Energetika
Električne emisije
Zanimivo dejstvo je, da pravzaprav 100 % čistega pridobivanja elektrike ni – najčistejši viri v elektrarnah so sonce, veter, voda in jedrska energija. Za vse te vire je potrebno upoštevati še CO2 amortizacijo, ki je v bistvu podatek, koliko CO2 se je porabilo pri izgradnji elektrarne same in tu so različno dolge amortizacijske dobe, ki se lahko preračunajo na izdelan kWh. Pri vetrnicah na primer je to nekje od 3 do 5 let, preden je proizvedena elektrika povsem čista, pri večjih konstrukcijah pa precej več, vendar velja, da so se glavne hidroelektrarne pri nas in jedrska elektrarna v Krškem že amortizirale. Tako je proizvedena kilovatna ura v krškem v povprečju obremenjena z 12 grami CO2, enako vetrne elektrarne, solarne pa kar s 45 grami. Pri tem je seveda upoštevana tudi dejanska moč, ki jo je vir daje kot obratno vrednost omenjene računice. kWh iz hidroelektrarne je seveda prav tako obremenjen – v povprečju nekje pri 24 gramih na proizvedeno KWh.
Na drugi strani so vse elektrarne, kjer nekaj gori, naj bo to plinska v Brestanici, vseh 60 MW, ki nastaja z biomaso ali pujsa nemarna TEŠ6 v Šoštanju, močno postavljene v skrajno neugodne vrednosti. Plin v Brestanici, ki v glavnem služi za rezervo, je pri 490 g CO2 na kWh, medtem ko TEŠ6 pri 820 g CO2. Povprečje, ki ga dosega slovenska električna proizvodnja te dni, je nekje pri 320 gramih CO2 za vsako (!) proizvedeno kWh v državi. Omrežje se regulira tako, da hrbtenico tvorijo redundantni viri, to so viri, kjer je pridobivanje elektrike neodvisno od zunanjih dejavnikov. Ponoči sonce ne sveti in 282 MW solarnih celic v SLO ne deluje, enako vetrnice praktično ne prispevajo nič, pa tudi povprečje zaradi nestanovitnega vetra je nekje okoli 12-14 % nominalne moči. Kot rečeno, jedro slovenske elektrike tvorita NEK, ki praktično ves čas deluje na 98 % svojih 687 megavatih, kar predstavlja 37 % od 3,68 GW slovenskih proizvodnih kapacitet. Drugi nosilec je TEŠ, ki predstavlja 30 % proizvodnje. Zaradi visokih emisij kurjenja premoga večinoma časa deluje nekje na 50 % moči. Razmerja se sicer čez dan spreminjajo, ko špice porabe rešujejo naše hidroelektrarne in zaradi emisij še uvoz iz Avstrije, to pa je v dopoldanskih urah in ko se stemni.
Predstavljajte si, da imate med dvema drogovoma napeto vrv, na katero se obešajo različno težki ljudje, vrv pa mora biti ves čas popolnoma ravna. Tako nekako si lahko poenostavimo 50 Hz frekvenco izmeničnega toka, kjer padci niso sprejemljivi, saj so vse električne naprave občutljive na nihanja. Ta dva stebra sta pri nas TEŠ6 in NEK. Ko se obešajo dodatni porabniki, dodatno moč napetosti vrvi pomagajo držati hidroelektrarne in nekaj časa tudi plinska Brestanica. Čez dan so bolj pri močeh tudi sončne elektrarne, vse ostale pa čakajo v rezervi. Če na primer popusti eden od stebrov, si z spremenljivimi viri kot so sonce in veter nimamo kaj pomagati, takrat kot rezerva najprej vskoči Brestanica, ki ima skoraj pol nižje emisije kot da bi dodatno pognali TEŠ. A ker zagon terja svoje, potem manjše razlike pri vlečenju vrvi na enem stebru ojača TEŠ, ki deluje nekje na 50 % in z veliko rezerve v moči še hidroelektrarne. Ko se poleti na vroč dan vklopijo klime, hidroelektrarne poletijo tudi za 100 MW in več.
