Návrh přečerpávacích elektráren pod Blaníkem

Když se před 110 lety procházel Jára Cimrman pod Blaníkem, hledaje kudy že to vyjedou blaničtí rytíři, až nám bude nejhůře, protože již tenkráte tušil, že nás jednou postihne elektromobilita, která bude mít za následek razantní změnu v dosavadní distribuci elektrické energie, netušil ovšem, že ten kopec je za ním a že nás zachrání ta malá říčka, ve které bosky stál…

Pokud právě zvedáte mobilní telefon a hledáte spojení na primáře Chocholouška, aby si pro mne okamžitě se svými pomocníky přijel a hodili na mne síť a odvezli do Bohnic, tak chvilku ještě počkejte a probereme to spolu pěkně od začátku:

Když se na začátku 50. let minulého století sestavoval Státní vodohospodářský plán, tak tam byla zařazena i přehrada Hradiště na vlašimské Blanici, 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, tak sice vyhrála nedaleká nádrž Švihov na Želivce s 3x vyšším průtokem, nicméně nádrž Hradiště zůstala v rezervě a Blanice byla až do nedávna využívána pro pitnou vodu jen pro Vlašim, a tak tam stále ještě trvá ochranné pásmo se zákazem výstavby a s Blanicí se stále počítá jako s možným vodárenským tokem.

Poměry v této oblasti znám velmi dobře – od roku 1950 jsem jezdil s rodiči na chatu do trampské osady nad Polánkou, která je mezi oběma mnou navrhovanými přehradami. Jako kluk jsem chodil rybařit jak dolů k Vlašimi, tak proti proudu až do obce Ostrov, a znám velmi dobře i celé okolí Louňovic i všech přítoků Blanice a rybníky v této oblasti.

Zažil jsem zde i všechna sucha, ale i povodně – u té tisícileté (jediná v historii celé ČR!) jsem měl v chatě přes 1 m vody a celá osada vypadala jak přístaviště hausbótů. Když jsem si prošel celý tok Blanice až k pramenům, tak se tomu nedivím – holé kopce, většina rybníků zrušena, takže není jak a kde vodu po delším dešti zadržet. A zažil jsem jako učitel v Dolních Kralovicích těsně před jejich vystěhováním a zatopením též stavbu Švihovské nádrže na Želivce a výstavbu nových Dolních Kralovic a okolí, takže i tuto problematiku znám dostatečně.

Samozřejmě jsou mi dobře známy i současné plány ministerstva zemědělství ohledně výstavby nových vodních nádrží z platného Generelu území chráněných pro akumulaci povrchových vod. Typicky úřednický přístup nemá šanci na jejich rychlé uskutečnění, jak vidíme na Bečvě i Opavě. Proto šanci na úspěch může mít v současné politicky i ekonomicky turbulentní situaci jen prioritní projekt národohospodářského a bezpečnostního významu – tedy rezerva pro zásobování pitnou vodou Prahy a celé jižní půlky Středočeského kraje.

Zdroje podzemní vody v této části Středočeského kraje v důsledku nevhodného geologického podloží nejsou dostatečné a dle průzkumu z roku 2016 suchem bylo ovlivněno v tomto regionu již přes 130 000 obyvatel, a tak je zde nezbytné více využívat povrchové zdroje. Úpravna vody Želivka na nádrži Švihov je tak už nyní hlavním zdrojem pitné vody pro Prahu a oblast kolem přivaděče, a dle aktuální Studie proveditelnosti Zajištění dodávky vody pro území Středočeského kraje v rámci pražské metropolitní oblasti ze září 2021, která předpokládá další razantní rozšiřování zásobování obcí a měst v celé jižní části střeních Čech vodou ze Želivky, bude její význam dále razantně stoupat. Je to vidět i z toho, že se kapacita této úpravny vody nyní zvyšuje přes povolených 5,5 m³/s až na 7,7 m³/s, což je dokonce více než je celoroční průměrný přítok nádrže Švihov, který je jen 6,9 m³/s a očekává se, že se zvyšujícím se globálním oteplováním a vyšším využíváním této řeky i k zavlažování se bude do budoucna dále snižovat. A na druhé straně vzhledem k tomu, že máme 4. nejnižší spotřebu pitné vody na obyvatele v Evropě, tak lze počítat spíše s jejím postupným navyšováním než snižováním. To by ale znamenalo, že v případě suššího roku či vysokých odběrů může vzniknout silný deficit vody v nádrži Švihov, jako tomu bylo již v devadesátých letech, kdy hladina nádrže poklesla až o 17 m, tedy o polovinu, a trvalo několik let, než se zase naplnila k normálu. A vodárny Praha – Podolí nově s 0,4 m³/s a Káraný s 1 m³/s nás nespasí, když současná běžná spotřeba Prahy a okolí je už přes 5 m³/s a bude dále stoupat.

