Větrné elektrárny v celé Evropě se letos musely vypořádat s faktem, že jim vítr vanul přibližně o 15 % méně než před rokem. Pro německou energetiku, která se na tento zdroj velmi spoléhá, to znamenalo nemalé potíže. Ty se tak připojily k řadě dřívějších problémů, počínaje zastaralými předpisy regulujícími větrnou energetiku a konče problémy se stabilitou přenosové soustavy. Od právě se rodící spolkové vlády se proto očekává, že v těchto věcech zjedná nápravu.
Strany SPD, Zelení a FDP se již dohodly na formálním zahájení jednání o vytvoření nové vládní koalice a netají se velkými ambicemi v oblasti větrné energetiky. Ve svém předběžném návrhu programového prohlášení strany deklarují, že pro větrnou energetiku vyčlení dvě procenta německého území.
Pro německý průmysl, který po dvou dekádách růstu a technologických inovací začal poněkud zpomalovat, tak nyní nastal čas k zamyšlení. Větrná energetika v loňském roce vyrobila téměř čtvrtinu elektřiny v zemi, ale podle Německého svazu WindEnergie (Bundesverband WindEnergie) nebyly v minulém roce poprvé za deset let postaveny žádné off-shore, tedy v moři stojící větrné elektrárny. Podle svazu je tento stav výsledkem stále přísnějších předpisů a velmi omezeného stavebního prostoru v dnes již značně „přeplněném“ Severním a Baltském moři.
„Prostor bude brzy velmi žádanou komoditou a hrozí, že produktivita turbín na metr čtvereční bude klesat,“ varoval Po Wen Cheng z Institutu leteckého designu při Stuttgartské univerzitě. „Je obecně známo, že zatímco technologie turbín již je dostatečně rozvinutá, stále je zde velký prostor pro optimalizaci větrných parků tak, aby vyráběly co nejvíce energie po co nejdelší dobu,“ podotkl Po Wen Cheng.
Potřeba nových technologií
Nadějí do budoucna jsou experimenty s novými technologiemi. V rámci jednoho projektu například inženýři zkoumají, jak se větrné turbíny, propojí-li se dohromady, mohou vyhnout nízkorychlostnímu „probuzení“ od turbín nacházejících se před nimi. V dalším projektu je zase vyvíjena turbína, která se dokáže přizpůsobit měnícím se směrům větru. Známý německý Fraunhoferův ústav zase vyvíjí metody pro testování lopatek turbín, aby měli jejich výrobci v předstihu dostatečnou představu o jejich dlouhodobé účinnosti.
Problémem je ale také skladování větrné energie, protože ne všechna elektřina vyrobená na severu Německa se může bezproblémově dostat na jih, který je hladový po energii, protože jeho energetické zdroje jsou relativně omezené. Jak poznamenává Mezinárodní agentura pro energii (IEA), německá přenosová síť je tak roztříštěná, že v severní části Německa občas záměrně zastavují výrobu větrné energie, aby se tak zabránilo přetížení několika severojižních přenosových tras.
V takových případech by mohla sehrát důležitou roli nová vodíková technologie, která se již stala i výzkumnou prioritou Německa. Vládou financovaný projekt H2Mare experimentuje s integrací elektrolyzéru do větrné turbíny pro přímou výrobu vodíku z vody. „To by zmírnilo tlak na stávající elektrickou síť a vodík by se mohl ukládat pro pozdější použití,“ říká Matthias Müller ze společnosti Siemens Energy, který projekt koordinuje. „Technologie elektrolyzérů nyní již dosáhla bodu, že větrem vyráběný zelený vodík může v příštím desetiletí začít sloužit potřebám průmyslu v severní části Německa,“ dodal Matthias Müller.
I přístavní město Brémy sází na větrnou energii. Tamní Hydrogen Lab Bremerhaven posuzuje, jak by se mohl vodík vyrobený pomocí elektřiny z větrných turbín co nejrychleji začít využívat v místní energetické síti, a to především pro potřeby námořní dopravy a potravinářského průmyslu.
