Návrh přečerpávací elektrárny pod Blaníkem

Když se před 110 lety procházel Jára Cimrman pod Blaníkem, hledaje kudy že to vyjedou blaničtí rytíři, až nám bude nejhůře, netušil, že ten kopec je za ním a že nás zachrání ta malá říčka, ve které bosky stál.

Když se na začátku padesátýchtých minulého století sestavoval Státní vodohospodářský plán, byla tam zařazena i přehrada Hradiště, která by se táhla skoro od Vlašimi až za Louňovice pod Blaníkem s výškou hladiny až 380 m n. m.

O pár let později, když se rozhodovalo o výstavbě vodní nádrže pro pitnou vodu pro Prahu, vyhrála sice nádrž Švihov na Želivce s třikrát vyšším průtokem, nicméně nádrž Hradiště zůstala v rezervě a Blanice byla až do nedávna využívána pro pitnou vodu jen pro Vlašim – a stále trvá ochranné pásmo se zákazem výstavby a s Blanicí se stále počítá jako s možným vodárenským tokem.

Samozřejmě mi jsou dobře známy současné plány ministerstva zemědělství ohledně výstavby nových vodních nádrží – typicky úřednický přístup nemá šanci na jejich rychlé uskutečnění, jak vidíme na Bečvě i Opavě. Proto šanci na úspěch může mít v současné situaci jen prioritní projekt národohospodářského bezpečnostního významu – tedy rezerva pro zásobování pitnou vodou Prahy a půlky Středočeského kraje při možné havárii úpravny vody Želivka.

Stačí, aby někdo z člunu nalil pár litrů kyanidu poblíž odběrové šachty, a tím okamžitě zastavil na několik měsíců dodávku pitné vody do přivaděče do Prahy s nutností vypuštění a nového napuštění celé nádrže Švihov. Ale i předsazená nádrž Trnávka je již každoročně mezi prvními se zákazem koupání kvůli sinicím a ústí po kilometru do Želivky a ta do nádrže Švihov, která je též už nyní v horní půlce zcela zelená od sinic.

A vodárny Praha-Podolí nově s 0,4 a Káraný s 1 m³/s nás nespasí, když současná spotřeba Prahy a okolí je už přes 3 m³/s a bude dále stoupat. Tímto nezpochybnitelným argumentem tato výstavba získává jasnou prioritu.

Z hlediska ochrany životního prostředí výše navrhované nádrže dle historických map vlastně jen kopírují několik rybníků v minulosti. Tím vrací přírodu tam, kde kdysi byla, neničí ji, ale naopak napravují! Navíc by se část toku zcela ponechala přírodě nad Louňovicemi, včetně meandrů, a mezi mosty pod Blaníkem. A voda by se hlavně přehradami vyčistila!

Důležitá je i ochrana před povodněmi

Vlašim leží poměrně vysoko – ale Sázava od soutoku s Blanicí má s povodňovými stavy často problémy. Proto je použito unikátní řešení založené na retenční kapacitě 6 mil. m³ vody v šesti akumulačních nádržích na kopci a 1 mil. m³ vody ve vyrovnávací spodní nádrži.

Ty jsou schopny během 3 hodin absorbovat i tisíciletou povodeň, kdy Vlašimí protékalo několik hodin přes 160 m³/s (tedy stonásobek průměrného průtoku) bez přetečení horní či spodní nádrže, a toto naakumulované množství vody v následujících osmnácti dnech přetransformovat přes své turbíny na běžný průtok 6 m³/s, a tím obě řeky ochránit od ničivých následků povodní, což ostatně je i v plánu ochranných opatření Povodí Vltava pro následující léta. Jen se nevědělo jak a za kolik.

A tím, že osada nad Polánkou s padesáti chatami mezi nádržemi by byla napříště bez průtoku řeky a z původního koryta by se stal vlastně dlouhý rybník, který by sloužil osadníkům k rekreaci (konečně čistá a teplá voda ke koupání, se stálou výškou) a k rybolovu či k jízdě lodičkami, tak i chaty by byly konečně ochráněny před povodněmi.

Nízké průtoky

Druhým extrémem Blanice (ale i dolní Sázavy) jsou po povodňových stavech naopak nízké průtoky, takže je prakticky celoročně nesplavná – buď je vody hodně, nebo naopak málo. Tím, že akumulační umělé nádrže včetně horní přírodní nádrže budou schopny zadržet všechny povodňové vlny a budou je umět rozložit do více dnů s menšími průtoky, dokážou navýšit průměrný roční odtok z Vlašimi ze současných 1,6 m³/s trvale o 1 m³/s, a v případě potřeby by tak Blanice byla po celý rok splavná.