Navíc stačí, aby někdo z člunu nalil např. pár litrů kyanidu poblíž odběrové šachty a tím okamžitě zastavil na několik měsíců dodávku pitné vody do přivaděče do Prahy a okolí s nutností několikaměsíčního vypouštění a nového napouštění celé nádrže Švihov. Ale i předsazená nádrž Trnávka na horním toku Želivky 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 létě v horní půlce zcela zelená od sinic.

Těmito nezpochybnitelnými argumenty, a zvláště po vítězství Tálibánu v Afghánistánu, akcí ruské rozvědky ve Vrběticích a současných vyhrocených stavech s Ruskem kvůli válce na Ukrajině, výstavba nového zdroje pitné vody v této oblasti získává jasnou prioritu. Zkrátka daň za krajně nebezpečný, typicky megalomanský socialistický projekt s nejdelší (39 km!) a největší nádrží (266 milionů m³) na pitnou vodu a nejdelším 52 km dlouhým štolovým přivaděčem v Evropě! Jinak bychom se lehce mohli dostat do stejných problémů, které máme nyní s prakticky monopolními dodávkami plynu a ropy z Ruska, za které též nemáme okamžitou náhradu. Výstavbou úpravny vody pod horní nádrží by bylo možné zajistit dlouhodobě 1,7 m³/s (krátkodobě i přes 3 m³/s) pitné vody pro Prahu, jižní část Středočeského kraje a projektovaným přivaděčem podél nové dálnice D3 tak tuto soustavu propojit se soustavou zásobování pitnou vodou jižních Čech.

Z hlediska ochrany životního prostředí mnou navrhované nádrže dle historických map vlastně jen kopírují několik rybníků v minulosti. Tím vrací přírodu tam, kde kdysi byla, neničí ji, ale naopak napravují! V devadesátých letech jsem byl členem Rady Chráněné krajinné oblasti Blaník a velmi dobře vím, jak tam vypadala příroda a Blanice před 60 lety a jak vypadá dnes: kapr, hrouzek, střevle, ježdík, okoun, pstruh, cejn, parma a další, které jsem tam chytal před 60 lety již tam zcela vyhynuli, v řece nyní o ryby kromě vranek, tlouště, plotic a pár štik či o raka už nezavadím, o nádherné kdysi zavlažované louky též již nikdo nepečuje a zarůstají náletem a už se na ně nikdo nedostane ani traktorem – to vše by se zlepšilo či opět využilo. A samozřejmě by se část toku nad Louňovicemi včetně meandrů, a mezi mosty pod Blaníkem zcela ponechala přírodě. A voda by se hlavně přehradami gravitací zbavila pevných nečistot, ochladila a okysličila (teplou vodu okysličit jde hůře) a tím i vyčistila a vrátil by se do ní opět život. A jestliže přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně mohla být postavena přímo v CHKO, tak tahle na okraji CHKO jistě též.

