Nové směry pro moderní kraje: efektivní budovy se zelenou energií

Na úvod připomněl potenciál úspor energie v budovách Jiří Hlavenka, nový radní pro inovace v Jihomoravském kraji. “Jen Jihomoravský kraj vlastní více než tři tisíce budov, jako jsou školy nebo sociální zařízení. Veřejné budovy po celém Česku skýtají potenciál pro stovky megawattů výkonu či úspor z obnovitelných zdrojů, jako jsou solární elektrárny nebo tepelná čerpadla. Tento potenciál je třeba využít a právě kraje by měly jít příkladem,” uvedl Jiří Hlavenka, jihomoravský radní pro vědu, výzkum, inovace a IT.

Faktor příkladu progresivního projektu kraje se promítne podle Jiřího Hlavenky do výstavby nových budov v rámci Technologického parku. Ty mají být budovány s důrazem na efektivitu a moderní technologie. “Očekáváme od toho pákový efekt. Kraj není jediný, kdo buduje v této lokalitě. Myslím si, že na krajský projekt budou muset reagovat také soukromé projekty například office centra,” dodal Jiří Hlavenka.

Myšlenku, aby se veřejná sféra stala příkladem pro ostatní, podpořil také David Martínek, manažer pro vnější vztahy ČEZ ESCO. Cena energie podle něj do budoucna pravděpodobně poroste, takže se úsilí vložené do projektů energetických úspor mnohonásobně v budoucnu vrátí. Další přínos inovací v moderní energetice vidí David Martínek v posilování soběstačnosti: “Situace během pandemie COVID-19 ukázala, jak je nezávislost důležitá. Je klíčové, aby základní infrastruktura, například nemocnice, měla zajištěné zdroje energie, které posílí jejich bezpečnost,” uvedl David Martínek.

Mezi příklady dobré praxe energeticky progresivních projektů pak David Martínek uvedl jeden z pilotních projektů realizovaných podle konceptu “design and build”, který se nachází právě v Jihomoravském kraji. Výhodou pro zadavatele stavby je fakt, že realizátor garantuje, jaké bude mít budova provozní vlastnosti a tedy i náklady na energii. “Jde o výstavbu nové Dětské léčebny se speleoterapií v Ostrově u Macochy, která by měla být hotová do roku 2022. Budova má být současně šetrná ke svému okolí i k uživatelům, a to s nízkými provozními náklady a využíváním obnovitelných zdrojů energie při provozu,” nabídl David Martínek příklad inovativního řešení s jasnými přínosy pro uživatele.

Mezi další nástroje, které mohou vést k využití potenciálu úspor ve stávajících budovách patří metoda EPC - energetické úspory se zárukou. “V současné době realizujeme jeden z největších projektů úspor se zárukou a to v budovách pražského ČVUT. Díky renovaci domů ušetří univerzita 26 procent stávajících nákladů za energii a vodu,” doplnil příklady renovací budov David Martínek.

Podle Martina Sedláka, programového ředitele Svazu moderní energetiky, jsou nedílnou součástí moderních budov také lokální obnovitelné zdroje. “Mezi inovativní projekty, které spojují technologie efektivních, úsporných budov s minimálními provozními náklady na energii z obnovitelných zdrojů patří například kancelářské komplexy ČSOB v Praze Radlicích nebo kanceláře Nadace Partnerství v centru Brna. Využívají například nízkopotenciální energii země nebo v případě brněnského projektu také elektřinu a teplo vyráběné pomocí slunce,” představil projekty moderních kancelářských budov Martin Sedlák. “Inspirovat se můžeme i inovativními projekty na lokální úrovni, které známe ze zahraniční. Vídeň několik let úspěšně podporuje vznik energetických společenství, do kterých mohou Vídeňané investovat své prostředky a pak získávají část z výnosů za prodej čisté elektřiny. Právě také projekty jsou součástí demokratizace energetiky,” dodal Martin Sedlák.

Další projekty z oblasti obnovitelných zdrojů, které se mohou stát součástí transformace regionů jsou pak podle Martina Sedláka realizace solárních parků na průmyslově znečištěných plochách. Úspěšně se realizují v Porúří, ale najdeme je i v Polsku nebo Maďarsku.

