Doosan Škoda Power je pro většinu lidí stále „ta plzeňská turbínárna“. Uvnitř firmy se ale vedle klasických parních turbín řeší projekty, které míří k ukládání energie, nízkouhlíkovým zdrojům a úplně novým typům cyklů. O tom, jak se tradiční strojírenský podnik přizpůsobuje rychlé energetické transformaci, jsme mluvili se Štěpánem Šmidou, který se v Doosan Škoda Power věnuje rozvoji nových byznysových příležitostí.
Vaše pozice nese název „Head of Business Drivers“. Co si pod tím může představit někdo, kdo není z oboru?
Když jsem do firmy nastupoval, dostal jsem docela specifický úkol. V té době vznikla vize, které se říkalo „sedmdesát na třicet“. 70 % byznysu mělo dál přicházet z tradičního portfolia parních turbín a 30 % se mělo postupně transformovat směrem k novým technologiím. A moje role byla začít těch „nových“ 30 % hledat a rozvíjet.
Dnes se ta vize každý rok vyvíjí, ale princip zůstává stejný. Hledat nové příležitosti v energetice, které dávají smysl technicky a především obchodně. Prakticky to znamená, že jsem takový most mezi zákazníkem a naším R&D. R&D má přinášet nové nápady, ale někdo jim musí pomoci zacílit je na to, co dnes zákazníci skutečně potřebují. Převážná část mojí práce je tedy diskuze se zákazníky, sledování trhu a nových trendů, hledání a příprava projektů a pak je tu část diskuse s výzkumem. Klasické parní turbíny nechávám rád kolegům, moje parketa jsou nové cykly, moderní energetika a technologie.
Kde má Doosan Škoda Power výzkum a vývoj?
R&D máme přímo v Plzni. Doosan Group má své výzkumné kapacity i v Koreji, ale my máme vlastní výzkumnou základnu včetně samostatné budovy a zkušebního zázemí. V tomhle směru jsme do značné míry nezávislí, pracujeme na vlastních projektech, ale výsledky se dají sdílet v rámci celé skupiny.
Výzkum se týká jak klasických parních turbín, tedy třeba lopatek, ztrátových modelů nebo ochrany materiálů v náročných provozních podmínkách, tak nových cyklů a použití jiných médií než vodní páry. Patří sem například i práce na ORC jednotkách, které dnes představují jednu z možností, jak využít nízkoteplotní odpadní teplo. Tohle všechno dnes hraje v našem oboru velkou roli.
ORC jednotky jste už zmínil. Co vás k nim přivedlo a proč je považujete za důležitou technologii?
ORC jednotky pracují v takzvaném Organic Rankine Cycle. Zjednodušeně řečeno, místo klasické vodní páry tam používáme jiné médium, nejčastěji organické chladivo nebo silikonový olej. Ten cyklus je známý desítky let, ale dnes zažívá nový zájem, protože umožňuje efektivně využívat nízkoteplotní odpadní teplo a produkovat jak elektrickou, tak i tepelnou energii.
Na trhu je už silná konkurence a řada zavedených hráčů. My jsme si proto nejdřív museli ujasnit, jaký obchodní model pro nás dává smysl, jak se ORC hodí do našeho portfolia a kde je naše přidaná hodnota.
Víme, že točivý stroj uděláme bez problému. Co ale potřebujeme perfektně zvládnout, jsou některé specifické části cyklu, třeba separace pracovního média od oleje. To jsou věci, které v reálném provozu mohou způsobovat komplikace. Proto si chceme technologii nejdřív otestovat sami na vlastní jednotce, kterou plánujeme spustit příští rok.
Teprve pak dává smysl ORC ve větším měřítku nabízet.
Rozhodně to není jednodušší. Trh je hodně pokroucený subvencemi. Nemyslím to nutně negativně, ale realita je taková, že bez dotace se spousta věcí jednoduše nepostaví. Můžete mít technicky skvělou technologii, ale investor logicky hledá, kde mu na to někdo přispěje. Je na to dnes hlavně v Evropě „zvyklý“.
Vidíme to právě u ORC. Řada instalací, které historicky vznikly čistě z potřeby dodávek tepla elektřiny, by se dnes bez podpory plánovala velmi obtížně. Hraje se o návratnost v horizontu dvou až tří let, maximálně pěti. A to je pro sofistikovanější řešení často limit. Je velmi těžké stále vysvětlovat, že není na místě porovnávat neporovnatelná řešení, ale pro mnoho investorů je to jednodušší. Chcete ukládání energie? Nejjednodušší je to porovnat s cenou bateriového úložiště. Málokoho zajímá, že naše strojní řešení ukládání je tu na více než 30 let, důležitá je okamžitá cena. Nejhorší věta, kterou jsem v tomto smyslu zažil, byla, když investor prohlásil, že on už tu za 30 let nebude, takže ho to nezajímá.