Na druhé straně přibydou v horním povodí Blanice pro zemědělce nové povinnosti v důsledku nutné vyšší ochrany vod před kontaminací hnojivy, pesticidy a herbicidy. Ale z vlastní zkušenosti dobře vím, že správně zavlažované rostliny rostou rychleji a lépe a že voda v pravý čas a v potřebném množství je to nejlepší hnojivo. Odpozoroval jsem to od tamních sedláků, kteří neváhali a často i několik set metrů dlouhými umělými koryty sváděli místní potůčky na své louky a až před senosečí je odklonili do Blanice a dokázali tak mít krásně zelenou a vysokou trávu a sklízet ji i třikrát do roka. A úsměvná je historka, jak můj strýc, když před válkou požádal místního sedláka, zda si může postavit svůj srub nad jeho loukou, tak dostal souhlas s jedinou podmínkou, že ten potůček nad ním musí ponechat ve svém korytě, takže mu tekl pod podlahou jeho chaty a vytékal před ní na louku, kde jsem si s ním jako dítě hrál. Takže by bylo vhodné místním zemědělcům v povodí Blanice kompenzovat jejich ztráty z nižšího použití minerálních hnojiv právě zavedením závlahové vody zdarma k jejich pozemkům.

Důležitá je i ochrana před povodněmi. Vlašim je dost vysoko nad korytem Blanice, ale řeka 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 6 akumulačních nádržích na kopci a 1 mil. m³ vody ve vyrovnávací spodní nádrži. Ty jsou schopny během 3 hodin absorbovat i 1000letou povodeň, kdy Vlašimí protékalo několik hodin přes 160 m³/s (tedy 100násobek průměrného průtoku!) bez přetečení horní či spodní nádrže, a toto naakumulované množství vody v následujících 20 dnech přetransformovat přes turbíny spodní nádrže na běžný průtok 6 m³/s, a tím obě řeky ochránit od ničivých následků povodní, což ostatně je i v souladu s Plánem ochranných opatření Povodí Vltava pro následující léta, jen se nevědělo kde, jak a za kolik. A tím, že osada nad Polánkou s 50 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 hladiny) a k rybolovu či k jízdě lodičkami, tak i chaty by byly konečně ochráněny před pravidelnými povodněmi.

Obr. Zásobování obyvatel pitnou vodou ze Želivky nyní a návrh do roku 2040 (fialová a růžová 100 %, bílá 80 %)

Druhým extrémem Blanice (ale i dolní Sázavy) jsou po povodňových stavech naopak velmi nízké průtoky, takže je prakticky nesplavná celoročně – buď je vody hodně, nebo naopak málo. Tím, že akumulační umělé nádrže včetně obou přírodních nádrží budou schopny zadržet všechny povodňové vlny a budou je umět rozložit do více dnů s nižšími průtoky, tak dokážou navýšit nízké (po 10 dní v roce) odtoky z Vlašimi ze současných 0,1 m³/s trvale na 0,5 m³/s a několik hodin denně dokonce na 5 m³/s (a v případě potřeby např. za velkého sucha za cenu dočasného snížení hladiny horní nádrže ještě více) a Blanice by tak byla po celý rok splavná, dokonce již od Louňovic pod Blaníkem. Tím by se současně zvýšil i průtok Sázavy o tyto hodnoty, které se zdají být na první pohled zanedbatelné, ale pokud si uvědomíme, že během vodácké sezony mívá Sázava pod přítokem Blanice průtok i jen pouhé 3 m³/s a v dolních partiích je nutné lodě a rafty v peřejích přenášet, tak tato navýšení by tento problém dokázala podstatně zmírnit, ne-li odstranit. A zároveň by se tím kompenzoval úbytek průtoku Sázavy při plném využití průtoku Želivky pro zásobování pitnou vodou Prahy a okolí a nemusela by se tak stavět jen pro tento účel navýšení průtoku Sázavy plánovaná nová přehrada Štěpánov na Sázavce, která je přítokem horního toku Sázavy, s polovičním objemem.

V okolí Vlašimi i Louňovic chybí možnost rekreace a koupání – všechny rybníky v okolí jsou zanesené a zelené a řeka je vždy několik dní po deštích kalná a studená. Proto by nejen Vlašim, ale i celý region Podblanicko uvítaly nádrž s rekreačním využitím. Po dobu, kdy by byla horní nádrž v rezervě pro pitnou vodu, není důvod pro vyšší ochranu této nádrže a lze povolit její rozumné rekreační využití na celé horní nádrži, samozřejmě bez plavidel se spalovacím motorem. Jestliže dokáže úpravna v Praze – Podolí dělat pitnou vodu z Vltavy (včetně kalné Sázavy a Berounky), tak by to neměl být zásadní problém.

