Nemecký „energetický prechod“: Harakiri so začiatkom

Nemecká spolková vláda chce zrejme úplne obmedziť dodávky energie na elektrinu z vetra a fotovoltaiky. Už si uvedomili, že stabilitu systému nebude ľahké dosiahnuť. Výroba elektriny z vetra a fotovoltaiky je najnižšia vtedy, keď je jej najviac potrebné, a to v zime. Nezávislí vedci považujú tieto projekty za ťažko realizovateľné a určite nie finančne realizovateľné. Ak sa bude takto pokračovať, katastrofa je nevyhnutná.

Najprv krátky úryvok zo správ z nemeckého Bundestagu zo 6. decembra 2023, v ktorých možno nájsť tieto vyhlásenia o úmysle:

Federálna vláda vytvorila plán na dosiahnutie bezpečnej a robustnej prevádzky budúceho systému napájania so 100 percentami obnoviteľnej energie. Na brífingu (20/9760) predstavuje „Cestovnú mapu stability systému“.

V brífingu sa uvádza, že zmena štruktúry výroby elektrizačnej sústavy smerom k obnoviteľným energiám závislým od dodávky (OZE) predstavuje zásadnú systémovú zmenu, ktorá sa dotýka aj poskytovania systémových služieb a ďalších potrebných opatrení na zabezpečenie stability sústavy pre bezpečnú prevádzku elektrickej siete. Ak by sa napríklad zrušili konvenčné elektrárne na fosílne palivá, ich prirodzené stabilizačné vlastnosti by už neboli k dispozícii. To znamená, že tieto vlastnosti budú musieť byť v budúcnosti poskytnuté alternatívne.

„Energetická transformácia“ spôsobuje prudký nárast dopytu po elektrickej energii

V prvom rade treba poznamenať, že úplný zákaz uhľovodíkov a ich nahradenie elektrickou energiou znamená, že len pre elektromobily sú potrebné ďalšie dve tretiny súčasnej výroby elektriny. Dôsledné využívanie tepelných čerpadiel na vykurovanie a ohrev vody si vyžaduje zvýšenie špičkového výkonu v zime o dvoj- až trojnásobok súčasnej výroby elektriny.

Ako vyzeralo pokrytiev Nemecku 1. decembra tohto roku:

A keďže už v lete je prebytok dopytu z vetra a fotovoltaiky, v zime tomu tak nie je. Tu je príklad, ako to môže fungovať v zime. Tento list redakcii od Dr. Euan Mearns bol publikovaný v The Press and Journal, 8. decembra 2023:

„Pane, predstavujem si, že veľa čitateľov P&J nosí vlnené čiapky a svetre a chúli sa okolo sviečky, aby sa zahriali. Vonku je veľmi chladno, bezvetrie a tma. Ideálne podmienky pre prebytočnú zimu.

V sobotu 2. decembra som o 13:30 a 16:50 vykonal okamžitú kontrolu dodávky a dopytu elektriny v Spojenom kráľovstve. O 13:30 bol dopyt 40 GW. Spojené kráľovstvo má 29 GW inštalovanej kapacity veternej energie a 15 GW inštalovanej solárnej fotovoltaickej kapacity, čo dáva celkovo 44 GW variabilnej obnoviteľnej energie – dosť na pokrytie všetkých dopytov, keď je veterno a slnečno. V sobotu o 13:30 uspokojila veterná a solárna energia spolu len 9,4 % dopytu a o 16:50 to už bolo len 3,8 % dopytu.

K 16:50 dodal plyn 56,1 %, jadro 11,4 % a dovoz 14,3 % . Tí, ktorí tvrdia, že veterná a solárna energia zaisťujú energetickú bezpečnosť, zjavne klamú samých seba.“

Katastrofické scenáre

Na Islande sa ohnivá magma v súčasnosti dostáva na povrch cez pomerne veľkú puklinu. Etna je aktívna, Vezuv a Flegrejské polia by mohli čoskoro vybuchnúť. Vyskytlo sa dosť sopečných erupcií, ktoré vyslali do ovzdušia toľko popola, že došlo k výraznému ochladeniu po celé mesiace a dokonca roky, pretože bolo zablokované slnko.

Výsledkom takejto udalosti je chladná a drasticky znížená výroba elektriny z fotovoltaiky. Nevyhnutnými následkami by boli výpadky prúdu a kolaps verejného poriadku a bezpečnosti.

