energie

Někteří prodejci energií se snaží zbavit produktů s fixovanou cenou pro zákazníka, které jsou teď pro ně kvůli vysokým velkoobchodním cenám nevýhodné.

Upozornil na to Energetický regulační úřad (ERÚ). Mluvčí úřadu Michal Kebort pro agenturu ČTK řekl, že na ERÚ se jen během září obrátilo 200 až 300 spotřebitelů, kteří měli produkt s fixovanou, respektive garantovanou cenou, který se jim teď jejich dodavatel snaží ukončit. V některých případech dokonce dostávají nabídku pravého opaku fixace, tj. produkty, jejichž cena se přímo odvíjí od burzovních cen, uvedl mluvčí.

Připomněl, že o tom, zda dodavatel energií skutečně garantuje stálou cenu na několik let, nerozhodují reklamní slogany, ale znění smlouvy. Někteří z dodavatelů podle Keborta například podepisovali fixované produkty, které sice slibovaly neměnnou cenu na další rok, šlo však o smlouvy na dobu neurčitou, které mohou kdykoliv vypovědět a po uplynutí tříměsíční výpovědní lhůty ukončit.

To také udělali, jakmile ceny energií na burze vzrostly a původní nabídka pro ně přestala být výhodná, podotkl mluvčí. Konkrétní názvy společností, které tak postupují, ERÚ neuvedl.

„Spotřebitelé jsou samozřejmě zmatení. Produkt vnímali jako jistotu neměnné ceny na celý další rok, někdy i delší období. Během dvou měsíců od podpisu jim ale dodavatel volá a přesvědčuje je, že musí přejít na jiný ceník. V některých případech dodavatelům takový krok smlouvy skutečně umožňují, není tomu tak ale vždy. Jestliže smlouvy byly uzavírány na dobu určitou a s pevně garantovanou cenou, dodavatel je povinen smluvní ujednání dodržet a nemůže se z něj jednoduše vyvázat,“ uvedla radní ERÚ Markéta Zemanová.

Rizikové smlouvy

V některých případech byl podle ERÚ spotřebitelům prodejci jako alternativa nabídnut produkt, kde se ceny počítají podle vzorce, který přímo zohledňuje aktuální cenu elektřiny nebo plynu na burze.

Takové nabídky však mohou být nebezpečné právě ve chvíli, kdy ceny na burzách rostou, což se v současnosti děje – zdražení se u tohoto typu produktů promítá prakticky okamžitě do koncové ceny a je jen na spotřebiteli, aby burzovní vývoj neustále sledoval, upozornil úřad. Ukázkovým negativním příkladem jsou podle něj potíže španělských spotřebitelů, kde byly podobné smlouvy velmi rozšířené.

Úřad připomněl, že oznámení o zvýšení ceny či změně smluvních podmínek musí dodavatel spotřebitelům zaslat nejdéle 30 dní před tím, než změny začnou platit. Spotřebitel má pak právo reagovat odstoupením od smlouvy až do desátého dne před avizovanou změnou. Důležité přitom je, že odstoupí-li spotřebitel od smlouvy kvůli zvýšení ceny nebo změně smluvních podmínek v této lhůtě, nesmí mu dodavatel účtovat žádné sankce, i kdyby šlo o smlouvu na dobu určitou.

„Samotné oznámení o zvýšení ceny může být také problematické. Případů, kdy dodavatel spotřebiteli změnu ceny neoznámil vůbec nebo nedostatečně, jsme v září řešili jen několik. Velmi pravděpodobně jich ale bude přibývat. I když oznámení o zvýšení ceny detailně upravuje novela energetického zákona účinná od příštího roku, už nyní platí, že neoznámená změna ceny je změnou neúčinnou. Hra na schovávanou se proto dodavatelům nemusí vyplatit, a to hned dvakrát. Naše kontroly se na nešvary dodavatelů při změnách smluv či cen také zaměří,“ dodal radní ERÚ Ladislav Havel.

Růst zatím nekončí

Velkoobchodní ceny elektřiny dál rostou. Elektřina s dodávkou na následující rok se na pražské energetické burze nyní obchoduje za cenu vyšší než 100 eur (asi 2530 korun) za megawatthodinu (MWh). Vyplývá to z dat středoevropské energetické burzy Power Exchange Central Europe (PXE).

Analytici odhadují, že ceny energií pro české domácnosti porostou v následujících měsících nejen u elektřiny a plynu, ale například také u uhlí. U elektřiny a plynu očekávají nejpozději na podzim kvůli vysokým velkoobchodním cenám růst cen u nezafixovaných produktů řádově až o 20 procent, což může znamenat, že lidé si připlatí až tisíce korun.

Analytici se rovněž shodují v tom, že velkoobchodní ceny elektřiny ženou nahoru hlavně rekordní ceny emisních povolenek, které platí uhelné elektrárny či průmyslové podniky za tunu oxidu uhličitého vypuštěného do atmosféry.

Pražský magistrát hodlá začít instalovat na bytové domy města fotovoltaické panely. V rámci pilotního projektu nejprve otestuje koncept tzv. komunitní energetiky na dvou bytových domech na Černém Mostě. Výkon každé z obou fotovoltaických elektráren by měl být zhruba 10 kW. Celý projekt je součástí klimatického plánu hlavního města zaměřeného na snižování uhlíkové stopy. Ten mimo jiné obsahuje závazek do roku 2030 pokrývat polovinu svých energetických potřeb z obnovitelných zdrojů energie.

„Jde o pilotní projekt naší pražské sluneční elektrárny. Elektřina takto vyrobená bude rovnou poskytnuta obyvatelům těchto domů, to znamená, že koncoví spotřebitelé ušetří na distribučních poplatcích, které se normálně platí energetickým společnostem,“ upozornil náměstek primátora a radní pro oblast životního prostředí Petr Hlubuček na významný benefit, který spotřebitelům fotovoltaika přinese.

Významnou roli v tomto pilotním projektu bude hrát nová příspěvková organizace Pražské společenství obnovitelné energie (PSOE), která kromě odborného dozoru nad realizací projektu bude zodpovědná i za následný provoz. PSOE bude disponovat licencí na výrobu a prodej elektrické energie a pro dané bytové domy tak bude fungovat jako dodavatel. „Byl bych rád, kdyby začala fungovat už od 1. října,“ uvedl k zahájení činnosti PSOE Petr Hlubuček. Zkušební provoz fotovoltaických elektráren by měl začít do konce letošního roku a její instalace by měla vyjít na 1,9 až 3,5 milionu korun.

Společenství bude otevřeno malým a středním podnikům i samotným obyvatelům domů. Město chce například umožnit Pražanům kupovat si menší podíly v elektrárnách instalovaných na městských budovách. Na výrobě energie se tak budou moci podílet i ti, kteří nemohou instalovat fotovoltaiky na svých vlastních střechách.

Na celém záměru se podílí rovněž společnost PREdistribuce, která obyvatelům domů, kteří budou mít zájem, namontuje inteligentní elektroměry. Obyvatelé zároveň uzavřou s dosavadním dodavatelem novou smlouvu o dodávce zbývající elektřiny, kterou už nepokryje místní výrobna. Pokud se celý projekt osvědčí, plánuje Praha další instalace komunitních fotovoltaických elektráren, a to nejen na majetku města, ale i v soukromě vlastněných objektech.

