1 / 46

Czech Physics Society

Czech Physics Society. Energetická situace a příslušný fyzikální výzkum v České Republice. Jan Mlyn ář. Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i. Za Slovankou 3, 182 00 Pra ha 8, e-mail mlynar @ipp.cas.cz Odborná skupina energetika České fyzikální společnosti.

kiri
Download Presentation

Czech Physics Society

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Czech Physics Society Energetická situace a příslušný fyzikální výzkum v České Republice Jan Mlynář Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i.Za Slovankou 3, 182 00 Praha 8, e-mail mlynar@ipp.cas.cz Odborná skupina energetika České fyzikální společnosti S poděkováním za materiály od Ministerstva průmyslu a obchodu ČR,Evropské komise, ČEZ, KTE Stockholm, Západočeské Univerzity a dalších

  2. Obsah přednášky Czech Physics Society Globální situace v energetice Primary energy sources / Electricity production /Policies / Gas & Oil / Renewables / Future strategies / Research / Energy Commission / Concluding remarks

  3. Lidé potřebují více energie a potřebují čistší energii Globální situace Celosvětová spotřeba energie poroste, a to hlavně ze dvou příčin: Přibývá lidí, a některé chudé země bohatnou. Příklady současné roční spotřeby energie na hlavu: USA 12.5 TCE (tun ekvivalentu uhlí) západní Evropa6.0 TCE(ČR 6.8) Čína 1.4 TCE Indie 0.7 TCE Při úsporách lze dobře žít s 3 TCE. • IEA očekává zdvojnásobení • poptávky po energii do 2045. • Dobrá zpráva: Stále jsme ve spotřebě • energie o řád níže než živá příroda.

  4. Spotřeba energie na hlavu Czech Physics Society Průměrný „příkon“ člověka je kolem 250 W, ve vyspělých zemích je ovšem až v řádu kW. Jen čtvrtina lidí má nadprůměrnou spotřebu.

  5. Existující energetické zdroje

  6. Fosilní paliva Fosilní paliva vznikala milióny let. Za jejich vytěžení nás budoucí generace nepochválí. Nehledě na… - klimatické změny (CO2) - lokalizované zdroje geopolitické a kulturní střety -lokální znečištění

  7. Zásoby paliv Czech Physics Society Ověřené ekonomické zásoby paliv při současné spotřebě Roky Ropa 45 Plyn 65 Uhlí 185 Uran 110

  8. Obtíže fosilních paliv • globální oteplování (CO2) (?) • znečištění* • zajištění dodávek…? • také časově omezené Možnost ukládání CO2 (sequestration)ale je to drahé • *7.4 millionů člověko-roků je ročně ztraceno jen v Číně kvůli poškození zdraví ze znečištění vzduchu. Ekonomická škoda se odhaduje na 54 miliard $ ročně

  9. Zdroje energie podle emisí CO2 Czech Physics Society

  10. Ekonomika klimatických změn Britská vládní studie, 2006 („Stern review“) Pokud oteplování souvisí s lidskou činností, pak můžeme buď investovat alespoň 1% HDP do změn činnosti, nebo počítat s 20% poklesem HDP. ….prostředky na výzkum přitom stagnují….

  11. Jaderné štěpení • Zanedbatelné emise CO2 – renesance?(jaderné zdroje ušetřily víc CO2 než Kyótský protokol) • Potenciál k dlouhodobému řešení(ovšem nikoli s dnešními tzv. pomalými reaktory) • dlouhožijící vysoce radioaktivní vyhořelé palivo • nebezpečí zneužití paliva (proliferace) • obavy veřejnosti z hlediska bezpečnosti Kozloduj, Bulharsko Cernavoda, Rumunsko

  12. Obnovitelné zdroje • čím dál důležitější, nicméně v současné době dokáží krýt jen zlomek celosvětové poptávky • Jde o rozptýlené a nestálé zdroje – OK pokud se navzájem doplňuje s mohutnými zdroji v základním režimu. - opět se vynořují geopolitické a „NIMBY“ problémy

  13. Energie slunečního záření • Dostatečný potenciál je pouze ve sluneční energii – ale naše současné znalosti neříkají, jakým způsobem by ho šlo využít. • Průměrná hustota výkonu dopadajícího slunečního záření v ČR je okolo 100 W/m2 Průměrný „příkon“ naší civilizaceje cca 15 TW

  14. Ekonomika zdrojů energie

  15. Dva zásadní závěry V dohledné době se z hlediska zásobování energií žádné jednoduché a univerzální řešení nenabízí. Proto: (i) Je třeba podporovat široký „mix energetických zdrojů“ (ii) Nemůžeme si dovolit ignorovat žádný potenciálně přijatelný zdroj.