Co vás osobně na této práci nejvíc baví?
Ta barevnost. Záběr je extrémně široký. Na začátku je myšlenka a úplně otevřená debata o tom, co by šlo udělat. Na konci je hotový produkt nebo konkrétní řešení u zákazníka.
Kdybyste byl výpočtář, budete roky počítat turbíny. Kdybyste byl obchodník, budete dělat obchodní případy. Já mám možnost být u spousty věcí od úplného začátku až po závěr. Do toho patří i cesta za zákazníky po celém světě. Není to rutina, spíš hodně různorodá práce.
Energetika se rychle transformuje. Od uhlí se přechází k menším, flexibilním zdrojům. Jak tuto změnu vnímáte?
To je možná úplně největší téma, které nás dnes zaměstnává. Dřív se stavěly velké uhelné zdroje se stroji o desítkách až stovkách megawattů. Dnes se všechno posouvá k menším, flexibilním jednotkám, které se dají rychle startovat a odstavovat a které jsou schopné poskytovat systémové služby v čím dál kratších časových úsecích. Uhlí je nahrazeno komunálním odpadem, TAPy, biomasou nebo zemním plynem. Škála teplot a tlaků admisní páry je veliká. Velmi často se však také předpokládá, že právě například přechod na zemní plyn je jen „dočasné“ řešení.
V tomhle mixu se snažíme hledat chytrá řešení pro konkrétní energetiku, teplárny, elektrárny nebo chemické provozy. Děláme studie, jak využít odpadní teplo, jak zapojit velkokapacitní tepelná čerpadla, kde dává smysl ORC nebo kde je možné si energii „uložit“. Často to nakonec skončí u nejjednodušší varianty, tedy co nejpřímějšího využití tepla, i když technicky bychom uměli jít dál.
Je to kombinace investičního rizika, požadované doby návratnosti a toho, že transformace je prostě strašně rychlá. Když nevíte, jestli zdroj bude za deset let ještě v provozu, je mnohem těžší obhájit investici do komplexnější technologie.
Zmínil jste ukládání energie. Na čem konkrétně v této oblasti pracujete?
Jedním z velmi zajímavých projektů je evropský projekt ASTERIx-CAESar. Jde o systém ukládání energie do stlačeného vzduchu, takzvaný CAES, Compressed Air Energy Storage, doplněný o koncentrovanou solární energii, tedy CSP.
Princip je ve skutečnosti poměrně jednoduchý. Když je přebytek elektřiny v síti, použije se na pohon kompresoru. Ten stlačí obyčejný vzduch a uloží ho do podzemních kaveren nebo zásobníků. Při stlačování vzniká teplo, které si uložíte také. Ve chvíli, kdy energie v síti chybí, typicky nefouká a nesvítí, vzduch se z kaverny pustí přes turbínu, přihřeje se uchovaným teplem a případně i pomocí právě systému koncentrovaných solárních zrcadel, a vyrobí se elektřina. Druhotně koncept uvažuje s využitím odpadního tepla například pro odsolování mořské vody. Díky systému CPS roste účinnost cyklu klidně nad 100 %.
Na projektu spolupracuje sedmnáct partnerů napříč Evropou, od univerzit po průmyslové podniky. My vyvíjíme a dodáváme turbínu a horní část cyklu, tedy vše kolem expanze a výroby elektřiny. Je to typicky technologie pro lokality jako Španělsko, Maroko nebo Chile, kde je dostatek slunečního záření a možnost vybudovat vhodné zásobníky.
Existuje varianta podobné technologie, kterou bychom časem mohli vidět i v Česku?
Tam dává smysl varianta založená na kapalném vzduchu, takzvaný Liquid Air Energy Storage (LAES). Princip je podobný, ale vzduch se zkapalní, aby se snížily objemy potřebné pro jeho uložení. Technicky jsme na to připraveni, máme vyvinuté turbíny i celý expanzní okruh. Zatím je to ale spíš otázka budoucího vývoje a ekonomiky konkrétních projektů. Hledáme například vhodnou synergii s využitím množství odpadního tepla.
Podobně je na tom i projekt Energy Dome, což je koncept ukládání energie do stlačeného oxidu uhličitého v uzavřeném cyklu. Vyvinuli jsme pro něj turbínu na míru. Ta konkrétní realizace nakonec nebyla naše, ale podobných projektů se v Evropě rodí víc a jsme připraveni v tom segmentu hrát roli.
Dostanou se podle vás tyto technologie skutečně do reality?