„Projekt na Černém Mostě je jednou z prvních vlaštovek, které realizujeme v rámci přeměny energetiky na městských objektech. V tomto případě jde o specifikum, že se nejedná o samostatnou budovu s jedním provozovatelem, který využívá zde vyrobený proud, jako jsou například školy. V tomto případě jde o bytový dům, kde budoucími odběrateli budou přímo jednotliví nájemci. Tím, že zde vyrobená energie bude mít přímo lokálního odběratele, dojde k úspoře v rámci nutnosti dostat vyrobenou elektřinu do centrální soustavy. Tímto směrem bychom chtěli jít i na velké části dalších městských objektů. Dostáváme Pražanům cenou konkurenceschopný a ekologicky čistý proud elektrické energie s velmi zajímavou provozní cenou,” upřesnil radní hlavního města Prahy Jan Chabr.

Zapojme i veřejné budovy

Podle Aliance pro energetickou soběstačnost mohou střechy rodinných a bytových domů v Praze a okolí poskytnout dostatek fotovoltaického výkonu nejméně pro 120 000 domácností. Inspirací přitom mohou být přístupy některých měst v zahraničí. Například ve Vídni hodlají masivně rozšiřovat solární panely na celkem 120 000 m2. Podobnou cestou se u nás vydává i Brno, které plánuje instalovat solární panely na 120 městských budov a zajistit svým občanům levnou a obnovitelnou energii. „Provoz virtuální elektrárny bude mít na starosti městský podnik. Chystáme se do ní zapojit 120 000 m2 střech na 120 městských budovách, které pokryjeme solárními panely. K dispozici bude i společné úložiště energie. Brňané s vlastní fotovoltaikou, kteří se k virtuální elektrárně připojí, mohou ze systému dodávat a odebírat elektřinu, jak se jim to bude hodit,” shrnuje výhody budoucího městského systému náměstek primátorky města Brna Petr Hladík.

„Solární elektrárny jsou v současnosti nejdostupnějším zdrojem čisté energie. Na vhodné střechy obytných domů v hlavním městě a v okresech Praha-západ a Praha-východ lze instalovat 472 až 675 MW výkonu, který by dokázal zásobovat elektřinou 120 000 až 170 000 domácností s průměrnou spotřebou. Bilančně to pak vychází, že každá čtvrtá až pátá pražská domácnost může během roku spotřebovávat jen solární energii. Toto číslo by přitom mohlo být ještě vyšší, pokud by budovy využily také fasády nebo v oblastech dotčených památkovou ochranou solární střešní tašky,“ uvedl Jiří Beranovský ze společnosti EkoWATT, která analýzu pro Alianci pro energetickou soběstačnost vypracovala.

Jen rodinné a bytové domy mohou vyprodukovat přes 482 gigawatthodin elektrické energie – přitom se počítalo s omezeními, jako je orientace střechy, zastínění nebo neochota vlastníků bytových jednotek ke společné investici. Ohledně otatních typů budov, jako jsou kancelářské, průmyslové a veřejné budovy (např. budovy státních orgánů nebo škol) je třeba vzít v úvahu, že mnohé z nich čekají zásahy spojené s adaptací na změnu klimatu, ať už v podobě zateplení, výměny oken nebo zelených střech. To zvyšuje ještě potenciál pro energetickou soběstačnost.

„Instalování střešních solárů na obytných budovách má smysl a nás ve vedení města těší, že podobné analýzy vznikají. Smysluplný přechod k udržitelné výrobě energie se ale neobejde bez zapojení veřejných budov, kterých máme v hlavním městě nejvíc v republice. Tedy budov města a státních institucí, všech druhů škol, nemocnic, galerií atd. Příkladem může být ZŠ Kunratice, která získala svou vlastní elektrárnu na nevyužité střeše už v roce 2010 a od té doby vyrobí zhruba 55 000 kilowatthodin čisté elektřiny ročně,“ vysvětluje Vít Šimral, radní hlavního města Prahy pro oblast školství.

Komunální energetika v praxi

Koncept komunitní energetiky není nijak nový, má již svoji historii, jejíž kořeny sahají do Skandinávie a zemí západní Evropy. Pro příklady dobré praxe není potřeba chodit daleko, stačí překročit hranice a nahlédnout do Německa či Rakouska, případně o kousek dále, například do Belgie. Německo v roce 2018 poprvé vyprodukovalo více elektřiny z alternativních zdrojů energie než z uhlí. Zhruba polovina těchto zdrojů je přitom ve vlastnictví družstev, kterých je v zemi přes tisíc, nebo jednotlivých občanů. U nás z obnovitelných zdrojů pochází zhruba 14 % celkové energie, přičemž jen necelým 1 % se na tom podílí komunitní energetika.

Asi nejznámějším příkladem komunitní energetiky v ČR – i když nikoli fotovoltaické – je obec Kněžice ve Středočeském kraji. Tato obec je označována jako energeticky soběstačná a získala za to nejedno prestižní ocenění. Stěžejním bodem místní energetiky je bioplynová stanice a dva kotle na biomasu. Bioplynová stanice využívá bioodpad k výrobě tepla a elektřiny. Ročně takto vyrobí okolo 2600 MWh elektřiny, čímž pokryje spotřebu zhruba 90 % obce. V bioplynové stanici se míchají splašky z tamních septiků s kompostem, kejdou a dalšími tekutými zbytky ze zemědělství a potravinářského průmyslu.

Dotace na takzvané podporované zdroje energie ze státního rozpočtu má příští rok činit 27 miliard korun, tedy stejně jako letos. Schválila to česká vláda a informovala o tom agentura ČTK.

Původní návrh rozpočtu pro příští rok počítal s 20 miliardami korun, později s 23 miliardami korun. Havlíček navýšení zdůvodnil snahou pomoci podnikatelům a firmám vyrovnat se s rostoucími cenami energií. MPO podle něj chystá pomoc i pro nízkopříjmové domácnosti.

Energetický regulační úřad (ERÚ) v červnu upozornil na to, že pokud by stát omezil financování podpor ze státního rozpočtu nebo by nenašel dodatečné zdroje pro krytí jejich případného nárůstu, rozdíl by museli uhradit spotřebitelé, konkrétně firmy a podniky na hladinách vysokého a velmi vysokého napětí.

Celkové náklady na podporované zdroje energie v posledních letech každoročně činí přes 40 miliard korun, loni jim bylo vyplaceno 45,4 miliardy korun. Část kryje státní rozpočet, zbytek dotují zákazníci. Úsporu by měla přinést novela zákona o podporovaných zdrojích energie, kterou Sněmovna nedávno schválila přehlasováním senátního veta.

Vyšší účty za energie hrozí firmám a domácnostem v celé Evropě. Některé státy už přijímají opatření, která by až trojnásobně vyšší ceny energií kompenzovala spotřebitelům. Francie minulý týden oznámila, že rozdá na pomoc chudým domácnostem asi 580 milionů eur (14,7 miliardy Kč) nad rámec pomoci, kterou jim na účty za energie poskytuje dlouhodobě. Podpůrná opatření připravily i vlády v Řecku a ve Španělsku.

Britská vláda pak oznámila, že zvažuje, že dodavatelům energií nabídne státem garantované půjčky. Reaguje tak na prudký růst cen zemního plynu, který ohrožuje hlavně menší dodavatelské firmy. Výrazně dražší energie znemožňují poskytovatelům dodat je za ceny, které si s odběrateli dříve ujednali. Některým podnikům tak hrozí krach.

Analytici odhadují, že ceny energií pro české domácnosti porostou v následujících měsících nejen u elektřiny a plynu, ale například také u uhlí. U elektřiny a plynu očekávají nejpozději na podzim kvůli vysokým velkoobchodním cenám růst cen u nezafixovaných produktů řádově až o 20 procent, což může znamenat, že lidé si připlatí až tisíce korun.

