větrná

Podíl fotovoltaických a větrných elektráren na světové výrobě elektřiny překonal poprvé podíl jaderných zdrojů. A do budoucna to není vůbec rovný souboj.

Rok 2021 nebyl pro jadernou energii vůbec špatný, chtělo by se říci po zběžném pohledu do statistik (třeba známé energetické ročenky ropné společnosti BP). Výroba elektřiny z jádra vzrostla proti roku 2020 ze zhruba 2700 terawatthodin (TWh) na 2800 TWh. Pro srovnání, naše tuzemská spotřeba elektřiny byla v roce 2021 necelých 74 TWh, takže jaderné elektrárny vyrobily navíc elektřiny pro jeden a půl Česka.

Nárůst celosvětové výroby jaderných reaktorů o čtyři procenta byl největší od roku 2004. Na druhý pohled se ovšem ukazuje, že údaj je pouze dalším dokladem stagnace tohoto zdroje energie.

Za prvé nebyl nárůst kapacity vůbec rozprostřen rovnoměrně geograficky: největší měrou se na něm podíly přírůstky do čínské flotily jaderných elektráren. Čína je totiž jednou z mála zemí světa, která nové reaktory, v současné době už především vlastní provenience, dokáže stavět rychle, a tedy i dostatečně levně.

Za druhé nárůst v roce 2021 v podstatě pouze vyrovnal pokles předchozího roku. Před pandemií způsobené virem SARS-CoV-2 byla celková výroba elektřiny z jádra také jen těsně pro 2800 TWh. A tedy velmi blízko absolutního rekordu v roku 2006, kdy jaderné elektrárny vyrobily celkem 2803 TWh.

Roční výroba elektřiny z jaderných elektráren v porovnání se solárními a větrnými elektrárnami (data BP Statistical Review of World Energy)
Roční výroba elektřiny z jaderných elektráren v porovnání se solárními a větrnými elektrárnami v terrawatthodinách (data BP Statistical Review of World Energy)

Zatímco celková výroba jaderných elektráren od začátku 21. století víceméně stagnuje, fotovoltaické a větrné elektrárny na jeho začátku prakticky neexistovaly. V roce 2001 vyrobily celosvětově necelých 40 TWh elektrické energie.

V roce 2020 už výroba energie ze všech obnovitelných zdrojů, včetně tedy hydroelektráren, dohromady překonala veškerou výrobu energie z jádra. V roce 2021 už jádro překonaly jen „nové“ obnovitelné zdroje, tedy větrné a fotovoltaické elektrárny. Tyto dva zdroje samy o sobě získaly více než 10procentní podíl na celosvětové výrobě.

Důležitý je také trend. V roce 2019 dohromady „slunce a vítr“ v celosvětovém měřítku vyrobily 2125 TWh elektřiny. V roce 2020 2443 TWh. V roce 2021 už 2894 TWh. Ani pandemie jejich růst nijak nezastavila. Meziročně tedy jejich výroba roste ne o čtyři procenta, ale v posledních letech zhruba v rozmezí 15 až 20 procent.

Rychlý růst samozřejmě nemůže vydržet věčně, ale zatím nezpomaluje. Agentura Bloomberg v zimě odhadovala střední scénář celkového objemu nainstalovaných fotovoltaických elektráren pro rok 2022 na 228 GW. Hodnota by se měla nejspíše (na 95 procent) pohybovat v rozmezí 204-252 GW.

Odhad pochází přitom ještě z doby před ruskou invazí na Ukrajinu a následného zdražování energií, které obnovitelným zdrojům ve výsledku nepochybně pomůže. Dá se tedy očekávat, že celková instalovaná kapacita v letošním roce se bude pohybovat spíše v horní části rozmezí uváděného Bloombergem.

Chceme to rychle

I proto, že v současné krizové situaci (tedy z evropského hlediska, zbytek světa není až tak postižen) vynikne velká výhoda obnovitelných zdrojů: jednoduchost. Ani v projaderném Česku nikdo vážně nenavrhuje, abychom rychle postavili jadernou elektrárnu. Všichni velmi dobře víme, že něco takového je nesmysl. Ale zato žádostí o dotaci na fotovoltaiku se sešlo už za první polovinu roku více než za celý rok 2021.

Dotace je v tomto kontextu nepochybně důležité slovo – ale nejde jen o něj. Větrnou elektrárnu nelze postavit jen tak někde, třeba v Evropě už je omezení celá řada, ale pořád jde o projekt v měřítkách energetiky relativně jednoduchý. A žádný jiný zdroj elektřiny nejde postavit tak jednoduše jako solární výrobnu: „Fotovoltaika má hned několik výhod: technologie je poměrně levná a vyřízení žádosti pro zřízení fotovoltaické provozny je procesně jednoduché,“ řekl před časem pro Emovio mluvčí Komory OZE Martin Mikeska.

I větším výrobnám neklade jejich okolí až takový odpor jako jiným zdrojům, protože prostě tolik neruší: nekouří, nehlučí, nebudí v lidech strach. A pokud jsou panely na střeše, v podstatě nikdo ani protestovat nemůže.

Jaderná energetika naopak vždy čelila a stále čelí obtížím spojeným s negativním postojem části veřejnosti. Což pak výrazně zpomaluje plánování, povolování a vůbec narušuje časový harmonogram výstavby. Navíc jde o obří projekty, ve kterých se prostě chyby stávají. Zvláště pokud řada inženýrů a techniků nemá žádnou zkušenost, protože za posledních 30 let se s takovou zakázkou nemohli setkat.

