Srovnání různých metod stanovení vodní stopy výroby elektrické energie ve vodní elektrárně Orlík – případová studie

Abstract

Velká část světové populace nemá přístup ke kvalitním vodním zdrojům v dostatečném množství. Proto se v posledních letech rozvíjí metody pro komplexní hodnocení užívání vod. Jednou z nich je i vodní stopa, která umožňuje vyjádřit celkové množství vody spotřebované na produkci nějakého výrobku nebo služby. V současnosti se používají tři přístupy ke stanovení potřeb vody na produkci elektrické energie ve vodních elektrárnách. V této studii jsou použity jednotlivé přístupy (hrubá spotřeba, čistá spotřeba, čistá bilance) pro stanovení vodní stopy ve vodní elektrárně a shrnuty závěry z jejich použití.Vodní stopa byla spočítána v měsíčním kroku všemi třemi přístupy pro provozní fázi výroby elektrické energie v největší české vodní elektrárně Orlík. Fáze výstavby vodní nádrže a vodní elektrárny byla stanovena orientačně s využitím údajů převzatých z literatury. Fáze likvidace vodní elektrárny nebyla uvažována. Alokace užívání na jednotlivé služby, které poskytuje vodní nádrž, nebyla uvažována. Metoda "hrubé spotřeby" uvažuje pouze se ztrátami výparem. Metoda "čisté spotřeby" je založena na předpokladu, že i před vybudováním přehrady probíhal z daného území výpar, takže skutečné ztráty jsou vyjádřeny jako rozdíl mezi výparem z nádrže a teoretickým výparem z území před výstavbou. Metoda "čisté bilance" přistupuje k nádrži jako k systému a předpokládá, že ztráty výparem z nádrže jsou redukovány srážkami, které dopadnou na hladinu nádrže. Stanovená modrá vodní stopa provozní fáze byla přepočtena na LCA vodní stopy podle ČSN ISO 14046 pomocí regionalizovaných charakterizačních modelů fwua a AWARE.Vodní stopa provozní fáze stanovená přístupem "hrubé spotřeby" má jasný sezonní charakter a dosahuje hodnot přesahujících v letním období i 200 m 3 •MWh -1 . Metoda "čisté spotřeby" výrazně snižuje hodnoty vodní stopy v porovnání s metodou "hrubé spotřeby" a to až do záporných hodnot. To je podmíněno zejména způsobem výpočtu výparu z území před výstavbou vodní nádrže. Vodní stopa stanovená metodou "čisté bilance" se pohybuje kolem nulových hodnot, protože výpar z vodní nádrže je prakticky vyrovnán srážkami. Hodnota vodní stopy fáze výstavby vodní nádrže i při uvažované životnosti 100 let vychází orientačně na úrovni od 0,26 do 3,09 m 3 •MWh -1 .Jednotlivé metody dávají velmi rozdílné výsledky. Použití metody "čisté spotřeby" naráží na metodické problémy. Fázi výstavby vodní nádrže v případě metody "čisté bilance" i metody "čisté spotřeby" nelze zanedbat. Přepočet

Srovnání vodní stopy VE Fláje a VE Přísečnice s uvažováním alokace podle ekonomické hodnoty užitků vodní nádrže

“…Ke ztrátám vody výparem z nádrže existují tři rozdílné metodické přístupy označované jako hrubá spotřeba, čistá spo- třeba a čistá bilance (Herath et al, 2011). Jak ukazují provedené studie, a to i v ČR (Ansorge, 2020), volba přístupu k výpočtu ztrát významně ovlivňuje velikost vodní stopy.…”

“…Hodnoty vodní stopy elektrické energie na úrovni 0,0708 m 3 /kWh (VE Přísečnice) a 0,0329 m 3 /kWh (VE Fláje) jsou srovnatelné s údaji uváděnými v literatuře. V ČR byla spočtena vodní stopa největší české vodní elektrárny VE Orlík (Ansorge, 2020) a uváděné hodnoty jsou 0,0307 až 0,0553 m 3 /kWh, ve studii Orlíku však nebyla uvažována žádná alokace ztrát vody z nádrže na jednotlivá užívání. Scherer a Pfi ster (2016) uvádí celosvětový průměr na úrovni 65,1 m 3 /GJ což je 0,2344 m 3 /kWh, pro velké vodní elektrárny pak uvádí hodnoty: Tři soutěsky 0,0374 m 3 /kWh, Itaipu 0,0267 m 3 /kWh, Churchill Falls 0,1094 m 3 /kWh, Cahor Bassa 0,3852 m 3 /kWh, Guangzhou 0,0004 m 3 /kWh, Nurek 0,0111 m 3 /kWh atd.…”