  16. Fakta o energii v České republice Česká republika je z hlediska energetiky bohatá země (s výjimkou obnovitelných zdrojů) • Vlastníme přírodní zdroje: Hnědé a černé uhlí, uran, • dokonce i ropu (4% spotřeby) • Provozujeme a umíme stavět jaderné elektrárny +naše energetická závislost je jedna z nejnižších v EU dovoz energie25 % ČR / 50 % EU +relativně velká bezpečnost dovozu plynu i ropy +pokles ve spotřebě uhlí (o 35%), nárůst ve spotřebě jaderné energie a plynu --máme vysokou měrnou spotřebu 4.3 / 3.7 toe / hlavu ( 2004 ) Kvůli průmyslu! Spotřeba domácností a dopravy je pod průměrem. --vysoká energetická náročnost641 / 185 toe / milión Eur --vysoká úroveň emisí CO211.5 / 8.2 t / cap --malý podíl obnovitelných zdrojů3.1 % / 12 %

  17. Zdroje v České republice Primární energetické zdroje Obnovitelné Jiné Jádro Pevná paliva Plyn Ropa

  18. Zdroje v České republice Dodávka primárních energií podle zákazníka Obchod aj. Průmysl Domácnosti Doprava

  19. Výroba elektrické energie v ČR

  20. Energetická rovnováha v EU vývoz elektrické energie v TWh roce 2006

  21. Tranzit a export elektrické energie kapacita 800 MW tranzit s Polska (ev. Ukrajina, Rusko) kapacita 1200 MW Export Německo, Itálie Kapacita 1200 MW Export Maďarsko, Slovensko, Balkán Kapacita 400 MW, export Rakousko

  22. Sokolovská pánev ze satelitu

  23. Uhelné elektrárnyPrunéřov 1,5 GWe

  24. Jaderná elektrárna Dukovany 4x 0,5 GWe VVER

  25. Jaderná elektrárna Temelín 2x 1 GWe VVER

  26. Vodní elektrárny Lipno, 120 MW Orlík, 364 MW Slapy, 144 MW Dlouhé stráně, 650 MW

  27. Komentáře k elektroenergetice v ČR V naší zemi spotřeba roste, zatímco instalované kapacity budou muset poklesnout kvůli a) životnosti zařízení, která se mnohde blíží k závěru b) zákonným limitům na těžbu hnědého uhlí Současná situace tedy není idylická s ohledem na dobu, která je potřeba ke schválení a stavbě nových kapacit Dvě klíčová & politická témata: 1) Prolomení současných limitů těžby power play strany Zelených 2) Stavba nových jaderných zdrojů Obecné otázky: Udržitelnost, spolehlivost a bezpečnost dodávek kontrola emisí, dotace pro obnovitelné zdroje, omezený import, diverzifikace Zatím je veřejnost vcelku příznivě naladěna pro rozvoj energetiky včetně JE, ale: Naše vláda a energetické společnosti podporují politiku EU otevření volnéhotrhu s energiemi. V důsledku toho - jsou ceny energií pro naše občany nezvykle vysoké(což vede např. k renesanci vytápění domácností uhlím) - vyvážíme elektřinu, zatímco není tlumena povrchová těžba - energetické společnosti mají enormní zisky, vedoucí k neracionálním odměnám pro jejich management

  28. Scénáře elektroenergetiky v ČR TWh ročně Přepokládaná úroveň vývozuelektřiny Roky A co dovoz? NE: více než 30 instalovaných GWe bude zavřeno do roku 2020, očekává se deficit více než 15 GW.

  29. Plyn v ČR: základní fakta Deficit 59-68 TWh Výhody plynu: • Emise CO2 jsou o 50% nižšínež plynu • Flexibilní zdroj, schopný regulovat VN soustavu a podpořit špičkovou výrobu • Velká závislost na dovozu z Ruska • Podstatně dražší elektřina než elektřina z uhelných a jaderných zdrojů • Vysoká investiční rizika ?? • Návrh nové investice, 1 – 1,5 GW (kogenerace) • Celková vyrobená energie5 TWh 5 Plyn Obnovitelné Nevýhody plynu: 7 Úspory 23 Současná strategie pro udržení rovnováhy v roce 2020 V budoucnosti má být hlavní rolí plynu vytápění, kde má nahradit z 50% vytápění uhlím (nicméně, právě investice do plynofikací jsou často nevyužité)

  30. Zásobování plynem Také tranzitní role

  31. Cena plynu USD CZK Ropa:Podobná situace (dva ropovody – z Ruska(Družba) a ze středomoří(IKL napojený na Transalpine tj. na Trieste), tranzit + výhoda tvrdnoucí měny

  32. Evropský klimatický balíček 3x20 EU země se zavazují do roku 2020 Pokrýt 20% spotřeby EU z obnovitelných zdrojů Emise skleníkových plynů -20% ve srovnání s 1990 Záleží na HDP – některé země budou muset „kupovat čistou energii“ Závazek ČR 13% Emission trading scheme ostatní (doprava, domácnosti) Stejné pro všechny - 21% Bohužel pro nás se odvozuje od národní úrovně emisí v roce 2001 Záleží na HDP ČR + 9%