Zastánci jaderné energetiky celkem logicky namítají, že kdyby byla společnost racionálnější, mohli bychom stavět jaderné elektrárny rychleji. Ale i někteří fanoušci jádra upozorňují, že toto zaklínání racionalitou samo o sobě je iracionální: lidé se totiž nerozhodují pouze racionálně. Někdy sice ano, ale velmi často ne. Přesvědčit je stojí čas, a úspěch není dopředu zaručen. Jádro nepochybně mělo svou příležitost a zatím zjevně neuspělo.

Autor těchto řádků je přesvědčen, že se to může ještě změnit. Jaderná energie má celou řadu výhod, včetně třeba možnosti výroba tepla. Ale zároveň je nutné si přiznat, že „konkurence“ v podobě obnovitelných zdrojů má své kvality. A závod je v tuto chvíli neuvěřitelně jednostranný.

Nezadržitelný vzestup Slunce

Nechejme chvíli stranou vítr a věnujme se chvíli elektřině ze Slunce (i když výroba  z větru je stále o něco vyšší). V průběhu letošního roku celosvětový instalovaný výkon solárních elektráren překročil hranici jednoho terawattu.

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.

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.

V textu jsme hodně mluvili o rychlosti, tak dodejme ještě jeden údaj: před čtyřmi lety byla celková kapacity solárních elektráren zhruba poloviční, kolem 500 gigawattů. Mnozí už ví, že především ve slunných oblastech je fotovoltaika dnes nejlevnějším zdrojem elektřiny. Ale možná ještě někdy podceňujeme rychlost její růstu: za poslední čtyři roky přibylo zhruba 500 gigawattů instalovaného výkonu, letos může přibýt další 250 GW.

Agrofotovoltaická elektrána společnosti Next2sun (foto Next2Sun)
Agrofotovoltaická elektrána společnosti Next2sun (foto Next2Sun)

Vytrvalec bez pomoci

Co se týče jádra, nově se v roce 2021 do provozu dostalo osm bloků, které mají dohromady výkon zhruba 10 GW. Můžeme pro jednoduchost říci, že vyrobí zhruba pětkrát elektřiny než solární panely o stejné kapacitě (u nich hodně záleží na zeměpisné šířce).

To znamená, že pokud by měla letos jaderná energetika výrobní potenciál fotovoltaiky dohnat, muselo by do provozu být uvedeno zhruba 20 nových bloků. Ve skutečnosti to znovu zhruba polovina. Vzhledem k tomu, že minulém roce byla zahájena výstavba 11 nových bloků, je jasné, že nedochází k žádné velké „jaderné renesanci“.

Budoucnost jádra přitom není nutně úplně temná. Například Čína a Rusko dále rozvíjí své velké jaderné programy. K jádru se vrací také Jižní Korea a zřejmě i Francie, která se chce pokusit vybudovat novou flotilu jaderných reaktorů, aby si udržela statut nejčistší evropské energetiky.

Všechny tyto země ovšem naráží na jeden veliký problém: jaderné bloky nejde vyrábět tak snadno jako solární panely. Téměř nikde na světě dostatek zkušených inženýrů, plánovačů i stavařů – a pak jsou tu samozřejmě na začátku zmíněné otázky kolem přípravy a schvalování projektů.

Postavit továrnu na fotovoltaické panely sice není jednoduché, ale je to rozhodně jednodušší. Zvláště pokud vám stát (tedy čínský stát) podá velmi ochotně pomocnou ruku. A odborníků na výrobu polovodičů a průmyslové linky je k dispozici na trhu práce mnohem více než jaderných inženýrů.

Jaderná energetika je tak v ohromné nevýhodě. Díky svým technologickým přednostem sice nemusí být nutně „na odpis“, ale v příštích několika desetiletích jí nezbude zřejmě nic jiného než koukat na mladší konkurenci zezadu.

Jádro doslova zachraňuje životy

Navzdory všeobecnému přesvědčení hlavně v západních zemích jaderná energie ve své dosavadní historii jednoznačně zachraňovala lidské životy. Byť většina z nás má v živé paměti Černobyl a Fukušimu, fosilní paliva zabíjejí mnohem více lidí než jaderná energie.

Je to tak i pokud analýzy zahrnete obě zmíněné havárie. V případě Černobylu na základě odhadů WHO do statistiky zahrnuly 4 000 úmrtí. To zahrnuje úmrtí 31 osob v přímém důsledku katastrofy a osoby, u nichž se očekává, že zemřou později na rakovinu způsobenou ozářením.

V analýze je zahrnuto také 574 úmrtí ve Fukušimě, i když v tomto případě samotná radiace nikoho nezabila, byť cunami si v elektrárně dvě oběti vyžádala. V roce 2018 japonská vláda uznala, že rakovina plic jednoho bývalého zaměstnance byla následkem expozice během této události. (My dodejme, že přesný původ rakoviny nejde přímo prokázat, jde vždy pouze o pravděpodobnou příčinu. Rozhodnutí ovšem pomohlo pozůstalým, kteří tak získali nárok na finanční kompenzaci.) Z 574 úmrtí jich tedy 573 připadá na důsledky stresu z evakuace.

K počtu obětí dvou jaderných katastrof v historii je připočten i odhadu počet obětí při těžbě a zpracování uranu. I tak je jaderná energetika zjevně výrazně bezpečnějším zdrojem než fosilní paliva. Počet úmrtí na vyrobenou jednotku energie vychází 350krát nižší než u uhlí.

…a neohřívá planetu, byť si myslíme opak

Nejen, že je jaderná energetika považována za nebezpečnou, značná část veřejnosti ji také považuje za „špinavou“. To alespoň naznačují výsledky průzkumu provedeného na sklonku minulého roku společností YouGov.

