27. 09. 2022
|
emovio.cz logo

Návrat větrných mlýnů? Dřevěné elektrárny lákají investory

Pohled do vnitřku věže větrné elektrárny společnosti Modvion (foto Modvion)
Pohled do vnitřku věže větrné elektrárny společnosti Modvion (foto Modvion)

Velká švédská dřevařská firma Stora Enso hledá nové trhy. Spojila se společností Modvion, která se zabývá výrobou moderních větrných elektráren z velmi tradičního materiálu: dřeva.

Od dubna 2020 na ostrově Bjorko stojí velmi nezvyklá dřevěná stavba: zhruba 30 metrů vysoká větrná elektrárna. Na první pohled byste to přitom nejspíše neřekli.

Stejně jako běžné ocelové turbíny má betonové základy a je natřena velmi bílou barvou, která materiál dokonale kryje. Při pohledu zevnitř už je záměna nemožná, protože se ocitnete ve stavbě, která nápadně připomíná geometricky přesný sen přepracovaného designéra společnosti IKEA (viz snímek v záhlaví článku).

Firma, která za dřevěnou stavbou stojí, start-up Modvion, samozřejmě úspěch slavné nábytkářské firmy alespoň do jisté míry zopakuje. Ráda by využila jak nových technologických možností, tak i tlaku na snižování emisí oxidu uhličitého k tomu, aby své novodobé a štíhlé „větrné mlýny“ také prodala do celého světa.

Daří se jí dokonce na tuto vizi lákat už i velké investory. Nedávno společnost uzavřela partnerskou smlouvu s velkou lesnickou společností Stora Enso.

S mladou firmou spolupracuje i známá společnost Vatenfall, která na začátku října 2020 oznámila, že bude spolupracovat s Modvionem na využívání dřevěných věží pro pevninské větrné elektrárny. Podepsaly prohlášení o záměru vytvořit projekt rozvoje podnikání pro ohodnocení technologie výstavby a možné komerční využití dodávek dřevěných věží pro budoucí větrné projekty Vattenfallu. Portfolio Vattenfallu má potenciál přibližně 5 GW v projektech již realizovaných, připravovaných či ve výstavbě.

Do projektu také v loňském roce investoval i jeden z největších výrobců větrných turbín na světě, dánská společnost Vestas. Tato firma hodlá údajně vyvinout do roku 2040 klimaticky zcela neutrální větrnou turbínu s výkonem 15 MW, a tak vyšší míra využití dřeva by ji mohlo v „uhlíkovém účetnictví“ pomoci. Ovšem k takovým obrům mají zatím dřevěné větrné elektrárny daleko.

Ještě to chce nastavit

První věz Modvionu je totiž v podstatě pouze experimentální a ověřovací zařízení, které není určené pro plný provoz a parametrům k dnešních větrných elektráren má daleko. Samotná věž je totiž pouze 30 metrů vysoká, přičemž věže moderních turbín přesahují prakticky bez výjimky výšku 100 metrů. Velikost těchto zařízení v důsledku kombinace fyzikálních i ekonomických vlivů se v posledních letech nadále zvětšuje tak, jak to jen dovolují výrobní a logistické faktory.

Výškový rozdíl je samozřejmě nemožné přehlédnout a bez jeho překonání nemá nápad šanci na úspěch. Modvion například uzavřel memorandum o budoucí spolupráci se společnostmi Varberg Energi a Rabbalshede Kraft, ale obě ji podmiňují výrazným navýšením dnešních rozměrů. Podle Modvionu má Vartberg Energi zájem o 110 m vysokou věž, Rabbalshede Kraft projevila zájem o 10 věží o výšce minimálně 150 m.

To údajně není nemožné. Díky technologickým zlepšením v samotné přípravě dřeva ale také třeba díky lepším a přesnějším výpočetním modelům je dnes možné stavět ze správně připraveného dřeva údajně velmi odolné, a přitom odolné budovy.

Využití dřeva u výškových staveb není úplnou novinkou. Výšková budova Mjøstårnet v Norsku, která používá lepené laminované dřevo v kombinaci s křížově laminovaným dřevem, má výšku 85,4 metru.