V roku 1859 došlo ku Carringtonskej udalosti, silnej geomagnetickej búrke, ktorá spôsobila vzplanutie telegrafných vedení. Viedlo to dokonca k celoplanetárnym polárnym žiaram. Udalosť Carrington zostáva najnásilnejšou geomagnetickou búrkou v histórii. Stalo sa to len pár mesiacov pred maximami slnečného cyklu. Takže ako sa Slnko blíži k vrcholu svojej súčasnej aktivity slnečného cyklu v júli 2025, geomagnetické búrky môžu byť častejšie.

Takzvaná udalosť Miyake , ktorá sa za posledných 2 000 rokov odohrala 6 – krát, je rádovo silnejšia a zabila by takmer všetku elektroniku a elektrické siete.

Spoločnosť, ktorá obmedzuje súčasné zdroje energie a distribučné siete pre uhlie, zemný plyn, ropu a elektrinu na veternú a fotovoltaiku na výrobu energie a elektrickú sieť ako jedinú distribučnú cestu, by bola na dlhý čas úplne paralyzovaná takými udalosťami, ktoré zaručene prídu.

Obrovské náklady

Už sme videli, že pre zimnú prevádzku je potrebná obrovská modernizácia fotovoltiky a veterných elektrární. Na zaručenie stability systému potrebujete obrovské úložné kapacity. Francis Menton sa tejto téme venuje v článku „The Energy Storage Conundrum“.

„Návrh takého výpočtu najhoršieho prípadu slnečného „sucha“ pripravil David Wojick z PA Pundits International 20. januára 2022 a potom ho Roger Caiazza z Pragmatic Environmentalist v príspevku z 24. januára 2022 použil v prípade štátu New York. Wojick rieši otázku, aká veľká kapacita solárnej výroby a skladovania energie je potrebná na zabezpečenie 1 000 MW nepretržitej elektriny počas päťdňového zimného slnečného sucha, po ktorom nasledujú dva dni slnečného svitu, po ktorých nasleduje ďalšie päťdňové slnečné sucho. Tu je výpočet:

Pre jednoduchosť predpokladajme najprv 8 hodín plného slnka a plného výkonu každý [slnečný] deň. Potom samozrejme potrebujeme 16 hodín úložného priestoru každú noc. To je 16 000 MWh batériového úložiska. Potrebujeme tiež dodatočnú generačnú kapacitu 2 000 MW na každodenné nabíjanie batérií…

Koľko po sebe nasledujúcich dní tmavej oblačnosti je potrebné zvážiť, je zložitá otázka miestnej a regionálnej meteorológie. Tu jednoducho predpokladáme 5 dní, ale pokojne to môže byť aj viac. Vo väčšine štátov sa určite z času na čas prihodí päť temných dní po sebe…

Potrebná kapacita batérie je jednoduchá. Päť dní s 24 hodinami denne je 120 hodín. Na dodanie konštantného výkonu 1 000 MW je to neuveriteľných 120 000 MWh úložnej kapacity…

Je dôležité, aby boli batérie temného dňa nabité pred príchodom ďalších temných dní, čo môže byť v niektorých prípadoch veľmi skoro. To je tiež otázka meteorológie. Aby sme boli konzervatívni, najprv predpokladajme, že na dokončenie úlohy máme dva jasné slnečné dni.

Počas dvoch dní máme 16 hodín nabíjacieho času na potrebných 120 000 MWh, čo si vyžaduje výrobnú kapacitu 7 500 MW. Už máme 3 000 MW výrobnej kapacity [pre plné slnečné dni], ale tá sa využíva 24 hodín denne, 7 dní v týždni na poskytovanie energie počas slnečných dní. Nie je k dispozícii nabíjanie batérií na tmavé dni. Ukázalo sa, že potrebujeme neuveriteľných 10 500 MW kapacity na výrobu solárnej energie.

Týchto 10 500 MW je veľa vzhľadom na to, že chceme nepretržite spoľahlivo generovať iba 1 000 MW.

Výpočet je teda taký, že ak poskytneme 1 000 MW energie len pomocou solárnych panelov a batériového úložiska a najhorší scenár päťdňového solárneho „sucha“, po ktorom bude nasledovať, budeme potrebovať 10 500 MW solárnych panelov a 120 000 MWh batériové úložiská chcú spoľahlivo prežiť dva dni slnečného svitu a ďalšie päťdňové slnečné „sucho“. …

Skladovanie na celý rok: Nemecko a Kalifornia

V príspevku na webovej stránke Energy Matters z 22. novembra 2018 Roger Andrews vypočítal kapacitu skladovania energie, ktorá by bola potrebná na úplnú podporu systému na výrobu veternej/slnečnej energie na celý rok v dvoch prípadoch: v Nemecku a Kalifornii. Pre svoje výpočty použil denné priemerné údaje (a nie hodinové alebo minútové údaje) za rok 2016 pre Nemecko a 2017 pre Kaliforniu. V sledovaných rokoch bol priemerný dopyt v Nemecku okolo 50 000 MW a v Kalifornii okolo 35 000 MW.

