Rozmach čínských větrných elektráren
Rozvoj čínské ekonomiky nabírá stále prudší tempo a spolu s tím roste i hlad po energii. Až do nedávné doby se Čína spoléhala na elektrickou energii převážně z uhelných elektráren a zapojit do hry ekologičtější obnovitelné zdroje neměla v úmyslu. Vše se začalo měnit roku 2004, kdy stávající zdroje nezvládly uspokojovat poptávku a 24 z celkem 27 čínských provincií bylo postiženo rozsáhlými výpadky. Uhelné elektrárny navíc způsobují, že Čína je jedním z největších znečišťovatelů životního prostředí na světě. S blížícími se Olympijskými hrami v roce 2008 začal sílit tlak na zlepšení stavu čínského ovzduší. „Špinavé“ uhelné elektrárny dostaly výpomoc v podobě „čisté“ větrné energie.
Sázka na vítr
Na první pohled to vypadá, že sázka na vítr Číně vychází více než dobře. Stožáry větrných turbín obsadily celé pobřeží a obrovské farmy se rozrůstají po vnitrozemských stepích. Roku 2005 disponovala větrnými elektrárnami o výkonu 1,3 GW, o rok později již dvojnásobkem (2,6 GW) a roku 2008 byl instalovaný výkon čínských větrných elektráren přes 10 GW. V příštích letech plánuje výstavbu čtyř obřích větrných megafarem, každou o výkonu kolem pěti gigawatů. Jestliže bude rozmach čínské větrné energetiky pokračovat tímto tempem, brzy předhoní současné špičky ve výrobě energie z větru, kterými jsou USA a Německo.
Potíže s efektivitou
Plány jsou to velmi smělé, ovšem detailnější rozbor situace ukazuje, že Čína musí vyřešit ještě několik důležitých problémů.
Prvním z nich je nízká efektivita jejich větrných elektráren. Zatímco zahraniční pobřežní větrníky mají poměr skutečného výkonu k instalovanému 30 %, u čínských je to pouze 23 %. Několik procent přitom může činit rozdíl mezi ekonomicky návratnou a prodělečnou elektrárnou.
Faktorů, které nízkou efektivitu způsobují, je zřejmě několik.
Na vině mohou být samotné turbíny. Čínská vláda rozhodla, že minimálně 70 % dílů všech větrných farem musí být od domácích dodavatelů. To na jednu stranu napomáhá rozvoji místního průmyslu. Počet výrobců se během posledních let zečtyřnásobil a Čína aspiruje na největšího producenta komponent k větrným elektrárnám na světě. Na druhou stranu toto rozhodnutí omezuje zahraniční dodavatele, kteří mají s vývojem a výrobou větrných turbín podstatně větší a bohatší zkušenosti. Otázku, nakolik jsou čínské díly kvalitní, ovšem nelze snadno odpovědět. Četnost poruch větrných elektráren je přísně střeženým tajemstvím.
Otázka správné volby
Kromě výroby kvalitní turbíny je třeba umístit správnou turbínu na správné místo. Povětrnostní podmínky jsou v každé lokalitě jiné a nejrůznější typy větrníků jsou navrhovány právě tak, aby byly při daných rychlostech větru co nejefektivnější. Některé pracují lépe při krátkých ostrých závanech větru, jiným více vyhovuje mírný, zato stabilní vánek. Turbíny do slabého větru mohou být prudkými větrnými smrštěmi poškozeny. Výběr vhodné turbíny tedy výrazně ovlivňuje její životnost (která v průměru činí 20 let) a hlavně dobu, po kterou bude elektrárna pracovat a dodávat proud.
Zahraniční experti říkají, že v Číně je ne vždy učiněna ta nejvhodnější volba, a tak čínské turbíny často stojí, zatímco ty zahraniční, lépe zvolené, se jen o pár desítek metrů dál vesele otáčejí.
Podstatná je síť
Na větrné elektrárně ovšem není nejdůležitější její instalovaný výkon, ale kolik elektrického proudu vyrobí a kolik se ho dostane ke spotřebiteli. To je druhý závažný problém, před kterým čínská větrná energetika stojí.
