Obnovitelně a pro lidi: Jak zelená energie pomáhá v Česku?

Důvodů pro neutěšenou pověst OZE je v našich zemích více. Hlavní roli ale patrně hraje nepříliš dobře zvládnutá státní politika dotací. Ta například ve známém případě solárních elektráren zajišťovala výrobcům automatické výkupy za bohatě dotované částky, bez ohledu na vývoj ceny zařízení či zájem odběratelů. Pokud ale zaměříme pozornost jinam, zjistíme, že zdrojů zelené energie je celá řada a že se už dnes bez dotací velmi dobře obejdou.

Bioplynové stanice u nás už nejsou žádnou novinkou. Jejich počet dosahuje skoro šesti stovek a celkový instalovaný výkon se blíží k 400 MW. I mezi takto velkou konkurencí se ale najdou výjimečné případy. Patří mezi ně například stanice instalovaná na statku Kuthan v moravské obci Suchohrdly u Miroslavi.

Základním článkem zdejšího cirkulárního hospodaření je vepřín, respektive jeho odpad. Namísto toho, aby kejdu rozváželi na pole, míchají ji na statku s kukuřičnou siláží a cukrovarnickými řízky a využívají ji jako palivo ve vlastní bioplynce. Anaerobní rozklad neposkytuje jen čistou energii a teplo, ale i tekutý odpad (tzv. digestát). Ten je pak využíván jako vysoce kvalitní zdroj organického dusíku, který pokryje až 80 % spotřeby hnojiv na celém statku. Energie z bioplynové stanice (denní výkon je zhruba 14 MWh elektřiny a 16 MWh tepla) vystačí k vyhřívání jak hospodářských a obytných budov, tak soustavy skleníků využívaných na pěstování bylinek. Pobočka švédské firmy Spisa jich tu každý měsíc sklidí 15–17 tun.

Suchohrdelská cirkulární farma navíc není v žádném případě nějaký ojedinělý experiment. Už v roce 2016 vyhrála soutěž Energy Globe jiná farma, tentokrát v Choťovicích na Kolínsku. Celá usedlost s hotelem, restaurací, dílnami, sklady, stájemi, bourárnou masa a výrobou uzenin je díky bioplynové stanici nejen energeticky soběstačná, ale vykazuje nadvýrobu. Spotřebuje pouze sedm procent vyrobené elektrické energie a zbytek dodává do veřejné sítě.

Čistá energie se dá získávat nejen z odpadů zemědělského hospodaření, ale i ze směsného odpadu z domácností. Poté, co se z něj vytřídí recyklovatelné a nebezpečné materiály, končí zbytkový odpad zpravidla na skládkách. Lze ho ale také využít jako palivo ve speciálních spalovnách. 

Díky mnohastupňovému procesu zahřívání, vysoušení, zplyňování a hoření při teplotách nad 1000 °C se zde může zpracovat až 90 % zbytkového odpadu. Teplo vzniklé hořením je v kondenzační parní turbíně přeměňováno na elektrickou energii, zatímco spaliny prochází pětistupňovým čistícím procesem – od chemického čištění přes odebrání těžkých kovů až po dočišťování na jemných textilních filtrech. Spalovna je díky tomu schopna dodržet přísné ekologické normy a jako odpad produkovat pouze škváru, která se po separaci kovových zbytků recykluje jako stavební materiál.

Podobná zařízení na energetické využití odpadů (ZEVO) jsou rozšířenou a dlouho používanou technologií. V zemích, kde již přistoupili na zákaz skládkování netříděného odpadu, jako je Německo, Švýcarsko nebo skandinávské státy, v nich končí v podstatě veškerý nerecyklovatelný odpad. U nás první z těchto zařízení zahájilo provoz už v 80. letech minulého století v Brně-Komárově. Ročně zpracuje 248 000 tun odpadu a zásobuje teplem 40 000 a energií 20 000 domácností. Celkem jsou u nás v provozu čtyři ZEVO – kromě brněnského ještě v Praze, v Liberci a v Chotíkově u Plzně.

Při počítání tuzemských zdrojů zelené energie nás ta geotermální možná ani nenapadne. I ona ale má své zastoupení a největším tuzemským projektem jejího využití je geotermální teplárna v Děčíně. 

 První zkušební vrt do podzemního jezera ležícího 545 metrů pod zemí byl proveden v roce 1998. Geotermální voda o teplotě cca 30 °C z něj vyvěrá rychlostí asi 54 litrů za sekundu a její tepelný potenciál je na soustavě tepelných čerpadel využíván pro ohřátí otopné vody až na 72 °C. Technologie teplárny, která zahájila provoz v roce 2002, dále využívá plynové kogenerační motory pro výrobu elektřiny a tepla a pro případ potřeby vyššího tepelného výkonu plynové horkovodní kotle. Kapacita celého zařízení stačí pro zásobování poloviny města teplem, úspora produkce CO₂ se pohybuje kolem 10 000 tun ročně a městu uspoří až třetinu spotřeby zemního plynu.    