Podle jeho výsledků se významná část obyvatel evropských zemí domnívá, že jaderná energie produkuje buď „středně“ nebo „velmi vysoké“ emise uhlíku (tedy oxidu uhličitého). Toto přesvědčení sdílelo s autory výzkumu 23 procent dotazovaných ve Švédsku, 30 v Německu, 38 v Itálii a dokonce 58 procent ve Španělsku. Stejné přesvědčení sdílí i jeden ze tří Američanů (36 %).

Tyto mylné představy o tom, že jaderná energie produkuje značné množství emisí uhlíku, mohou být příčinou, proč někteří jadernou energii odmítají. Podle výsledků průzkumu ve většině zemí platí, že čím menší roli chce člověk vidět jadernou energii v národním energetickém mixu, tím spíše si myslí, že produkuje v porovnání s ostatními energetickými zdroji střední nebo vyšší množství uhlíku.

Vnímání bezpečnosti jaderné energie se v jednotlivých zemích rovněž značně liší. Ve dvou severských zemích považuje jadernou energii za nebezpečnou mnohem méně lidí (25 % ve Švédsku a 29 % v Dánsku) než ve většině ostatních zemí (46-52 %). Výjimkou je Itálie, kde tuto technologii považuje za nebezpečnou 64 % dotázaných. Italové se v roce 1987 v referendu vyslovili pro postupné ukončení využívání jaderné energie, které bylo dokončeno v roce 1990.

Skutečnost je jiná. Jaderné elektrárny přímo při provozu oxidu uhličitý nevypouštějí. Zcela bezemisní ovšem také nejsou, protože při jejich výstavbě i provozu jsou ale zapotřebí vstupy, jejichž příprava k emisím vede – stejně jako prakticky každá lidská činnost.

Analýza francouzské firmy EDF – tedy ne úplně nezaujatého subjektu – dospěla k závěru, že většina emisí oxidu uhličitého připadá na stavbu a přípravu stavbu: 57 % všech emisí za život elektrárny. Na „provozní“ fázi pak připadá zhruba 28 %. Stavební práce zastupují 16 %, přičemž nejvíce se na nich podílí cement (6 %), nelegovaná ocel (3 %) a armovací ocel (2 %). Vyřazování z provozu představuje pouze 3% okrajový podíl ekvivalentu CO2.

V odhadech výše emisí na vyrobenou jednotku elektřiny jsou poměrně velké rozdíly. Obecně se ovšem udávají, že emise jaderných zdrojů jsou zhruba stejné jako u obnovitelných zdrojů elektřiny. Tedy velmi nízké. Řádově se pohybují od jednotek po nízké desítky gramů na vyrobenou kilowatthodinu (kWh). U uhlí je stejná hodnota zhruba kolem 1000 g/kWh, u zemního plynu kolem 500 g/kWh.

Německá asociace pro větrnou energii (BWE) varuje, že rozvoj větrných elektráren v zemi silně blokuje postupně stoupající cena surovin. Možné investice do této oblasti zpomaluje i vysoká nejistota a celkově zhoršující se podmínky v tomto oboru. Mezi ty hlavní se má řadit i narušení plynulosti dodavatelských řetězců a nárůst úrokových sazeb.

„Řadu projektů už není nyní možné ekonomicky provozovat. V Německu je potřeba upravit legislativní rámec, jinak totiž hrozí při rozvoji větrné energetiky velké problémy. Současný rámec výběrových řízení zapomíná na to, jaká je realita kolem dynamického vývoje nákladů v dodavatelských řetězcích,“ zaznělo před několika dny od asociace BWE.

Mezi hlavní problémy se podle německé asociace řadí i stoupající cena turbín, což potvrzují třeba i získané údaje od společnosti Vestas, která patří mezi přední lídry na trhu v této oblasti.

Představitelé této firmy zároveň varují před tím, že cenový růst může pokračovat i v letošním roce, což by mohlo nastavené klimatické cíle i celkové vize do budoucna dále ohrožovat.

Německá asociace pro větrnou energii ale také uvedla, že kromě toho se postupně přidávají i další negativní stránky investic a firmy tak začínají čím dál více zvažovat, jestli i přes dokončená povolovací řízení mají chystané projekty opravdu realizovat.

Investice do nových větrných elektráren na území Evropy stouply v uplynulém roce až na úroveň 41 miliard euro, což je v přepočtu zhruba jeden bilion korun. V porovnání s rokem 2020 se však tato suma o jedenáct procentní snížila. Na druhou stranu se však navýšil nově instalovaný výkon.

Zpráva portálu WindEurope také uvádí, že značná většina instalovaného výkonu byla vybudována na souši, což je mimochodem také příčina, proč vedly nižší investice k vyššímu výkonu. Země v rámci celé Evropy investovaly do větrných elektráren relativně rovnoměrně a hned jedenáct států vložilo do tohoto odvětví energetiky až jednu miliardu euro, což je zhruba 25 miliard korun.

Největší investice v absolutních číslech vydala v uplynulém roce Velká Británie. Kromě Spojeného Království ale značné finanční prostředky tímto směrem vydalo také Německo, Finsko, Španělsko nebo i Švédsko.

I přestože se investice do větrných elektráren v loňském roce vyšplhaly až na 41 miliard euro, nejedná se vzhledem k potřebám evropských ekonomik o vklad dostatečný. Aby se starému kontinentu povedlo splnit avizované klimatické cíle, je podle deníku WindEurope potřeba instalovaný výkon větrných elektráren ještě navýšit, a to ze současných 190 GW až na 480 GW.