O přiměřenosti podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů bude rozhodovat svým nařízením vláda. Takzvané vnitřní výnosové procento (IRR), zjednodušeně výnosnost investice do obnovitelného zdroje během trvání podpory, se bude pohybovat od 8,4 procenta do 10,6 procenta.

Rozhodla tak Poslanecká sněmovna, když tento týden schválila pozměňovací návrh Senátu k novele zákona o podporovaných zdrojích energie. Sněmovna původně přijala vládní návrh, který snižoval podporu až na 6,3 procenta. Senát pak do předlohy přidal i další pozměňovací návrhy. Zákon nyní dostane k podpisu prezident.

Solární asociace v červenci po schválení předlohy ve Sněmovně varovala, že sněmovní verze novely může být pro tisíce firem likvidační. Ministr průmyslu Karel Havlíček v Senátu uvedl, že sněmovní podoba zákona by poškodila úplně všechny.

Celkový roční příspěvek na podporované zdroje loni v Česku podle OTE činil 45,4 miliardy korun, což bylo zhruba stejně jako o rok dřív. Od roku 2006 bylo na podporu POZE v Česku vyplaceno přes 430 miliard korun. Stát loni na dotaci vydal 27 miliard korun, zbytek zaplatili zákazníci ve fakturách za elektřinu. Havlíček již dříve řekl, že jen podpora fotovoltaiky vyjde celkem téměř na 600 miliard korun, zatímco na výrobě elektřiny se podílí jen 2,6 procenty.

Novela také počítá s vyšším zdaněním solárních elektráren. Elektrárny z roku 2009 dosud odvodu nepodléhaly, nově na ně dopadne odvod u výkupní ceny ve výši deseti procent a u zeleného bonusu 11 procent. Elektrárnám uvedeným do provozu v roce 2010 vzrostou odvody na 20 a 21 procent.

Ministr Havlíček již dříve ve Sněmovně řekl, že pokud by u solárních elektráren bylo IRR 8,4 procenta a současně by se o deset procent zvýšila solární daň na projekty z takzvaného solárního boomu, přineslo by to do státního rozpočtu na solární dani čtyři až pět miliard Kč. Na podporu solárních elektráren loni v Česku podle dat Operátora trhu s elektřinou (OTE) šlo 29,1 miliardy korun.

Sněmovna do zákona vložila mimo jiné osvobození elektřiny v dopravě od poplatku na obnovitelné zdroje. Schválila i přechodovou podporu pro teplárny. Podle senátní úpravy by vláda mohla jako začátek období, za které se podpora poskytne, stanovit letošní 1. leden. Senátní verze obsahuje i provozní podporu solárních elektráren. Umožní státu, aby podle svého rozhodnutí vyhlásil aukci na výkup elektřiny z fotovoltaických zdrojů. Bude záležet na úvaze vlády. Návrh již dříve přivítalo Hnutí Duha a ocenil to i Svaz moderní energetiky. Senátní verze zavádí i podporu malých vodních elektráren modernizovaných v období po povodních v roce 2002 do konce roku 2005. Právo na podporu bude trvat po dobu 30 let od jejich modernizace.

Senát do zákona vložil i pozměňovací návrh, který připravilo ministerstvo průmyslu a který do zákona zavádí evropskou směrnici z roku 2018 o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů v dopravě, takzvanou RED 2. Již ve Sněmovně o tomto návrhu hlasovali poslanci, ale neschválili ho. Senátem schválený návrh neobsahuje zvýšení podílu biosložky v benzinu. Ve Sněmovně tento návrh předložen byl, poslanci ho ale odmítli.

Havlíček pokládá zákon za klíčový. Podle něj umožní udělat jednou provždy tlustou čáru za systémem fotovoltaiky vybudované v letech 2009 a 2010. Před poslanci řekl, že senátní verze dává určitou možnost těm, kteří férově investovali do fotovoltaiky, aby mohli dále fungovat. „A současně se dává prostor proto, abychom podpořili moderní zdroje,“ konstatoval. Pokud by se to nepodařilo, nemohl by stát od příštího roku účinně podpořit tuzemské teplárenství.

Po třech letech intenzivního výzkumu a projektových prací se to podařilo: na počátku letošního září vědci z amerického Massachusettského technologického institutu (MIT) a startupové společnosti Commonwealth Fusion Systems (CFS) oznámili, že se jim povedlo uvést do provozu obrovský vysokoteplotní supravodivý elektromagnet o síle pole 20 tesla. Bylo tak vytvořeno nejsilnější umělé magnetické pole, jaké kdy na Zemi existovalo. Tento vědecký úspěch by měl přispět k pokroku ve snahách o vybudování fúzního jaderného reaktoru.

„Fúze je v mnoha ohledech tím nejzazším možným zdrojem čisté energie,“ řekla Maria Zuber, viceprezidentka pro výzkum na MIT a profesorka geofyziky: „Množství energie, které by bylo takto dostupné, by skutečně změnilo pravidla hry. Palivo potřebné k fúzní výrobě energie totiž pochází z vody a Země je plná vody – je to téměř neomezený zdroj,“ doplnila.

Vývoj magnetu, který by dokázal pohánět jadernou fúzi, je momentálně tou největší technologickou překážkou v uskutečňování tohoto plánu. Nyní ale lze věřit, že díky nové technologii magnetů je spolupráce MIT a CFS na dobré cestě k vybudování prvního fúzního zařízení na světě, které dokáže vytvářet a kontrolovat plazmu, jež vyprodukuje více energie, než spotřebuje. Zařízení nazvané SPARC by mělo být dokončeno v roce 2025.

„Výzvy při uskutečňování fúze jsou jak technické, tak vědecké,“ upozorňuje Dennis Whyte, ředitel Centra pro plazmu fúzi při MIT, které spolupracuje s CFS na vývoji technologie SPARC. Jakmile se však podaří doladit tuto technologii, bude to podle něj „nevyčerpatelný, bezuhlíkový zdroj energie, který můžete vybudovat kdekoli a kdykoli“.

Slunce v láhvi

Jaderná fúze je proces, který je „pohonem“ Slunce. V podstatě v něm jde o to, že sloučením dvou malých atomů vznikne atom větší a při tom se uvolní ohromné množství energie. Nastartování tohoto procesu však vyžaduje tak vysoké teploty, že jim nedokáže odolat téměř žádný pozemský pevný materiál. K vytvoření slunečního zdroje energie zde na Zemi je totiž nutné, aby substance dosáhla teploty 100 000 000 ⁰C nebo i více a aby byla zcela izolována od svého okolí.

Tohoto stavu lze dosáhnout pouze vytvořením velmi silných magnetických polí, které si lze představit jako jakousi neviditelnou láhev, jež obsahuje horkou vířící polévku protonů a elektronů, nazývanou plazma. Protože částice mají určitý elektrický náboj, je možné je ovládat magnetickým polem. Nejpoužívanější nádobou je v dnešní době zařízení ve tvaru donutu zvané tokamak. Většina těchto zařízení až dosud vytvářela svá magnetická pole pomocí konvenčních elektromagnetů vyrobených z mědi. Jeho nejnovější a největší verze, která momentálně vzniká ve Francii, bude používat nízkoteplotní supravodiče.

