Energetika

Energetika
Elektrická energie je jednou z možných forem přenosu energie kinetická, potenciální… Pro chod naší společnosti nepostradatelná. Na jejím základě nebo alespoň za jejího přispění probíhá veškerá naše činnost a proto ji považujeme za samozřejmost.
Ačkoli tvoří těžební a energetický průmysl jen 6-8% průmyslové výroby světa, tvoří základ novodobé společnosti a hospodářství. Jsou finančně velmi náročné, mají vysoké nároky na dopravu, spotřebují rozsáhlé plochy a hlavně značně poškozují životní prostředí.
Do začátku 19. století užívali lidé převážně obnovitelných zdrojů paliv a energie. (biomasa, práce zvířat, lidí, voda, vítr, sluneční záření). Spotřeba byla nízká a takřka bezodpadová. V roce 1850 připadalo na fosilní paliva a vodní energii pouze 11,5% spotřeby veškeré energie světa, v roce 1910 však již 69% a dnes asi 89% (včetně jaderné energie). Posun od obnovitelných k neobnovitelným zdrojům se vyznačoval výrazným zvýšením celkové spotřeby primárních energetických zdrojů. Je to výsledek průmyslové revoluce a vědeckotechnického rozvoje v 19. a 20. století.

PEZ:
· Neobnovitelné
· Klasické: fosilní paliva: uhlí černé, hnědé, lignid, ropa, zemní plyn, uran…
· Alternativní: syntetická paliva: zplyňování či zkapalňování uhlí, zpracování ropných břidlic a písků

· Obnovitelné
· Klasické :vodní energie: akumulační, průtočné a přečerpávací elektrárny, biomasa
· Alternativní:H2O: přílivová, příbojová, rozdíly teplot vod, biomasa (bionafta..) větrná, sluneční a geotermální energie

Základem energetiky 19. století se stalo uhlí (parní stroj, rozvoj tovární výroby, hutnictví a železniční dopravy). Ve dvacátém století převzala hlavní roli ropa (rozmach automobilismu a chemického průmyslu), k ní se přidal zemní plyn a na závěr jaderná energetika. Stabilní součástí je vodní energetika jako největší obnovitelný zdroj. Nárůst spotřeby byl stále větší, ačkoli se vědeckým pokrokem snížila spotřeba paliv na jednotku výroby.

Vývoj spotřeby PEZ a elektřiny prodělá ve 21. století změny, které budou mít ekonomické, sociální i politické dopady. Po vyčerpání zdrojů ropy se zvýší tlak na oblasti, kde je životnost zásob delší (Perský záliv). Pravděpodobně dojde k opětovnému vzestupu využívání uhlí, jehož zásoby jsou několikrát větší, než ropy. Dalšími možnostmi jsou jaderná energetika, pokrok ve využití alternativních a obnovitelných zdrojů energie a hlavně úspory. Základní možností, jak řešit závislost na fosilních palivech, je vědeckotechnický rozvoj a změna hodnot lidské společnosti – myšlenka trvale udržitelného rozvoje.
Obtížnost řešení energetické situace naznačují možnosti vývoje ve 21. století. Při úzké vazbě mezi počtem obyvatel, rozvojem hospodářství a spotřebou paliv, lze očekávat až 5x větší spotřebu paliv, na níž se budou stále více podílet málo hospodářsky rozvinuté státy, jako třeba Indie.


Uhelné elektrárny
Uhelné elektrárny v ČR:
Dětmarovice
Hodonín
Chvaletice
Ledvice
Mělník
Počerady
Poříčí
Prunéřov
Tisová
Tušimice

Hlavními výrobními bloky uhelných elektráren jsou bloky o výkonu 200 MW. Jsou instalovány v elektrárnách Tušimice II, Počerady, Prunéřov II (210 MW), Chvaletice a Dětmarovice. Většina uhelných elektráren v České republice je provedena v tzv. blokovém uspořádání, 200MW bloky v něm pracují všechny. Největší je blok 500 MW v Elektrárně Mělník.
V současné době je ve všech uhelných elektrárnách ČEZ, a. s., hotov rozsáhlý ekologický program. Zahrnuje odsíření spalin, snížení emisí oxidů dusíku, oxidu uhelnatého a prachu, změnu ve způsobu ukládání odpadů. Všechny úpravy byly hotovy do konce roku 1998. Uhelné elektrárny ČEZ, a. s., pak vyrábí elektřinu s minimálním dopadem na životní prostředí. ČEZ proinvestoval od roku 1992 do 2000 přes 50 mld korun

