěvek solárním baronům cca 2000 Kč od jedné domácnosti, ale patrně nějakých 40 – 50 tisíc. Pochopitelně, při právě v Česku ukončených cenách. Spolu s nárůstem cen energií, jaký vidíme v posledních měsících, by to šlo násobně nahoru. Je otázka, jaká by byla ochota občanů takové zbytečné peníze dávat, a kolik by jich při všeobecné drahotě dané inflací a v důsledku dalších negativních zásahů EU do ekonomik členských států vzniklých problémů, vůbec na tato zbytečné odvody mělo. Případně jak dlouho, než by jim došly úspory.
Tedy, i pokud pomineme, že lithium na tak velké množství baterií, jaké by naše energetika potřebovala, prostě na světovém trhu není, a že přijatelná metoda likvidace FV panelů prostě neexistuje, je převedení naší energetiky na fotovoltaiku naprostá fantasmagorie, která mohla napadnout leda “alternativně” myslící osoby typu zelených. O těžbě lithia na našem území si nechme zdát. Byl by to větší průšvih než těžba hnědého uhlí na severozápadě Čech za komunistů. Možné exploze těchto úložišť (v případě plně nabitého úložiště pro celou ČR na zimní období by se uvolnil několikanásobek energie v porovnání s výbuchem hirošimské jaderné bomby) nechme raději stranou. Stíny lidí, odpařených energií z takového výbuchu by mohly být skvělou turistickou atrakcí. Byť by nevypadaly, jako tento. Byť autor obrázku v editoru POVRay trochu “švindloval”, protože šaty, šňůra i vlasy děvčátka by stínily zeď podstatně kratší dobu než jeho tělo.