Hlavní inovací projektu je použití vysokoteplotních supravodičů, které umožňují vytvoření mnohem silnějšího magnetického pole v mnohem menším prostoru, než tomu bylo dosud. S konvenčními nízkoteplotními supravodivými magnety by odpovídajícího výkonu bylo možné dosáhnout v zařízení 40krát větším. Novou konstrukci magnetů umožnil zcela nový druh supravodivého materiálu – ocelová „páska“ potažená sloučeninou známou jako YBCO (yttrium-barium-copper oxide). Tato páska by měla přinést značné konstrukční zjednodušení, a tudíž i mnohem rychlejší stavbu fúzních zařízení. V důsledku by mohlo dojít k velmi výraznému snížení celkových nákladů na takovéto projekty.

Fúze na dosah

„Je to opravdu velký okamžik,“ uvedl Bob Mumgaard, generální ředitel CFS, a dodal: „Nyní máme v rukách platformu, která je díky desítkám let vědecké práce velmi vyspělá a je také velmi zajímavá komerčně. Díky ní budeme moci vytvářet fúzní zařízení rychleji, s menšími rozměry a s nižšími náklady.“

„Realizace supravodivého magnetu si vyžádala hodně práce, během níž jsme vyvinuli řadu jedinečných výrobních postupů a zařízení. Díky tomu jsme nyní dobře připraveni zahájit výrobu testovacího zařízení SPARC,“ řekla Joy Dunn, vedoucí provozu CFS, a upřesnila: „Začali jsme s fyzikálním modelem a návrhem v CAD. Následně jsme prošli mnoha vývojovými a prototypovými fázemi, abychom z pouhého návrhu vytvořili skutečný fyzický magnet.“ To si vyžádalo vybudování rozsáhlých výrobních kapacit a testovacích zařízení, včetně komplikací s dodavateli již zmíněné supravodivé pásky. Vědci přitom dlouho pracovali souběžně se dvěma koncepcemi magnetů. Ve své konečné podobě se magnet skládá z 16 desek, z nichž každá by sama o sobě byla nejsilnějším vysokoteplotním supravodivým magnetem na světě.

„Před třemi lety jsme oznámili plán vybudovat magnet o síle pole 20 tesla, který bude potřeba pro výstavbu budoucích fúzních zařízení. Tohoto cíle bylo nyní dosaženo, přesně podle plánu a pandemii navzdory,“ shrnul mimořádný vědecký úspěch Bob Mumgaard.  

Průmysl, resp. řada jeho odvětví v dnešní době již na mnoha místech planety nepatří k energeticky nejnáročnějším lidským aktivitám. Průmyslová výroba často nedominuje ani žebříčku škodlivých emisí. Její role však na straně spotřeby energií i na straně emisí bude i nadále velmi významná. Odvětví, jako jsou hutnictví nebo sklářství, patří k energeticky velmi náročným, a v současnosti nelze očekávat žádný zásadní inovační průlom, který by tuto situaci změnil. Rudy či sklo se zkrátka musejí tavit při velmi vysokých teplotách a stávající technologie výroby ani základní suroviny nelze nahradit žádnými energeticky úspornějšími variantami.

Co se týče emisí, tak například podle americké Agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) tamní průmysl vytváří téměř čtvrtinu emisí celých USA a v zemích EU je tento podíl velmi podobný. Vzhledem k tomu, že USA usilují o snížení produkce skleníkových plynů o 50 % do roku 2030 a EU chce ke stejnému datu snížit tyto emise dokonce o 55 %, je změna energetických koncepcí v oblasti průmyslu aktuální téma, a to počínaje restrukturací energetických zdrojů přes zacházení s energiemi během výrobních procesů až po emise.

V souvislosti s koronavirovou krizí je v současnosti poněkud obtížné energetickou náročnost průmyslové výroby relevantně kvantifikovat. Ve Spojených státech byla například podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) spotřeba elektřiny v průmyslu během letošního dubna meziročně o 9 % nižší a spotřeba zemního plynu v průmyslu tam v květnu meziročně klesla o 8 %. To je největší meziroční pokles od globální recese v roce 2009, i když je třeba říci, že využívání průmyslového plynu stagnovalo již před pandemií (v roce 2019 vzrostlo pouze o 0,1 %).

Zajímavým faktem je, že ve Spojených státech i v Evropě pandemie více zasáhla výrobu méně energeticky náročných produktů, jako jsou například automobily, než energeticky náročnější výrobu, jakou se zabývá třeba chemický průmysl. Číselná data tedy momentálně ukazují určité vychýlení směrem k energeticky náročnější výrobě. Zda se jedná pouze o krátkodobý jev, ukážou až další měsíce.

Elektromotory: potenciál k úsporám   

Energetickou spotřebu průmyslové výroby by již v blízké budoucnosti měl významně ovlivňovat také fakt, že ve výrobních provozech neustále vzrůstá počet průmyslových elektromotorů, které dosahují stále vyšší energetické účinnosti. Tento předpoklad plyne ze skutečnosti, že na celosvětové spotřebě elektrické energie v průmyslu se elektromotory podílejí téměř 70 %. Nejnovější studie přitom uvádějí, že pokud si pořídíte nový elektrický pohon, můžete v průměru ušetřit až 30 % nákladů na energii.

Nadějné vyhlídky poněkud komplikuje fakt, že v současné době se přibližně 75 % elektromotorů nachází v čerpadlech, ventilátorech a kompresorech, které jsou ale většinou „pouze“ v souladu se starými standardy účinnosti IE1 nebo IE2. Pro nově instalované elektromotory je však již v řadě zemí stanovena minimální třída účinnosti IE3. Některé společnosti, například Siemens, již mají v portfoliu i elektromotory splňující ještě vyšší třídu účinnosti – IE4 (Super Premium Efficiency). U regulovaných pohonů se přitom potenciál úspor ve srovnání s neregulovanými pohony s pevně danou rychlostí v mnoha případech ještě zvyšuje. Největšího úsporného efektu však lze dosáhnout optimalizací celého pohonného systému. Pokud se podaří zvýšit účinnost motoru, přidá se možnost regulovat otáčky a implementuje se celkový monitoring, založený na moderních digitálních nástrojích, náklady na energie lze snížit až o 60 %.

Síťová řešení a komplexní analýza systémových dat jsou nejlepšími způsoby, jak zvýšit energetickou účinnost na opravdu udržitelnou úroveň. S tím samozřejmě souvisí i zásadní snížení emisí CO2, šetrné využívání zdrojů a výrazné snížení nákladů na životní cyklus zařízení (TCO, Total Cost of Ownership).

Firmy, které jdou příkladem

Již dnes lze ve světě najít i velké průmyslové firmy, kterým se podařilo zefektivnit výrobu do té míry, že splňují kritéria klimatické neutrality. Jednou z nich je například německo-japonský výrobce obráběcích strojů DMG MORI. Tato firma od počátku roku 2021 již vyrábí všechny své stroje klimaticky neutrálně, a to od získávání vstupních surovin až po dodávky samotných strojů zákazníkům.

Firma se podle svých slov snaží vyhýbat tvorbě emisí ve všech oblastech své činnosti, například prostřednictvím moderních konceptů vytápění, chlazení a větrání ve svých výrobních prostorech. Již od počátku roku 2020 DMG MORI téměř ve všech svých výrobních lokalitách využívá buď vlastních zdrojů obnovitelné energie, nebo „zelenou energii“ nakupuje. Zbývající emise CO2, které vznikají například při těžbě surovin nebo zpracování oceli, firma kompenzuje investicemi do udržitelných, certifikovaných projektů na ochranu klimatu (firma vlastní certifikáty Gold Standard, Verified Carbon Standard, UN Certified Emission Reduction). Patří k nim třeba výstavba větrné elektrárny v Turecku nebo projekt zaměřený na zpracování biomasy v Číně.