Mluví se tak například o stavbách dřevěných výškových mrakodrapů, které dostaly podle skromného názoru autora ne zcela povedený marketingový název „woodscrapers“. Zastánci této myšlenky vypracovali poměrně přesvědčivé modely a projekty, podle kterých jejich převážně dřevěné konstrukce v kombinaci s menším podílem jiných materiálů (ocel, beton) mohou sloužit i ke stavbě budov o výškách řádově ve stovkách metrů.

Plány na stavbu takové hybridní dřevěné budovy oznámila australská technologická firma Atlassian. Konstrukce bude ze dřeva, fasáda ze skla a oceli a půjde samozřejmě o „zelenou“ budovu. Na čtyřiceti patrovém mrakodrapu s výškou zhruba 180 metrů budou instalovány solární panely a stupňovité venkovní zahrady.

Podle Modvionu leží možnosti doslova ještě výše. A minimálně teoreticky lze ze dřeva údajně vytvořit věže s výškou přesahující jeden kilometr. Takový nápad ovšem zůstane nepochybně pouze na papíře. Úspěchem by bylo postavit věže o výšce alespoň zmíněných 150 metrů.

I když v současnosti je většina větrných turbín na světě vysoká do 100 metrů, očekává se, že do roku 2035 bude průměrná výška nově instalovaných turbín právě kolem 150 metrů. Vyšší výška má jednoznačné výhody z hlediska výroby turbíny. Rychlost větru totiž roste s výškou nad povrchem, a zároveň je proudění vzduchu v takových výškách méně turbulentní.

Méně uhlíku prosím

Věže větrných turbín z vrstveného dýhovaného řeziva by měly mít své výhody, tvrdí samozřejmě společnost Modvion. Má je být údajně možné vyrábět v menších prefabrikovaných modulech, které je možné přepravovat po veřejných komunikacích bez speciálních povolení nebo úprav silnic. Na místě by je pak mělo být poměrně jednoduché složit s použitím příslušné stavební techniky. Ovšem ne běžné techniky, jen si vzpomeňte jak vysoké moderní elektrárny jsou.

Modvion tvrdí, že jeho dřevěné věže mají vydržet stejně dlouho jako ostatní standardní díly turbín, tedy zhruba 25 až 30 let. Firma zároveň už nyní společně s Enel Green Power pracuje na recyklaci vrstveného dřeva. Materiál z dřevěných větrných elektráren by tak po skončení jejich životnosti mohl najít další využití například ve stavebnictví.

Nové dřevěné elektrárny ale především nabízí zajímavou možnost úspor. Ne tedy přímo nákladů na výstavbu, protože finanční stránka věci je v tuto chvíli samozřejmě stále ještě nedořešena a bude vyžadovat ověření v praxi.

Mnohem slibněji se ovšem jeví možnost úspory při vykazování uhlíkové stopy zdroje, kterou jsme zmiňovaly v souvislosti se smlouvu s Vestas. Při současném vývoji evropské energetické legislativy se uhlíková bilance je jasné, že uhlíková bilance zdroje má výrazný vliv na jeho rentabilitě. Vypouštění uhlíku bude v budoucnosti v Evropě nejspíše drahé (tedy s nejspíše výjimkou dalších dvou let, kdy hrozí reálně nedostatek energie, to je ovšem na jiný článek).

Dřevěná větrná elektrárna společnosti Modvion na ostrově Björkö u Göteborgu (Pohled do vnitřku věže větrné elektrárny společnosti Modvion (kredit Modvion) (foto Modvion)
Dřevěná větrná elektrárna společnosti Modvion na ostrově Björkö u Göteborgu (foto Modvion)

Dřevěné elektrárny by mohly mít v porovnání s běžnými, které využívají primárně oceli, v tomto ohledu značnou výhodu. Jak velkou, to se zatím z vyjádření Movionu nedá přesně určit. Při oznámení spolupráce s Vattenfallem se uvádělo, že touto metodou je možné snížit emise skleníkových plynů produkovaných při stavbě elektráren o 25 %.

