Pro Atom web - vyvracení mýtů o jaderné energetice

| Seznam jaderných elektráren | Download |
  Hlavní menu
Úvodní stránka
Odkazy
Ankety
Aktuality
TOP 15

Podpořte nás
Naše ikonka

O nás


  Rubriky


  Reklama

  Reklama



  Pro Atom web
Email: proatom zavináč luksoft.cz
ISSN 1802-5331

(c) 2007-2008
Zásady ochrany osobních údajů






Energetika

* Simulační model (6. díl) - obnovitelné zdroje energie 2.

Vydáno dne 26. 10. 2006 (5834 přečtení)

Tento díl odpovídá na otázku: "Jsou samotné OZE schopny zajistit dodávku elektrické energie?"

1. Úvodní poznámka
Tento díl není určen pro vykreslování vlastních katastrofických scénářů, ale navazuje na scénář Strany zelených, sdružení Eurosolar a hnutí Duha. Jelikož uvedené organizace dosud nepředložily komkplexní analýzu tohoto scénáře, provádíme to my pomoci simulačního modelu, alespoň ve zkrácené formě. Doufáme, že to uvedené strany ocení jako příspěvek k hodnocení možností využívání obnovitelných zdrojů energie. Možná, že pan Bursík a Smrž by mohli mít radost z těch vysokých hodnot produkce i účinností OZE, které předpokládáme v modelu. Upozorňujeme, že simulační model nemá žádnou stranickou ani ideologickou příslušnost.
Třeba vzít v úvahu, že takováto elektrizační soustava by mohla fungovat kolem r. 2050, kdy uhlí, jako regulační zdroj energie bude vyčerpán a veškerá regulační energie musí být vyrobena z obnovitelných zdrojů.
Zemní plyn, ropa a energie z atomu nebudou pro energetiku k dispozici. Vstupní parametry OZE jsou natolik maximalizované, že je můžeme považovat za limitní při předpokladu technického rozvoje.

Pokud některý čtenář nechce hloubat nad podrobnějšími výsledky simulace může přejít hned na bod 4. Závěr.

2. Scénáře elektrizační soustavy OZE.
Řešení budeme prezentovat pro zjednodušení pomoci 2 scénářů řešících dané podmínky počáteční a konečné. Řešní bude doloženo tak, aby odpovídalo realitě a aby prezentace byla pro každého zájemce srozumitelná.
Aby to odpovídalo možnému rozsahu článku, použijeme těchto dvou scénářů:

  1. Scénář 1 – řeší možnosti zásobování energií současnou spotřebu 57665 GWh
  2. Scénář 2 – řeší otázku jak by se musela snížit spotřeba aby elektrizační soustava byla při daných kapacitách OZE v rovnováze.

3. Vstupní parametry zdrojů
Zdroje OZE byly podrobně rozebrány v minulém, 5. dílu Simulačního modelu. Dnes uvedeme pouze souhrnnou tabulku z minulého dílu.

Název zdroje Max.výkon MW Účinnost % Popis
VE 741 20 Výkon nad 10 MW
MVE 500 44 Výkon do 10 MW
VTE 3000 15 1500 2MW turbín
FV 7500 50 Počet m2 mod. na osobu=5
Biomasa 1299 35 Potenciál 75000 TJ
Bioplyn 366 35 Potenciál 33000 TJ
Geoterm 1120 35 280 vrtů po 4 MW


Scénář 1 - Výsledkové tabulky


Ten kdo je zběhlý v energetických údajích má možnost výsledky sám posoudit přímo v Tabulce 1, Tabulce 2 a Tabulce 3. Pro ostatní uvedu k výsledkům komentář:

Tabulka 1 - popisuje generování energie

  • Ve sloupci 1 jsou fosilní zdroje nulové jsou uvedeny instalované výkony OZE 31560 MW, jsou ohromné, 3× převyšují inst výkony současné. Ve sloupci 2 jsou výkony skutečné, ty jsou však o 35% nižší než je potřeba k vygenerování dnešní spotřeby 57 665 GWh.
  • Všimněme si, že každý zdroj má jiné využití, jinou vlastní spotřebu. Ve sloupci 8 je netto produkce celkem 39 865 GWh, t.j. skoro o 18000 GWh méně, než je současná spotřeba. Vidíme že i při těchto maximalizovaných výkonech se spotřeba nepokryje.

Tabulka 2 - popisuje konečný stav regulace

  • Ve sl. 4 je vysoce překročena záloha kladná, ve sl. je deficit přes 18 000 GWh hrazen z nouzového importu, ve sl.7 je nesmluvní export. Obě jsou havarijní nenasmlouvané hodnoty a jejich příčinou jsou vysoké hodnoty neregulovatelných zdrojů FV a větru.
  • Ve sl 7 a 8 jsou hodnoty PVE, které jsou 4× vyšší než je skutečná možnost přečerpávacích cyklů. Ve sl.12 zvýšení o 886% ceny energie.
  • Závěrem lze konstatovat, že regulační hodnoty vysoce překračují reálné možnosti soustavy.