V roce 2020 dosáhly emise CO2 vzniklé v celém hodnotovém řetězci DMG MORI 258 494 t. Ve srovnání s rokem 2019 to znamenalo snížení o úctyhodných 175 570 t CO2 (-40,45 %). Je však třeba dodat, že kvůli koronakrizi a s ní souvisejícím poklesem objednávek lze emise z let 2019 a 2020 srovnávat pouze velmi opatrně.

Mezi tuzemskými průmyslovými firmami je velkým propagátorem udržitelnosti například automobilka Škoda Auto. V jejím ambiciózním programu s názvem Next Level Škoda Strategy 2030 se uvádí například to, že v druhé polovině tohoto desetiletí chce automobilka vyrábět veškerou energii k napájení výrobních závodů pro automobily a komponenty společnosti v České republice a s nulovými emisemi uhlíku.

Škodovka si stanovila tři hlavní pilíře: GreenProduct, GreenFactory a GreenRetail. Na pilíři GreenProduct by měl stát vývoj co možná nejekologičtějších vozů, snižování spotřeby paliva a vývoj nových, recyklovatelných materiálů. Pilíř GreenFactory podpírá všechny tovární aktivity umožňující výrobu šetrnou k přírodním zdrojům. Průběžně se například měří a dále snižuje spotřeba energií a vody, množství odpadu vzniklé v přepočtu na vyrobený vůz, emise CO2 a takzvaných těkavých organických látek (VOC), které vznikají při lakování karoserií. V rámci pilíře GreenRetail se Škoda zabývá ekologickým hospodařením svých prodejců a servisů.

Škoda se může pochlubit také tím, že ve Vrchlabí má svůj první uhlíkově neutrální výrobní závod. Od letošního roku navíc Škoda postupně nahrazuje zemní plyn CO2 neutrálním metanem z bioplynových stanic.

Vedle toho automobilka plánuje, že se z České republiky v příštích letech stane jedno z vývojových center elektromobility. Konkrétně se mají do roku 2030 ve všech třech českých výrobních závodech společnosti Škoda Auto, tedy v Mladé Boleslavi, Kvasinách a Vrchlabí, začít vyrábět elektrické vozy nebo elektrické komponenty pro ně.

V nedávné době se na první strany mnoha světových médií dostala zpráva, že občané Salvadoru mohou nově všude platit kryptoměnou bitcoin. Tato středoamerická země je tak první, která kryptoměnu zavedla jako oficiální platilo, ačkoli většina populace nemá připojení internetu, bankovní účet ani kreditní kartu. Občané Salvadoru se tak k této novince stavějí značně rezervovaně. K problematickým aspektům této kryptoměny patří kromě jiného i značná energetická náročnost jejího provozu.

Podle Oldřicha Dědka, člena bankovní rady České národní banky, je právě tzv. těžba bitcoinů tím neproblematičtějším na této kryptoměně. „Například Gruzie má obrovský potenciál pro výrobu energie, ale kvůli těžařům bitcoinu se z čistého exportéra elektřiny stala čistým importérem. Jde o tak obrovské mrhání energií, že to musí jednou narazit na strop. Není možné, aby se bitcoin víc rozšířil, protože zeměkoule by tolik energie neměla,“ uvedl pro Český rozhlas tento člen bankovní rady České národní banky.

„Ano, je tam velká energetická náročnost, která ale bude do budoucna celkem významně klesat. Dnes je energie spotřebovávána na zapisování transakcí a na těžení nových bitcoinů, které dostávají za odměnu. Ty ale postupně klesají a bude zůstávat jen energie na zapisování kryptoměny,“ obhajuje udržitelnost bitcoinu hlavní ekonom investiční skupiny Natland  Petr Bartoň. Těžaři si podle něj navíc mohou pro těžbu bitcoinu vybírat lokality po celém světě, a tím pádem i energetické zdroje, které jsou v dané lokalitě k dispozici. Těžař tedy má možnost volby, a pokud uvažuje „udržitelně“, vybere si pro těžbu lokalitu energeticky zásobovanou z obnovitelných zdrojů.         

Lákavá hra

Jak to tedy vlastně je s energetickou náročností bitcoinu? Ta v posledních letech opravdu prudce vzrostla. New York Times vypočítaly, že v roce 2009 jste mohli vytěžit jeden bitcoin velmi snadno pomocí standardního kancelářského PC. Bitcoin jste měli během několika sekund a náklady na jeho zisk byly zanedbatelné. Dnes k tomu potřebujete místnost plnou specializovaných počítačů, každý v ceně tisíců dolarů. Spotřebujete při tom tolik elektřiny, kolik spotřebuje standardní americká domácnost za 9 let. Vyjádřeno v dolarech: zhruba 12 500 USD. Vzrostla však také hodnota samotného bitcoinu: ta dnes pohybuje kolem 50 000 USD, což je také důvod, proč je „hra“ o bitcoiny tak lákavá.  

Číselná srovnání jsou však znepokojující: Bitcoinové transakce probíhající na celém světě totiž spotřebovávají více elektřiny než některé státy. Tvorba bitcoinů a následné transakční pohyby v současné době spotřebují přibližně 91 terawatthodin elektřiny ročně, což je více, než kolik spotřebuje za rok třeba takové pětapůlmilionové Finsko, a více než sedmkrát tolik, kolik elektřiny spotřebují všechny globální operace Googlu. Provedeme-li historické srovnání, zjistíme, že množství elektřiny spotřebované na těžbu bitcoinů za posledních 5 let vzrostlo desetkrát.

Proč je vlastně bitcoin tak energeticky náročný? Vyplývá to z podstaty transakčního procesu. Řekněme, že si chcete něco koupit a zaplatit za to bitcoinem. První fáze koupě je rychlá a snadná: otevřete si bitcoinový účet, třeba u Coinbase, díky němuž můžete nakupovat bitcoiny za dolary. Tím získáte bitcoinovou digitální peněženku a můžete začít obchodovat. Obchodování je však založeno na tom, že každá transakce musí být ověřena v rámci bitcoinové sítě. Ta totiž zaručuje, že bitcoiny, které přijímáte, jsou skutečné. Tím se dostáváme k samotnému jádru celého bitcoinového účetnictví: k údržbě dnes již velmi rozsáhlé veřejné „účetní knihy“. Právě na ni se spotřebuje drtivá většina elektrické energie.

Celosvětové procentuální rozložení těžby bitcoinu (Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index)

Energie jako věrohodnost

Bitcoinoví těžaři po celém světě soutěží o to, kdo z nich bude moci ověřit danou transakci a zapsat ji do účetní knihy všech bitcoinových transakcí. S tímto vítězstvím je spojena odměna v podobě nově vytvořených bitcoinů. Tato hra se nazývá „těžba“. Můžete si ji představit třeba jako hru v kostky, avšak s tím rozdílem, že každý hráč má kostku s nespočetněkrát více stranami. Vítězem hry je ten, komu jako prvnímu padne určité předem definované číslo, například číslo nižší než 10. Vtip je v tom, že čím výkonnější počítač máte, tím více „hodů“ můžete za určitý časový interval provést.