„Dřevěné věže mohou být součástí našeho řešení pro snižování naší uhlíkové stopy, a tak přispět k naplňování našich cílů stejně jako například to, že využíváme ocel vyrobenou s využitím elektřiny z jiných než fosilních zdrojů,“ uvedl v tiskovém prohlášení Daniel Gustafsson, tedy ředitel sekce rozvoje pevninských větrných turbín Vattenfallu ve Švédsku.

V letošním tiskovém oznámení spolupráce se Stora Enso se mluví o 90 procentech. Bude to nepochybně dáno změnou v metodice výpočtu: nejspíše se prostě porovnávají dvě různá čísla. Například je možné, že v první případě společnosti počítali s celý cyklem výstavby (včetně třeba základů či dopravy), v druhém porovnávají pouze uhlíkovou stopu dřevěného tubusu proti ocelovému. Ale protože tisková prohlášení se nepíší proto, aby sdělovala pravdu, tak se přesnou metodiku nedozvíme.

Úspora na uhlíkové stopě u dřevěné věze v každém případě může skutečně být a může se týkat hned několika faktorů. Za prvé může dojít k úspoře emisí při výrobě oceli pro věž (pokud se nepoužívá při výrobě systém záruk původu elektřiny z neemisních zdrojů). Zároveň lze počítat i s tím, že se „uspoří“ uhlík ve dřevě obsažený. Navíc samotné dřevo může pocházet z nějakého certifikovaného udržitelného zdroje této suroviny, jeho provozovatel zajistí opětovnou výsadbu nových stromů.

Samozřejmě, ocel má tolik výhod, že ani podle Modvionu z věží samozřejmě nezmizí. Podíl dřeva by však podle něj u řady konstrukcí mohl být vyšší než podíl oceli.

Vítr potřebuje nakopnout

Modvion ještě před dvěma lety tvrdil, že je připraven dodávat své elektrárny již v průběhu roku 2022. To se nestalo, údajně by prý ještě mohlo. Stora Enso a Modvion společně tvrdí, že ještě letos chtějí instalovat další dřevěné elektrárny, nastavit obchodní model a nastartovat komerční prodej.

Je otázkou, jak moc je trh na něco takového připravený. Životnost větrných elektráren musí přesáhnout 20 let, pokud se mají náklady investorovi vrátit (doslova i s úroky), a tak se rychlý přechod na novou a stále ještě nevyzkoušenou technologii výstavby rozhodně je pro investora velkým rizikem.

Trh s větrnými elektrárnami ovšem rozhodně nějakou inovaci snese. Celková kapacita větrné energie na pevnině v posledních letech ovšem stagnuje. Značnou roli v tom hrálo zpomalení výstavby v Evropě, především v Německu.

V poslední době zásadní roli hrálo zrušení dotací na stavbu pevninských větrných elektráren v Číně. Podle odhadů to vedlo k propadu instalované kapacity o 40 GW proti předpokladům, což zásadně ovlivnilo, a ještě ovlivní globální čísla.

V roce 2021 tak přírůstky větrných elektráren na pevnině klesly na přibližně 85 GW, meziročně o 20 GW. V oblasti obnovitelných zdrojů nezvyklý meziroční propad bude patrně pokračovat i v roce 2022, kdy se předpokládá pokles instalovaného výkonu o dalších 15 GW.

Tento trend však bude pravděpodobně krátkodobý a zlomí se již v roce 2023, protože poptávka po výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů prudce stoupá. Podle analytiků od agentury Bloomberg je v současné chvíli velmi pravděpodobné, že do konce této dekády bude každoročně uvedeno v provoz více než 100 GW nového větrného výkonu.

Celkové kapitálové výdaje na větrnou energii se do konce desetiletí podle výzkumu poradenské společnosti Rystad Energy zdvojnásobí ze 46 miliard USD v roce 2021 na 102 miliard USD v roce 2030. Analytici předpokládají, že z miliard USD, které vývojáři shromažďují na své projekty, půjde více než 50 % na výrobu a instalaci turbín na pobřežní větrné farmy.