Tabulka 3 - popisuje stabilitu elektrizační soustavy

  • Ve sl. 2 a 5 se maximální hodnoty záloh blížily k nasmlouvané hodnotě 1000 MW, ale po 1 týdnu provozu se vlastní regulační sousatva rozpadla a přešla na nouzový import a export. Max.hodnoty trvale v nárazech překračují kapacitu přenosové soustavy skoro v dvojásobné míře to platí pro export. Je to způsobeno nepravidelným opakovaným souběhem výkonů větru a FV, který nebylo možné odregulovat.
  • Takto by soustava pracovala v nepřetržitém kolapsu, což můžeme ukázat na modelu, ale ve skutečnosti to možné není.

Scénář 2 - Výsledkové tabulky
Vzhledem k nemožnosti zajištění současné spotřeby obnovitelnými zdroji energie podle Scénáře 1, provedeme šetření při stejných vstupních parametrech zdrojů, při jaké spotřebě budou OZE schopny plně zajistit spotřebu a regulaci. Uvedeme závěrečné tabulky simulačních cyklů.

Scénář 2 - Výsledkové tabulky


Tabulka 1 - popisuje generování zdrojů

  • V Tabulce 1 jsou všechny údaje stejné jako ve Scénáři 1. Rozdíl je v tom, že zásobují spotřebu poloviční (54 %), při které je spotřeba pokryta. Jestli je soustava v rovnováze uvidíme v Tabulce 2 a Tabulce 3.
  • Tabulka 2 - popisuje konečný stav regulace

  • Zálohy sl. 4,5 jsou v rovnováze. Došlo k menšímu importu a hlavně k velkému exportu, který byl způsoben jednorázovými přebytky při časovém souběhu špiček větru a FV, které nebyly zpracovatelné vlastní soustavou. Extrémě vysokých hodnot dosahují PVE, je to způsobeno zápornými výkonovými špičkami. Hodnoty překračují až 4× dnešní zatížení PVE. Sl.10 - energie spotřebovaná je menší než je produkce v T 1 sl.6, protože při nárazech souběhu nebylo možno veškerou energii zužitkovat, ale přešla do exportu.
  • Tabulka 3 - popisuje stabilitu elektrizační soustavy

  • S.3 průměrný výkon zálohy je skoro 2× vyšší než současný. Důležitý je s.4, kdy požadovaný výkon kladné zálohy 161× za rok t.j. každých 2,5 dne překročil náraz hranici 900 MW a to je za hranicí regulovatelnosti. Sl.6,7 jsou na dnešní hodnotách, ale vzhledem k sojustavnému překračování přípustných výkonů se regulace přesunula na export.
    Zcela rozhodující jsou extrémně vysoké hodnoty exportu. Maximální výkon přes 13000 MW představuje havarijní zatížení přenosové soustavy. Průměrná hodnota přes 5000 MW znamená mimořádně velkou oscilaci výkonu od 0 do 13000 MW. (to je dobře patrné na animačním průběhu, který zde však nemohu ukázat) Za těchto podmínek i při energetickém zajištění spotřeby soustava není regulovatelná tudíž není provozu schopná.

