11. Jak budeme získávat energii

Pro Českou republiku a její dekarbonizaci je energetika klíčová. Ne, že by doprava nebo průmysl nebyl problém, ale energetiku máme historicky robustní a založenou na spalování hnědého uhlí. Přitom už víme, kdy své hnědouhelné doly zavřeme. Dostavba jaderných elektráren je v nedohlednu a prosadit větrný park je stále ještě legislativně náročné. Proto asi nastane období, kdy nebudeme energii vyvážet, ale nakupovat.

Doporučené vyučovací předměty

fyzika, technické vyučovací předměty, chemie, základy společenských věd, matematika, jazyky

Klíčové pojmy

dekarbonizace, transformace energetiky, distribuční soustava, energetická účinnost/návratnost, chytrá síť, decentralizace a demokratizace energetiky, flexibilita sítě, akumulace energie, řízení poptávky po energii

Cíle

žák rozlišuje obnovitelné, neobnovitelné zdroje a prvky, které využívá energetická soustavu
žák dokáže z dostupných informací zjistit scénáře dekarbonizace energetiky
žák srovná energetický mix u nás a v dalších zemí EU

Důkazy o učení

žák dokáže navrhnout scénář, jak bude vypadat energetický mix v ČR v roce 2050 a svá tvrzení dokáže obhájit.

Související lekce z webu Učím o klimatu

výroba elektřiny, energetika
RACE TO ZERO
EVROPA A KLIMATICKÁ NEUTRALITA
EMISNÍ (NE)ROVNOST
ENERGETIKA V ČR DNES A ZÍTRA

dekarbonizace
METODIKA DEKARBONIZACE PRO ŠKOLY
CHYTRÁ MĚSTA

fosilní paliva, emise skleníkových plynů
KDO JSOU SKLENÍKOVÉ PLYNY
KDE SE BEROU SKLENÍKOVÉ PLYNY
JAK SNÍŽIT ČESKÉ EMISE
EMISNÍ NEROVNOSTI

Úkoly pro studenty

1. Najdi na obrázku moderní a tradiční technologie

Tradiční je určitě vítr, byť jako zdroj energie se u nás větrníky využívají až v posledních 30 letech. Tradiční technologie jsou klasické uhelné nebo jaderné elektrárny, přečerpávací elektrárny tu jsou s námi už od 40. let 20. století. Byť ta nejznámější a nejúčinnější (Dlouhé stráně) byla uvedena do provozu až v roce 1996.

Modernější je fotovoltaika na domech, orné půdě, bývalých lomech. Agrofotovoltaika (obrázek s ovcemi) je častější spíše v Německu a Rakousku. Poslední roky se hojně budují bioplynové elektrárny nebo se spaluje biomasa (třeba sláma v elektrárně Hodonín). Jako úložiště už dnes slouží chytrým domům baterie. Velká úložiště energie se teprve budují, stejně tak se předpokládá využívání baterií v autech co by úložišť elektrické energie.

Budoucnost je možná v malých modulárních reaktorech nebo ve vodíkových palivových elektrárnách. Jako sci-fi zní zatím fúzní reaktory.

2. Roční průběh výroby elektřiny z fotovoltaické a větrné elektrárny

Fotovoltaická elektrárna (FV):

Nejvíce elektřiny vyrábí v letních měsících (květen–srpen), kdy je dlouhý den a hodně slunečního svitu.
Nejmenší výroba bývá v zimě (listopad–leden), kdy je krátký den a slunce nízko nad obzorem.
Křivka výroby má tvar „kopce“ s vrcholem uprostřed roku.

Větrná elektrárna:

Naopak nejvíc vyrábí v zimě a na jaře, kdy bývá větrnější počasí.
V létě je vítr slabší, takže výroba klesá.
Křivka je „opačná“ než u fotovoltaiky – doplňují se.

3. Roční spotřeba elektřiny v domácnosti a možnosti úspor

Průměrná česká domácnost spotřebuje asi 2 500–3 000 kWh za rok (byty), u rodinných domů často 4 000–6 000 kWh, podle vytápění a vybavení. Největší spotřebu mají topení, ohřev vody, lednice, pračka, sušička, myčka a televize.

