100% OZE a akumulace

Milan Smrž, EUROSOLAR.cz

Praha, MDA, 17.6.2014

Německé regiony a mikroregiony mající v plánu 100% obnovitelné zásobování elektřinou

Program vede univerzita v

Kasselu

dokončení 2015 až

2030

100% ostrov SAMSOE

• obyvatelé města Mureck

• okolní zemědělci kupují

• energetický podnik města Mureck

• cca 600 okolních zemědělců prodává řepku

kukuřici

odpadní dřevo

biodiesel bioplyn

teplo

kupují pohonné hmoty, teplo a

elektřinu

zbytky po lisování

oleje, popel a hnojivo

Kněžice - energeticky soběstačná obec100% elektřiny

energetické zpracování odpadů a substrátů v bioplynové stanici

prodej elektřiny

podle zákona

možné využití elektřiny na energeticky

náročné výroby

elektřina

vlastní využití tepla, prodej v kontejneru,

skleníky…

teplo

vize: vykoupení

sítě, zlevnění elektřiny

program cíl cíl poznámkaPlán Dánska„Naše energie“

100% obnovitelné elektřiny a tepla do 2035

100% obnovitelné energie ve všech sektorech 2050

Kodaň/DK 100% uhlíkově neutrální do 2035

již dnes 40 % cest na kolech

Malmo/SE 100% elektřiny do 2020, úspory, efektivita

kola, carsharing, pěší zóny, veřejná doprava

Freiburg /DE 100% obnovitelné energie do 2035

Lüchow-Dannenberg/DE

100% obnovitelné elektřiny od 2011

na cestě k teplu a dopravě

50 tisíc obyvatel

Ulm-Neu Ulm/DE

100% obnovitelné elektřiny do 2020

obnovitelné teplo a mobilita do 2030

285 tisíc obyvatel

Wight/UK 100% obnovitelné energie do 2020

142 tisíc obyvatel

Příklady stávajících a plánovaných 100% regionů

Burgenland - modelový regionpro obnovitelné zdroje

• během roku 2013 dosáhl elektrické soběstačnosti z lokálních zdrojů

• na konci roku 2013 byla výroba 110% a země se stala exportérem čisté el. energie (930 MWinstal větrné energie)

• plán: koncem roku 2014 - 1,3 GWinstal

• počet obyvatel 277 569, rozloha 3966 km²• hustota 70 obyvatel/km²

Vyrovnání výroby a spotřeby

proměnné energie - závisející na počasí fotovolatiku solární termii větrnou energii lze kompenzovat těmi, které na počasí

nezávisí geotermií biomasou hydroenergií (přílivem)

GW požadovaná procenta 40 43 45 48 50 52

 

8 fotovoltaika 8014 8014 8014 8014 8014 8014

4 vítr 8832 8821 8832 8827 8829 8850

0,5 geoterm 4154 4155 4155 4155 4155 4155

0,39 MVE 1281 1321 1343 1361 1373 1388

0,74 VVE 1034 1069 1092 1117 1127 1135

1 odpadní teplo 5021 5429 5647 5948 6115 6253

2 biomasa 2183 19 3393 5695 2309 2885

1 bioplyn 386 3724 1202 284 4625 4997

 

celkem vyrobeno 30910 32555 33681 35402 36548 37679

celkem spotřebováno 27431 29489 30860 32918 34289 35661

nadprodukce 3457 3044 2799 2463 2236 2012

výpadky 20

Výsledky simulací pomocí programu eurosolar.cz

široké spektrum akumulace• pneumatické zásobníky (CAES i AA CAES) - dutiny 

po těžbě• elektromobily s využitím C2G – podpora prodeje • supercaps - dnes 0.5 to 30 Wh/kg, výhledově až 

3000 Wh/kg • setrvačníky - tramvaje Zwickau• gravitační akumulace (vodou i skalním blokem, na 

povrchu i pod mořem…)• CSP akumulace do tepla roztavených solí• uskladnění vodíku – mnoho možností

