Pri tem je ključna prevelika količina izpustov toplogrednih plinov, ki ustvarjajo povečan učinek tople grede. Sklop rešitev nastalih okoljskih težav je na mednarodni ravni zajet v tako imenovanem zelenem prehodu, v okviru katerega naj bi ključno vlogo prevzeli obnovljivi viri. Na načelni ravni se tudi v Sloveniji strinjamo, da so ti ukrepi nujni, vendar se pri umeščanju obnovljivih virov in potrebne energetske infrastrukture pogosto spoprijemamo z odporom javnosti, kar se poleg hidroelektrarn še posebej odraža pri načrtovanju večjih sončnih in vetrnih elektrarn, pri katerih precej zaostajamo za preostalimi evropskimi državami. O tem, kako naj bi se najhitreje približali zastavljenim energetskim in podnebnim ciljem, se že dlje časa intenzivno razpravlja tudi v različnih strokovnih krogih. Tokrat podrobneje predstavljamo razmišljanja tehničnega direktorja Soških elektrarn Nova Gorica Rajka Volka, ki je v preteklih desetletjih opravljal različne funkcije v podjetju in zelo dobro pozna delovanje elektroenergetskega sistema ter na ravni Holdinga Slovenske elektrarne vodi tudi skupino za fleksibilnost, v kateri obravnavajo vprašanja, kako glede na velike spremembe v elektroenergetskem sistemu zagotoviti potrebno zanesljivost in optimizirati proizvodnjo.
Kljub manjši porabi energije bomo v prihodnosti potrebovali več električne energije, ki bo tudi fleksibilnejša
Učinkovitejša raba energije in prizadevanja za zmanjšanje izpustov CO2 bodo po vseh napovedih v prihodnje pripeljala do večje porabe električne energije, saj naj bi se ta kot ključni energent v večji meri uporabljala za ogrevanje, hlajenje in za transport. To bo sicer zmanjšalo emisije toplogrednih plinov, vendar hkrati pomeni, da naj bi se v kratkem času poraba električne energije zelo povečala, kar zahteva tudi bistveno pospešen razvoj elektroenergetskega sistema.
Kot pravi Rajko Volk, se velikokrat spregleda, da mora elektroenergetski sistem v vsakem trenutku zagotoviti ravnovesje med proizvedeno in porabljeno energijo. Če viri energije niso sposobni prilagajati proizvodnje trenutnim potrebam, lahko pride do presežkov ali pomanjkanja, kar lahko povzroči motnje v oskrbi ali celo daljše izpade električne energije. Tudi na strani porabe je vse več mogočih virov za doseganje ravnovesja. Poleg omrežnine, ki usmerja porabo v manj obremenjena obdobja, so mogoči še energijsko kontrolirani procesi glede na razmere v elektroenergetskem sistemu in raba hranilnikov pri porabnikih.
Za primerjavo proizvodnih virov je pomembno upoštevati tudi stroške mehanizmov za izravnavo proizvodnje s porabo – od sekundne do letne ravni. Lastna cena proizvedene električne energije torej ni enaka njeni vrednosti za sistem. Na primer, energija, proizvedena s sončnimi paneli, ki je manj prilagodljiva, zahteva prilagoditve drugih proizvodnih virov ali uporabnikov (če je to izvedljivo), kar v sistemu povzroča dodatne stroške. Nasprotno pa so viri, kot so plinske in vodne elektrarne, prilagodljivejši, saj omogočajo regulacijo proizvodnje glede na potrebe sistema. Določene prilagoditve zahteva tudi jedrska energija, čeprav je njena proizvodnja stabilna in konstantna skozi vse leto (razen ob remontih in okvarah) ter neodvisna od vremenskih razmer. Potrebe prilagoditve proizvodnje porabi so pri jedrski energiji manjše kot pri sončni energiji, jih je pa treba vseeno upoštevati pri načrtovanju energetske infrastrukture.
Kaj kaže primerjava različnih virov električne energije
Možnosti za zagotavljanje dodatne električne energije je veliko, vendar so nekatere poti optimalnejše kot druge. Pri odločitvah je treba tehtati več dejavnikov: vplive na okolje, stroške prehoda, tehnično izvedljivost (upoštevajoč naravne danosti), družbeno sprejemljivost in druge pomembne vidike.
