Budoucnost energetiky podle Google: pouze obnovitelné zdroje
Těžko obviňovat americkou firmu Google z nedostatku podnikatelských zkušeností, znalostí trhu nebo snad neschopnosti předvídat budoucí potřeby trhu. Je proto velmi potěšitelné, že Google vidí energetickou budoucnost Země v obnovitelných zdrojích, zatímco fosilní paliva nemají podle ní v energetice zítřka místo.
„Zatímco hodnota nákladové křivky fosilních paliv jde nahoru, ceny obnovitelných zdrojů klesají,“ řekl Rick Needham, ředitel divize Energie a udržitelnost v Google, během prezentace na konferenci Cleantech Forum v San Francisku.
Ceny obnovitelné energie obecně klesají vůči fosilním palivům, i přes rozmáhající se těžbu levného zemního plynu z břidlice. Ostatně jak vidíme na příkladu Evropské unie, která přísně dbá na životní prostředí, agresivní těžba břidlicového plynu nebude možná ve všech částech světa.
Výhoda obnovitelných zdrojů podle Google je především všudypřítomná a snadná dostupnost zdrojů obnovitelné energie – slunce, vítr, geotermální energie, moře. Důsledkem je jeden důležitý fakt – cenová stabilita obnovitelných zdrojů.
Naproti tomu fosilní paliva se musí čím dál častěji těžit v nepřístupných odlehlých místech a často ve velmi těžkých podmínkách. To zásadně ovlivňuje cenu fosilních paliv na světových trzích.
Celá lidská historie se točí kolem zdrojů, resp. kolem bojů o zdroje. Ten kdo má zdroje, zajistí přežití a budoucnost svého druhu. Pro bezpečnost a budoucnost jednotlivých zemí je důležité, aby měli kontrolu nad surovinami.
V tomto ohledu jasně vedou obnovitelné zdroje energie, díky kterým si můžeme vyrábět elektrickou energii (případně tepelnou) na vlastním území a nemusíme dovážet ropu a plyn z nestabilních oblastí. Nebo v extremním případě, vojensky si zajišťovat stálost dodávek.
SOUVISEJÍCÍ ČLÁNKY
V USA dokončena 92MW solární elektrárna
V USA dokončena 92MW solární elektrárna
Energetika v USA 2012: 42 % nových zdrojů byly větrné elektrárny
Needham se optimisticky vyjadřoval i o rozvoji obnovitelných zdrojů ve Spojených státech. V roce 2012 49 % kapacity všech nových amerických zdrojů elektrické energie pocházelo z obnovitelných zdrojů.
Z toho 40 % připadalo na větrnou energii, která se rozmáhá především na větrném americkém středozápadě. Větrná energie tak předstihla nejen plynové elektrárny, ale dvojnásobně (kapacitně) i uhelné.
Ve Spojených státech se také zvýšil „kapacitní faktor“, neboli procento času, kdy jsou větrné elektrárny aktivní. Díky účinnějším turbínám a lepšímu výběru lokalit jsou větrné elektrárny aktivní 50 % času, oproti 30 % v minulých letech.
Podle Needhama navíc klesla cena solárních panelů oproti minulému roku o 28 % za posledních 5 let o dalších 80 %. Na druhou stranu se stále zvyšuje účinnost solárních článků a panelů.
Obnovitelným zdrojům v USA opravdu nepomáhá břidlicový boom, který země zažívá. Kanada šla s cenou nafty velmi dolů, aby vůbec mohla prodat, protože nemá ropovody, co by vedly jinam než do USA a ještě hodně let mít nebude. Export surové ropy z USA je zakázaný a cena v některých oblastech klesla až k 50 dolarům za barel vysoce kvalitní lehké ropy To je asi polovina oproti mezinárodní tržní ceně a dvě třetiny oproti americké WTI.
TOmu můžou obnovitelné zdroje jenom těžko konkurovat. V USA staví obnovitelné zdroje hlavně armáda a nadšenci, než že by se to nějak dvakrát vyplatilo.
Nehledě na to, že cena zemního plynu už je nyní 2-3x nižší než v Evropě a 4-6x nižší než v Asii.
Google má zatím velmi přesné vize. Proto také má tak silnou pozici a vysoké zisky. S toto vizí se ztotožňuji. OZE není jednoduchá cesta, ale zřejmě jediná, která dokáže v dlouhodobém horizontu přinést malospotřebitelům zlevnění energie a (ze začátku jen částečnou) energetickou nezávislost. Minimálně alespoň těm, kteří dosáhnou na počáteční investici do domácího zdroje.