Srovnání akumulačních objemů pro 10 MWh obsažené energie

• přečerpávací elektrárna (h = 360 m)  10.000 m3

• tlakový zásobník (200 barů)  1800 m3

• elektrochemický akumulátor Li-ion 30 m3

• LOHC (liquid organic hydrogen carrier) - 10m3

• nafta, benzín, rostlinný olej 1 m3

ceny akumulace• ekonomicky nejvýhodnější přečerpávací elektrárny - 3 centy/kWh• „týdenní“ akumulace do vodíku nyní stojí 24 centů/kWh, během 10 let na polovinu • Li-ion, resp. olověné baterie v decentrálním provozu lze počítat se

snížením z 50 na 15 centů/kWh, resp. z 18 na10 centů/kWh• veliké akumulátory (přečerpávací, tlakové, vodíkové) jsou

náročné na investice , odpis 30 let +, ekonom. riziko• elektrochemické akumulátory odpis 10 - 20 let, rychlá stavba,

opt. možnost pro současnost• snížení ceny pomocí hromadné výroby a technologického

pokroku• na trhu nová generace Li-ion s 15000 cykly (při denním cyklu tedy

40 let)

ceny akumulace pro fotovoltaiku (SRN)

• olověné baterie o kapacitě 5 kWh 1.612 € /kWh • Li systémy 2.196 € /kWh,• „grid parity“ v BRD pro FV s akumulací v letech

2015/2016 (zdroj:BSW) • 2013 …. 10.000 akumulátorů pro FV • 2014 …..20.000 akumulátorů pro FV• podpora akumulace 600 € na 1 kWp FV• limity: 30 kWp pro jeden projekt, ne ostrovní

systémy

KREATIVITA AKUMULACE ENERGIE OBNOVITELNÝCH ZDROJŮ

obnovitelný metan (e-plyn)

• rozklad vody přebytečným proudem• separace CO2 ze vzduchu či bioplynu

• reakce CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O (Sabatierova r.)

• analogie: hν + H20 + CO2+ = C6H12O6

• metan do systému zemního plynu• elektr. akumulace 50 GWh, metan do potrubí

a zásobníků 200 TWh (BRD), u nás alikvótně více

elektr.síť

přímý odběr

přímý odběr

CO2

reaktor η = 0,95

CH

4

kogenerace v paroplyn.

okruhu η = 0,50

biomasa, voda,odpadní teplo,

geotermální

sluneční a větrná energie

vzduch,spaliny z biomasy,bioplyn

elektrolýza η = 0,75

akumulace CH4 v infrastruktuře zemního plynu

variantněbiometan z bioplynu

digescí či SNG

CH4

H2

kogen.teplo

chybějící energie

O2

až 9 % H2

přebytečná elektrická energie

schéma úplného zásobování elektrickou a velikou částí tepeln energie

další akumu-lace

akumulace do tlakové vody - bez nutnosti stavět přečerpávací elektrárny v horách či CHKO

Gernot Kloss, inovační kancelář Bochum

200 m

Můžeme to zaplatit?• celosvětová přestavba na obnovitelné zdroje

energie 100.000 miliard USD (uni Stanford a Davis)• paliva, pohonné hmoty a elektřina stály roku 2008

5500 - 7500 miliard USD (Werner Zittel, EWG), za 20 let při zvýšení 20% ................ 200.000 miliard USD

• celosvětová přestavba na 100% obnovitelné energie by tedy stála do 2030 polovinu ve srovnání s fosilně jaderným zásobováním.

dotace a podpora energetiky BRD 1970 - 2010

černé uhlí hnědé uhlí atomová energie obnovitelné energie

165

57

185

28

6,4 %

mlr

d e

uro

zdroj: Forum Ökologisch - Sociale Marktwirtschaft 2011

děkuji za pozornost

www.eurosolar.cz, milan.smrz@eurosolar.cz