Tím by se současně zvýšil i průtok Sázavy o tuto hodnotu, která se zdá být na první pohled zanedbatelná, ale pokud si uvědomíme, že během vodácké sezony mívá Sázava pod přítokem Blanice průtok i jen několik m³/s a v dolních partiích je nutné lodě a rafty v peřejích přenášet, toto navýšení by tento problém dokázalo odstranit.

Rekreace, koupání a energie?

V okolí Vlašimi i Louňovic jsou zanesené a zelené rybníky a řeka je několik dní po deštích kalná a studená. Proto by Vlašim a okolí uvítalo nádrž s rekreačním využitím. Po dobu, kdy by byly nádrže v rezervě pro pitnou vodu, není důvod pro vyšší ochranu těchto nádrží a lze povolit jejich rekreační využití jak u Vlašimi ve spodní části vyrovnávací nádrže, tak na horní části horní nádrže kolem Louňovic –  samozřejmě bez plavidel se spalovacím motorem. Jestliže dokáže úpravna Podolí dělat pitnou vodu z Vltavy, tak by to neměl být zásadní problém.

Přes malý spád i průtok Blanice je velmi zajímavá i možnost energetického využití těchto nádrží. Jde jednak o jejich statickou funkci, kdy lze přebytky solární či větrné energie dokážou měnit na špičkovou energii, ale i o dynamickou funkci jako výkonových rezerv pro náhlý vysoký odběr a kompenzační funkci k udržení frekvence střídavého proudu v daných úzkých mezích.

Je to možné díky unikátní kombinaci přečerpávací, špičkové, průtočné a fotovoltaické elektrárny a virtuálního navyšování vyrovnávací dolní nádrže jejím upouštěním ve špičkách o průtok Blanice.

V důsledku urychleného rozšiřování bezemisních větrných a solárních zdrojů bude význam špičkové energie stále vzrůstat, zvláště pak té, která dokáže rychle reagovat během jediné minuty, což přečerpávací či špičkové elektrárny umí.

Turbína spodní nádrže navíc poběží trvale, takže může během minuty nabudit ty horní i na ostrovní režim, což bude v období elektromobility a s ní spojených možných častějších black-outů velmi vítané. A spodní přečerpávací elektrárna dokáže chvíli dodávat ve špičkovém režimu elektřinu nouzově kdykoliv, dokonce i při prázdných horních akumulačních nádržích, což ostatní PVE neumí.

Akumulační nádrže na vršku

Unikátní je i návrh samotných akumulačních nádrží na kopci naproti Blaníku na kótě 490 m n/m. Oproti klasickým oválným betonovým nádržím, které jsou kvůli velké ploše velmi poruchové a netěsní (ta na Dlouhých stráních musela projít drahou generální opravou již po deseti letech) by bylo vhodnější použít několik menších tenkostěnných betonových nádrží nad úrovní terénu.

Tím se jednak podstatně zmenší terénní úpravy, ale současně i navýší spád až o dvacet metrů a tím i výkon turbín. A protože beton má nízkou pevnost v tahu, ale výbornou v tlaku, tak místo kruhových, u kterých by mohly vznikat trhlinky ve stěnách a koroze ocelové výztuže, je lepší použít čtvercové s konkávním prohnutím (směrem dovnitř), které jednak zamezí vzniku trhlin, a ještě uspoří polovinu betonu a ocelové výztuže. Protilehlé rohy budou samozřejmě vnitřkem zavětrovány ocelovými táhly.

Jejich plocha je stejná jako u PVE Štěchovice, ale výška hladiny je dvojnásobná, – a jílové dno tam vydrželo bez oprav již přes osmdesát let oproti drahému asfaltu na Dlouhých stráních. Tato možnost byla samozřejmě konzultována s odborníky a po stavební stránce se nejeví být žádný problém. Finančně by řešení vyšlo levněji než vybagrované klasické oválné, navíc se při případné opravě nemusí odstavit celá PVE jako u Dlouhých strání.

Nádrže budou vysoké jako okolní smrkový les –  takže nebudou vidět – a v horní části uvnitř nad vodou mohou být umístěny fotovoltaické panely s výkonem kolem 35 MW. Ty budou též umístěny na horní polovině spodní nádrže s výkonem 15 MW.