Dánsko urychluje výstavbu dvou větrných elektráren „energetických ostrovů“, aby se zbavilo závislosti na energiích z Ruska.

Dánsko bylo první zemí, která v roce 1991 postavila větrnou elektrárnu na moři, a nyní se chce stát průkopníkem nového směru a nové technologie. Jeho „energetické ostrovy“ se mají stát jakousi elektrárnou na širém moři, na které se bude sbíhat – a také v případě potřeba dočasně „skladovat“ – elektřina vyrobená na stovkách větrných turbín v okolí. S pomocí podmořských kabelů pak bude vyrobená energie putovat dále na pevninu a ke spotřebitelům.

První „mořská elektrárna“ by měla stát v Baltském moři. Na rozdíl od pozdějších by měla stát na již existujícím ostrově Bornholm a bude fyzickým centrem pro větrné elektrárny na moři s celkovou kapacitou 2 GW. Druhý ostrov v Severním moři bude vyžadovat umělou konstrukci ve vzdálenosti 80 kilometrů od pobřeží. Bude se jednat nesjpíše o nějakou plovoucí plošinu, a bude sloužit jako centrum pro větrné elektrárny na moři s celkovou kapacitou 3 GW a v budoucnu potenciálně až 12 GW.

Většinovým vlastníkem bude dánský stát (51 %), ale mohou se na něm podílet i soukromí partneři. Díky tomu by se mohlo jednat o „lukrativní podnik jak pro soukromé investory, tak pro dánský stát“, uvedl Jørgensen.

Výstavba ostrova by měla být zahájena v roce 2026 a hotova by měla být před rokem 2033. Dánská vláda na projekt vyčlenila 212 miliard dánských korun (28,5 miliardy eur).

Jedeme na vítr

Dánské plány na zvýšení energetické nezávislosti jsou již staršího data. Původně vznikaly jako součást širšího záměru země nahradit fosilní paliva obnovitelnou energií. Původně měly být větrné elektrárny v provozu do roku 2030. V souvislosti s ruskou invazí na Ukrajinu se však harmonogram změnil a plány na stavbu nových „domácích“ kapacit byly urychleny.

Vyplývá to z prohlášení dánského ministra pro klima, energetiku a veřejné služby Dana Jørgensena, který uvedl, že Dánsko se „musí co nejrychleji zbavit ruských fosilních paliv“ a zvýšit za tímto účelem možnosti využití obnovitelných zdrojů energie.

Manažerka obchodního rozvoje severské elektrárenské společnosti Helen Kristiina Siilinová řekla týdeníku Newsweek, že odklon Evropy od ruské energie pravděpodobně urychlí rozvoj obnovitelných alternativ. „Myslím, že určujícím faktorem pro rychlost přechodu jsou pak objemy energie, které je třeba nahradit. Menší evropské země mohou díky nižší poptávce po energii rychleji přijmout udržitelná řešení a díky novým inovacím více ovlivnit emise uhlíku,“ řekla.

I de facto optimisté ohledně potenciálu obnovitelných zdrojů jako Siilinové si však ve velké většině uvědomují, že pouze obnovitelná energie nemůže nahradit ruskou energii. A to i v případě zemí, které na první pohled nejsou tak závislé na energiích z Ruska. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) je Dánsko v současné době z 15,8 % závislé na ruské energii. Jeho závislost se v průběhu let snižovala, ale v roce 2016 dosahovala až 34 procent.

Dánsko je již průkopníkem v oblasti větrné energetiky. Větrná energie se v Dánsku podílí na celkové výrobě elektřiny téměř polovinou, a to 48,6 procenta, uvádí IEA. Dánsko má ovšem velké štěstí v tom, že je to malá země s větrným podnebím, relativně nízkým počtem obyvatel, s také nízkou spotřebou zemního plynu ve výrobě. To znamená, že je snazší nahradit ho jinými zdroji, tedy konkrétně především větrem; pro fotovoltaiku má ještě horší podmínky než Česká republika.

Hlavní využití zemního plynu v Dánsku je výroba elektřiny. Země by mohla plyn v brzké době také vyvážet, nebude to však v takovém měřítku, aby vynahradila případné výpadky dodávek z Ruska. Dánsko ročně vytěží přibližně 1,4 miliardy metrů krychlových zemního plynu. I kdyby tedy země žádný nespotřebovala, třeba jen českou spotřebu by nepokryla celá její produkce ani z pětiny.

Navíc se dánská ložiska (stejně jako jiná v Evropě) v posledních dekádách nerozvíjela. Těžba zemního plynu v této severské zemi již od roku 2005 pouze klesá. Tehdy se vytěžilo už poměrně zajímavých téměř 11 miliard metrů krychlových, neustále klesá.

Další těžký úkol

Je to pouze další příklad toho, jak Evropa do jisté míry zaspala, a do jaké míry v případě energií spoléhala na Rusko. „Evropa chtěla snížit své emise oxidu uhličitého a doufala, že technologie obnovitelných zdrojů energie se budou rozvíjet rychleji, než se rozvíjely, takže už ruský plny nebude potřebovat,“ shrnul situaci posledních let poměrně jasně pro web Newsweeku energetický konzultant Paddy Blewer.

Jiný odborník, Timo Huhtisaari, ředitel pro udržitelnost a budoucí podnikání v severské energetické skupině St1 Nordic, připomněl, že pro evropskou energetiku jde vlastně o druhý velmi obtížný úkol v posledních letech. Přechod od ruské energie je totiž podle jeho názoru „stejně obtížný jako přechod od fosilní energie k udržitelným, obnovitelným alternativám“.

