Bude tepelná energia úplne nahradená?

Ⅰ . Poučenie z výpadkov prúdu

Zažili ste niekedy výpadok prúdu? Zrazu všetko ponorí do tmy, výťahy sa zastavia, mobilné telefóny sa vybijú a klimatizácie sa vypnú. Tento pocit bezmocnosti núti človeka uvedomiť si, že elektrina je „vzduchom“ modernej spoločnosti.

V skutočnosti k veľkým výpadkom prúdu došlo na celom svete:

Výpadok prúdu v Severnej Amerike v roku 2003 nechal cez noc desiatky miliónov používateľov v tme.

Počas vlny mrazov v Texase v roku 2021 sa veterné elektrárne a elektrárne na zemný plyn hromadne odstavili a bez záložného úložiska energie milióny ľudí trpeli mrazivými teplotami a výpadkami prúdu.

Výpadky prúdu v niektorých regiónoch Číny: nedostatok uhlia a výkyvy v dodávkach energie z obnoviteľných zdrojov zaťažili sieť, čo si vynútilo obmedzenia dodávok energie.

Tieto príklady nám ukazujú, že spoliehanie sa výlučne na tepelnú energiu je riskantné a spoliehanie sa výlučne na obnoviteľnú energiu je tiež riskantné. Energetický systém potrebuje stabilnejšiu „kombinačnú stratégiu“.

Ⅱ . Štruktúry moci v rôznych krajinách

Zdroje energie sa na celom svete výrazne líšia:

Čína: Hlavným zdrojom energie zostáva spaľovanie uhlia, ale v posledných rokoch prudko vzrástol inštalovaný výkon fotovoltaiky a veternej energie a model „obnoviteľná energia + skladovanie energie“ sa postupne stáva trendom.

Spojené štáty: Vyvážený prístup medzi zemným plynom a obnoviteľnými zdrojmi energie a zároveň svetové líderstvo v technológii skladovania energie v batériách, pričom Kalifornia a ďalšie regióny vybudovali najväčšie elektrárne na skladovanie energie na svete.

Európa: Nemecko a Španielsko sú priekopníkmi vo veternej a solárnej energii, zatiaľ čo Francúzsko sa spolieha na jadrovú energiu pre stabilitu siete. Európa ako celok je odhodlaná k energetickej transformácii, pričom rozvoj systémov skladovania energie sa zrýchľuje.

Japonsko a Južná Kórea: Tieto krajiny, ktoré sú vysoko závislé od dovozu energie, musia vyvážiť bezpečnosť dodávok a zároveň aktívne rozvíjať kombinácie solárnych, vodíkových a skladovacích technológií.

Celkovo sa všetky regióny posúvajú smerom k modelu „obnoviteľná energia + skladovanie“, hoci rôznym tempom.

Ⅲ . Aká je súčasná situácia?

Rozvoj nových energetických technológií prosperuje, ale čelí aj výzvam.

„Rozmarnosť“ fotovoltaiky a veternej energie: fotovoltaická energia sa dá vyrábať iba cez deň, keď svieti slnko, a v noci sa zastaví; veterná energia závisí od počasia a zastaví sa počas „bezveterných období“. Táto nestálosť vyvíja tlak na stabilnú prevádzku elektrickej siete.

Vznik batérií na ukladanie energie: Lítium-iónové batérie a prietokové batérie fungujú ako obrovské „powerbanky“, ktoré ukladajú prebytočnú elektrinu počas období prebytku a uvoľňujú ju počas špičky dopytu, aby pomohli vyrovnať sieť.

Politické faktory: Čína výslovne stanovila, že nové projekty fotovoltaiky a veternej energie musia byť sprevádzané zariadeniami na skladovanie energie. USA a Európa medzitým využívajú fiškálne dotácie a trhové mechanizmy na motiváciu spoločností k budovaniu infraštruktúry na skladovanie energie.

Výzvy pretrvávajú: Batérie na skladovanie energie sú drahé, majú obmedzenú životnosť a ich recyklácia a opätovné použitie na konci životnosti zostávajú nevyriešenými otázkami.

Inými slovami, skladovanie energie sa postupne rozširuje, ale kým úplne nahradí tradičné zdroje energie, bude to chvíľu trvať.

Ⅳ . Prečo nahradiť uhoľnú energiu?

Ochrana životného prostredia: Uhoľné elektrárne významne prispievajú k emisiám uhlíka, znečisteniu ovzdušia a skleníkovému efektu.

Energetická bezpečnosť: Výkyvy cien uhlia a zemného plynu priamo ovplyvňujú ceny a dodávky elektriny.

Ekonomická životaschopnosť: Fotovoltaická a veterná energia sú čoraz dostupnejšie, dokonca nákladovo efektívnejšie ako energia z uhlia.

Ciele uhlíkovej neutrality: Na zníženie emisií je potrebné postupne vyradiť a nakoniec úplne zrušiť výrobu energie z uhlia.

Ⅴ . Dokáže úplne nahradiť energiu z uhlia?

Odpoveď znie: Nakoniec, ale nie tak skoro.

Počas nasledujúcich 10 rokov zostane uhoľná energia „chrbticou“ siete.

2030 – 2040: Keďže skladovanie energie sa stane lacnejším a vodíková energia spoľahlivejšou, uhoľná energia sa postupne presunie na „lavicovú“ pozíciu.

Okolo roku 2050: Očakáva sa, že dominujú obnoviteľné zdroje energie v kombinácii s uskladňovaním energie, pričom uhoľné elektrárne budú postupne vyraďované.

Inými slovami, budúci energetický systém bude pravdepodobne pozostávať z obnoviteľných zdrojov energie a skladovania energie ako hlavných zdrojov, uhoľných elektrární bude menej a jadrová energia, vodná energia a vodíková energia budú poskytovať doplnkovú podporu.

Batérie na skladovanie energie budú čoraz viac kombinované so solárnou a veternou energiou, rovnako ako smartfóny nemôžu fungovať bez batérií. Aby však obnoviteľná energia úplne nahradila uhoľnú energiu, sú stále potrebné technologické prelomy, politická podpora a modernizácia siete. V budúcnosti možno uhoľná energia náhle nezmizne, ale skôr bude postupne ustupovať do úzadia, až kým si jedného dňa neuvedomíte, že v energetickom sektore už dominuje čistá energia.