Čisté uhlí, emise pod zem

Německé hlavní město energie se nachází v Porýní a Porůří. Sviští tu vrtule větrných elektráren, elektřina se vyrábí spalováním biomasy, nechybějí ani fotovoltaické elektrárny. Ale desetitisíce zdejších obyvatel jsou svázány především s povrchovými doly na hnědé uhlí (Garzweiler a Hambach) a s nimi neodmyslitelně propojenými hnědouhelnými elektrárnami. Všechny patří do skupiny RWE, konkrétně její společnosti RWE Power. Ta má třicetiprocentní podíl na výrobě elektřiny v Německu. Ročně RWE vytěží na 100 milionů tun hnědého uhlí, z toho 90 % je využito na výrobu elektřiny.
V Neurathu, na dohled od katedrály v Kolíně nad Rýnem, nyní uskutečňuje největší investiční projekt v Německu a zároveň jednu z největších energetických staveb v Evropě.

Jsou to dokonce dvojčata, dva hnědouhelné elektrárenské bloky za 2,2 miliardy eur. Monumentální tu je téměř všechno. Například 170 metrů vysoká chladicí věž o průměru základny 120 metrů (jedna už stojí). Každý ze dvou bloků bude mít instalovaný výkon 1100 MW, což je víc, než má český jaderný Temelín. Účinnost elektrárny přesáhne 43 procent. Pro srovnání: současné elektrárny se dostanou na 30-35 %. Zvýšit ji je možné mj. tím, že lopatky turbín roztočí tzv. přehřátá pára o vysoké teplotě a tlaku (tomu je třeba přizpůsobit všechny materiály).

NA STAVBĚ V NEURATHU pracuje v některých dnech i několik tisíc lidí. Již dokončenou chladicí věží je prostrčen obrovský jeřáb a ještě ji přesahuje. Po stěně věže se pohybuje maličký výtah s pracovníky sem a tam. Beton teče nepřetržitým proudem, spotřebovávají se megatuny železa. I tato obří stavba se buduje v podstatě velmi rychle. Loni se začínalo, letos bude hrubá stavba hotova, pak se začne montovat turbína a další technologie, v roce 2009 naběhne zkušební provoz prvního bloku, v roce 2010 už mají být spuštěny oba.

Vyšší účinnost elektrárny znamená, že se spotřebuje méně uhlí a sníží se tak emise na vyrobenou kilowatthodinu elektřiny. Pokud jde o spotřebu uhlí, možná se nezdá, že snížení o několik dekagramů na kilowatthodinu je tak významné, ale při množství vyrobené elektřiny to jsou obrovské částky. Nová elektrárenská technologie proto ušetří 6 milionů tun CO2 ročně. Také ostatní emise jsou o 30 % nižší. Cílem je snížit na minimum také hluk, prach a zápach.

V Neurathu a okolí se již dnes vyrábí téměř 4000 MW elektřiny na bázi uhlí, což je jedna z největších hnědouhelných elektrárenských kapacit v Evropě. V celém Porýní provozuje RWE Power dokonce 35 hnědouhelných elektráren s celkovou kapacitou 11 000 MW. Pokrývají 15 procent německé spotřeby elektřiny.

Bloky s názvem BoA G a F, které rostou v Neurathu, nejsou ovšem žádným nevyzkoušeným experimentem. Podobný, i když menší blok (s poloviční chladicí věží) už pracuje od roku 2003 u sousední obce Niederaussem.

V roce 2012 spustí RWE také moderní dva bloky s celkovou kapacitou 1500 MW na černé uhlí ve Vestfálsku. Budou mít účinnost nad 46 %. Pro teplotu páry nad 700 stupňů Celsia musejí být vyvinuty zcela nové materiály. Tento projekt bude stát 1,5 miliardy eur.

RWE SE NECHCE VZDÁT hnědého uhlí, zejména pokud musí počítat s trvalým útlumem jaderných elektráren, ale zároveň trvale snižovat emise skleníkových plynů. Celkové investice do výstavby a obnovy elektráren a do jejich nových technologií přijdou společnost do roku 2020 na 25 miliard eur.

Čisté uhlí je sice skoro protimluv, přesto se již cesta k němu zcela konkrétně rýsuje. První etapou je přeměna dosavadních uhelných elektráren na rekonstruované či nové, s vyšší účinností a se sníženými emisemi skleníkových plynů. Nejvyšší současně dosahovaná účinnost se pohybuje kolem zmíněných 43 procent (zdaleka to však není v elektroenergetice pravidlem), v další etapě mají výsledky výzkumu a vývoje dovést projektanty a investory až ke zvýšení nad 50 %.