Neodpustím si rýpnutí, jak je to s přenosem na velké vzdálenosti a se stabilitou frekvence v síti?
Dokud budeme rozvádět sřídavý proud a elektrárny budou vyrábět rotačními generátory, musíme udržovat stálou frekvenci, tedy zajistit rovnováhu výroby a poptávky, nerovnováha se akumuluje/umořuje na úkor rotační energie strojů, tedy i frekvence.
Aby byla udržena státlá frekvence, pak by se do sítě muselo dodávat jen přes polvodičové měniče se sinusovým výstupem.
Pro OZE by mnohem vhodnější byla asi stejnosměrná síť, která má ale značné nevýhody, které ale lze řešit pomocí polovodičové technky.
Ale bez fosilních paliv se ještě neobejdeme, budou plnit funkci záložního zdroje energie, ale můžeme výrazně na nich snížit závislost.
Pokud by se rozšířili malé domácí zdroje, nejlépe asi s pokročilými duálními systémy, pak by zátěž hlavní sítě byla mnohem menší.
Pak by ještě existovala jedna možnost, jak energii rozvést, pokud by fungoval Teslův systém rozvodu energie, pak bysme se zbavili všech přenosových problémů.
„pak by se do sítě muselo dodávat jen přes polvodičové měniče se sinusovým výstupem“
Do sítě se dodává přes polovodičové měniče vždy se sinusovým výstupem a někdy je to dokonce výhodnější než asynchronní generátor vyrábějící přímo do sítě.
Takže i většina nových generátorů ve větrnících a malých vodních elektrárnách je připojena přes střídače tak jako FVE.
Má to spoustu výhod:
velký a okamžitý regulační rozsah, schopnost vyrábět jalovinu indukční nebo kapacitní dle potřeby a tím kompenzovat účiník v síti, poskytovat dynamickou podporu sítě a regulovat výkon v závislosti na frekvenci a napětí a tím stabilizovat síť, mají menší zkratový proud a tedy menší nároky na rozvodny a celou síť. Většinou tyto střídače mají také přizpůsobení výkonu generátoru (MPPT) což zvyšuje účinnost zdroje.
Další podrobnosti v PPDS příloha č. 4:
http://www.cezdistribuce.cz/edee/content/file-other/distribuce/energeticka-legislativa/ppds/2011/ppds-2011-priloha-4_def.pdf
„Neodpustím si rýpnutí, jak je to s přenosem na velké vzdálenosti a se stabilitou frekvence v síti?“
Pokud se zdroj frekvence nebo pozorovatel nepohybuje, tak je frekvence stabilní a nezávisí na vzdálenosti. Pokud se zdroj frekvence vzhledem k pozorovateli pohybuje, tak nastává Dopplerův jev:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Doppler%C5%AFv_jev
Frekvence v síti je každém místě stejná, mění se jen podle toho jestli je nedostatek nebo přebytek výkonu a nové polovodičové střídače na tyto změny reagují a regulují svůj výkon.
Jedna vlna při 50Hz má délku cca 6000Km. Myslíte že při vodiči této délky (nebo násobku) bude distribuční síť fungovat jako anténa a veškerý výkon se vyzáří do okolí?
Přiznám se, že na vaši otázku intuitivně odpovídám ne, protože žádná anténa nemá 100% účinnost a dipól už vůbec ne. Jak velká bude ale ztráta (tedy kolik se přenese energie) spočítat neumím. Musel bych si to někde najít.
Ano ty ztráty zářením jste trefil, ale s frekvencí jsem myslel změny způsobené promenou výrobou, na což jste mi také odpověděl.
S těmi sřídači, pravda díval jsem se na ně někdy na začátku FVE boomu, jestli se pamatuji dobře ,tak existovaly, nebo existují i s modulovanou sinusovkou.
Pro přenos na opravdu velké vzdálenosti existuje HVDC.
Jaké jsou ztráty způsobené při konverzi AC/DC – DC/AC?
Meniče vo všeobecnosti majú dobrú účinnosť cca. 95 %. Strata AC/DC 5% + DC/AC 5%. Vidím to na cca. 10 % strát len v meničoch.
Ztráty při konverzi AC/DC – DC/AC jsou od určité délky vedení menší, než jaké byly při použití AC přenosu kde jsou ztráty v indukčnosti a kapacitě vedení.
A to ještě není nic proti tomu až se přes energetickou a vědeckou loby podaří prorazit New energy – Ecat, LENR a magnetické motory nebo motory na vodu.