Čínská elektrická síť je nedostatečná, zastaralá a roztříštěná. Již mnoho let má potíže odvádět elektřinu z uhelných elektráren k městům na pobřeží, a větrné elektrárny umístěné v málo obydlených oblastech pro ni představují ještě větší obtíže.
Správci sítě nestačí rychlému tempu výstavby a tak se nezřídka stává, že hotová elektrárna čeká i čtyři měsíce, než je připojena k síti. Z 5,7 GW instalovaných do konce roku 2007 byly do sítě připojeny jen čtyři. Přitom každý měsíc, po který elektrárna nedodává proud, je z ekonomického hlediska velkou ztrátou.
Větrné brzdy
Obecně známou vlastností větru je, že se mění rychle a neočekávaně a stejně tak kolísá výroba elektřiny z větrných farem. Na tyto výkyvy musí síť pružně a rychle reagovat, čehož však nedostatečná čínská síť není často schopna. Aby nedošlo ve „větrné špičce“ k přetížení, je třeba větrníky často odstavovat. Zatímco modernější turbíny natočí lopatky tak, aby je vítr neroztáčel, u starších modelů je třeba „šlápnout na brzdy“. V jiných zemích se brzda používá nanejvýš párkrát do měsíce, ale čínští operátoři elektrické sítě ji využívají v průměru každý čtvrtý den. Tento přístup snižuje životnost a bezporuchovost elektráren.
Překročit plán!
Rozvoj větrné energetiky v Číně je sice mohutný, ale stojí před vážnými problémy, které by ho v budoucnu mohly zpomalit. Jednou z důležitých cest by mělo být zvyšování efektivity namísto snahy splnit a překročit plán v instalovaném výkonu větrných megafarem.
Všechny větrné elektrárny, kterými v současné době Čína disponuje, přispívají k celkové výrobě elektrické energie 0,3%. Pokud se podaří dostavět plánované megafarmy, budou dodávat stejné množství energie jako přehrada Tři soutěsky. Samozřejmě tehdy, pokud bude foukat vítr...
Zdroje:
Cyranoski, David: Beijing’s windy bet, Nature 457, 22 January 2009, str. 372 – 374
Celý článek: http://www.nature.com/news/2009/090121/full/457372a.html
Editorial: http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7228/full/457357a.html
Na první pohled to vypadá, že sázka na vítr Číně vychází více než dobře. Stožáry větrných turbín obsadily celé pobřeží a obrovské farmy se rozrůstají po vnitrozemských stepích. Roku 2005 disponovala větrnými elektrárnami o výkonu 1,3 GW, o rok později již dvojnásobkem (2,6 GW) a roku 2008 byl instalovaný výkon čínských větrných elektráren přes 10 GW. V příštích letech plánuje výstavbu čtyř obřích větrných megafarem, každou o výkonu kolem pěti gigawatů. Jestliže bude rozmach čínské větrné energetiky pokračovat tímto tempem, brzy předhoní současné špičky ve výrobě energie z větru, kterými jsou USA a Německo.
Potíže s efektivitou
Plány jsou to velmi smělé, ovšem detailnější rozbor situace ukazuje, že Čína musí vyřešit ještě několik důležitých problémů.
Prvním z nich je nízká efektivita jejich větrných elektráren. Zatímco zahraniční pobřežní větrníky mají poměr skutečného výkonu k instalovanému 30 %, u čínských je to pouze 23 %. Několik procent přitom může činit rozdíl mezi ekonomicky návratnou a prodělečnou elektrárnou.
Faktorů, které nízkou efektivitu způsobují, je zřejmě několik.