Přes malý spád i průtok Blanice je především velmi zajímavá i možnost energetického využití horní nádrže s akumulačními nádržemi na kopci. Jde jednak o jejich statickou funkci, kdy přebytky solární či větrné (a též jaderné) energie dokážou měnit přes akumulační nádrže na špičkovou elektrickou energii, a to mnohem levněji než baterie a oproti nim s desetinásobnou životností, dále o dynamickou funkci jako výkonové rezervy pro náhlý vysoký odběr elektřiny (ale též i pitné vody – např. až 3 m³/s pro Prahu a okolí), a kompenzační funkci k udržení frekvence 50 Hz střídavého proudu v daných úzkých mezích. Díky dostatečnému vodnímu spádu až 132 m z přilehlého kopce a relativně krátkému podzemnímu přivaděči v široké společné šachtě pod úrovní hladiny nádrže na Blanici, která povede až přímo pod akumulační nádrže s reverzními turbínami, bude možné využívání až tří 220 MW reverzních turbín podle potřeb i několikrát denně v závislosti na očekávaných masivních náhlých odběrových špiček elektřiny při nabíjení elektromobilů.

V důsledku urychleného rozšiřování bezemisních větrných, solárních a jaderných zdrojů bude význam špičkové energie stále vzrůstat, zvláště pak té, která dokáže rychle reagovat během jediné minuty, což přečerpávací či špičkové elektrárny umí, a protože minimálně jedna turbína spodní nádrže poběží trvale, takže může během minuty nabudit turbíny na horní nádrži i na ostrovní režim, což bude v období elektromobility a s ní spojených možných častějších blackoutů velmi vítané.

Naprosto unikátní je pak návrh samotných akumulačních nádrží na kopci naproti Blaníku na kótě 500 m n/m. Oproti původně uvažované klasické oválné 20 m vysoké betonové nádrži, které jsou kvůli jejich velké ploše velmi poruchové a netěsní (ta na Dlouhých stráních musela projít drahou generální opravou již po 10 letech), navrhuji použít několik menších tenkostěnných betonových nádrží nad úrovní terénu. Tím se jednak podstatně zmenší terénní úpravy, ale současně i navýší spád až o dalších 20 m a tím i výkon turbín. A protože samotný beton má nízkou pevnost v tahu, ale výbornou v tlaku, tak místo klasických kruhových či oválných, u kterých by mohly jednak tahem ale i tepelnou roztažností v důsledku kolísání vnitřních či venkovních teplot stěn nádrží vznikat trhlinky ve stěnách a následná koroze ocelové výztuže, navrhuji použít čtvercové s konkávním prohnutím (dovnitř), které jednak zamezí vzniku trhlin, a ještě uspoří spoustu betonu a ocelové výztuže. Protilehlé rohy stěn budou zvnějšku samozřejmě podepřeny betonovými vzpěrami. Samozřejmě jsem tento návrh konzultoval s odborníky a po stavební stránce není problém a finančně by to asi vyšlo levněji než vybagrovaná klasická oválná nádrž. A při případné opravě se nemusí odstavit celá PVE jako u Dlouhých strání, ale pouze jedna či maximálně 2 nádrže ze 6.

Nádrže by tak měly 7x menší výšku než chladicí věže Jaderné elektrárny Temelín (22 m oproti 155 m) a bude je navíc zakrývat smrkový les, takže nebudou z okolí skoro vidět, a v jejich horní části uvnitř nad vodou mohou být umístěno pole 120 x 120 m ze „stříšek“ fotovoltaických panelů, které mají větší zisky než obyčejná rovná plocha, s celkovým špičkovým výkonem přes 50 MW (počítáno při účinnosti panelů kolem 19 % a místním slunečním zářením 800 W/m²).

Další fotovoltaické panely o výkonu přes 5 MW mohou být umístěny na východních, jižních a západních svislých stěnách betonových akumulačních nádrží, čímž jednak zabrání jejich přehřívání od slunce při nižší hladině vody v nich, jejich konkávní prohnutí lépe využije ranní či večerní záření slunce a budou ochlazovány od stěn nádrží se studenou vodou, takže výhody tohoto umístění jsou trojnásobné.