  33. Závazek 13% z obnovitelných zdrojů 2020: 13 % 2006: 6,5 %

  34. Větrné elektrárny v České republice

  35. Hlavní fotovoltaické instalace v České republice V rámci evropského projektu “PV Enlargement” byly na českých technických univerzitách postaveny 20 kW demonstrační a vzdělávací elektrárny

  36. Strategie výroby elektřiny Očekávaný vývoj ve výrobě elektřiny v ČR: Do roku 2020 je nutné postavit nové uhelné či jaderné zdroje s roční výrobou 24 – 33 TWh (do roku 2030 pak 25 – 58 TWh) To odpovídá instalovanému výkonu4 - 6GWe. 59-68 TWh dovoz a/nebo jádro a/nebo uhlí 24 - 33 • Uhlí – omezené zásovy i když by došlo k prolomení limitůBylo rozhodnuto postavit nový 2 x 660 MWe zdroj • (očekávané spuštění 2010 a 2012) • Obnovitelné zdroje – limitovaný potenciál, důležité ale ne postačující • Jaderné štěpení – zřejmě nejrozumnější řešení 5 plyn obnovitelné 7 úspory 23 Současná strategie pro udržení rovnováhy v roce 2020

  37. Výzkum v ČR – jaderné štěpení LVR-15, ÚJV Řež VR-1, FJFI ČVUT Praha

  38. Termojaderná fúze Tokamak COMPASS Ústav fyziky plazmatuAV ČR, Praha

  39. Další výzkum • • UNIVERZITY (sluneční energie, energie větru, inteligentní budovy) • AKADEMICKÉ ÚSTAVY • Projekt IAV • Technologické centrum • REZORTNÍ A PODNIKOVÉ VÝZKUMNÉ ORGANIZACE

  40. Nezávislá energetická komise NEK byla ustavena vládou a vedenapředsedou AV ČR prof Václavem Pačesem. Závěry nezávislé energetické komise - Vláda by měla aktivně podporovat každé opatření, které povede k prohloubení konkurence na energetických trzích. - Vláda má umožnit a usnadnit zahájení posuzovacích procesů produkce všech typů energie (včetně jaderných) - Význam hnědého uhlí bude v dlouhodobém horizontu klesat, nicméně bude představovat stále významný energetický zdroj. Vláda by neměla omezovat podnikatelská rozhodnutí v této oblasti a měla by připustit diskusi o těžebních limitech podle jasně vymezených pravidel. 5 7

  41. Nezávislá energetická komise • Vláda by měla považovat podporu procesů, vedoucích k úsporám • energií, za prioritu a mimořádně významnou součást formování • dlouhodobé energetické strategie. • Jaderná energetika představuje jednu z variant výroby elektrické • energie a je důležitou součástí energetického mixu. • • Vláda bude považovat obnovitelné zdroje za nezpochybnitelnou • součást budoucího palivo-energetického mixu. • • Vláda by měla využít tranzitní elektrickou přenosovou síť k posílení • pozic ČR na energetickém trhu. • • Vláda by měla přehodnotit energetickou a související legislativu ČR a • EU tak, aby nedocházelo přednostně k řešení dílčích energetických • úkolů na úkor důležitých energetických potřeb společnosti, zejména • stability odvětví včetně přenosu energie. 5 7

  42. Závěr obrazem… 5 7 JB

  43. Trouble with ETS EU 15 + 3,7% EU 10 -26% The average target –20% in 2020 (as compared to 1990) can be met only thanks to the decrease of emissions in the “new countries” in 1990s, still the – 21% are requested based on 2005 data. Varenna, 7-8th April 2008

  44. Areas of interest: - growth mechanism of microcrystalline silicon - optical and electronic properties of silicon films (amorphous and microcrystalline) - transport properties of microcrystalline silicon - optical properties of transparent conductive oxide and back reflectors - modeling of quantum efficiency of micromorph cell R&D in Photovoltaics Within the framework of the EU project “PV Enlargement” 20 kW power stations for demonstration and education were built at the following universities: - Charles University, Faculty of Mathematics and Physics, Prague - Brno University of Technology - Technical University Ostrava - University of West Bohemia Plzen - Technical University Liberec while further 3 kWp system exists at Czech Technical University, Prague The research includes: - diagnostics of large area solar cell homogeneity - thermograph studies, noise spectroscopy - diagnostics of materials and solar cells by - measurement of photoelectric properties of semiconductors - measurement of diffusion length of minority carriers and parameters of the space charge regions in PV relevant inorganic and organic materials

  45. Power balance in CR Electric energy in TWh 800 MW Transit from Poland (and Ukraine and Russia) 1200 MW Export to Germanyand Italy 1200 MW Export to Hungary, Slovakia, Baltic states 400 MW, Export to Austria

  46. High consumption scenario 110 +37,1 • Assumptions: • Consumption linearly increases with GDP • GDP increase:4% p.a. until 2012 and 3% p.a. later 101 2020 Predicted demand Perspective electric power consumption based on the GDP expected increase 63,4 60,9 59,8 2003 2004 2005

More Related