Elektrárna Tušimice II: Elektřina z uhlí je stále čistější

V roce 1882 se už elektřina vyráběla pomocí dynam poháněných vodními koly nebo malými parními stroji. Ovšem kdo chtěl mít elektrické světlo, musel si třeba hned za domem postavit malý parní stroj a roztopit jej v dostatečném předstihu předtím, než potřeboval rozsvítit. To opravdu nebylo moc praktické.

Řešení našel všestranný vynálezce a podnikatel Thomas Alva Edison: Musí existovat veřejná elektrárna, která soustavně dodává elektrický proud do širokého okolí, kde jej mohou odběratelé používat, kdykoli chtějí. Stačí jenom cvaknout vypínačem. A takovou elektrárnu Edison postavil v New Yorku, na výběžku Manhattanu. Kvůli tomuto projektu také během jediného roku vynalezl a vyrobil vypínače, pojistky, kabely, zásuvky, izolace a elektroměry…

Dne 4. září 1882 ve tři hodiny odpoledne se jeho elektrárna – po dřívějších neúspěšných pokusech – rozeběhla. Edison pro jistotu celou noc dohlížel nad jejím provozem, aby se přesvědčil, že všechno funguje, jak má.


Kouř a saze vadily

 

Edisonova elektrárna zásobovala elektřinou bohatou obchodní a bankéřskou čtvrť kolem ulice Wall Street. Spalovala uhlí, které sem dopravovaly povozy z nedalekého přístaviště. Na jednu stranu sice byli lidé v okolí s elektrickým světlem spokojeni, současně si však stále stěžovali na kouř a saze z elektrárny. Až se jim po dvanácti letech podařilo vymoci její zastavení.

Edison prohrál ještě jeden velký boj. Vyráběl a prosazoval stejnosměrný proud. Jiný geniální vynálezce, Nikola Tesla, vymyslel způsob výroby proudu střídavého. Tesla po roztržce s Edisonem spolupracoval s Edisonovým konkurentem Georgem Westinghousem. Jejich koncepce střídavého proudu nakonec zvítězila, a to především proto, že střídavý proud se dá vést na dlouhé vzdálenosti s mnohem menšími ztrátami a dají se jím lépe pohánět výkonné stroje.

Podobný boj ostatně proběhl i v českých zemích mezi vynálezci a podnikateli Františkem Křižíkem a Emilem Kolbenem. Křižík prosazoval proud stejnosměrný, Kolben proud střídavý. Kolben, jehož firma se později stala součástí dnešního ČKD, svou koncepci střídavého proudu prosadil při výstavbě ústřední pražské elektrárny v Holešovicích, která začala pracovat v roce 1900. O budoucnosti elektřiny v českých zemích bylo rozhodnuto.

Surovina stále potřebná

Uhelné elektrárny se samozřejmě stavěly i poté, co byla ta Edisonova na Manhattanu zastavena. Mají totiž obrovský potenciál využít energeticky bohaté palivo, které příroda vytvořila před miliony let. Ve světě se v současné době vyrábí z uhlí 44 procent veškeré spotřebované elektrické energie, v Evropě jedna třetina. V České republice se patnáct uhelných elektráren skupiny ČEZ podílí na výrobě elektřiny přibližně polovinou. Většina z nich spaluje severočeské hnědé uhlí, a je tedy z praktických důvodů umístěna v bezprostřední blízkosti dolů v severních a severozápadních Čechách.

Uhelné elektrárny bývají uspořádány do takzvaných výrobních bloků. Elektrárenský výrobní blok je samostatnou jednotkou, která má kotel, turbínu, generátor a další příslušenství. Samozřejmostí jsou dnes odlučovače popílku a odsiřovací zařízení. Díky odsíření tepelných elektráren v České republice v devadesátých letech se podstatně zlepšila kvalita ovzduší.

Modernizace tepelných elektráren však postupuje i nadále. V roce 2007 zahájil ČEZ projekt obnovy zdrojů ve třech tepelných elektrárnách. Celkově by se podle tohoto plánu mělo během zhruba následujících šesti let obnovit až deset nynějších a vystavět až tři nové hnědouhelné bloky. V tomto okamžiku do hry vstupuje také společnost Siemens, která se na programu modernizace českých tepelných elektráren významně podílí.