Síť bitcoinů je ovšem navržena důmyslně a na nárůst počtu těžařů a jejich stále výkonnějších počítačů dokáže reagovat zvýšením obtížnosti hry, což znamená například to, že musíte hodit číslo menší než 4, nebo třeba zcela konkrétní číslo. Toto zvýšení obtížnosti však spirálovitě stimuluje další zvyšování výkonu počítačů a energetická náročnost těžby roste a roste. Dnes se proto těžaři často spojují do skupin, aby tak lépe zvládli velmi vysoké náklady na počáteční vybavení.

Ale vraťme se ke hře. Vítěz daného herního kola pak ověří „blok“ bitcoinových transakcí, za což je odměněn několika novými bitcoiny. Proč vůbec transakce doprovází takováto hra? Důvodem je to, že prosté zaznamenávání transakcí do účetní knihy by bylo příliš snadné. Jde tedy o to, zajistit, aby tak činily pouze „důvěryhodné“ počítače a byly eliminovány jakékoli nekalé úmysly. Pokud by totiž někdo chtěl jakýmkoli způsobem narušit legitimitu finančních převodů, musel by disponovat výpočetním výkonem, který je z technického i ekonomického hlediska zcela nerealizovatelný.

Energetická náročnost těžby bitcoinů vyjádřená v procentech spotřeby energie ve vybraných zemích

Bude někdy bitcoin zelenější?

Těžba dnes probíhá po celém světě a často právě tam, kde je dostatek levné energie. Po mnoho minulých let tak byla velká část těžby bitcoinů situována v Číně, avšak v poslední době tamní těžba oslabila. Vědci z univerzity v Cambridgi, kteří studovali geografické rozložení těžby bitcoinů, nedávno uvedli, že podíl Číny na globální těžbě klesl ze 75 procent na konci roku 2019 na 46 procent v dubnu letošního roku. Podíl USA na těžbě ve stejném období naopak vzrostl ze 4 na 16 procent.

Je tedy nějaká šance, že se těžba bitcoinů v dohledné době začne přiklánět k obnovitelným zdrojům energie? Odhady jsou různé, někteří odborníci však varují, že případný nárůst používání obnovitelné energie k tomuto účelu by mohl výrazně omezit možnosti jejího využití k účelům jiným, jež jsou obecně prospěšnější.

Snahy o reflexi současného znepokojivého stavu patrné jsou: jistá skupina těžařů například začala experimentovat s využíváním zbytkového zemního plynu, který se uvolňuje při těžbě fosilních paliv. Tato snaha je však zatím svým rozsahem zcela zanedbatelná a navíc ani příliš nekoresponduje s trendem udržitelnosti. V Číně se zase těžaři pokoušeli využívat vodní energii vznikající během období dešťů. V tomto případě sice šlo o čistý, ale dlouhodobě velmi nespolehlivý zdroj.

Zatím tedy platí, že při těžbě převažuje využívání fosilních zdrojů energie, i když existují samozřejmě lokální odlišnosti. Že by v dohledné době mělo dojít k výraznější změně co do energetických zdrojů i co do energetické náročnosti těžby, není příliš pravděpodobné. Bitcoin si již však – i přes vysokou míru volatility – vydobyl pevné místo ve světě financí a pravděpodobně zde s námi již zůstane. Nezbývá tedy než věřit, že budoucí změny principů těžby umožní její aktuálně jen stěží únosnou energetickou náročnost výrazně snížit.   

Sítě nízkého elektrického napětí procházejí v současné době na mnoha místech světa rychlými a poměrně zásadními změnami. Elektrická energie v nich totiž často již neproudí jen jedním směrem, tedy z rozvodny ke spotřebitelům, ale spotřebitelé mohou – a mnohdy tak také činí – exportovat elektřinu, kterou sami vyrobili, zpět do sítě. Dalším významným faktorem, který se na proměně podílí, je to, že poptávka po elektřině rychle roste a dále poroste s tím, jak se bude dále elektrifikovat dopravní provoz a jeho infrastruktura – tedy především, jak se bude rozvíjet elektromobilita – a jak bude sílit i elektrifikace dalších významných infrastruktur. A přibývat bude i obnovitelných zdrojů. Spolu s tím vším však porostou i rizika vzniku nestabilit v nízkonapěťových sítích.

Výzkumníci sdružení v Smart Systems Group při edinburghské univerzitě Heriot-Watt se proto ve spolupráci s distribuční společností Scottish Power Energy Networks zaměřili právě na tyto klíčové výzvy. Na základě dat opírajících se o provoz skotských energetických distribučních sítí vědci ukázali, že neuronové sítě umožňující tzv. hluboké učení mohou poskytovat poměrně přesné odhady distribuce napětí ve všech oblastech sítě, i když jsou data dostupná pouze na několika místech této sítě. Předpokladem toho však je, že data se získávají prostřednictvím tzv. chytrých měřičů, a mají dostatečně vysokou granularitu. (Granularita neboli zrnitost je úroveň hloubky reprezentace dat, resp. jejich podrobnosti. Vysoká granularita znamená vysokou úroveň detailu až na atomická data.)

Měřit inteligentně

Kolísání napětí je značným problémem, protože jeho poklesy/rázy mohou vést i k vážnému poškození koncových elektrických spotřebičů. Distributoři elektřiny proto mají zákonnou povinnost zajistit, aby odchylky napětí ve všech uzlech jejich sítí zůstaly v zákonem přísně vymezeném intervalu nebo v rámci provozních podmínek stanovených regulátorem. V současné době tedy řada distributorů přistupuje k instalaci inteligentních měřičů a dalších pokročilých měřicích technologií, aby se zvýšila pozorovatelnost dříve „slepých“ částí sítě a umožnila se tak aktivní správa sítí s cílem zajistit zmírnění rizik.

Zavádění inteligentních měřičů však může implikovat i řadu potíží. V praxi se totiž pak často jedná o zpracovávání rozsáhlých datových toků z desítek tisíc (a potenciálně i milionů) míst a o získávání smysluplných provozních a plánovacích informací z těchto dat, což nemusí být zrovna jednoduché. Data totiž nemusejí být úplná a dostatečně kvalitní, například v důsledku toho, že mnoho sítí se de facto skládá z řady dalších podsítí, které se často vzájemně velmi liší svým typem a technickým stavem. Představa, že kvalitní a kompletní data v dohledné době půjde získat z každého jednotlivého uzlu, zkrátka není příliš realistická. V mnoha zemích a regionech je navíc zavádění inteligentních měřičů zcela dobrovolné a odběratelé je tak mohou bez jakýchkoli následků odmítnout. A i v místech, kde zavádění inteligentních měřičů probíhá úspěšně, je třeba vzít v úvahu zákonnou regulaci, která brání přístupu k soukromým údajům provozovatelů.

To potvrzuje i Maizura Mokhtar, datová expertka, která práci skotských vědců vedla. „Moderní inteligentní měřiče mohou shromažďovat data s vysokou granularitou v podstatě z každé domácnosti, v praxi však existuje při shromažďování tolika dat řada technických omezení. Stejně tak do hry vstupují i obavy koncových odběratelů o své soukromí,“ uvedla.

Pozor na osobní data

Je tedy třeba připustit, že existují oprávněné obavy, že údaje o poptávce po elektřině, zejména pak údaje o konkrétní energetické zátěži, je možné použít i k profilování chování jednotlivých zákazníků. Například ve Velké Británii proto příslušný regulační orgán, jímž je Úřad pro trh s plynem a elektřinou (OFGEM), rozhodl, že údaje o poptávce po energii s vysokou granularitou v intervalu kratším než jeden měsíc musejí být považovány za osobní, a proto jsou chráněny přísnějšími předpisy, než je v souvislosti s energetickým provozem obvyklé.