Andrews vypočítal, že v oboch prípadoch, ak by Nemecko alebo Kalifornia dodávali všetku svoju elektrinu z veterných a solárnych elektrární s prerušovanými vzormi ich skutočných veterných a solárnych elektrární v týchto rokoch, obe krajiny by potrebovali asi 25 000 GWh úložiska, aby sa vyhli výpadkom prúdu. Úložisko s kapacitou 25 000 GWh by predstavovalo približne 714 MWh úložiska na megawatt priemerného využitia (29,75 dňa priemerného využitia) v Kalifornii alebo 500 MWh úložiska na megawatt priemerného využitia (21,83 dňa priemerného využitia) v Nemecku.

Obrovské náklady

Najprv treba zdvojnásobiť v súčasnosti existujúcu kapacitu veternej fotovoltaiky, aby pokryla spotrebu v zime, a potom strojnásobiť, aby bola schopná zásobovať elektromobily a tepelné čerpadlá, a potom opäť desaťnásobne zvýšiť, aby prečkala zimu. Kde sa nachádza taký priestor a kto ho platí, sú tiež zaujímavé otázky.

Menton stále odhaduje náklady na skladovanie. Predpokladané náklady na rok 2050 sa pohybujú medzi 100 a 250 dolármi za kWh. Náklady na úložisko s kapacitou 25 000 GWh (25 miliárd kWh) by sa teda pohybovali medzi 2 500 a 62 500 miliardami dolárov. Jediná technológia batérie, ktorá skutočne funguje, je lítium-iónová. Odkiaľ presne by lítium malo pochádzať? Člen CDU Bundestagu Roderich Kiesewetter to povedal pre ARD:

Vodík ako zásobník

Niektorí zástancovia siete Net Zero – možno uznávajúc nepraktickosť ukladania batérií ako zálohy systému veternej/slnečnej energie – navrhli ako alternatívu vodík. Pre politikov a aktivistov, ktorí nevidia potrebu riešiť otázky praktickosti alebo nákladov, sa vodík javí ako perfektný spôsob, ako úplne odstrániť uhlík z energetického cyklu: vodík jednoducho vyrobíte elektrolýzou vody a uskladníte ho, kým ho nebudete potrebovať, a potom ho spaľuje na výrobu elektriny. Voda by bola jediným vedľajším produktom.

Žiaľ, praktické využitie a náklady na vodík sú také vysoké, že je veľmi nepravdepodobné, že by sa niekedy stal riešením problému skladovania energie. Vodík sa v súčasnosti vyrába relatívne lacno zo zemného plynu procesom nazývaným parné reformovanie. Oxid uhličitý však vzniká ako vedľajší produkt, takže v porovnaní so spaľovaním zemného plynu neexistujú žiadne výhody pri znižovaní emisií oxidu uhličitého. Ak je cieľom dekarbonizácia, vodík sa musí získavať z bezuhlíkového zdroja, pričom jedinou skutočnou alternatívou je voda. V kruhoch ekologických aktivistov sa vodík vyrobený z vody elektrolýzou označuje ako „zelený“ vodík.

Doposiaľ neexistuje takmer žiadna komerčná výroba zeleného vodíka, pretože elektrolýza je oveľa drahšia ako parná reforma zemného plynu, a preto je neekonomická bez výrazných vládnych dotácií. Výročná energetická kniha JP Morgan Asset Management 2022 uvádza: „Súčasná produkcia zeleného vodíka je zanedbateľná…“

Vodík je najmenšia molekula zo všetkých, preto je extrémne prchavá, ale vo vzduchu okamžite vytvára kyslík. Vodík je oveľa náročnejší a nákladnejší na prepravu, skladovanie a manipuláciu ako so zemným plynom. Je oveľa nebezpečnejší a zraniteľnejší voči výbuchom. Má oveľa nižšiu objemovú hustotu ako zemný plyn, nehovoriac o benzíne alebo nafte, čo ho robí menej užitočným pre dopravné aplikácie, ako sú autá a lietadlá. Cena je 5 – 10 krát vyššia ako zemný plyn.

Na nič z toho nepotrebujete žiadne znalosti z atómovej fyziky. Na rozpočítanie nákladov postačujú základné kalkulačné metódy. Rýchlo sa ukázalo, že tento typ „energetického prechodu“ nie je uskutočniteľný. Možno je to dôvod, prečo sa Švédsko opäť spolieha na jadrovú energiu . A Čína na uhlie.

Zdroj: https://tkp.at/2023/12/20/deutsche-energiewende-harakiri-anlaufen/