Pri vrednotenju posameznih projektov se prevečkrat kot ključno merilo uporablja samo lastna cena proizvedene energije, ki predstavlja povprečni strošek proizvodnje na enoto energije v celotni življenjski dobi vira (upoštevajoč časovne dimenzije finančnih tokov), kar je izraženo v evrih na MWh.
Lastna cena namreč ne zajema pomembnih dejavnikov, kot sta čas (kdaj v letu) in kraj (kje) proizvodnje energije, prav tako ne vključuje stroškov prilagoditve omrežja. Proizvajalci, ki jim uspe prodati energijo in preostale energetske produkte, ki so na trgu, po višji ceni od lastne, ustvarjajo dobičke, sicer pa izgubo. Končni uporabniki pa poleg prodajne cene proizvajalca plačujejo še marže trgovcev in njihove stroške prilagoditve kupljene energije časovnemu profilu porabe končnemu kupcu, stroške izgub v omrežju, uporabo omrežja, stroške delovanja trga električne energije. S povečevanjem deleža spremenljivih in neprilagodljivih virov energije (npr. sončnih in vetrnih elektrarn) je postalo očitno, da lastna cena ni primerna za celovito primerjavo virov. Zato so bili razviti novi kazalniki, ki vključujejo dodatne dejavnike, ki upoštevajo čas in lokacijo proizvodnje, ali se vir lahko prilagaja trenutnim potrebam omrežja in podobno.
Za družbo kot celoto so ključni čim nižji skupni stroški elektroenergetskega sistema ob upoštevanju sprejemljivega tveganja in okoljske sprejemljivosti. Na koncu namreč vsi uporabniki električne energije plačamo celoten strošek sistema, vključno s subvencijami.
Potrebna vlaganja v elektroenergetsko omrežje
Za uspešen zeleni prehod je ključnega pomena pravočasno vlaganje v izgradnjo in razvoj elektroenergetskega omrežja na vseh napetostnih nivojih. S premišljenim in celovitim pristopom lahko bistveno zmanjšamo potrebo po okrepitvi srednje- in nizkonapetostnega omrežja, pod pogojem, da se večino sončnih elektrarn priključi na visokonapetostno omrežje.
Po ocenah bi prihranki na tem področju lahko dosegli tudi milijardo evrov (vir: Razvojni načrt distribucijskega sistema električne energije v Republiki Sloveniji od leta 2023 do leta 2032, stran 227). Poleg finančnih koristi bi to zmanjšalo tudi logistične izzive, saj distribucijska podjetja že zdaj razpolagajo z omejenim številom usposobljenih delavcev za potrebne obsežne nadgradnje nizkonapetostnega omrežja.
Potreba po okrepitvi nizkonapetostnega omrežja bo v prihodnje v veliki meri odvisna od prehoda na toplotne črpalke in deloma (odvisno od koncepta) tudi od uvedbe domačih polnilnic za e-vozila. Nadgradnja srednje- in predvsem visokonapetostnega omrežja bo minimalno odvisna od tipa izbranega proizvodnega vira, bolj pa od spremembe potreb količine prenosa električne energije v posameznem delu omrežja.
Predlog elektroenergetskega koncepta Slovenije
1. Zaustavitev termoelektrarn in podaljšanje življenjske dobe jedrske elektrarne
Obratovanje jedrske elektrarne (JE) naj se skuša podaljšati do leta 2063. Do zaustavitve TEŠ-a bo treba v Sloveniji zgraditi čim več rentabilnih in okoljsko sprejemljivih objektov za proizvodnjo električne energije iz obnovljivih virov energije s pripadajočimi hranilniki energije, ki bodo omogočali tudi shranjevanje energije za do nekaj dni. Pri tem so najprimernejši hranilniki v hriboviti Sloveniji za do dvodnevno hrambo energije črpalne hidroelektrarne (ČHE). Teh lokacij je v Sloveniji preverjeno dovolj. Za večje OVE-objekte, ki niso v bližini fleksibilnih virov, je treba zgraditi baterijske hranilnike za polurno kapaciteto, ki bodo omogočali hitro odzivanje na spremembe v proizvodnji. Za sezonsko pokrivanje potreb pa je smiselno graditi plinsko-parne enote, ki bodo z razvojem tehnologij prešle na okoljsko sprejemljivejše energente in hkrati predstavljale sistemsko rezervo ob izpadu večjih proizvodnih enot. Takšna kombinacija rešitev bo omogočila proporcionalno urno celoletno pokritje potreb po električni energiji v Sloveniji.