Jak snížit spotřebu (seřazeno podle významu):

Zateplit dům. Největší dopad. Ztráty tepla znamenají největší plýtvání energií. Zateplením se sníží spotřeba nejen elektřiny (např. u tepelných čerpadel), ale i celková energetická náročnost.
Ohřívat vodu solárně nebo tepelným čerpadlem. Velká úspora. Ohřev vody tvoří výraznou část domácí spotřeby. Nahrazení elektrokotle obnovitelným zdrojem šetří stovky až tisíce kWh ročně.
Vyměnit žárovky za LED. Střední přínos, ale rychlý efekt. LED žárovky mají až 80 % nižší spotřebu než staré žárovky a dlouhou životnost.
Nenechávat spotřebiče v pohotovostním režimu. Malý, ale trvalý efekt. Spotřebiče v „standby“ mohou tvořit 5–10 % roční spotřeby. Snadné řešení – vypínat úplně.
Používat chytré zásuvky a časovače. Doplňkový krok. Pomáhají hlídat spotřebu a automatizovat vypínání, ale samy o sobě výrazné úspory nepřinesou – spíš pomáhají k efektivnějšímu chování.

4. Zelený tarif elektřiny

Zelený tarif znamená, že odběratel platí za elektřinu vyrobenou z obnovitelných zdrojů – např. z větru, slunce, biomasy nebo vody.
Ve skutečnosti se elektřina fyzicky nemíchá podle původu, ale dodavatel zaručí, že odpovídající množství „právě té tvé“ elektřiny bylo vyrobeno ekologicky.
Zákazník tak podporuje investice do obnovitelných zdrojů.
Nabízí ho např. ČEZ, E.ON, PRE, Nano Energies aj.
Cena bývá o něco vyšší, ale rozdíl se zmenšuje.

5. Jaké výhody (a nevýhody) přináší pro domácnosti instalace fotovoltaické elektrárny nebo její sdílení?

Výhody:

Úspora nákladů za elektřinu (část si vyrábíš sám).
Menší závislost na dodavatelích a výkyvech cen.
Ekologický provoz – žádné provozní emise CO₂.
Možnost ukládání přebytků do baterií.
Sdílení elektřiny mezi sousedy nebo komunitou – větší efektivita.

Nevýhody:

Vysoké počáteční náklady (i když se zčásti vracejí v dotacích).
Závislost na počasí – potřeba baterie nebo síťové zálohy.
Nutnost údržby a vhodná orientace střechy.

Rozšiřující úkoly

1) Jak se vyrábí elektřina v Evropě právě teď

Na webové stránce energy-charts.info najdete aktuální výrobu v různých zemích Evropy. Jednak spotřebu i výkon celé Evropské unie, jednak jednotlivých zemí. Můžete se podívat na aktuální spotřebu i výrobu v různých zemích, na predikci slunečního svitu. Na výrobu v jednotlivých týdnech i měsících.

Cíle:

Žák porovná aktuální výrobu elektřiny z různých zdrojů v Evropě,
Žák pochopí a vysvětlí rozdíly mezi státy (např. podíl jádra, uhlí, OZE),
Žák pracuje s reálnými daty z otevřeného zdroje,
Žák vytvoří stručné shrnutí a vizualizaci (např. graf nebo tabulku).

Webová stránka: energy-charts.info (Web Fraunhoferova institutu – spolehlivý a přehledný zdroj o výrobě a spotřebě elektřiny v Evropě.)

Postup pro žáky:

Otevři web energy-charts.info
Zvol jazyk English (pravý horní roh).
V menu vlevo vyber: "Power generation" → "Europe" (zobrazí se mapa s aktuální výrobou podle zdrojů).
Můžeš přepínat mezi “day / week / month”.
Vyber si tři země: např. Česko, Německo, Francii (nebo jiné podle zájmu).
Sleduj jaký podíl mají obnovitelné zdroje, jádro a fosilní paliva.
Klikni na „Download Data“ nebo „Compare Countries“, pokud chceš porovnat podíly graficky.

Úkoly pro dvojce:

Zapište, jaké jsou dnes (v danou chvíli) hlavní zdroje elektřiny v:

České republice
Německu
Francii

Porovnejte:

Která země má největší podíl obnovitelných zdrojů?
Kde převažuje jádro, kde uhlí, kde vítr?
Změňte zobrazení na „Week“ nebo „Month“. Jak se mění výroba během dne nebo týdne? Interpretujte zjištěný výsledek.
Kdy bývá špička ve výrobě sluneční energie?
- Predikce slunečního svitu:
- Najděte v menu sekci “Solar forecast” – kde a kdy bude výroba solární energie nejvyšší?
- Jak to souvisí s počasím a roční dobou?
Zpracujte krátké shrnutí (max. 5 vět):
- „V porovnání tří zemí jsem zjistil, že...“

Reflexe / diskuze

Čím se liší energetická politika těchto států?
Který model by mohl být inspirací pro Česko?
Co ovlivňuje výrobu z obnovitelných zdrojů v reálném čase?

