Konverze uhelných elektráren na plynové v USA příležitostí pro české firmy

Za posledních deset let bylo ve Spojených státech odstaveno více než 500 uhelných elektráren o celkovém výkonu zhruba 100 GW, přitom ve 121 případech došlo ke konverzi na jiný druh paliva. Přesto je ve Spojených státech stále v provozu 241 uhelných elektráren, z nichž většina bude nejpozději do roku 2035 definitivně odstavena či u nich proběhne konverze na jiný druh paliva.

Postupné zavírání či konverze uhelných elektráren na plynové ve Spojených státech je dána stejně jako jinde ve světě především stále přísnějšími emisními limity, nízkými cenami zemního plynu a zdokonalující se technologií moderních paroplynových elektráren.

Ani administrativa D. Trumpa na tomto trendu nic zásadního nezměnila. I přes proklamace silné podpory uhelných elektráren docházelo v posledních čtyřech letech k jejich postupnému uzavírání. V současné chvíli je předčasné prorokovat, jak konkrétně bude vypadat energetická politika nově nastupující administrativy od ledna 2021, je však zřejmé, že zde bude silná snaha nejen o obnovení emisní legislativy z období prezidenství B. Obamy, a pokud to politické rozložení sil v americkém Kongresu umožní, o její další zpřísnění.

Přestože konverze uhelných elektráren na plynové nepřináší bezemisní stopu, emise skleníkových plynů z plynových elektráren jsou výrazně nižší než z uhelných a představují jakousi přechodovou fázi ve snaze o instalaci zcela bezemisních zdrojů energie.

Právě nižší emise ze spalování plynu v kombinaci s technologií hydraulického frakování, která výrazně snížila ceny plynu, motivují vlastníky k postupné konverzi uhelných elektráren na plyn. Očekává se, že tento trend bude pokračovat i za administrativy prezidenta J. Bidena právě s ohledem na tyto výhody.

Konverze uhelných elektráren na plynové ve Spojených státech v období 2010–2020

Plyn se stal nejvýhodnějším palivem pro výrobu elektřiny ve Spojených státech. Jen od roku 2007 vzrostla výroba elektřiny z plynu o více než 76 % (meziročně v průměru o 8 %). K tomuto nárůstu tomu mimo jiné výrazně přispívá právě konverze uhelných elektráren na plynové. Při této konverzi se využívají dvě základní technologie:

  • technologie odstavení starého zdroje a jeho náhrada novou paroplynovou elektrárnou s cyklem NGCC (Natural Gas-fired Combined-Cycle), nebo
  • technologie spočívající v konverzi spalovacího kotle ze spalování uhlí na jiná paliva, především tedy na plyn.

U celkem 121 uhelných elektráren již došlo ke konverzi buďto na jiný druh paliva (104 případů konverze na plyn), nebo byla uhelná elektrárna nahrazena paroplynovou elektrárnou s cyklem NGCC, v které se navíc instaluje parní turbína (17 případů).

V elektrárně s cyklem NGCC je plyn spalován ve spalovací komoře plynové turbíny, která pohání generátor elektrického proudu, čerpadla a kompresory zapojené do procesu. Spaliny vystupující z plynové turbíny a jsou vedeny do HRSG (Heat Recovery Steam Generator), kde je využit tepelný obsah spalin k výrobě vysokotlaké páry. Tato pára je vedena do parní turbíny, která pohání další generátor elektrické energie. Právě výroba těchto parních turbín je specialitou několika firem se sídlem v České republice, pro které může být taková poptávka ze strany amerických zákazníků zajímavá.

Pokračující trend snižování výroby elektřiny z uhelných elektráren ve Spojených státech dokumentují následující údaje. V roce 2018 poklesla výroba elektřiny z uhelných elektráren dokonce na nejnižší hodnotu od roku 1976, když dosáhla 966 TWh. Ještě v roce 2007 se přitom ve Spojených státech z uhlí vyrábělo zhruba více než 2000 TWh. V inkriminovaném období zhruba deseti let došlo k poklesu o 49,2 GW z 316,8 GW produkovaných uhelnými elektrárnami, z nichž 14,3 GW bylo nahrazeno první a 15,3 GW druhou technologií popsanou výše.

Plány budoucí konverze uhelných elektráren na plynové ve Spojených státech do roku 2035

Z údajů agentury EIA vyplývá, že nejčastěji bude konverze probíhat v případě uhelných elektráren na východním pobřeží Spojených států a ve státech amerického Středozápadu, kde jsou stále v provozu elektrárny budované v 50. letech, jejichž kapacita je většinou nižší než 300 MWh, a navíc disponují první generací kotlů, tedy nejméně účinných kotlů s nákladným provozem. Většina z nich má také omezené vybavení či vůbec nedisponuje systémy kontroly kvality vypouštěného vzduchu. Dodatečná instalace takových systémů je pak nepřiměřeně nákladná.

Uhelné elektrárny z pozdějších let ve státech západně od řeky Mississippi neaspirují na konverzi vzhledem k tomu, že mají vyšší výkon, vyšší účinnost spalování a spalují především uhlí typu „Powder River Basin“, které vykazuje nižší emisní hodnoty při spalování než uhlí typu „Bituminous“, které spalují uhelné elektrárny na východním pobřeží Spojených států.

Popisovaná konverze není proto vhodná pro všechny uhelné elektrárny ve Spojených státech, ale při jejich vysokém počtu je stále zajímavou alternativou pro řadu z nich.

Agentura EIA očekává do budoucna řadu dalších konverzí uhelných elektráren zejména v oblasti amerického Středozápadu a jihovýchodu. Agentura disponuje informacemi o minimálně osmi dalších projektech konverze na technologii NGCC. Další konverze lze očekávat v blízké budoucnosti.

Příležitosti pro firmy z České republiky se specializací výroby parních turbín jsou právě při přestavbě uhelných elektráren na paroplynové, tedy na elektrárny s technologií NGCC, v kterých se používá plyn jako palivo. Samotnou konverzi uhelné elektrárny na plynovou pak doprovází enormní investice do technologií uskladnění plynu či do distribuční sítě, která nebyla v případě uhelných elektráren zapotřebí. Tyto náklady pak představují zásadní náklady na uvedenou konverzi.

Informace poskytnuta Generálním konzulátem České republiky v Chicagu (Spojené státy americké).




• Oblasti podnikání: Energetika