Bude tepelná energia úplne nahradená?

ⅰPoučenie 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“.

ⅱŠtruktúry 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.

ⅲAká 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.

ⅳPrečo 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.

ⅴDokáže 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.