Alternativa pro jižní Německo
Je nepravděpodobné, že by zvýšení množství energie vyráběné na severním pobřeží nějakým způsobem stabilizovalo labilní německý energetický okruh, protože budování nových vysokonapěťových vedení ze severu na jih země je stále teprve předmětem politických diskusí.
Alternativou pro jižní Německo tak zůstává vybudování vlastních větrných elektráren. Po Wen Cheng říká, že ačkoli na jihu vane relativně méně větru, nová generace turbín s delšími a lehčími lopatkami umožní tamním větrným farmám vyrábět mnohem více elektřiny, než je aktuálně možné.
K instalaci turbín v těžko dostupných kopcovitých oblastech jižního Německa je však zapotřebí velmi kvalitní inženýrská příprava. Jedná se o zdánlivě tak elementární věci, jako je modularita lopatek, která umožňuje snazší přepravu na menších nákladních vozidlech po klikatých horských cestách. Jedna německá společnost také nedávno představila prototyp turbíny se „šplhacím jeřábem“, který může dramaticky zmenšit plochu potřebnou k instalaci turbín.
Kteroukoli z těchto inženýrských snah však mohou snadno pohřbít byrokratické obstrukce. Kromě celoněmeckých předpisů totiž vývojáři musejí při stavbě větrných elektráren dodržovat specifické předpisy každé z 16 spolkových zemí. Například v Bavorsku musejí být větrné turbíny vzdáleny od nejbližší obce nejméně tak, jak jsou vysoké vynásobeno desetkrát.
Vývojáři větrných elektráren také musejí podstupovat náročná výběrová řízení. Experimentální větrné turbíny bývají navíc často z těchto výběrových řízení vylučovány, protože německé zákony říkají, že nesmějí vyrábět více než šest megawattů energie (což odpovídá zhruba polovině výkonu dvacetivozového vlaku třídy Eurostar).
„Tento předpis je produktem dřívější legislativy a aplikovat jej na moderní turbíny je naprosto směšné,“ uvedl Mirko Moser-Abt, politický poradce Německého svazu WindEnergie. „Politické a daňové prostředí neumožňují, aby větrná energetika mohla naplno využít svůj potenciál,“ upozornil.
Překážky pro repowering
Důsledkem zmíněného předpisu je také to, že někteří výrobci hrozí přesunem výzkumu turbín z Německa do zemí se vstřícnějšími pravidly. Předpisy také stojí v cestě tzv. repoweringu stávajících větrných elektráren, a to tím, že odrazují některé jejich vlastníky od modernizace či výměny starších turbín, které se již chýlí ke konci svého životního cyklu.
„První turbíny byly postaveny na místech s nejlepšími povětrnostními podmínkami. Mnohé z těchto turbín jsou však nyní staré 15–20 let, takže relativně brzy dosáhnou konce své životnosti,“ říká Alexander Vandenberghe, manažer výzkumu a inovací ve společnosti WindEurope. Hlavní motivací provozovatelů by podle něj mělo být to, že nahrazení pouhé jedné třetiny turbín novými, účinnějšími může zdvojnásobit instalovaný výkon a až ztrojnásobit výkon v dané lokalitě.
Stávající předpisy tomu ale brání, protože v některých oblastech již nelze další větrné elektrárny stavět. V důsledku toho někteří němečtí vlastníci větrných elektráren ponechávají staré turbíny bez jakéhokoli modernizačního zásahu a ty tak pracují jen na zlomek jejich potenciálního výkonu – dokud nebude možné instalovat novou turbínovou technologii. „Je to trochu tak, jako když jste u hotelového bazénu, kde položíte ručník, abyste si udrželi místo,“ komentuje současný stav Mirko Moser-Abt.
Plán formující se německé vlády je však zatím optimistický. V příštím legislativním období by totiž pravděpodobně měla být zrušena hranice šesti megawattů pro experimentální turbíny, což by znamenalo, že v Německu bude možné provádět v tomto směru další experimenty. Podle Mirka Mosera-Abta je tak naděje, že pokud plán vládní koalice vyčlenit 2 % německé půdy pro větrnou energetiku uspěje, celé zemi by se nakonec mohlo podařit dosáhnout svých klimatických cílů.