Již v současné době jsou v provozu a dále se technologicky zdokonalují zařízení, založená na zplynování uhlí. Vzniklý energetický plyn se pak používá jako zdroj při výrobě elektřiny, případně tepla. Z plynu je možno CO2 eliminovat a posléze uskladnit a odložit tak vliv těchto emisí na zemské klima do daleké budoucnosti.

ZNÍ TO ZATÍM JAKO SCI-FI, ekonomové namítají, že by se tak náklady na výrobu elektřiny neúnosně zvýšily. Fyzikové počítají, jak energeticky náročné by získávání a ukládání CO2 ve skutečnosti bylo, ale po technické stránce to není nic nereálného. Jak řekl Zdeněk Bučko ze Sokolovské uhelné na 7. energetickém kongresu, pořádaném společností Business Forum, který se nedávno konal v Praze, redukce emisí CO2 pouze tím, že nebudeme používat uhlí jako palivo a zaměníme ho za jiné, je většinou také velmi nákladná.

Po roce 2020, kdy připadá realizace uskladňování CO2 ve větším rozsahu v úvahu, nebude navíc nutné pro potřeby snížení emisí vybudovat potřebné zařízení na všech zdrojích, ale přednostně tam, kde budou "úložné prostory" co nejvíc při ruce. Ne všechny státy budou mít potřebné kapacity k ukládání k dispozici, takže to může být i zajímavý byznys. Postupy a technologie na odstraňování a ukládání CO2 ovšem ještě plně vyvinuty a vyzkoušeny nejsou, problém je navíc v tom, že zatím nevznikají dostatečné stimuly, aby se do nich investovalo.

Uhelný průmysl čekají další povinnosti, vyplývající z evropské legislativy. Např. po roce 2008 se má snížit obsah SOx pod 400 mg na m3 a po roce 2015 obsah NOx pod 200 mg/m3 (kysličníky síry a dusíku).

POHLED DO BUDOUCNA představila nedávno právě německá skupina RWE. "Ještě v tomto desetiletí očekáváme silnější konkurenci a větší požadavky zákazníků, stejně tak jako náročnější politické a regulační podmínky," řekl Harry Roel, předseda představenstva RWE při prezentaci firmy v Essenu. Hlavní rozvojové záměry se týkají již zmíněné redukce emisí skleníkových plynů a zvyšování účinnosti elektráren.

V plánu mají postavit první elektrárnu, kde se uhlí bude spalovat téměř bez emisí CO2 v průmyslovém měřítku, a to již v roce 2014. Bude mít instalovaný výkon 450 MW a bude stát jednu miliardu eur. Jde o integrovaný proces zplynování uhlí, zachycování CO2 a jeho ukládání (IGCC). Jako palivo lze užívat také biomasu nebo různé organické zbytky. Výhodou procesu IGCC je, že jeho výstupem je řada dále využitelných chemických produktů nebo pohonných hmot, jako je vodík.

První pilotní projekt na separaci a ukládání CO2 má termín 2008, testovat se bude do roku 2010. Celkem by se ho mělo ukládat v této elektrárně 2,3 milionu tun ročně. Kysličník uhličitý lze separovat třemi způsoby. První je extrakce ještě před spalováním plynu, vyrobeného zplynováním uhlí. Nebo při spalování a konečně ho lze získat z odpadních plynů. RWE zatím pokládá za nejvhodnější první způsob, který je navíc dostatečně flexibilní.

Nevýhodou je, že tyto metody redukují účinnost elektrárny o 10 až 12 procent. K tomu je nutno připočíst, že již samotná konverze uhlí na plyn připraví elektrárnu o 3 až 5 procent účinnosti. Je proto vážným tématem pro výzkum a vývoj, aby se tyto vlivy daly odstranit nebo zmenšit, je-li záměrem dosáhnout účinnosti uhelných bezemisních elektráren nejméně 40 procent.

Vhodná místa na ukládání CO2 pod zemí, např. ve vytěžených solných dolech, budou vytipována v roce 2008. Dalším krokem bude seismologická studie, třídimenzionální simulace apod. První úložiště by se mohlo začít stavět v roce 2010.

Milena Geussová
Essen