2. Gradnja velikih sončnih elektrarn in drugih obnovljivih virov
V Sloveniji je treba začeti gradnjo velikih sončnih polj (večja od 10 MWp). V manjši meri ali sploh ne je treba spodbujati sončne elektrarne na hišah (do maksimalno 3 kW na objekt), saj je lastna cena v EUR/MWh takih sončnih elektrarn precej višja od velike sončne elektrarne, višji so tudi stroški vključitve na kWh v omrežje, kar se negativno odraža na stroških omrežnine. Poleg tega jih je tudi težje upravljati (spremljati, odklapljati …).
Nadalje je treba, kjer je to okoljsko sprejemljivo in stroškovno upravičeno, zgraditi HE in mHE pa tudi vetrna polja (žal je ugodnih lokacij za proizvodnjo tovrstne energije pri nas premalo).
3. Prilagoditev omrežij
Za zagotavljanje učinkovitega delovanja sistema je ključnega pomena ustrezna prilagoditev elektroenergetskih omrežij na vseh napetostnih nivojih.
4. Eksteritorialna proizvodnja (»uvoz«) energije ob zaustavitvi TEŠ
Najpozneje ob zaustavitvi TEŠ bi bilo smotrno manjkajočo energijo začeti »uvažati« iz energetsko ugodnejših lokacij prek daljnovodov (in podmorskih kablov) ali plinovodov (v ogljično sprejemljivi obliki), ki potrebujejo čim manj dnevne in po možnosti nič sezonske hrambe na podlagi dolgoročnih pogodb PPA (Power Purchase Agreement).
Zaradi geopolitičnih tveganj ta uvožena energija, ki je sicer najcenejša in ogljično optimalna, ne bi smela predstavljati več kot tretjine porabe v Sloveniji. Za zagotovitev zanesljivosti dobave pa je smiselno, da so lokacije in transportne poti razpršene.
Mogoče lokacije eksteritorialne proizvodnje so predvsem Bližnji vzhod, Egipt, Tunizija, Alžirija, Maroko, kjer že potekajo nekateri tovrstni projekti, kot je na primer projekt Maroko - Anglija (26 TWh/leto po načrtovani ceni v Angliji 57 EUR/MWh; 7 GW SE, 3,5 GW VE; baterija 5 GW/20 GWh; 2 X 1,8 GW podmorski kabel dolžine 3.800 km).
5. Gradnja hranilnikov energije
V Sloveniji bo treba zgraditi dovolj hranilnikov za do dvodnevno hrambo energije. Prav tako bo treba zagotoviti ustrezno količino energije za zanesljivost oskrbe ob izrednih razmerah. To rezervo se lahko uporablja v kombinaciji s sezonsko hrambo, če je ekonomija primerna. Mogoči energenti so lahko: zemeljski plin, kurilno olje, amonijak, vodik in drugi energenti, ki omogočajo zanesljivost energetske oskrbe. Potrebni sezonski hranilniki so ob uporabi sončne energije iz Afrike minimalni in so lahko kombinirani s hranilniki za zanesljivo oskrbo z energijo s tem, da je znaten del teh kapacitet lahko tudi v tujini. Za to je treba zagotoviti skladišča lahkega kurilnega olja, ki se lahko uporabljajo tudi v plinskih elektrarnah (delno že izvedeno), skladišča amonijaka v tekoči obliki, ki se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije (in tudi umetnih gnojil) in je primernejši za shranjevanje kot vodik, saj Slovenija nima ustreznih danosti, kot so solni rudniki, ki so najprimernejši za skladiščenje vodika. Razvoj zelenega amonijaka je v teku in ima potencial za uporabo kot sezonski hranilnik in skladišče za vodik ali sintetične pline, ki se lahko uporabljajo kot sezonski hranilniki, če so zagotovljeni ustrezna skladišča, transport in ugodna cena. Proizvodnja vodika ali sintetičnih plinov (elektroliza) lahko pomaga pri kontroli trenutne energetske bilance.