ČEZ, a. s. - Vodní elektrárny
Všechny velké vodní elektrárny s výjimkou Dalešic a Dlouhých Strání jsou situovány na toku Vltavy, kde tvoří kaskádový systém - Vltavskou kaskádu. Představují svým výkonem více než 17 % celkového instalovaného výkonu ČEZ, a. s. Mají energetický, vodohospodářský i ekologický význam. Vyznačují se velkou pohotovostí, nezatěžují životní prostředí žádnými odpady a představují levný zdroj elektrické energie, který se využívá zejména v období špičkové spotřeby. Lipno I, II, Hněvkovice, Kořensko, Orlík, Kamýk, Slapy, Štěchovice, Vrané, Mohelno, Žilina.

JED má výkon asi 20% Druhá, JETE měl být podíl atomové energetiky asi 20%.


První větrná elektrárna ČEZ, a. s., o výkonu 315 kW byla uvedena do zkušebního provozu v listopadu 1993 v Krušných horách (lokalita Dlouhá Louka u Oseka). Na této demonstrační elektrárně probíhá řada zkoušek a měření, např. vlivu turbulence vzduchu na výkon, vlivu námrazy a atmosférické elektřiny na provoz elektrárny, ekologických vlivů elektrárny na okolí, optimalizace provozu apod.



GEOTERMÁLNĺ ELEKTRÁRNA
Geotermální elektrárny využívají tepelné energie nitra Země, uvolňující se radioaktivním rozpadem izotopů v zemském magmatu.

SLUNEČNÍ ENERGIE
Slunce je v podstatě obrovský termojaderný reaktor, v němž dochází k syntéze (slučování) jader helia z jader vodíků (protonů) v tzv. “vodíkovém cyklu”. Vodíkový cyklus probíhá při teplotě 10 miliónů stupňů Kelvina, což odpovídá poměrům v nitru slunce. Termojaderné procesy na Slunci probíhají již 5 miliard let. Zásoba vodíku vystačí ještě na dalších 15 miliard let.
Sluneční energie může za příznivých podmínek (obloha bez oblačnosti) v naší geografické poloze dosáhnout hodnoty asi 1 kW/m2 plochy orientované kolmo k dopadajícímu záření.

PŘENOS ELEKTRICKÉ ENERGIE
Přenos elektrické energie se uskutečňuje mezi elektrárnami a velkými elektrickými stanicemi. Tento přenos může být drátový nebo bezdrátový, který patří mezi perspektivní metody (viz heslo Bezdrátový přenos elektrické energie). Vzhledem k tomu, že při přenosu střídavého proudu jsou ztráty úměrné druhé mocnině proudu je výhodné aby bylo přenášeno co nejvyšší napětí.