Aby se to podařilo, bude podle jeho názoru zapotřebí řada nových inovací, a to nejen přímo v energetických technologiích, tak i politických či společenských. Dánsko jako bohatá a relativně malá země tedy je v relativně dobrém výchozím postavení a může ukázat cestu dalším – nebo také samozřejmě ukázat, kudy ne.

Není to ovšem řešení pro každého. Dánsko je vhodnou oblastí pro další rozvoje větrných elektráren, především těch na moři. Například v Česku ale takový potenciál k dispozic není. A byť ten stávající rozhodně není využit naplno, ve středu Evropy prostě méně fouká, a elektřiny z větru u nás těžko může být tak levná jako na březích Severního moře.

Ruská energetická zbraň v číslech

Rusko je dnes třetím největším světovým producentem ropy za Spojenými státy a Saúdskou Arábií. V lednu 2022 činila celková produkce ropy v Rusku 11,3 milionů barelů denně (mb/d). Pro srovnání, celková produkce ropy v USA činila 17,6 mb/d, zatímco v Saúdské Arábii se těžilo 12 mb/d.

Přibližně 60 % ruského vývozu ropy směřuje do zemí OECD a dalších 20 % do Číny. V listopadu, což je poslední měsíc, za který jsou k dispozici oficiální měsíční statistiky o ropě, dovezla Evropa z Ruska celkem 4,5 mb/d ropy (34 % celkového dovozu). Země OECD Asie a Oceánie dovezly v listopadu z Ruska celkem 440 tis. mb/d ropy (5 % celkového dovozu), zatímco země OECD Severní a Jižní Amerika 625 tis. mb/d (17 % celkového dovozu).

Prostřednictvím systému Družba dodává do Evropy zhruba 750 kb/d. Bezprostředně ohroženo je denní dodávky zhruba čtvrt milionu barelů ruské ropy, které putují přes Ukrajinu jeho jižní větví. Z ní jsou přímo zásobovány Maďarsko, Slovensko a Česká republika.

Největším jednotlivým odběratelem ruské ropy je Čína. V roce 2021 odebírala v průměru 1,6 mb/d ropy. Zhruba polovinu dodávaly do země ropovodní, druhá polovina putovala po moři. Rusko je rovněž významným dodavatelem ropy do Běloruska, Rumunska a Bulharska a produktů do většiny zemí bývalého Sovětského svazu včetně Ukrajiny. 

V roce 2020 bylo Rusko druhým největším producentem zemního plynu po Spojených státech. Vytěžilo zhruba 637 miliard m3. Na vývoz šla více než třetina, zhruba 240 miliard m3. Zhruba 90 procent tohoto množství šlo do Evropy, a to téměř výlučně prostřednictvím stávajících plynovodů.

Ruská vláda usiluje o to, aby se stala globálním dodavatelem zemního plynu; v roce 2020 schválila svůj nejnovější plán energetické politiky, který upřednostňuje rozvoj a diverzifikaci vývozu energie a usiluje o výrazné zvýšení investic do zkapalněného zemního plynu (LNG), zejména v arktické oblasti. Konkrétně v případě zemního plynu je cílem strategie zvýšit vývoz LNG na úroveň nad 120 miliard m3, a pak až na 300 miliard m3 v roce 2035. Zvýšení kapacity vývozu LNG by Rusku umožnilo konkurovat na exportních trzích mimo Evropu.

Závislost Evropy na dodávkách ruského plynu se v posledním desetiletí zvýšila. Spotřeba zemního plynu v regionu zůstala v tomto období celkově zhruba stejná, ale těžba klesla o třetinu a rozdíl vyrovnal zvýšený dovoz. Podíl dodávek ruského plynu zvýšil z 25 % celkové poptávky po plynu v regionu v roce 2009 na zhruba 32 % v roce 2021.

Zatímco dnes si představujeme elektrárny jako mohutné budovy s komíny či chladícím věžemi, naše děti si možná pod tímto výrazem spíše představí něco zcela jiného.

Energetický systém prakticky všech zemí světa prochází radikální změnou, jak se zvyšuje podíl obnovitelných zdrojů na úkor fosilních paliv. Zatímco v první dekádě roku 2000 došlo k obrovskému nárůstu výroby elektřiny ze zemního plynu a rok 2010 byl dekádou větrné a solární energie, první náznaky naznačují, že inovace v roce 2020 může být boomem „hybridních“ elektráren.

Typická hybridní elektrárna kombinuje výrobu elektřiny s bateriovým úložištěm na stejném místě. To často znamená solární nebo větrnou farmu spojenou s velkokapacitními bateriemi. Společná práce solárních panelů a bateriového úložiště může vyrábět obnovitelnou energii, když je sluneční energie během dne na vrcholu, a pak ji podle potřeby uvolňovat po západu slunce.

Pohled na připravované projekty v oblasti energetiky a skladování energie nabízí pohled na budoucnost hybridní energetiky. Například tým z Lawrence Berkeley National Laboratory spočítal, že o připojení k síti ve Spojených státech požádaly výrobní a bateriové projekty o celkovém výkonu 1 400 gigawattů. To je více, než kolik činí celkový výkon všech stávajících elektráren v USA dohromady. Největší skupinu nyní tvoří solární projekty a více než třetina těchto projektů je takzvaně „hybridních“: to jednoduše znamená, že zahrnují jak výrobny energie (solární články) a bateriové úložiště.

„Hybridní“ elektrárny nabízejí řadu výhod, zároveň ovšem samozřejmě jejich existence vyvolávají otázku, jak by měla elektrická síť fungovat, a jak bychom ji měli provozovat.