Kakorkoli so postavljena ta razmerja, povprečje je pri 320 gramih za kWh. Vzemimo 8 W LED žarnico. Ta po 125 urah gorenja ali malo več ko petih neprekinjene rabe dneh porabi kilovatno uro in s tem v Sloveniji nastane novih 320 gramov CO2. Za proizveden 1 kilogram CO2 je bo žarnica gorela 16 dni in še malo. Samo s TEŠ, bi kilogram nastal v 6,25 dneh, samo s Krškim pa več kot eno leto. A povprečje je povprečje in tako pridemo tudi do tega, da je vsak v baterijo električnega avtomobila pretočena kWh obremenjena s 320 grami. Povprečen električar s 50 kWh baterijo bo tako za svoje polnjenje poenostavljeno preračunano (tu je še cel kup dejavnikov kot so izgube na kablih in na primer celo hlajenje polnilne postaje ali baterije) v ozračje poslal 16 kilogramov CO2 ali kot 7-vatna žarnica v 300 dneh. S povprečno porabo 15 kWh na 100 kilometrov in dosegom tam pri 320 kilometrih je vsak prevožen kilometer povprečnega električnega avtomobila obremenjen s 50 g CO2. Ali drugače – emisije brezemisijskega vozila so pri nas dejansko 50 g CO2/km. Enak avto z motorjem z notranjim izgorevanjem, upoštevajoč dinamiko zaradi manjše teže brez baterij, ima emisije okoli 120 g CO2/km. Pri obeh je seveda odvisno od načina vožnje in dosega, pri čemer je pri električnem vozilu, ker že imamo gotov CO2 vložek v rezervoar, to je baterijo, to veliko lažje izračunati.
Slovenija je s svojimi 320 grami nekje v zlati sredini Evrope. Nismo ne umazani, nismo ne čisti. So države, kjer so povprečne emisije več kot dvakrat višje kot pri nas. V Evropi so največji packi v Črni gori, Estoniji in na Poljskem. Poljska s 640 grami CO2 na kWh pomeni, da je tam emisija električnega avtomobila 100 g CO2 na kilometer, v poletnih dneh, ko emisije pri njih poletijo celo čez 800, pa je avto z običajnim motorjem, ko gre za neto emisije na prevožen kilometer, celo čistejši od svojega električnega dvojčka. Zanimiva fizikalna lastnost, da je ICE z delovno temperaturo pri porabi praktično neobčutljiv na zunanjo temperaturo, medtem ko kapaciteta baterije, ko se spustimo pod ničlo, lahko pade tudi na polovico in s tem doseg in – uganili ste, se podvojijo tudi emisije na kilometer.
Na drugi strani imamo čiste države kot so Francija, kjer JE predstavljajo kar 75 % vira, temu primerne so tudi emisije, 62 gramov CO2. Francija svoje presežke dobavlja Nemčiji, ki jo dušijo vetrne elektrarne, ki sicer predstavljajo več kot 40 % proizvedene elektrike, a po drugi strani drugih 40 % predstavljajo termoelektrarne. Da bi držali CO2 vrednost nekje v zlati nemški sredini pri 284 gramov, jih rešujejo s francosko zeleno elektriko, ki skupaj z subvencijami za vetrne elektrarne stane, posledično pa imajo Nemci hudo višje položnice za elektriko. Podobna zgodba je Norveška, tam relief fjordov omogoča, da je kar 85 % proizvodnih kapacitet v hidroelektrarnah, preostalo pa v vetrnicah. Norvežani premorejo tudi eno termoelektrarno na plin, vendar miruje že kar nekaj let. Emisije na kilometer so na Norveškem dejansko le 5 gramov CO2 in zanemarljive. Ob številu prebivalstva in naftnih virih, ki jih prodaja svetu, si Norvežani dejansko lahko privoščijo popolno elektrifikacijo voznega parka. Švedska na drugi strani polotoka ima podobno sestavo kot Slovenija, 7 GW jedrskih elektrarn in enak delež hidroelektrarn napajajo praktično celo državo, svoj del pa prispeva tudi veter. A ker so ti obnovljivi viri precej dragi, je temu primerno višja tudi investicija vanje in cena elektrike, tudi na položnicah.
Še ena zanimivo vprašanje se poraja, ko gre za domače omrežje. Hidro elektrarne bi s kapaciteto zlahka nadomestile TEŠ6, pri čemer bi emisije CO2 padle krepko pod 100 g na kWh. Z enim dodatnim Krškim ali dvema, pa bi bili popolnoma zeleni in energetsko neodvisni. Zakaj torej v tej nesrečni državi kurimo premog iz Malezije, pa si lahko vsak odgovori sam.
Z uporabno fiziko in preračunavanji lahko dobimo še celo vrsto podatkov – naslednjič se bomo poigrali tudi s tem, koliko električnih avtomobilov pravzaprav lahko prenese slovensko omrežje brez izgradnje novih elektrarn, pri čemer je investicija 1 GW jedrske energije pri nekje 5 milijardah evrov precej nižja kot 1 GW na primer investicija za vetrne. Najnovejši »balon« Tesle in Hertza je nehote spomnil, da sploh nimamo rešene energetske problematike. Za floto 100 tisoč Tesel je potreben najmanj 1 GW dodatne moči ob povsem enakomerni porazdelitvi časa in hitrosti polnjenja. Na svetu je okoli 1,45 milijarde avtomobilov. Si upate preračunati, koliko moči je potrebne, da jih zamenjamo za električne, ko gre zgolj za uporabo?
Prijava omogoča lažje komentiranje.