Na vině mohou být samotné turbíny. Čínská vláda rozhodla, že minimálně 70 % dílů všech větrných farem musí být od domácích dodavatelů. To na jednu stranu napomáhá rozvoji místního průmyslu. Počet výrobců se během posledních let zečtyřnásobil a Čína aspiruje na největšího producenta komponent k větrným elektrárnám na světě. Na druhou stranu toto rozhodnutí omezuje zahraniční dodavatele, kteří mají s vývojem a výrobou větrných turbín podstatně větší a bohatší zkušenosti. Otázku, nakolik jsou čínské díly kvalitní, ovšem nelze snadno odpovědět. Četnost poruch větrných elektráren je přísně střeženým tajemstvím.
Otázka správné volby
Kromě výroby kvalitní turbíny je třeba umístit správnou turbínu na správné místo. Povětrnostní podmínky jsou v každé lokalitě jiné a nejrůznější typy větrníků jsou navrhovány právě tak, aby byly při daných rychlostech větru co nejefektivnější. Některé pracují lépe při krátkých ostrých závanech větru, jiným více vyhovuje mírný, zato stabilní vánek. Turbíny do slabého větru mohou být prudkými větrnými smrštěmi poškozeny. Výběr vhodné turbíny tedy výrazně ovlivňuje její životnost (která v průměru činí 20 let) a hlavně dobu, po kterou bude elektrárna pracovat a dodávat proud.
Zahraniční experti říkají, že v Číně je ne vždy učiněna ta nejvhodnější volba, a tak čínské turbíny často stojí, zatímco ty zahraniční, lépe zvolené, se jen o pár desítek metrů dál vesele otáčejí.
Podstatná je síť
Na větrné elektrárně ovšem není nejdůležitější její instalovaný výkon, ale kolik elektrického proudu vyrobí a kolik se ho dostane ke spotřebiteli. To je druhý závažný problém, před kterým čínská větrná energetika stojí.
Čínská elektrická síť je nedostatečná, zastaralá a roztříštěná. Již mnoho let má potíže odvádět elektřinu z uhelných elektráren k městům na pobřeží, a větrné elektrárny umístěné v málo obydlených oblastech pro ni představují ještě větší obtíže.
Správci sítě nestačí rychlému tempu výstavby a tak se nezřídka stává, že hotová elektrárna čeká i čtyři měsíce, než je připojena k síti. Z 5,7 GW instalovaných do konce roku 2007 byly do sítě připojeny jen čtyři. Přitom každý měsíc, po který elektrárna nedodává proud, je z ekonomického hlediska velkou ztrátou.
Větrné brzdy
Obecně známou vlastností větru je, že se mění rychle a neočekávaně a stejně tak kolísá výroba elektřiny z větrných farem. Na tyto výkyvy musí síť pružně a rychle reagovat, čehož však nedostatečná čínská síť není často schopna. Aby nedošlo ve „větrné špičce“ k přetížení, je třeba větrníky často odstavovat. Zatímco modernější turbíny natočí lopatky tak, aby je vítr neroztáčel, u starších modelů je třeba „šlápnout na brzdy“. V jiných zemích se brzda používá nanejvýš párkrát do měsíce, ale čínští operátoři elektrické sítě ji využívají v průměru každý čtvrtý den. Tento přístup snižuje životnost a bezporuchovost elektráren.
Překročit plán!
Rozvoj větrné energetiky v Číně je sice mohutný, ale stojí před vážnými problémy, které by ho v budoucnu mohly zpomalit. Jednou z důležitých cest by mělo být zvyšování efektivity namísto snahy splnit a překročit plán v instalovaném výkonu větrných megafarem.
Všechny větrné elektrárny, kterými v současné době Čína disponuje, přispívají k celkové výrobě elektrické energie 0,3%. Pokud se podaří dostavět plánované megafarmy, budou dodávat stejné množství energie jako přehrada Tři soutěsky. Samozřejmě tehdy, pokud bude foukat vítr...
Zdroje:
Cyranoski, David: Beijing’s windy bet, Nature 457, 22 January 2009, str. 372 – 374
Celý článek: http://www.nature.com/news/2009/090121/full/457372a.html
Editorial: http://www.nature.com/nature/journal/v457/n7228/full/457357a.html
Pošli odkaz na článek
