Texaská energetika při zimní bouři zkolabovala. Pomůže zateplení a tepelná čerpadla?

Zimní bouře znemožnily provoz některých zdrojů elektřiny, včetně části plynových a uhelných elektráren a jednoho jaderného bloku, zamrzaly ovšem i větrné turbíny. Jak je to možné?

V Texasu dlouhodobě převládá teplé klima a tamní elektrárny nejsou na silné mrazy připravené. Špička spotřeby elektřiny v Texasu nastává naopak během letních veder kvůli chlazení. Mírné zimní měsíce tak slouží k odstávkám a opravám. Jak uvádí Scientific American, na rozdíl od severněji položených států zde nejsou některé části tepelných elektráren (kotle, turbíny) ani umístěny v budovách, ale pod širým nebem. Taková konstrukce usnadňuje chlazení (a tedy šetří peníze) po většinu roku a při mírných zimách nepředstavuje žádný problém. Podobné je to i s větrnými elektrárnami, které jsou v severních regionech na provoz v mrazivém počasí upravené. Ne tak v Texasu.

Když Texas zasáhla sněhová bouře, poptávka po elektřině i teplu dosáhla rekordních hodnot, které překročily i místní krizové plány pro takové situace. To však nebyl zásadní problém, respektive překročení nebylo tak vysoké, aby ho energetický sektor nezvládl pokrýt. Pokud by fungoval.

Ve stejnou chvíli totiž dosáhly rekordních hodnot i výpadky elektřiny. 30 GW převážně plynového výkonu mimo provoz překonalo nejhorší zátěžové scénáře více než dvakrát, píší The New York Times.

Většina elektřiny se v Texasu vyrábí z plynu. Ten však začal být během mrazů potřeba i na vytápění a přestal ho tak být dostatek na výrobu elektřiny. Některé zdroje se musely vypínat, protože buď neměly palivo fyzicky, nebo bylo v danou chvíli příliš drahé. Jak jsme zmínili výše – texaská energetika má standardně špičku v létě, kdy není plyn na vytápění potřeba. Teď však byl extrémní mráz a spotřeba plynu tomu odpovídala. A i když se dodávky paliva v elektrárnách obnovily, některá zařízení v silných mrazech nebylo možné znovu nahodit.

Tím problémy nekončily. Texas je těžební velmoc, většinu ropy a plynu pro svůj provoz bere přímo z vrtů a stačí mu tak malé zásobníky. Jenže – těžba plynu v USA probíhá zejména formou hydraulického štěpení. Jak název napovídá, taková těžba vyžaduje vodu a vodní potrubí zamrzala. Druhá zásadní věc potřebná k těžbě je – elektřina. A té byl nedostatek.

A nejen kvůli chybějícímu plynu. Čím méně elektráren bylo v provozu, tím více elektřiny bylo potřeba na zajištění stability sítě a tedy ještě o to méně elektřiny se dostalo k zákazníkům – včetně ropných vrtů. Cyklus se uzavřel a výpadky se opakovaly.

Výroba elektřiny v Texasu mezi 11. a 17. únorem 2020. Tečkovaná čára uprostřed ukazuje začátek silných zimních bouří. Zdroj: The New York Times

Výpadky postihly velkou část Texasu a bohužel si vyžádaly i oběti na životech. Jak podobnému stavu v budoucnu předejít? Alejandra Mejia Cunningham a Pierre Delforge z americké neziskové organizace NRDC (Rada pro obranu přírodních zdrojů) například vidí potenciál ve starých nezateplených domech a neefektivním vytápění.

Většina texaských domů je nezateplených. 35 procent texaských domácností je vytápěno plynovými kotly a 60 procent elektřinou (elektrokotly, přímotopy a tepelnými čerpadly). A protože během výpadků elektřiny žádný z těchto zdrojů nefunguje, řešení je podle autorů velmi prosté – snížit zatížení sítě a tím výpadkům předejít. K tomu má přispět zateplení budov a častější používání tepelných čerpadel.

Tepelná čerpadla mají menší spotřebu než elektrokotle a přímotopy. Na rozdíl od plynového vytápění nekonkurují s odběrem plynu elektrárnám. O další snížení zátěže se má postarat zateplení domů, takže nebude potřeba topit tak vysokými výkony.

To se snadno řekne, ale hůře udělá. Emily Grubertová, profesorka z Georgia Institute of Technology, upozorňuje, že ve Spojených státech probíhá energetická transformace hned dvojím způsobem. První je přechod na čistější zdroje elektřiny a druhý je elektrifikace vytápění a dopravy, které dosud spoléhaly na fosilní paliva. Snížit za těchto okolností zatížení sítě bude velmi náročné, píše Scientific American.

Zdroje:

• PENNEY, Veronica. How Texas’ Power Generation Failed During the Storm, in Charts. The New York Times [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné z: https://www.nytimes.com/interactive/2021/02/19/climate/texas-storm-power-generation-charts.html
• CUNNINGHAM, Alejandra Mejia a Pierre DELFORGE. The Other Solution to Texas’ Woes: Efficiency and Heat Pumps. NRDC.org [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné z: https://www.nrdc.org/experts/alejandra-mejia-cunningham/other-solution-texas-woes-efficiency-and-heat-pumps
• STORROW, Benjamin. Why the Deep Freeze Caused Texas to Lose Power. Scientific American [online]. [cit. 2021-02-26]. Dostupné z: https://www.scientificamerican.com/article/why-the-deep-freeze-caused-texas-to-lose-power/