Rozšiřující nápady

Nechejte studenty vytvořit graf (např. v Excelu nebo Canva) s podílem zdrojů v jednotlivých zemích.
Nebo krátkou infografiku: „Jak vypadá evropská energetika dnes?“

2. Scénáře vývoje energetického mixu ČR do roku 2030

Práce s webem Fakta o klimatu – infografika „Srovnání energetických scénářů ČR“

Cíle aktivity

Žák porozumí tomu, co znamená energetický mix a jak se může v čase měnit.
Žák se seznámí s různými scénáři vývoje české elektroenergetiky do roku 2030.
Žák vysvětlí, proč scénáře nejsou předpovědi, ale modely založené na předpokladech.
Žák porovnává data, vyvozuje závěry a diskutuje o výhodách a rizicích různých přístupů k transformaci energetiky.

Pomůcky

počítač nebo tablet s připojením k internetu,
webová stránka faktaoklimatu.cz (srovnání energetických scénářů čr)
(volitelně) pracovní list nebo sdílený dokument pro záznam odpovědí.

Časová dotace

1–2 vyučovací hodiny (lze rozšířit do projektu).

Postup

Úvodní motivace (5–10 minut)
Učitel připomene, co tvoří energetický mix České republiky (uhlí, jádro, plyn, obnovitelné zdroje) a že jeho proměna je klíčovým tématem přechodu k udržitelné energetice. Lze navázat na dřívější práci s webem energy-charts.info, kde žáci sledovali aktuální výrobu energie v Evropě.

Rozdělení do skupin (2–3 žáci)
Každá skupina dostane za úkol zpracovat jeden scénář z infografiky (např. Ember, McKinsey, NECP, BloombergNEF, Energynautics).
Každý scénář vychází z jiné studie a má jiný přístup – to je podstatou porovnání.

Práce s infografikou (20–30 minut)

Žáci si prostudují graf a odpovídají na otázky (do pracovního listu nebo sešitu):
Jaký energetický mix scénář předpokládá pro rok 2030?
Jak se liší oproti roku 2019 (uhlí, jádro, plyn, obnovitelné zdroje)?
Jaké hlavní předpoklady scénář využívá (např. rychlý růst OZE, útlum uhlí, nové jaderné bloky)?
Jaké vidíte silné stránky tohoto scénáře?
Jaká jsou jeho rizika nebo slabiny?
Které scénáře se vám zdají realistické a proč?

Prezentace a diskuze (20–30 minut)
Každá skupina krátce představí svůj scénář a obhájí, proč by mohl (nebo nemohl) fungovat.
Učitel moderuje diskusi o tom, čím se scénáře liší, co mají společné, a jaké faktory (technické, ekonomické, politické) rozhodnou o tom, který směr Česká republika nakonec zvolí.

Reflexe

Na závěr lze položit otázku:
„Kdybyste byli ministrem průmyslu (kam spadá i energetika), který scénář byste vybrali a proč?“

Diskuse může směřovat k úvahám o rovnováze mezi ekologií, ekonomikou a spolehlivostí dodávek energie.

Metodická poznámka

Aktivitu lze kombinovat s dřívější úlohou na webu energy-charts.info, kde žáci pracovali s reálnými daty o výrobě a spotřebě elektřiny.

Pro pokročilejší skupiny je možné navázat tvorbou vlastního scénáře do roku 2040 – žáci navrhnou rozložení zdrojů (OZE, jádro, plyn, dovoz/export) a své rozhodnutí obhájí.

Další náměty

Komunitní energetika:
V Česku se rozvíjí komunitní energetika. Obce, školy či spolky mohou založit energetické společenství a sdílet elektřinu ze solárů – třeba z panelů na střeše školy do bytů obyvatel města. Umožňuje to novela energetického zákona č. 458/2000 Sb. (Lex OZE II) platná od 1. 8. 2024.Energetický regulační úřad
Chytré sítě:
Distribuční společnosti nasazují statisíce chytrých elektroměrů (projekt SmartME ČEZ Distribuce instaluje 800 000 kusů), které po hodinách posílají data o spotřebě i výrobě. Síť tak vyvažuje přetížení a lépe přijímá elektřinu z obnovitelných zdrojů. Směr udává i vládní Národní akční plán pro chytré sítě (NAP SG) 2025–2030.ČEZ Distribuce Ministerstvo průmyslu a obchodu