Proč jsou hybridy populární

S rozvojem větrné a solární energie začínají mít tyto technologie velký vliv na rozvodnou síť. Zajímavý je americký příklad, protože zahrnuje celou řadu různých trhů s různými podmínkami a politickými tlaky, a přitom společným rámcem. V pevně demokratické Kalifornii již solární energie má více než 25procentní podíl na roční výroby elektřiny a její podíl se rychle zvyšuje i v dalších státech, jako je Texas, Florida a Georgia. Ve státech „větrného pásu“, od Dakoty po Texas, došlo k masivnímu rozšíření větrných turbín, přičemž Iowa nyní získává většinu své energie z větru.

Tento vysoký podíl obnovitelné energie vyvolává otázku: Jak integrovat obnovitelné zdroje, které v průběhu dne vyrábějí velké, ale proměnlivé množství energie? Zde přichází na řadu skladování. Ceny lithium-iontových baterií v posledních letech rychle klesly, protože se zvýšila jejich výroba pro trh s elektromobily. I když existují obavy z budoucích problémů v dodavatelském řetězci, konstrukce baterií se bude pravděpodobně také vyvíjet.

Kombinace solární energie a baterií umožňuje provozovatelům hybridních elektráren dodávat energii ve špičce, tedy v „nejdražších“ hodinách, kdy je poptávka nejsilnější. To může být například v letních odpoledních hodinách a večer, kdy klimatizace běží na plné obrátky. Baterie také pomáhají vyrovnávat výrobu z větrné a solární energie, „vyhladit“ špičky poptávky a ukládají přebytečnou energii, která se jinak nevyrobila, či by se případně bez užitku vypouštěla do země.

Jaká je situace? Na konci roku 2020 bylo v USA v provozu 73 solárních a 16 větrných hybridních projektů. Jejich celkový maximální výkon je zhruba 2,5 gigawattů, maximální výkon baterií je zhruba 0,45 gigawattů (tedy 450 MW, což je výkon několika uhelných bloků).

Ovšem trh s těmito elektrárnami v posledních letech doslova explodoval, a počet podaných žádostí prudce roste. Do konce roku 2021 požádalo o schválení připojení k síti více než 675 gigawattů navrhovaných solárních elektráren, přičemž více než třetina z nich byla spojena s úložištěm. „Ve froně“ bylo pak dalších 247 gigawattů výkonu ve větrných elektrárnách. Z nich zhruba 19 gigawattů, tedy asi 8 % z nich, bylo hybridních.

Žádost o připojení je samozřejmě pouze jedním z kroků při vývoji elektrárny. Developer potřebuje také dohody o pozemcích a komunitách, smlouvu o prodeji, financování a povolení. V praxi to znamená, že do komerčního provozu se v USA v letech 2010-2016 dostala pouze přibližně jedna ze čtyř nových elektráren, která si požádala žádost o připojení. Jak ovšem vidno, zájem o hybridní elektrárny velmi silně roste.

Interpretaci situace poněkud komplikuje skutečnost, že v některých amerických státech, jako je Kalifornie, jsou baterie pro nové solární developery v podstatě nebyztností. Vzhledem k tomu, že solární energie velmi často tvoří většinu ten den vyrobené energie, budování pouze dalších solárních panelů nedává velký obchodní smysl. V současné době je tak 95 % všech navrhovaných velkých plánovaných solárních projektů ve frontě v Kalifornii vybaveno bateriemi.

Otázky do budoucna

Když odborníci z Berkley analyzovali tržní data, své závěry shrnuli do deseti jednoduchých bodů:

Investice do baterií se v mnoha oblastech Spojených států dnes již vyplatí. Autoři analýzy dospěli k názoru, že přidání baterií do solární elektrárny sice zvyšuje cenu, ale zároveň zvyšuje hodnotu vyráběné energie. Umístění výroby a skladování na stejném místě může přinést výhody v podobě daňových úlev, úspory stavebních nákladů a provozní flexibility. Při pohledu na potenciál příjmů v posledních letech a s pomocí federálních daňových úlev se zdá, že přidaná hodnota ospravedlňuje vyšší cenu.

Společné umístění znamená také kompromisy. Větrná a solární energie se nejlépe uplatní tam, kde jsou větrné a solární zdroje nejsilnější, ale baterie poskytují největší hodnotu tam, kde mohou přinést největší výhody pro síť, například vyrovnávání špiček ve spotřebě. To znamená, že při výběr nejlepšího umístění s nejvyšší hodnotou je v řadě případů nezbytně kompromisem mezi dvěma odlišnými požadavky. Federální daňové úlevy, na které investoři mohou dosáhnout pouze v případě, že budují baterie společně se solárními panely, mohou v některých případech vést k neoptimálním rozhodnutím.

Neexistuje jediná nejlepší kombinace, tedy třeba nejlepší poměr výkonu panelů ke kapacitě, či výkonu baterie. Hodnota hybridní elektrárny je částečně určena konfigurací zařízení. Větší baterie určuje, jak dlouho do večera může elektrárna dodávat energii. Hodnota noční energie však závisí na místních tržních podmínkách, které se v průběhu roku mění.

Pravidla trhu s elektřinou se musí vyvíjet. Hybridy se mohou účastnit trhu s elektřinou jako jedna jednotka nebo jako samostatné subjekty, přičemž solární výrobna a bateriové úložiště se na trhu pohybují a jednají nezávisle na sobě. Hybridy mohou být také buď prodejci, nebo odběrateli energie, případně obojí. To může být komplikované. Pravidla pro účast hybridů na trhu se stále vyvíjejí a provozovatelé elektráren mohou experimentovat s tím, jak své služby prodávají.