Atomová energie ve světě.
Stále více se ukazuje, že role energie z jádra jen tak neoslabí, spíše naopak. Protože energetické nároky stále stoupají, fosilních paliv stále ubývá a žádná použitelná alternativa zdrojů elektrické energie stále nepřichází, vypadá to, že jádro bude dominovat. Také se žádný ze států EU nehrne do odstraňování tohoto zdroje. Například Francie v roce 2001 zvýšila výrobu elektřiny o 1,9 %. Z tohoto množství bylo 76,2 % vyrobeno v jaderných zdrojích (oproti roku 2000 došlo ke zvýšení o 1,5 %). V Curychu se konala v minulém roce konference Západní Evropa bez jaderné energie?, z níž vyplynulo, že omezení výroby elektřiny jádra by mělo neúnosné ekologické následky. EU (a nejen ona) se tedy bude spíše snažit o jadernou bezpečnost.
Rusko : roce 2001 nárůst o 3,3% proti 2000. Podíl jádra na celkové domácí výrobě elektřiny byl 15,4 % (v roce předcházejícím 14,9 %). Tento trend představuje v posledních dvou letech stabilní roční nárůst o 0,5 %. Ve výstavbě jsou v současnosti čtyři jaderné elektrárny:
Bulharsko: Podíl jádra na celkové výrobě elektřiny byl 44,6 %.
Španělsko: Devět španělských jaderných bloků vyrobilo v roce 2001 o 2,3 % elektr. Energ proti 2000). Podíl jádra na celkové domácí výrobě elektřiny byl 27 %. Spotřeba elektřiny v minulém roce ve Španělsku narostla o 5,9 %, v předchozím roce to bylo 6,9 %.
Ukrajina: Třináct provozovaných ukrajinských jaderných bloků vyrobilo v loňském roce celkem 76,2 TWh, což znamená oproti předchozímu roku mírný pokles. Tento výsledek o 7,5 % předstihl cíle, které si Ukrajina pro rok 2001 stanovila. Záporoží, největší jaderná elektrárna Evropy, vyrobila 50,4 % podílu z celkové výroby z jádra.
Švédské jaderné elektrárny se budou i nadále podílet na výrobě el. energie v tomto i v příštím roce celými 47 %, stejně jako jejich největší konkurent - vodní elektrárny. Co se týká z politických důvodů odstavené Jaderné elektrárny Barseback-1, došlo ke kuriózní situaci. 600 MW z odstavené Jaderné elektrárny Barseback-1 bude dle prognóz chybět. Protože výkon této jaderné elektrárny představoval asi 6% výroby ve Švédsku, tak se očekává, že místo předchozích vývozů el. energie (cca 10 TWh/ rok) bude muset v tomto roce Švédsko dovézt asi 3,2 TWh a 3,8 TWh v roce 2001. Dovoz se uskuteční pravděpodobně z Dánských uhelných elektráren. Odstavení Jaderné elektrárny Barseback-2 se tudíž odsouvá na neurčito - až budou k dispozici náhradní zdroje. Od 30. listopadu 1999, kdy byla JE Barseback-1 odstavena, bylo spáleno v dánských elektrárnách 347 000 t uhlí z Polska a Ruska, aby byl nahrazen výkon odstavené JE. Tento neúspěšný postup švédské vlády má významný negativní vliv na životní prostředí v této oblasti.

Finská vláda schválila dne 17. ledna 2002 výstavbu nového, v pořadí už pátého jaderného reaktoru ve své zemi. Tomuto kroku předcházely vzrušené diskuse a poměr hlasů nakonec vyzněl deset ku šesti ve prospěch rozvoje jaderné energie.
Nový reaktor by měl být hotov nejdříve v roce 2008, jeho předpokládaný výkon se pohybuje mezi 1000 až 1600 megawatty. Návrh na vybudování předložila soukromá společnost Industrins Kraft a o povolení ke stavbě požádalo v roce 2000 vládu finské ministerstvo energetiky Jaderná energetika pokrývá finskou spotřebu elektrické energie z 32 %, tento podíl by měl po uvedení nového reaktoru do provozu vzrůst na 35 %.
USA - Ve Spojených státech dochází postupně ke změně v přístupu k dalšímu rozvoji jaderné energetiky. Komise Senátu pro energii a přírodní zdroje Kongresu USA předkládá návrhy na zařazení jaderné energie mezi čistý zdroj energie z dlouhodobého hlediska a požaduje předložení nových položek na výzkum v této oblasti. Předseda výboru Frank Murkowskii a další senátoři věří, že takovýmto způsobem bude možné zajistit potřebné zdroje energie pro budoucnost a současně eliminovat obavy z globálního oteplování Země, včetně dodržení Protokolu z Kyota o výpustích skleníkových plynů.
Maďarská jaderná politika
Maďarsko je zemí, která je rozlohou i počtem obyvatel velmi blízká České republice. V zemi, která má poměrně málo energetických surovin (uhlí, lignit, ropa, zemní plyn) proto uvítali průmyslové nasazení jaderné energie k výrobě elektřiny.
Roční výroba elektřiny v JE Pakš představuje asi 49% elektřiny vyrobené ročně v Maďarsku. Dalšími významnými zdroji elektrické energie jsou uhelné elektrárny (asi 31%), elektrárny na topný olej (asi 15%) a ostatní (asi 5%). Provoz JE Pakš umožnil snížit roční objem dovozu elektrické energie na úroveň asi 25% z celkové roční spotřeby Maďarska (v r.1990).

Z uvedeného je patrné, že zatím skutečně není jiné cesty.