Vývoj cen na evropských trzích s elektřinou prudce zvýšil efektivnost přečerpávacích vodních elektráren (PVE), které v elektrizační soustavě (ES) fungují jako akumulátor střídavé elektřiny. Kde ale budovat nové? Možnost je například na rekultivovaných těžebních jámách lomů hnědého uhlí po ukončení těžby.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 2/2022.
PVE elektrickou energii nevyrábí „nově“ (přeměnou z jiné formy primární energie), ale pouze ji „přesouvá v čase“ z období jejího přebytku do období jejího nedostatku.
Kromě těchto takzvaných statických služeb poskytuje pro řízení výkonové bilance soustavy ještě služby dynamické (výkonovou zálohu), tj. rychlý start v případě výpadku jiného zdroje, případně rychlé odčerpání přebytečného výkonu ze soustavy v případě nenadálého vzrůstu výkonu intermitentních zdrojů.
Právě velké rozdíly mezi maximálními a minimálními cenami elektřiny na trhu jsou hlavním zdrojem výnosů statických služeb PVE. Dříve byly hlavním zdrojem příjmů spíše dynamické služby, dnes se trh obrátil ke statickým službám.
Přečerpávací vodní elektrárny jsou tradičním a efektivním způsobem akumulace elektřiny. Z technicko-ekonomického hlediska jsou lokality vhodné pro jejich výstavbu ale převážně v horách a zpravidla v chráněných krajinných oblastech a narážejí tudíž často na odpor ekologů, ochranářů a místních zájmových skupin obyvatelstva.
Jejich odpor by se dal minimalizovat, pokud by se pro výstavbu nové PVE využilo území zasažené těžbou hnědého uhlí, které je nutno po vyuhlení rekultivovat. Nejlevnější druh rekultivace je vodní – což by se započtením vysoké kapacity a výkonu případné PVE v zatopeném lomu představovalo hlavní výhody daného řešení.
Například Lom ČSA je prvním, který bude končit s těžbou a začne se rekultivovat zatopením zbytkové jámy, což dává možnost jeho dalšího ekologického využití pro energetické účely, jako je výstavba PVE. Pro jeho využití k výstavbě přečerpávací vodní elektrárny existují v podstatě dvě možné varianty: 1) Pouze jako spodní nádrž s výstavbou horní nádrže v blízkých Krušných horách pro navýšení spádu, 2) Přímé přehrazení jámy lomu.
Vzhledem k tomu, že v Severních Čechách je již řada jezer vhodných pro rekreaci, byla by vhodnější spíše druhá varianta (č. 2), tedy přímé přehrazení hráze. Znamenala by nižší investiční výdaje, nižší ztráty v kratším potrubí a vyšší akumulační schopnost, což pozitivně ovlivní ekonomickou efektivnost díla. Také NIMBY efekt v tomto případě byl redukován na minimum. Nevýhodou je nemožnost využití jezera pro zmíněnou rekreaci z důvodu velkého kolísání hladin v obou nádržích.
Obecně platí, že systémové elektrárny určené ke krytí základního zatížení jsou investičně náročnější, mají tedy zpravidla vyšší stálé náklady, ale nižší náklady proměnné. U zdrojů ke krytí špičkového zatížení je tomu naopak. Na PVE se lze dívat také jako na špičkový zdroj, protože slouží ke krytí špičkového zatížení a „palivem“ pro něj je levná elektřina v době nízkého zatížení či přebytku výroby v intermitentních zdrojích, kterou používají pro čerpání. Vysoká cena plynu spolu s vysokými cenami povolenek jsou dvě hlavní příčiny vzrůstu cen elektřiny na evropských trzích. Výstavba nových PVE v Evropě je tedy jednou z nutných podmínek pro úspěch Green Dealu a vymanění se ze závislosti Evropy na ruském zemním plynu.*
Ing. Miroslav Vítek, CSc., FEL ČVUT Praha
Půdorys možného uspořádání PVE ve vytěženém lomu ČSA – druhá varianta. Zdroj: Archiv autora