Malé hybridy vytvářejí nové příležitosti. Hybridní elektrárny mohou být také malé, například solární a bateriové v domácnosti nebo podniku. Takové hybridy se na Havaji staly standardem, protože solární energie nasycuje rozvodnou síť. V Kalifornii se zase odběratelé potýkají s častými odstávkami energie během období zvýšeného rizika lesních požárů – některá velkokapacitní vedení se totiž vypínají v rámci prevence požárů. Stále není jasné, jak by tyto hybridy „za elektroměrem“ měly být oceňovány, a jak mohou přispět k provozu sítě.

Hybridy jsou teprve na začátku své cesty, jejich vývoj ještě zdaleka není u konce. Jejich podobu bude ještě měnit další technologických vývoj, výsledky praktického experimentování. Přesto se zdá stále jasnější, že elektrárny budoucnosti budou „pod obojí“.

Netradiční řešení nebo nesmysl?

„Hybridní“ elektrárny kombinující obnovitelné zdroje energie s bateriemi lze dnes považovat v podstatě za nepříliš inovativní koncept. Rozhodně v jejich případě lze ještě leccos zlepšovat, ovšem samotná technologie staví na metodách, které v praxi používají už desetiletí. V bouřlivé době se ovšem řada firem či výzkumných týmů pokouší trh a investory přesvědčit, že je čas na mnohem nezvyklejší řešení.

Objevuje se tak celá řada řešení, které mají někdy zajímavý potenciál, ve většině případů ovšem nejspíše skončí ve slepé uličce. Izraelský kibuc Yahel nedaleko Rudého moře používá k levnému ukládání sluneční energie vzduchové baterie. Technologie dostala chytlavý marketingový název AirBattery. Přebytečná energie ze solárních panelů vyrábí přes den páru, jež se ukládá v podzemních nádržích a po západu slunce pohání turbíny, které vyrábějí elektřinu.

Relativně tenkou ocelovou nádrž se speciálním polymerovým obložením lze umístit přímo u zdroje energie, a tím pádem za nižší cenu. AirBattery dosahují oproti lithium-iontovým bateriím sice jen 80procentní účinnosti, která ale vlivem jejich stárnutí neklesá.

Klesat by naopak s rozšiřováním výroby měla cena, která je už dnes s fotovoltaikou srovnatelná. Společnost Augwind Energy, která technologii AirBattery rozvíjí, získala od investorů 60 milionů USD a během několika příštích let chce nainstalovat tisíce MWh kapacity.

Několik firem, například americký start-up Ubiquitous Energy, chce opatřit okna mrakodrapů fólií, která obsahuje průhlednou fotovoltaiku. Povlak má tloušťku několika nanometrů, vyrobenou elektřinu odvádí systém drobných drátků. Solární okna chce firma s tržbami přes tři miliardy amerických dolarů, která se zabývá aplikacemi ve spotřební elektronice, automobilech a zemědělství, začít ve velkém vyrábět do konce roku 2023.

Cena takto upraveného skla by měla být údajně zhruba o třetinu vyšší než v případě běžného skla a energetická účinnost nižší než u tradičních solárních panelů. Firma ale přesto věří v jeho masivní rozšíření a do roku 2050 chce mít celosvětově nainstalovaných 100 milionů čtverečních metrů solárního okenního skla.

Britský gigant BP hodlá využít městské budovy jako „virtuální elektrárny“ (což je další velký trend na energetickém trhu). Ve spojení s americkou technologickou společností Blueprint Power chce majitelům komerčních budov umožnit, aby prodávali přebytečnou energii uloženou v bateriích nebo vyrobenou na střechách pomocí solárních panelů a vytvářet virtuální elektrárny s vysokým výkonem i flexibilitou.

Blueprint Power už spolupracuje s pěti největšími newyorskými vlastníky komerčních nemovitostí, kteří disponují asi 10 miliony čtverečních metrů zastavěné plochy a již dnes generují 13 MW obnovitelné energie. Do konce roku 2022 by BP chtěla disponibilní výkon téměř ztrojnásobit na 36 MW. Demonstrační projekt v městské čtvrti Queens v New Yorku, jehož součástí bude i 150 nabíjecích stanic pro elektromobily, má i významný ekologický rozměr. S provozem městských a komerčních nemovitostí je totiž spojeno až 28 % celosvětových ročních emisí skleníkových plynů.

„Virtuální elektrárny“ se na rozdíl od jiných příkladů v tomto krátkém, nereprezentativním výčtu nepochybně ještě dočkají dalšího rozšíření. Podobné systémy nabízí vícero firem, za všechny jmenuje například Siemens.

To nápad společnosti DST Innovation z Walesu to bude mít s větším rozšířením těžší. Tato společnost připravuje výstavbu celého „zeleného města“, jehož součástí bude kromě solárních elektráren i přílivová elektrárny v Bristolském zálivu u Swansea ve Velké Británii.

Mezinárodní konsorcium vedené zmíněnou DST Innovations hodlá údajně investovat 2,2 miliardy amerických dolarů (cca 50 miliard korun) do stavby energeticky plně autonomního města nazvaného Blue Eden. Součástí jeho infrastruktury by údajně měla být přílivová elektrárna využívající mořských proudů. Její výkon by měl dosáhnout až 320 MW.

Ve městě by měl stát mimo jiné i závod na výrobu high-tech baterií, plovoucí solární elektrárna s plochou 72 tisíc metrů čtverečních a datové centrum o rozloze 94 tisíc metrů čtverečních. V plánu je výstavba výzkumného centra pro oceány a změnu klimatu a přibližně 150 ekologických domů ukotvených ve vodě. První práce na výstavbě Blue Eden mají odstartovat začátkem roku 2023, tak brzy uvidíme, jak moc se velkolepé sliby podaří ve skutečnosti naplnit.