Věřím, že ano, ale nebude to jedním velkým skokem. Spíš to bude řada pilotních projektů, které krok za krokem prokážou, že dlouhodobé ukládání energie dává ekonomický i systémový smysl.
Dnes je pro provozovatele velkých solárních nebo větrných parků nejjednodušší prodat výkon přímo do sítě, což je logické. Ve chvíli, kdy začnou častěji narážet na omezení, třeba odpojení části výkonu při přebytku výkonu v síti, začne být atraktivnější energii ukládat. My víme, že umíme vzít stovky megawattů přebytečného nebo příliš nestabilního výkonu a uložit je s rozumnou účinností a kdykoliv je vrátit zpátky do sítě. Teď je otázka nastavení trhu a mechanismů, které to umožní a také mysli jednotlivých investorů. Účinnosti těchto cyklů postupně rostou.
Když se vrátíme blíž k tradičnímu byznysu, pracujete stále i na klasických parních projektech?
Ano, ale v jiném kontextu než dřív. U tepláren už dávno nejde jen o to postavit velký kondenzační stroj. Dřív byl odběr tepla poměrně stabilní, dnes je vše mírně jinak. Celkově se odběrové diagramy díky aplikacím zateplení a odpojení mnoha dodavatelů a přechodu na tepelná čerpadla, výrazně změnily. V zimě je odběr poměrně stabilní, ale v přechodných obdobích a v létě „rychleji“ klesá. Zároveň se výrazně proměňuje samotná výroba tepla, typicky například díky nízkým dodávkám v létě nechcete a ani nemůžete příliš omezovat provoz spalovny odpadů.
Turbína na to musí umět reagovat. Proto dodáváme flexibilnější řešení, například menší protitlaké stroje nebo máme možnost odpojovat části turbíny u kondenzačních strojů podle aktuální potřeby, kombinovat lépe dodávku tepla a elektřiny a zapojit stroj do poskytování služeb výkonové rovnováhy. Umožňujeme například i integrace tepelných čerpadel do cyklu.tom i projekt Energy Dome, což je koncept ukládání energie do stlačeného oxidu uhličitého v uzavřeném cyklu. Vyvinuli jsme pro něj turbínu na míru. Ta konkrétní realizace nakonec nebyla naše, ale podobných projektů se v Evropě rodí víc a jsme připraveni v tom segmentu hrát roli.
Jak vypadá automatizace ve vaší výrobě? Míříte k plně automatické továrně?
Plně automatický provoz v našem oboru nedává smysl, protože každá turbína je do určité míry unikát. Kdekoliv je to možné, zavádíme automatizaci – například v oblasti skladování nebo při vybraných výrobních operacích. Stále jsme ale projektem řízená strojírna, ne linka na milion identických kusů jako v automotive.
Jak ve vaší společnosti naplňujete požadavky na udržitelnost a ESG?
Udržitelnost dnes není „něco navíc“, ale základní požadavek. Z pozice firmy musíme plnit široké spektrum pravidel ESG, na které máme i dedikovaného ESG manažera. A musím říct, že mě překvapilo, jak administrativně náročná a komplexní agenda to ve skutečnosti je.
Pokud jde o samotné stroje, turbína bude vždycky kus oceli. Materiál někdo musí vyrobit a zpracovat. Na samotném kusu železa už zázračnou udržitelnost nevymyslíme. Můžeme ale zásadně přispět k tomu, aby byl udržitelnější celý systém. Vyšší účinnost, vyšší flexibilita, optimalizace provozu, lepší využití tepla.
Používáme například systém Turbo Life Care, což je online monitoring, který dlouhodobě sleduje stav stroje nad rámec standardních měření. Pomáhá nám lépe plánovat odstávky, prodlužovat intervaly údržby tam, kde si to stav stroje dovolí, a tím nepřímo šetřit jak náklady, tak zdroje.
Co by pro vás byl důkaz, že Doosan Škoda Power využila současnou dobu správně?
Za mě by to byl jeden nebo více velkých projektů ukládání energie, které se podaří dotáhnout do reálného a dlouhodobého provozu. Něco, kde se ukáže, že točivé stroje, strojírenství a nové energetické koncepty spolu umí fungovat a nejde jen o bateriová řešení.
style=“color: #ab846a Umím si představit systém, který při přebytcích uloží stovky megawatthodin energie a s vysokou účinností je vrátí do sítě tehdy, kdy jsou potřeba. S životností přes třicet let, bez nutnosti neustálé výměny a recyklace jako u klasických baterií. Pokud se takové projekty stanou běžnou součástí energetického mixu, budu mít pocit, že jsme tu dobu využili dobře.