Bez znalosti topologie sítě je však – na rozdíl od údajů o výkonu, které přímo odhalují spotřebu energie každé domácnosti v každém časovém okamžiku – vytvoření profilu energetického chování zákazníků jen na základě dat o elektrickém napětí značně obtížné.

Skotští vědci se proto zaměřili na vytvoření takových technik strojového učení a Power System Simulator for Engineering (PSSE), které budou schopny efektivně pracovat pouze s napěťovými daty a žádné další datové soubory již nebudou potřebovat. Ve své studii pak vědci také porovnali přesnost predikce poptávky po elektřině s použitím osobních dat a bez nich. Vědci dále zkoumali také účinnost neuronových sítí se schopností hlubokého učení při předpovídání napěťové distribuce i v místech, kde se nenacházejí inteligentní měřiče.

Stav, kdy by všichni zákazníci měli nainstalovány inteligentní měřiče, se totiž pouze zdá být ideální. Pokud by tomu tak opravdu bylo, pak by pochopitelně značně vzrostl objem celkových dat, ale i náklady na správu těchto dat i na jejich následnou analýzu. A právě proto, aby tyto náklady nebyly tak velké, navrhuje skotská studie identifikovat klíčová místa, na kterých jsou inteligentní měřiče nutné k tomu, aby bylo možné zajistit efektivní predikci pro celou nízkonapěťovou síť.

Vědci zjistili, že aby byl prediktivní model přesný a spolehlivý, musí umět:

1. předvídat distribuci napětí v obvodu vždy o jeden krok dopředu, a to při pouze částečném pokrytí chytrými měřiči v nízkonapěťovém obvodu;

2. předvídat napětí, a to pro všechny zákazníky, včetně míst bez chytrých měřičů;

3. používat, ale nevyžadovat data o spotřebě energie s vysokou granularitou od všech zákazníků v síťovém okruhu, potenciálně tedy umět využít tato data v agregované podobě;

4. neklást žádné pevné požadavky týkající fázových připojení jednotlivých zákazníků.

Takto sestavený prediktivní model následně ukázal, že přesnost predikce sítě se zvyšuje spolu s tím, jak vzrůstá počet zákaznických bodů vybavených inteligentními měřiči, přičemž maximální přesnosti predikce je dosaženo při menším počtu bodů, než je jejich celkový počet. Zajímavým zjištěním tohoto výzkumu bylo také to, že na predikci nemělo podstatnější vliv, zda byl součástí vstupních údajů i údaj o spotřebě energie v konkrétních zákaznických bodech.

Práce skotských odborníků tak demonstruje, že k tvorbě vysoce přesných predikcí napětí v celé síti postačují pouze data z několika klíčových míst. Zásadní charakteristikou této metody přitom je, že po zákaznících nepožaduje zadávání žádných citlivých údajů.

Podle profesora Davida Flynna, vedoucího Smart Systems Group, spolupráce univerzity Heriot-Watt a Scottish Power Energy Networks velmi dobře ukazuje, jak lze díky spojení rozdílných odborností dospět k novému uvažování o věcech se zcela konkrétním praktickým užitkem pro britské provozovatelé energetických sítí. „Ukazuje se, že umělá inteligence a analýza velkých objemů dat jsou stále důležitější při řešení výzev, se kterými se britští poskytovatelé energií potýkají, a při dekarbonizaci našich energetických systémů pravděpodobně budou hrát klíčovou roli,“ dodal David Flynn.

O přípravě výstavby dalšího bloku jaderné elektrárny v Dukovanech a zapojení českého průmyslu do stavebních prací jednali zástupci Ministerstva průmyslu a obchodu (MPO) a Aliance české energetiky (Czech Power Industry Alliance – CPIA). Během setkání se shodli na jednoznačné podpoře zapojení co nejvíce českých firem do tohoto projektu.

„Pro rozvoj jaderné energetiky, který nás po ukončení spalování uhlí v České republice nevyhnutelně čeká, je nezbytné, aby si český průmysl zachoval vysoké kompetence v co nejširším spektru odborností souvisejících s jadernou energetikou,“ řekl vicepremiér, ministr průmyslu a obchodu a ministr dopravy Karel Havlíček (za ANO) a dodal: „K tomu je nutné mít dostatečný počet zakázek do doby zahájení výstavby nového jaderného zdroje v Dukovanech a následně dosáhnout maximálně možného zapojení během výstavby.“

MPO od samého začátku přípravy projektu nového jaderného zdroje v Dukovanech zástupce českého průmyslu podporuje a zdůrazňuje význam domácí lokalizace prací na zaměstnanost, vědu a školství a také celkový makroekonomický přínos.

„Aktualizovali jsme přehled českých dodavatelů v oblasti jaderné energetiky, podporujeme české firmy jak ve vztahu k výstavbě nových jaderných zdrojů v ČR, tak v jejich exportních aktivitách. Zároveň oceňujeme další připravované kroky Aliance české energetiky či například aktivity Svazu podnikatelů ve stavebnictví,“ doplnil náměstek ministra průmyslu a obchodu pro jadernou energetiku Tomáš Ehler.

Představitelé ministerstva a aliance se zabývali také bezpečnostním hodnocením uchazečů, navazujícím plánovaným vyhlášením výběrového řízení, projednáváním návrhu zákona o opatřeních k přechodu ČR k nízkouhlíkové energetice v Parlamentu ČR či jednáním MPO s uchazeči o výstavbu nového jaderného zdroje v lokalitě Dukovany. Zástupci aliance informovali o jednáních s uchazeči, možnostech zapojení do dodavatelských řetězců a rovněž představili takzvanou Road map českého průmyslu.

„Jedná se o výčet dodávek a služeb, které mohou české firmy nabídnout jako potenciální subdodavatelé. Výčet byl proveden po jednotlivých technologických celcích, tj. jaderný ostrov, turbínový ostrov, pomocné provozy, systémy kontroly a řízení, elektrické systémy, ostatní systémy a zařízení a stavební části,“ vysvětlil výkonný ředitel Aliance české energetiky Josef Perlík.

Alianci české energetiky tvoří 10 strojírenských firem s celkem více než 4 500 zaměstnanci. Jsou mezi nimi například firmy Doosan Škoda Power, Škoda JS, I&C Energo, ZAT nebo Sigma Group. Tyto firmy se sdružily do neexkluzivního společenství, aby posílily svou pozici v tendrech na zajištění dodávek a služeb především v oblasti výstavby a údržby jaderných elektráren v České republice i zahraničí.

Vláda již v polovině dubna oznámila, že Česká republika se v reakci na informace o podílu ruské tajné služby na explozích v muničním areálu ve Vrběticích na Zlínsku v roce 2014 rozhodla nepřizvat do tendru ruskou společnost Rosatom. Vláda rovněž schválila usnesení, že tzv. bezpečnostní dotazník bude zaslán pouze zájemcům z Francie, Jižní Koreje a USA, tedy firmám EDF, KHNP a Westinghouse. Již dříve byla ze seznamu zájemců vyřazena čínská firma CGN.

Rozhodnutí vlády v červnu stvrdil parlament, který odsouhlasil návrh vyloučit ze seznamu uchazečů o dostavbu Dukovan čínské a ruské firmy. K dostavbě lze podle parlamentního rozhodnutí využít pouze technologie od dodavatelů ze států, které přistoupily k mezinárodní dohodě o vládních zakázkách. ČEZu pak byla odeslána finální podoba bezpečnostního dotazníku. ČEZ by měl dotazník neprodleně rozeslat uchazečům o zakázku.