4. Závěry
  • Nejdříve si musíme uvědomit, co znamenají tak extrémně vysoké hodnoty zdrojů: U FV to znamená
    50 000 000 m2, to je přes 600 000 Dukovanských FV elektráren, hodnota 3000 MW větru překračuje všechny prognózované hodnoty, biomasa je na hranici technických možností, geotermální zdroje počítají s využitím všech geologicky dostupných lokalit a těch 250 vrtných stanic by přišlo na 250 mld Kč. O překročení těchto hodnot si asi musíme nechat zdát.
  • Odsimulovat bychom mohli libovolnou kombinaci zdrojů pro danou spotřebu, ale výsledky by byly obdobné.
Nyní odpovíme na otázky, které jsme položili v minulém dílu.
  1. Kolik energie soustava vyprodukuje?
    Uvedená maximalistická soustava OZE vyprodukuje 31566 GWh t.j. 54 % současné spotřeby, na kterou bychom se mohli při velkých úsporách dotahnout.
  2. Jaká bude stabilita soustavy?
    Soustava bude podléhat soustavným výkyvům, které regulační systém není schopen odregulovat. Přenosová soustava je přetížena havarijními hodnotami přes 13 000 MW, které hrozí kolapsem.
  3. Jaký musí být regulační výkon v MW a kapacita v GWh, aby ES byla v rovnováze?
    Energetická spotřeba regulační energie je 1739 GWh a je 2× vyšší než je současná. Z hlediska energetické účasti na celkové kapacitě je to neutrální. Problém je v tom, že regulační energie musí být na každou hodinu nakoupena od stabilních (certifikovaných) zdrojů, schopných kdykoliv energii zvýšit, nebo snížit. Jelikož neregulovatelné zdroje OZE tuto funkci nemohou zastávat, mohou být nahrazeny vyrobeným vodíkem, který však v rozsahu 3000 GWh musí být kdykoliv k dispozici a nemůže být použit k jiným účelů např. PH.
    Když z exportovaného přebytku energie 8433 GWh vyrobíme s 30% účinností vodík, tak budeme ve vodíku mít 2811 GWh. Potřebná nakoupená hodnota regulační energie je 3000 GWh, takže to ani nestačí na její pokrytí. V našem případě skutečná spotřeba byla 1739 GWh.
  4. Jaký je vliv velikosti regulační zálohy na stabilitu soustavy?
    Ani dvojnásobné zvýšení regulační kapacity stabilitu soustavy nezlepší. Pouze se regulační energie z importu se přesune do vnitřní regulace a nárazy exportu se sníží z 13000 MW na 12000 MW, ale stále je to v permanentní havarii. Třeba si uvědomit, že veškerá regulační kapacita je na úkor OZE, takže jakékoliv její zvyšování je na úkor produkce pro spotřebu.
  5. Kolik vodíku bude soustava schopna vyrobit z přebytků pro regulaci ?
    Na tuto otázku jsme odpověděli v bodu 3: Veškerý vodík vyrobený z nadprodukce 2811 GWh se spotřebuje na regulaci.
  6. Kolik vodíku bude soustava schopna vyrobit z přebytků pro pohonné hmoty ?
    Pro použití jako pohonné hmoty není možné z OZE vyrobit žádný vodík.
  7. Jaké budou dopady na náklady na elektřinu v současných cenách ?
    Náklady se proti současnému stavu 100 % zvýší na 793 % t.j. náklady budou skoro 8× vyšší.
Odpověď na úvodní otázku:
Jsou samotné OZE schopny zajistit dodávku elektrické energie?
Samotné OZE jsou schopné i při maximalizačních podmínkách v ČR vyprodukovat 54 % současné spotřeby elektrické energie, ale i při této snížené spotřebě soustava není regulovatelná, takže ani provozuschopná.
OZE mohou být součastí mixu energetických zdrojů pokd možno v optimální struktuře a výrobu vodíku jako náhrady za ropu může zajistit masivní zdroj, jako je jaderná energie. Pokud někdo ví o jiném, může to sdělit.

A co bude příště?
Pravděpodobně k elektřině přidáme teplo.

Poznámka autora:
Omlouvám se čtenářům za to množství údajů, které předkládám. Je to minimum k tomu, abych popsal uvedený problém. Pokud bych měl zajít do větších podrobností, bylo by to nad rámec článku a byla by z toho větší studie.
Chtěl bych upozornit, že tento článek píši dobrovolně a čtenář ho dobrovolně čte. Zde není předložen žádný katastrofický scénář, ale jak se může elektrizační soustava chovat při masivním jednostranném použití OZE.
Pokud mně zas někdo bude častovat do "blbých odborníkov" s mnoha tituly, tak ať si poslouží pokud si tím vyléčí svoje komplexy.


Mojmír Štěrba

[Akt. známka: 1,44 / Počet hlasů: 18] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: Mojmír Štěrba | Počet komentářů: 479 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek





  Anketa
Co byste zvolili za nejpřijatelnější alternativu?

Prolomení těžebních limitů (zbourání Horního Jiřetína) (335 hl.)
 
Garance ceny pro nové bloky Temelína (70 Eur/MWh) (287 hl.)
 

Celkem hlasovalo: 622

  Výměna odkazů

Přípony souborů

Zkratky

Vlajky států světa

Infrapanely

Moderní a úsporné infrapanely. Zjístě více informací o infratopení.






  Nejčtenější články
Spotřeba elektrické energie
(04. 03. 2006, 39577x)
Jaderné fóry
(01. 04. 2007, 37507x)

  Kde to vře!
Zajistíme energii bez prolomení limitů?
27. 04. 2012
Počet komentářů: 2282

Regulace obnovitelných zdrojů – scénář S2040
02. 01. 2012
Počet komentářů: 2259

PERMAKULTURA – příběh jedné komunity
16. 02. 2007
Počet komentářů: 1294

Fotovoltaika - kšeft, za který všichni zaplatíme
22. 02. 2009
Počet komentářů: 1063

Potěmkinovské šílenství s obnovitelnými zdroji
02. 04. 2008
Počet komentářů: 731

BIOETANOL - naše naděje nebo past?
07. 04. 2006
Počet komentářů: 719


  Poslední komentáře
  • Jsem pro to, aby se zkoumaly různé možnosti, jak získávat (ale hlavně jak USPOŘIT) energii (u jadern . . . (Obnovitelné zdroje energie neexistují!)
  • U fotovoltaických systémů váhově převažuje beton (pokud nejsou organickou součástí střechy), potom . . . (Stop radioaktivnímu uhlí, start Zwentendorf!)
  • Dokazal to nekdo spocitat kdy JE vyprodukuje tolik energie kolik se do ni ze vsech zdroju vlozilo a . . . (Argumenty proti jaderné energetice)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)
  • Žiji na farmě, máme cca 100 ha polí a mléčný skot. Téma permakultury mě tedy docela zajímá, protože . . . (PERMAKULTURA – příběh jedné komunity)

  •   Počítadlo přístupů



    [CNW:Counter]

    Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

    Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
    Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
    nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.