Nadměrný náklad na silnici


Příkladem je právě probíhající komplexní obnova Elektrárny Tušimice II, která pochází už z let 1974−1975. „Společnost Siemens má do elektrárny Tušimice II dodat celkem čtyři generátory pro strojovnu, kompletní zařízení pro elektročást a jeden z nejmodernějších systémů automatizovaného řízení technologických procesů, jaký v současnosti na světovém trhu existuje. Už jsme jej úspěšně instalovali i v jiných elektrárnách po celém světě,“ konstatuje Vladimír Říha, ředitel divize Energetika společnosti Siemens v České republice.

Životnost elektrárny se díky tomu prodlouží o 25 let. Letos v dubnu byly do Tušimic přivezeny dva poslední generátory Siemens. Každý váží 180 tun. Z Lovosic je dopravovaly s týdenním odstupem dvě silniční soupravy o hmotnosti 461 tun a délce téměř 90 metrů.

Tento vzduchem chlazený generátor výkonové řady 200 MW je jedním z klíčových zařízení strojovny a slouží k výrobě elektrické energie. Generátor je poháněn parní turbínou stejného výkonu. Jeho výrobcem je společnost Siemens a dodavatelem Škoda Power.

Futurologické tvary bez komína

Nové opláštění strojovny a kotelny proměňuje pohled na elektrárnu. „Veškerá výrobní technologie získá moderní design srovnatelný s elektrárnami ve vyspělých evropských zemích, kdy je těžké poznat, co se v objektu vyrábí. Z futurologických tvarů se nekouří, nepráší, není slyšet žádný hluk a nestoupá z nich ven žádná pára. Stavby jsou tudíž neutrální ke svému okolí, a stejně tak tomu bude u nás,“ říká Otakar Tuček, ředitel Elektráren Tušimice a Prunéřov.

Symbolickým aktem pro spuštění modernizované elektrárny bude demolice 300 metrů vysokého komína. „Po modernizaci nebudeme komín potřebovat, protože veškeré spaliny jsou po odsíření, odprášení a odstranění oxidů dusíku odváděny kouřovody do chladicích věží,“ dodal ředitel Tuček.

Nadějná cesta – změna uhlí v plyn

 

Společnost Siemens se ve světě podílí i na jiném způsobu výroby elektřiny z uhlí. Je to čistější technologie zplyňování.

Při ní se z rozemletého uhlí pod tlakem a za vysoké teploty vytváří chemickým procesem blízkým hoření syntetický plyn, tedy především směs oxidu uhelnatého a vodíku. Ten se pak využije k pohonu plynové turbíny v elektrárně. Veškeré pevné částice, které při klasickém spalování uhlí unikaly do vzduchu, se v generátoru mění ve strusku nebo popel, materiály vhodné k dalšímu průmyslovému zpracování, mimo jiné na stavební hmoty. Surový plyn je z generátoru odveden, ochlazen a vyčištěn od síry a dalších nečistot. Konečné spálení se proto děje s minimálním dopadem na životní prostředí.

„V současné době již máme potvrzenou řadu objednávek naší technologie zplyňování uhlí v Číně, Spojených státech, Austrálii a Kanadě,“ říká Michael Süß, výkonný ředitel úseku Fossil Power Generation společnosti Siemens.

Takováto elektrárna svému okolí opravdu vadí nesrovnatelně méně než ta, kterou před 128 lety postavil Thomas Alva Edison na Manhattanu.

Zajímavosti

  • Uhlí se spaluje v kotli, vzniklé teplo ohřívá vodu procházející trubkami uvnitř kotle a mění ji v páru. Pára proudí do turbíny, kterou roztočí.

  • Turbína je pevně spojena s generátorem, takže i ten se roztočí a začne vytvářet elektřinu. V generátoru rotuje elektromagnet. Vinutí, v němž se indukuje napětí a proud, je umístěno na statoru okolo něj.

  • Pára vycházející z turbíny je vedena do kondenzátoru, kde zkapalní. Vzniklá voda se vrací zpět do kotle a celý cyklus začíná znovu.

  • Pára nemusí být využita pouze k výrobě elektřiny, ale dá se použít i k vytápění budov v okolních obcích a městech.