Vize člověkem řízené jaderné fúze se o krok přiblížila realitě: vědcům z kalifornského National Ignition Facility (NIF), který je součástí Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), se totiž podařilo na malý zlomek vteřiny dosáhnout tzv. zapálení. To je stav, kdy záření uvolněné při jaderné fúzi stačí k zahřátí okolního paliva, které také začne fúzovat, a vznikne tak sebeudržující se řetězová fúzní reakce.

Podle LLNL tím bylo v oblasti experimentálního výzkumu jaderné fúze dosaženo důležitého milníku s nadějnými vyhlídkami do budoucna. Zvládnutí zapálení jaderné fúze by totiž pro lidstvo znamenalo nový čistý zdroj energie a nepochybně by přineslo i odpovědi na řadu velkých otázek teoretické fyziky.

Americkým vědcům se v laboratorních podmínkách podařilo zapálení dosáhnout díky obří soustavě téměř 200 laserů o velikosti tří fotbalových hřišť. Ty mířily na peletu deuterium-tritiového fúzního paliva o průměru pouhých několika milimetrů. Laserový paprsek zahřál peletu na teplotu více než 3 miliony °C, čímž se odpařil její povrch a došlo ke stlačení deuteria a tritia na hustotu, při které se jejich atomy začaly slučovat. Při tom se uvolnilo více než 1,3 MJ energie, tedy zhruba 25násobek dosud rekordního množství energie, kterého se podařilo v NIF dosáhnout v roce 2018.

Nový rekord padl i díky řadě technických vylepšení celého experimentálního zařízení: byla použita nová diagnostika, došlo ke změnám ve výrobě tzv. hohlraumu, dutého zařízení, v němž je umístěna peleta, a zvýšila se rovněž přesnost laseru.

Přestože uvolňování energie trvalo jen velmi krátkou dobu – pouhých 100 biliontin sekundy – vědce výsledek experimentu nadchl. „Tento výsledek je historickým pokrokem ve výzkumu fúze inerciálního udržení,“ radostně komentovala událost Kim Budilová, která je ředitelkou LLNL.

I nejnovější experiment si stejně jako všechny předchozí stále vyžádal na vstupu více energie, než kolik jí vyprodukoval, je však prvním, při kterém se podařilo dosáhnout klíčové fáze – zapálení. Vědci si tak připravili půdu pro dosažení další mety, tzv. breakeven, tedy momentu, kdy energie na vstupu je ekvivalentní energii uvolněné fúzní reakcí. Teprve pak bude možné začít se vážně zabývat energetickým ziskem z jaderné fúze.

Jako ve středu Slunce

Někteří vědci považují jadernou fúzi za možný energetický zdroj budoucnosti, zejména proto, že při jeho využívání vzniká jen velmi málo odpadu a žádné skleníkové plyny. Od jaderného štěpení, techniky, která se v současné době používá v jaderných elektrárnách, se zcela zásadně liší. Při štěpné reakci se přerušují vazby mezi těžkými atomy, díky čemuž dochází k uvolňování energie. Ve fúzním procesu se naopak spojují lehká atomová jádra, čímž vznikají jádra těžká a rovněž se uvolní značné množství energie.

V současné době existují dva hlavní způsoby, kterými se vědci snaží ovládnout jadernou fúzi: magnetické a inerciální udržení. Při magnetickém udržení jde o dosažení ustálených podmínek fúzního hoření a o zapálení mluvíme, pokud ohřev plazmatu stačí k stálému udržení extrémní teploty. V NIF se zaměřují na fúzi inerciálního udržení. Myšlenka řízeného uvolňování fúzní energie pomocí inerciálního udržení vychází ze stejného obecného principu, na jakém funguje vodíková bomba – palivo je zahřáto tak rychle, že dosáhne podmínek potřebných k zapálení fúze a začne hořet předtím, než se rozletí. Setrvačnost neboli inerce paliva zabraňuje jeho okamžitému úniku. Důležité však je, že množství paliva musí být mnohem menší než v případě vodíkové bomby, aby energie jednotlivé „exploze“ nezničila okolní prostředí. Objem paliva je také omezen tím, kolik energie dokážeme dodat, aby se palivo dostatečně rychle zahřálo.

Omezení množství paliva lze teoreticky vypočítat. Typické hodnoty energie uvolněné každou malou explozí by tak měly dosahovat řádově stovek milionů joulů. Pro srovnání, jeden kilogram benzínu obsahuje zhruba 40 milionů joulů, takže každá exploze by odpovídala spálení několika kilogramů benzínu. K uvolnění takového množství energie ale stačí jen několik miligramů směsi deuteria a tritia, a to díky jejímu mnohem většímu energetickému obsahu. Toto množství má v pevném skupenství podobu malé kuličky o poloměru pouhých několika milimetrů a odborně se nazývá terčík.

 V LLNL tento teoretický koncept realizují tak, že systémem laserů ohřívají na velmi vysokou teplotu palivové pelety. Ty obsahují tzv. těžké vodíky – deuterium a tritium –, které lze snáze „tavit“ a vyprodukovat z nich více energie. Palivové pelety je však třeba ohřát a stlačit do stavu, který panuje ve středu Slunce, tohoto přírodního fúzního reaktoru.

Jakmile je těchto podmínek dosaženo, fúzní reakce uvolní několik částic, včetně částic „alfa“, které interagují s okolní plazmou a dále ji zahřívají. Zahřátá plazma pak uvolňuje více a více částic alfa a rozbíhá se řetězová reakce – proces označovaný jako zapalování.

Zjistit, co bylo po Velkém třesku

„Týmy NIF odvedly mimořádnou práci,“ ocenil práci svých kolegů profesor Steven Rose, spoluředitel Centra pro studium inerciální fúze na Imperial College London, s tím, že jde o nejvýznamnější pokrok v oblasti experimentů s inerciální fúzí od jejich počátků, které se datují do roku 1972.

Jeremy Chittenden, Roseův kolega ze stejného centra, však varoval, že učinit z tohoto laboratorního a čistě experimentálního řešení prakticky využitelný zdroj energie nebude snadné. „Proměna tohoto konceptu na obnovitelný zdroj elektrické energie bude pravděpodobně dlouhý proces, během nějž bude nutné překonat řadu významných technických výzev,“ řekl, avšak optimisticky dodal: „Tempo zvyšování produkce energie je rychlé, což naznačuje, že brzy můžeme dosáhnout dalších energetických milníků, jako je stav, kdy na výstupu dosáhneme vyššího energetického výtěžku, než je energetická náročnost laserů použitých k nastartování procesu. “

Tým z Imperial College London nyní analyzuje výstupy experimentu pomocí diagnostických metod, které sám vypracoval, aby co nejlépe porozuměl tomu, co se děje za tak extrémních podmínek. Brian Appelbe, výzkumný pracovník Centra pro studium inerciální fúze, uvedl: „Lasery NIF již dříve dokázaly vytvořit ty nejextrémnější podmínky na Zemi, ale nyní se zdá, že nový experiment zdvojnásobil předchozí nejvyšší dosaženou teplotu. Dostali jsme se tak do situace, v níž jsme nikdy předtím nebyli – nacházíme se na dosud nezmapovaném území našeho porozumění plazmě.“

Zvládnutí jaderné fúze a detailní porozumění jejím mechanismům by mohlo teoretickým fyzikům otevřít nové možnosti výzkumu některých nejextrémnějších stavů vesmíru, včetně těch, které panovaly jen několik minut po Velkém třesku.

Načíst další