A tím, že budou těsně nad akumulační vodou ode dna nádrže s teplotou kolem 5 °C, na jedné straně sníh na nich okamžitě roztaje a sjede dolů a panely vyčistí, na druhé straně budou naopak v létě touto vodou ochlazovány, a tak budou mít vyšší stálý výkon po celý rok než u klasických instalací, které jsou v zimě zastiňovány sněhem a v létě se naopak přehřívají – a v obou případech tak ztrácejí výkon.

Celkový výkon obou PVE tak bude 3×220=660 MW u horní nádrže + 30 MW u spodní a kolem 50 MW fotovoltaiky, dohromady tedy až 740 MW (naše největší PVE Dlouhé stráně má jen 650 MW).

Horní nádrž by měla hráz v pravé části betonovou na skalním svažitém podloží, levá strana může být buď betonová opřená o kolmou skálu, nebo gravitační sypaná. Výška 40 m, délka hráze 250 m, výška hladiny maximálně 380 m n. m. Nadržená voda by sahala skoro až k mostu u Smršťova nad Louňovicemi, a aby kolem Louňovic nekolísala, před mostem by byl vnořený stupeň udržující stálou výšku 380 m n. m.

Odběr vody pro turbínu 30 MW by vedl štolou dlouhou 1 km a ústil by v polovině spodní nádrže, kde by bylo z něj též i odběrné místo pro nouzovou úpravnu vody na pitnou (rychlofiltry + dezinfekce). Ta by se odváděla potrubím do jen 9 km vzdáleného přivaděče pro Prahu. Kapacita by byla trvale 1,5 m³/s, půl roku až 3 m³/s.

A pokud by se udělal před úpravnou vody na nádrži Švihov jednoduchý obtok, bylo by možné vzájemně přepouštět vodu mezi oběma nádržemi (mají stejnou výšku hladiny), čímž by se až dvojnásobně urychlilo napouštění nádrže Švihov po jejím případném vynuceném vypuštění.

Spodní nádrž by měla hráz těsně nad bývalou úpravnou vody nad zámeckým parkem ve Vlašimi, výšku sypané gravitační hráze předpokládejme 9 m, délku hráze 110 m. Nejvyšší hladina na úrovni 351 m n. m. Plnila by vyrovnávací funkci pro 30 MW přečerpávací elektrárnu horní nádrže. Voda od její turbíny by vedla od hráze 2 m hlubokým zapuštěným otevřeným korytem 200 m až pod stávající jez, čímž se získá dodatečný spád cca asi 1,5 až 2 m a možnost vhodnějšího uložení turbíny.

Závěr

Nezpochybnitelné příznivé geologické i hydrologické poměry pro tyto nádrže byly prokázány již v plánu z roku 1953. Stačí je tedy aktualizovat a dopracovat.

A co se týče finančních nákladů –jsou oproti jiným obdobným projektům řádově nižší (660 MW elektrárna Ledvice stála 30 mld. Kč, 800 MW plynová elektrárna stojí 15 mld. Kč, návrh 1000 MW PVE Dunaj–Vltava počítal se 40 mld. Kč, 100 MW baterie vyjde až na 180 mld. Kč) a na druhé straně jsou kryté vysokými výnosy díky multifunkčnímu využití této soustavy nádrží (viz tabulka, počítána cena na burze pro příští rok 80 eur za MWh).

Došlo by k zatopení pouze části malé obce Ostrov, mlýna a několika chat a statku. Pro zvýšení retenční kapacity spodní nádrže bude třeba skrývka na konci nádrže, většina zeminy se ale jen vyhrne k okrajům.

Výhodou je, že zde stále platí stavební uzávěra, takže výkup staveb a obydlí je minimální, a většina zatopených ploch jsou dna bývalých rybníků (tedy bez staveb) či státní lesy nebo neobhospodařované louky. Orné půdy je minimum, takže na platbách za pozemky a stavby se ušetří miliardy korun a především se o několik let urychlí vykupování pozemků a staveb.

Přístupové komunikace pro stavby akumulačních nádrží či obou přehrad stejně jako vedení 400 kV jsou dokonce již hotové (u PVE Dlouhé stráně se příjezdová silnice musela nákladně stavět a bylo též nutné natáhnout nové elektrické vedení 400 kV v délce 52 km!), takže půjde jen o výstavbu obou přehradních těles, šest akumulačních nádrží a přivaděčů s reverzními turbínami.