6. Gradnja novega bloka jedrske elektrarne
Če do trenutka potrebne odločitve o gradnji novega bloka JE ne bo zagotovil o zadostni energiji iz drugih virov, bo treba pravočasno sprejeti odločitev o začetku gradnje nove JE (približno od 10 do 12 let pred zaustavitvijo obstoječe JE) ali povečanju inštalacijskega miksa sončnih, črpalnih in plinskih elektrarn. Pri tem je treba upoštevati tudi, da je možnost gradnje jedrske elektrarne še vedno okoljsko primernejša za bazno moč kot plinske elektrarne, ki uporabljajo naraven plin. V prehodnem obdobju, ko se bo povečala proizvodnja iz obnovljivih virov, pa se bo treba zateči tudi k prehodnim rešitvam, kot so: povečanje izvoza/uvoza električne energije, večja poraba zemeljskega plina in hranjenje presežkov OVE-energije v plinovodnem omrežju itn.
Sklepne misli
Pri rabi prostora se pogosto uporablja način, ki postavlja »zaščito prostora« nasproti »dovoljenju za gradnjo«, kar zmanjšuje možnosti za uravnoteženo in dolgoročno načrtovanje. Namesto tega bi morali razvijati model, ki omogoča zaščito prostora in tudi dovoljenje za gradnjo, da bi zagotovili trajnostni razvoj in ohranjanje narave.
Veliko okoljskih gibanj pogosto prikazuje kratkovidno naravnanost, pri čemer je NE za posamezno investicijo, ki bi pripomogla k čistim energetskim virom, v resnici DA za večje ekološko onesnaženje. To predstavlja paradoks, saj varovanje narave pogosto onemogoča projekte, ki zmanjšujejo škodljive vplive na okolje, kot so projekti postavitve večjih obnovljivih virov energije.
Ob tem gre še poudariti, da vsaka MWh iz obnovljivih virov (vključno s hidroelektrarnami) ali jedrske elektrarne namesto proizvodnje iz fosilnih virov pomeni zmanjšanje emisij CO2 za skoraj eno tono, saj nadomeščajo proizvodnjo iz termoelektrarn na premog. Pri tem je izgradnja nove jedrske elektrarne (JEK 2) smiselna, le če ob predvidenem začetku njenega obratovanja vse druge možnosti za zagotavljanje varne, zanesljive in ekonomične energije (vključno z uvozom, ki je ustrezno zagotovljen) niso dovolj učinkovite. Zato bi morala biti izgradnja JEK 2 obravnavana kot opcija, ne pa kot izhodišče za rešitev. Rajko Volk ob koncu še poudarja, da je ključno razmišljati globalno in ukrepati lokalno, saj so lokalni ukrepi del širše rešitve.
Naloge akterjev v Sloveniji
1. V državi moramo nujno čim prej sprejeti koncept razvoja elektroenergetike, ki bo bolj dodelan, kot so predvideni nastavki v NEPN-u.
2. Zagotoviti je treba zanesljivost dobave električne energije kljub zaustavitvi TEŠ.
3. Ne smemo sprejemati prezgodnjih dokončnih odločitev o gradnji nove JE.
4. Potrebna je pravočasna postavitev hranilnikov energentov za varnostno rezervo v Sloveniji in/ali tujini.
5. Sprejeti je treba pogoje za izvedbo predlaganega zelenega prehoda.
6. NEPN je treba zasnovati na ažuriranih vhodnih podatkih in pri drugačnem načinu zagotavljanja zanesljivosti dobave (ne po načelu skoraj 100-odstotne samozadostnosti na letni ravni).
7. Zagotoviti je treba državno pomoč v Šaleški dolini zaradi predčasne zaustavitve TEŠ.
8. Omogočiti je treba umestitev večjih obnovljivih virov (hidro- ter velikih sončnih in vetrnih elektrarn).
9. Zagotoviti je treba pomoč Elesu in drugim pogodbenikom pri energetskih medcelinskih povezavah.
Podrobnejšo razlago in izračune si lahko preberete v pripetem dokumentu.