Český výzkum solárních panelů a baterií

V navazujícím bloku vystoupili dva přední čeští výzkumní pracovníci. Martin Ledinský z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, který je součástí evropského týmu zkoumajícího inovativní technologii solárních panelů. Druhým mluvčím byl Tomáš Kazda, odborný asistent na Fakultě elektrotechniky a komunikačních technologií VUT v Brně.

“Elektřina získaná z fotovoltaiky je nejlevnější ze všech zdrojů elektrické energie. Z pohledu energetické návratnosti si solární panely stojí porovnatelně s fosilními palivy a řádově lépe než například jaderná energetika. Mezinárodní energetická agentura předpokládá, že fotovoltaika dál významně poroste a do roku 2050 bude pokrývat zhruba 25 procent globální spotřeby energie,” uvedl na úvod své přednášky Martin Ledinský.

Výrobě fotovoltaických modulů však dominuje Čína nebo Tchaj-wan. Návrat produkce solárních panelů do Evropy však podle Martina Ledinského nespočívá v postavení stejné továrny, která vyrábí panely v Číně, ale klíč spočívá ve využití inovací. Pouze tak lze získat cenovou konkurenci.

“Myslíme si, že můžeme vrátit továrny na solární panely do Evropy díky našim inovacím. Podařilo se nám dosáhnout 25,4 procentní účinnosti článků. Přiblížili jsme se tak současnému světovému rekordu (26,7 %), ovšem průmyslově využitelnou technologií,” představil úspěchy výzkumného evrovského projektu H2020 NextBase Martin Ledinský. “Součástí řešení bylo i vyvinutí nástroje, kterým lze ověřit kvalitu kontaktů. Pomocí luminiscence umíme měřit kontakty nanesená na zadní stranu článku za pouhé desítky sekund,” doplnil Martin Ledinský k technologickému řešení, které by mohlo vrátit výrobu fotovoltaických modulů zpět do Evropy.

Řešení je patentované a zarezonovalo i u evropského solárního průmyslu. O využití se zajímá společnost Meyer Burger, která hledá investory pro výstavbu nové továrny v Německu. “Věřím, že s naším inovativním solárním článkem můžeme vrátit výrobu fotovoltaiky do Evropy,” uzavřel přednášku Martin Ledinský.

Nedílnou součástí transformace energetiky jsou pak baterie. Vývojem lithiových akumulátorů, které mohou snížit závislost na vzácných kovech se věnuje Tomáš Kazda z VUT v Brně.

"Lithium iontové akumulátory se v posledních letech rozšířily do celé řady aplikací od mobilních telefonů přes elektromobily po těžkou techniku nebo lodí. Jejich nasazení umožňuje vývoj, například gravimetrická hustota energie baterií se zvýšila od začátku 90. let minulého století trojnásobně a naopak cena klesla třicetinásobně.

Někteří výrobci baterií uvádí, že se jim podařilo dostat cenu na 100 dolarů na kWh," představil Tomáš Kazda dynamický vývoj v oblasti akumulace energie. "V Evropě je aktuálně ohlášena řada projektů nových gigatováren na baterie, které by měly v budoucnu dohromady dosáhnout celkové produkční kapacity nad 400 gigawatthodin ročně. Na VUT se pak také věnujeme vývoji baterií s katodou ze síry. Právě lithium sírové baterie mohou vést k dosažení energetické hustoty baterií až 600 watthodin na kilogram. Takové baterie by zvýšily dojezd elektromobilů bez nutnosti dobíjení a byly by využitelné také v lodní nebo letecké dopravě," doplnil k vlastnímu výzkumu Tomáš Kazda.

Spoluvlastníkem Li-S baterií je norský výrobce, který chce do budoucna nabídnout trhu ekologickou alternativu k dnes běžným akumulátorům. Pokud se jejich výroba osvědčí, bude se jednat o první podobnou výrobu na světě.

Nové směry: bezemisní města, vodík i digitální řešení

Třetí blok pak patřil pohledu na směry, které přijdou v nastupujícím desetiletí. Na úvod online setkání připomněl náměstek ministra průmyslu René Neděla, že je Česká republika za určitých podmínek schopna přispět k plnění emisního cíle, který navrhuje Evropská komise zvýšit na 55 %. Za vstupy, se kterými se bude muset Česko vyrovnat, považuje například emise, které vyvolá kůrovcová kalamita. Nad to zmínil, že ČR připravuje novou legislativu, která má umožnit vstup nových prvků na trh. “Energetický zákon byl přijat před 20 lety a je vidět, že současným trendům již úplně nevyhovuje. Je třeba přijít s novým koncepčním řešením, které na jednu stranu usnadní větší zastoupení obnovitelných zdrojů a na druhou stranu zajistí bezpečnost a spolehlivost sítě. Hledáme řešení, jak smart technologie implementovat tak, aby nenastal blackout,” uvedl René Neděla.