V menším segmentu tzv. „offshore“ větru (tedy instalací na moři) podle Bloombergu zsůtane lídrem patrně Evropa, kde výdaje v roce 2030 dosáhnou 53 miliard USD. V USA by investice měly do roku 2030 vzrůst na téměř 15 miliard USD. Čína, která byla doposud jedním z hlavních hráčů, naopak zpomaluje.

V roce 2020 investovala téměř 25 miliard USD, což je dvojnásobek toho, co v tom roce utratila Evropa, ale výdaje v roce 2030 postupně klesnou na pouhých 7,7 miliardy USD. Celkově analytici očekávají růst větrné energie na moři do roku 2030 na více než 265 GW.

Nezadržitelný vzestup Slunce

V celosvětovém měřítku dnes vítr je stále nejvýznamnější z „nových“ obnovitelných zdrojů, uvidíme, jak dlouho na první místě vydrží. V roce 2021 vyrobily větrné elektrárny po celém světě zhruba 1 860 terawatthodin (TWh) elektřiny, solární jen zhruba 1 032 TWh.

Ale růst počtu především fotovoltaických elektráren se zdá být nezadržitelný. V průběhu letošního roku celosvětový instalovaný výkon solárních elektráren překročil hranici jednoho terawattu. Jeden terawatt (TW) se rovná jednomu tisíci gigawattů (GW) a jeden gigawatt (nebo dva) je zhruba stejně jako větší uhelná nebo plynová elektrárna. Terawatt světového „solárního“ výkonu si nejde úplně představit jako tisíc „solárních elektráren“, protože za rok vyrobí méně (inu, Slunce pořád v noci nesvítí). Ale můžeme se je představit jako náhradu 200 elektráren na fosilní paliva, které už nikdo nepostaví.

Před čtyřmi lety byla celková kapacity solárních elektráren zhruba poloviční, kolem 500 gigawattů. Ve slunných oblastech světa je fotovoltaika dnes nejlevnějším zdrojem elektřiny (nestabilní, ale to nemusí být někdy takový problém). Za poslední čtyři roky přibylo zhruba 500 gigawattů instalovaného výkonu a celkový výkon se zdvojnásobil.

Letošní rok bude ale znovu zřejmě extrémně rekordní. Střední scénář odhadu agentury BNEF pro celkový výkon instalovaných fotovoltaických panelů v roce 2021 byl 183 GW (rozmezí 171-199 GW). Střední scénář pro výstavbu v roce 2022 je 228 GW, přičemž hodnota by se měla nejspíše (na 95 procent) pohybovat v rozmezí 204-252 GW.

Odhad přitom vznikl před ruskou invazí na Ukrajinu, která zvýšila prudce ceny elektřiny a nutí především Evropy hledat jakékoliv dodatečné zdroje elektřiny. Celková instalovaná kapacita v letošním roce se bude velmi pravděpodobně pohybovat v horní části rozmezí uváděného Bloombergem.

Zavádění rozsáhlé infrastruktury neprobíhá ze zřejmých důvodů takovým tempem jako zavádění digitálních technologií. Jakmile se však podaří dosáhnout určitého „kritického prahu“ v ceně a dostupnosti, mohou se poměrně složité a masivní systémy (plynovody, logistické kapacity) začít plánovat a stavět relativně snadno. A právě toho bychom mohli být svědky i v případě fotovoltaiky.

(Úvodní foto: Pohled do vnitřku věže větrné elektrárny společnosti Modvion (foto Modvion))

Podobné články

1 komentář

  1. Instalovaný výkon 1GWp, je v České republice schopný v prosinci a lednu, kdy energii nejvíc potřebujeme, vyrábět v průměrně 50 MW každou hodinu. Solárních GWp by bylo v tomto období potřeba 20x víc, než jaderných nebo uhelných GW. Takže na zimu si k solárům uhelné elektrárny stejně necháme, když nechceme jádro, do plynu hodil Putin vidle a elektrolýza vody v létě s ukládání vodíku na zimu nedává smysl. Účinnost je stěží 40 procent a je nereálné vybudování tak objemné zásobníky v dohledné době. Zásobníky na vodík vyžadují pro uložení stejné energie 3x větší objemy, než zemní plyn.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.

Oblíbené články

Témata