Fotovoltaické panely v klasickém tvaru několika řad stříšek budou též umístěny jako plovoucí těsně nad hladinou horní poloviny spodní nádrže s výkonem cca 10 MW. Protože budou vždy těsně nad hladinou vody s teplotou kolem 10 ^oC, tak na jedné straně sníh na nich okamžitě roztaje a sjede dolů a panely vyčistí, na druhé straně budou naopak v létě touto vodou zespoda ochlazovány, a tak budou mít vyšší stálý výkon po celý rok než u klasických instalací, které jsou v zimě zastiňovány sněhem, na podzim mlhou a v létě se naopak přehřívají a ztrácejí tím výkon.

Celkový výkon tří PVE tak bude 3×220=660 MW u akumulačních přečerpávacích nádrží, 2 MW u horní špičkové elektrárny a přes 65 MW fotovoltaiky, dohromady tedy výkon přes 727 instalovaných MW (když naše největší PVE Dlouhé stráně má jen 650 MW).

Horní nádrž by měla hráz gravitační kamennou sypanou na skalním podkladě s návodním zemním těsněním při využití vytěženého materiálu, jak již bylo předpokládáno v plánu před 60 lety. Výška včetně koruny 40 m, délka hráze 250 m, výška hladiny maximálně 380 m n/m s celkovým ovladatelným prostorem 30 mil. m³ vody. Nadržená voda by sahala skoro až k mostu u Smršťova nad Louňovicemi, a aby okolo Louňovic příliš nekolísala a neobnažovala se zem, tak před mostem pod nimi by byl vnořený stupeň, udržující stálou výšku 380 m n/m. Odběr vody pro úpravnu vody na pitnou (rychlofiltry + dezinfekce) by byl těsně pod hrází, odkud by se mohlo v případě potřeby odvádět trvale až 1,5 m³/s (špičkově až 3 m³/s) novým kapacitním potrubím délky cca 15 km do stávajícího vodojemu přivaděče vody ze Želivky u Bystřice u Benešova, a až 0,3 m³/s tenčím potrubím do Vlašimi a z ní již stávajícím potrubím do jen 9 km vzdáleného štolového přivaděče z úpravny vody Želivka pro Prahu.

Spodní nádrž by měla hráz těsně nad bývalou úpravnou vody nad zámeckým parkem ve Vlašimi, výšku sypané kamenité gravitační hráze předpokládám 9 m včetně koruny, délku hráze 110 m. Nejvyšší hladina na úrovni 351 m n/m. Plnila by funkci vyrovnávací pro špičkovou 2 MW elektrárnu horní nádrže. Voda od její až 50 kW turbíny by vedla od hráze zapuštěným otevřeným korytem 2 m hlubokým a dlouhým 200 m až pod stávající jez na začátku zámeckého parku ve Vlašimi, čímž se získá dodatečný spád cca 1,5-2 m a možnost vhodnějšího uložení turbín.

Nezpochybnitelné příznivé geologické i hydrologické poměry pro tyto nádrže byly prokázané v dokumentaci TEVN (VRV 1961) a stačí je tedy jen aktualizovat a dopracovat. A co se týče finančních nákladů, tak 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 současná cena na komoditní burze 4500 Kč za MWh). A k tomu je třeba ještě připočíst výnosy z instalovaných cca 65 MW fotovoltaických panelů.

Na druhé straně by došlo k zatopení pouze části malé, většinou již vylidněné 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 Kč a především se o několik let urychlí jejich vykupování. 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 za stovky milionů Kč), takže půjde jen o výstavbu obou přehradních těles, 6 akumulačních nádrží a přivaděčů s 3 reverzními Francisovými turbínami pod nimi a 3 menšími turbínami v přehradních tělesech a o úpravnu vody a fotovoltaických elektráren bez baterií, které jsou tou nejdražší položkou jejich výstavby a které nepotřebují, když mohou akumulovat přímo do vody. To vše bude mít velký vliv na krátkou dobu výstavby v řádu pouhých několika let oproti např. chystané výstavbě jaderné elektrárny, kde to trvá desítky let, ale negativní důsledky elektromobility nastanou mnohem rychleji. Bude tedy na naší nové vládě, jak se k tomu postaví.