Jaroslav Lahoda, generální ředitel Siemens Energy, pak představil pilotní projekty bezemisního města, které realizují spolu s dalšími partnery v Německu. Koncept je založený na výrobě energie z obnovitelných zdrojů (solárních a větrných elektráren), jejichž přebytky budou použity na výrobu zeleného vodíku, popřípadě uloženy do baterií. Součástí systému je kombinovaná hybridní elektrárna s možností spalování zemního plynu a vodíku a systémy na skladování tepla a vodíku.

„První projekt s tímto konceptem realizujeme ve spolupráci s německým městem Herzogenrath a dalšími partnery. Toto město s 46 tisíci obyvateli v uhelném regionu má za cíl být k roku 2030 emisně neutrální. Výhodou je, že město má zkušenosti s energetikou, již dnes provozuje solární elektrárnu a má svou teplárnu. V první fázi se do roku 2024 podíl obnovitelných zdrojů rozšíří o novou fotovoltaikou, větrné turbíny, elektrolyzér s úložištěm vodíku a hybridní elektrárnu. V dalších fázích pak budeme rozšiřovat podíl obnovitelných zdrojů a akumulace všech energií“ uvedl k rozběhu pilotního projektu v Německu Jaroslav Lahoda.

Právě téma vodíku otevřel David Řeháček z GREEN REMEDY. Vodík je podle něj technologie budoucnosti s obrovským potenciálem, který dává prostor výzkumníkům i startupům. “Vodík je ideální pro dlouhodobé ukládání přebytků energie. Nekonkurujete tak chemickým bateriím, ale je jejich ideálním doplněním,” domnívá se David Řeháček. Současně očekává, že prostor pro rozvoj vodíku otevře připravovaná vodíková strategie, která by měla být publikována příští rok.

Projekt CO2IN, který chce urychlit vytlačení fosilních zdrojů pomocí nákupu emisních povolenek z trhu a vytvořit rovné podmínky mezi všemi emitenty CO2, představil Jan Palaščák, zakladatel skupiny Amper. Jeho unikátní virtuální měna nazvaná právě CO2IN má globální ambice. Cílem je umožnit firmám i jednotlivcům účinně přispívat k ochraně ovzduší a omezování klimatické změny. „Chceme pomoci ochraně klimatu aplikací, která se stane součástí každodenního života i byznysu. CO2IN v tomto ohledu propojuje oba světy, když umožňuje také jednotlivcům efektivně bojovat proti klimatické změně. Podnikům i municipalitám pomůže v kombinaci s úsporami energií či instalací bezuhlíkových zdrojů snížit svoji bilanci CO2 na čistou nulu," uvedl Jan Palaščák.

Sérii online debat pod značkou Ekoinovačního fóra pořádá Svaz moderní energetiky, BIC Brno a Inovační centrum Olomouckého kraje. Generálním partnerem je agentura CzechInvest. Záštitu Ekoinovačnímu fóru udělilo Ministerstvo průmyslu a obchodu, Ministerstvo pro místní rozvoj, Olomoucký kraj, Technologická agentura ČR, Technologické centrum AV ČR, Svaz průmyslu a dopravy ČR, Aliance pro energetickou soběstačnost a Solární asociace.

Záznam k dispozici: Jak mohou z rozvoje moderní energetiky těžit regiony.

Záznam první části debaty, které se zúčastnili náměstkyně ministra průmyslu Silvana Jirotková, náměstek ministryně pro místní rozvoj David Koppitz, generální ředitel CzechInvest Patrik Reichl, generální ředitel ČEZ ESCO, a.s.Kamil Čermák či generální ředitel Kofola, a.s. Jannis Samaras a dalších. Záznam debaty si můžete připomenout na: Ekoinovační fórum na téma, jak může Česko využít inovace pro nastartování své ekonomiky.