  Největší efekt ale přinesla geotermální teplárna ve zlepšení kvality ovzduší. Před jejím zprovozněním vyráběl Děčín teplo centrálním spalováním hnědého uhlí a mazutu, které doslova zamořovalo vzduch oxidem siřičitým. Děčínského příkladu se proto chopili třeba i v sousedním Ústí nad Labem, kde geotermální energii využívají k vytápění plaveckých bazénů a budov zoologické zahrady.

Zdroj, který je u nás asi na druhém místě v počtu negativních a kritických hlasů. Mezi ty nejčastější – a zároveň také nejpochopitelnější – patří námitka, že se k nám větrné elektrárny nehodí, protože v členité české krajině nefouká dostatečně stálý a silný vítr. Tu ale názorně vyvrací například největší farma jednadvaceti větrných turbín, umístěných poblíž obce Kryštofovy Hamry v Krušných horách. 

Ideální vítr, který by vrtule roztáčel na stoprocentní výkon 42 MW, vane i na místě položeném 800–850 metrů nad mořem jen několik dnů v roce. Výsledky zkušebního provozu ukázaly, že naplno běžela soustava jen v asi třech procentech provozní doby a více než polovinu času se její výkon pohyboval jen okolo deseti procent. Přesto hned v prvním roce zkušebního provozu vyrobil park 94 000 MWh energie, což odpovídá zhruba spotřebě 30 000 domácností a úspoře 70 000 tun CO₂  .

Dobře vypadají i finanční propočty. Za prodej elektřiny utržil provozovatel v prvním roce (2007) 246 milionů korun a návratnost investice ve výši 1,46 miliardy korun se tak odhadovala na zhruba sedm let. Co se týče další časté námitky, tedy že větrníky představují nebezpečí pro ptáky a narušují jejich tažné trasy, zdá se, že tato rizika nebudou tak vážná. Stěhovaví ptáci létají daleko výše, než kam dosáhnou i ty největší turbíny a pro stálé druhy zabezpečují majitelé farem řadu ochranných prostředků. Větrné farmy samozřejmě svá rizika pro ptáky přináší, ale z dlouhodobých studií je patrné, že v průměru stojí větrníky život daleko menší počet ptáků než jakékoliv jiné výškové budovy. 

Podíváme-li se na věc z energetického hlediska, podle jedné dánské studie při výrobě jednoho gigawattu energie v elektrárnách spalujících fosilní paliva zemře průměrně 5,18 živočichů. Ve větrných turbínách jen 0,27. 

Na rozdíl od větrných elektráren mají ty vodní v Česku pozici poměrně stabilní a dlouho budovanou. Na rozšiřování jejich potenciálu mají navíc čeští odborníci velkou zásluhu. Tým Odboru fluidního inženýrství V. Kaplana, který na brněnské Fakultě strojního inženýrství Vysokého učení technického vede profesor František Pochylý, totiž už v roce 2001 představil doslova převratný patent takzvané vírové turbíny. Ta na rozdíl od klasické turbíny Kaplanovy dokáže efektivně pracovat i při malém vodním průtoku s až 85% účinností.          S vynálezem se ale brněnští inženýři nespokojili a před čtyřmi lety přišli s vylepšenou verzí násoskové vírové turbíny, která pracuje i v lokalitách se spádem pouhého jednoho metru a s průtokem jen 0,2 m³/s. Elektřinu proto může vyrábět na malých jezech, starých mlýnských náhonech, ale i v odtocích odpadních vod a podobně.

Energetický potenciál se neskrývá jen ve vodě řek a přehrad, ale i v té, co koluje vaším domem. Česká firma ASIO není mezi veřejností příliš známá, ale patří mezi největší světové kapacity v oboru čištění vod a všech souvisejících procesů. Jedním z jejich nejžádanějších inovací je čistička šedé vody – tedy vody ze sprch, myček a umývadel. Technologie ASIO využívá aerobní biologické procesy v kombinaci s unikátní membránovou technologií, která vyčištěnou vodu zbavuje většiny virů a bakterií. Šedou vodu tím mění na vodu „bílou“, kvalitativně srovnatelnou s vodou dešťovou. Je použitelná především jako voda provozní, pro splachování toalet a zalévání.

Firma ASIO navíc vyvinula i systém, jak z odpadní vody odebírat ve výměníku teplo. Domácnosti by tak mohly zpětně využívat 25–75 % veškeré spotřeby energie, kterou do ohřívání teplé užitkové vody vkládají. V případě škol, bazénů a velkých budov jde o milionové úspory.