Světově unikátní lasery v Dolních Břežanech pohání fotovoltaika a kogenerace

Nedaleko Prahy se ve výzkumném centru ELI Beamlines v Dolních Břežanech provozují nejvýkonnější laserové technologie na světě. Zabývají se především zkoumáním interakce světla s hmotou při intenzitě, která je asi desetkrát větší než současné dosažitelné hodnoty. Výzkum přináší mnoho nových poznatků využitelných například v lékařském zobrazování a diagnostice, konstrukci nástrojů pro vývoj a testování nových materiálů nebo v rentgenové optice.

Mimořádná badatelská práce několika stovek vědců, techniků, chemiků a dalších specialistů z bezmála 40 zemí světa ale s sebou nese extrémní energetickou náročnost. Provoz centra vyžaduje 15 tisíc megawatthodin ročně (z toho přibližně 11 milionů kWh elektrické energie a 4 miliony kWh plynu), což je jako několik tisíc domácností.

Centrum se ale snaží dosáhnout co největší energetické soběstačnosti, což přináší rovněž nemalé finanční a emisní úspory. K tomu slouží kogenerační jednotka, 665 fotovoltaických panelů na střeše budovy, náhrada systému pro správu technologického vybavení nebo výměna centrálních chladicích kompresorů. Plynová kogenerační jednotka o výkonu 530 kW zahájila provoz letos v květnu a centrum ji primárně využívá jako zdroj tepla, nezanedbatelná je ale rovněž vyrobená elektřina.

• Související: Kogenerace může pokrýt až čtyři gigawatty energie do deseti let

Využití kogenerační jednotky ve vědeckém centru je důkazem, že se tato technologie dá použít i mimo tradiční odvětví. Obvykle se tato zařízení instalují v teplárnách, průmyslových podnicích a zemědělských areálech – zejména v bioplynových stanicích. Instalace ve vědeckých centrech ukazuje na širší možnosti využití této technologie pro efektivní výrobu tepla a elektřiny.

„Naše pracoviště je energeticky náročné. Největší část energie využíváme na zajištění vhodných podmínek pro vědecké technologie a realizaci experimentů,“ řekl Roman Kuřátko, vedoucí oddělení stavební infrastruktury a informačních technologií ELI Beamlines. „Z tohoto důvodu jsme se zaměřili na optimalizaci energetických řešení a zajištění efektivního a hospodárného provozu v dlouhodobém horizontu.“

Kogenerace a soláry uspoří miliony korun ročně

Díky tomu se například v letech 2022 a 2023 podařilo dosáhnout 50procentní úspory tepla, ušetřilo se rovněž 17 procent elektřiny. „Vedle toho jsme také využili fondy Evropské unie k zajištění dodávky energií pomocí udržitelných zdrojů a vybudovali jsme kogenerační jednotku v kombinaci s fotovoltaickými panely,“ konstatoval Kuřátko.

Kogenerační jednotka od společnosti GENTEC CHP vyšla na více než 26,2 milionů korun. Díky předpokládané roční úspoře 6,5 milionu korun vychází návratnost na čtyři roky. Vedle toho se také ušetří bezmála 2,3 tisíce tun oxidu uhličitého. Fotovoltaická elektrárna o celkovém instalovaném výkonu téměř 312,8 kilowatt-peaku vyšla na zhruba 11,6 milionů korun. Očekávaná roční úspora je 1,5 milionu korun a více než 320 tun oxidu uhličitého.

„Řešení ve formě kogenerační jednotky se nám velmi osvědčilo. Jde o spolehlivé a flexibilní řešení, které nám poskytuje stabilní dodávky energie i v době, kdy mají kvůli špatnému počasí výpadky solární panely. Díky kogenerační jednotce v kombinaci s fotovoltaikou jsme byli schopni snížit naše provozní náklady,“ řekl Kuřátko. Dodal, že energetiku neřeší jen ve svém areálu v Dolních Břežanech, ale i v rámci Evropské unie.

„Jsme partnerem evropského projektu FlexRICAN, který je financován prostřednictvím největšího inovačního a výzkumného rámcového programu EU Horizont Evropa,“ sdělil Kuřátko. Cílem projektu je posilovat energetickou flexibilitu a udržitelnost výzkumných center napříč Evropou, společně hledat, jak snižovat uhlíkovou stopu.

Blackout už vědu neohrozí

Podle Václava Kleina, výkonného ředitele společnosti GENTEC CHP, instalace kogenerační jednotky v unikátním laserovém centru ukazuje, že je společná výroba tepla a elektřiny výhodná ve všech energeticky náročných provozech. „Je to ideální řešení pro subjekty, které chtějí snížit náklady na energie a zajistit si stabilní a udržitelnou samovýrobu energií za každého počasí. Výhodou kogeneračních jednotek je i to, že mohou fungovat v ostrovním režimu, vyrovnají se tedy s rizikem blackoutů, aniž by museli přerušit vědeckou práci,“ konstatoval Klein.

Zdůraznil, že kogenerační jednotky mohou výrazně pomoci při nahrazování uhelných elektráren a tepláren. Zatímco jaderný reaktor se staví 15 až 20 let a paroplynová elektrárna pět až osm let, u kogenerace je doba výstavby jeden až dva roky. „Potenciál kogeneračních jednotek je v Česku až 1,5 gigawattů. Pokud by se nám povedlo toto množství opravdu nainstalovat, mohli bychom nahradit až 50 procent uhelných zdrojů pro výrobu elektřiny končících na začátku třicátých let,“ řekl Václav Klein.

Podcast Pod proudem: Od uhlí v Česku přecházíme k plynu. Cenové šoky znovu nehrozí, nespoléhejme ale na jeden zdroj

Mezi další výhody patří až 90procentní účinnost kogeneračních jednotek, až 30procentní úspora paliva, výrazně nižší emise nebo pouhé dvě minuty od spuštění do plného provozu. „Kogenerační jednotky představují flexibilní a nepostradatelnou součást budoucí energetiky. Instalace těchto jednotek v ELI Beamlines je výborným příkladem jejich využití. V budoucnu může toto centrum bez obtíží přejít na spalování biometanu nebo směsi s vodíkem, což kogenerační jednotka umožňuje,“ řekl Lukáš Dobeš, předseda rady Sdružení pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla COGEN Czech.

„Věřím, že kogenerace, jako efektivní zdroj elektřiny a tepla, bude atraktivní a ekonomicky výhodná nejen pro další vědecká a výzkumná centra, ale také pro zařízení sloužící veřejnosti, jako jsou bazény nebo kulturní centra,“ dodal Dobeš.

Podle Tomáše Buzrly, výkonného ředitele Svazu moderní energetiky, hraje kogenerace velkou roli při přechodu teplárenství od uhlí. „Spolu s rostoucí potřebou flexibility a decentralizace se kogenerace stává klíčovou součástí moderní energetiky. Aby bylo možné dosáhnout vytyčených cílů, je nutné rychle zavést legislativní rámec, který v České republice dlouho nebyl. Pevně ukotvená legislativa pak může pomoci zajistit stabilitu pro budoucí investice a poskytne větší jasnost ohledně finanční podpory po roce 2026,“ uvedl Buzrla.

Úvodní foto: Pavel Baroch (Kogenerační jednotka v areálu ELI Beamlines)