Evropské firmy vyrábějící větrné turbíny se aktuálně potýkají s vážnými potížemi s dodávkami klíčových surovin. Výroba v tomto segmentu nyní spíše stagnuje a celou věc komplikuje fakt, že projekty větrných farem se – jak je to oblasti energetiky běžné – připravují řadu let, takže plánování je v současné době velmi ošidné.

Cena některých materiálů používaných při výrobě větrných turbín, jako je ocel, hliník a nikl, v posledních týdnech prudce vzrostla. „Ceny jsou v tuto chvíli výrazně vyšší – zejména ceny surovin a ceny některých komponentů, jako jsou litinové díly – a předpovídání jejich dalšího vývoje se stalo výrazně nejistější,“ řekl portálu Euractiv Sven Utermöhlen, generální ředitel divize mořské větrné energetiky ve společnosti RWE renewables. Pokud jsou tedy tyto firmy požádány, aby předložily nabídky na dodávku větrných turbín či jejich součástí během příštích čtyř nebo pěti let, je velmi obtížné předvídat, jaké budou jejich celkové náklady. Rusko a Ukrajina patří k největším výrobcům oceli, která je základním materiálem větrných turbín, od počátku války se však dovoz této suroviny do EU snížil o pětinu.

Současně vzrostla o 40 procent cena za tepla válcovaných svitkových plechů. Ocelářské firmy ve Španělsku, jako je například ArcelorMittal či výrobce nerezové oceli Acerinox, omezili svou produkci a německá Lech-Stahlwerke dokonce úplně zastavila výrobu.

A podobně můžeme pokračovat, například hliníkem. Ten je pro větrný průmysl sice méně důležitý, ale i tak se bez něj výroba několika důležitých součástí rotorů a kabeláže neobejde. I v tomto dodavatelském řetězci dochází k velmi zřetelnému nárůstu cen.

Rusko je také předním světovým dodavatelem niklu, který je další základní surovinou při výrobě větrných turbín.

I velcí v problémech

Složitou situaci na trzích nedávno komentoval rovněž Jochen Eickholt, generální ředitel společnosti Siemens Gamesa, která je součástí Siemens Energy. „Naše konkurenceschopnost závisí na dostupných cenách surovin a stabilních dodavatelských řetězcích. V současné době jsme však stejně jako mnoho jiných průmyslových odvětví konfrontováni s vysokými náklady na ocel a další suroviny,“ řekl.

Siemens Gamesa, která je jedním z největších světových výrobců větrných turbín, se nyní snaží zvýšit ceny svých turbín, aby se tak vypořádala s provozní ztrátou za uplynulé čtvrtletí. Na té však údajně měly podíl vedle rostoucí ceny materiálů také interní problémy, které zpozdily uvedení na trh nové platformy pro větrné turbíny. V součtu tak provozní ztráty Gamesy za druhé čtvrtletí letošního fiskálního roku přesáhly 300 milionů eur. K kompenzaci ztrát by mělo přispět zvýšení cen turbín, které by se mohlo pohybovat v jednotkách procent, ale není prý vyloučeno, že půjde i výše.

Obavy již před invazí

Obavy ohledně bezpečnosti dodávek surovin potřebných pro energetickou transformaci panovaly již před ruskou invazí na Ukrajinu. Podle zprávy zveřejněné Evropskou komisí v roce 2020 se v důsledku masivního nasazování větrných a solárních technologií potřebných k uspokojení energetických potřeb očekává, že spotřeba materiálů, jako je nikl, kobalt, měď, lithium či vzácné zeminy, v nadcházejících desetiletích prudce vzroste. „Přechod EU na technologie zelené energetiky by podle současných scénářů dekarbonizace mohl být ohrožen slabinami v budoucím zabezpečení dodávek několika materiálů,“ varuje zpráva.

Vysoká poptávka po těchto materiálech bude mít významné geopolitické konsekvence. „Svět bude stále více rozlišovat mezi těmi, kdo mají a nemají tzv. přechodové materiály,“ říká Samuel Leupold, předseda sekce Wind Energy v Macquarie Green Investment Group.

V kontextu současné války na Ukrajině je třeba zmínit, že tato země je strategicky významná i proto, že má bohatá naleziště vzácných zemin, které se používají v generátorech větrných turbín, a také lithia, kritické suroviny při výrobě baterií. Ložiska lithia se nacházejí například v okolí smutně proslulého Mariupolu.

„To nemusí být hlavní důvod invaze, ale nepochybně je nerostné bohatství Ukrajiny jedním z důvodů, proč je tato země pro Rusko tak důležitá,“ uvedl Rod Schoonover, bývalý ředitel sekce životního prostředí a přírodních zdrojů americké národní rozvědky National Intelligence Council.

Nebezpečné koncentrace

Faktem je, že žádná země nemá na svém území všechny suroviny potřebné pro energetickou transformaci, v několika zemích jsou však některé tyto suroviny významně koncentrovány, přičemž většinou jde o země, které jsou z hlediska politické spolehlivosti a stability velmi problematické. To samozřejmě do budoucna ohrožuje bezpečnost dodávek, ale problémy může způsobit i neekologičnost těžby těchto surovin.

K těmto zemím nepochybně patří Čína, která je předním producentem většiny tzv. přechodných materiálů, včetně vzácných zemin. Čínský podíl jejich produkce na celosvětovém trhu činí 60 %. „Závislost EU na Číně je jistě rizikovým faktorem, který je třeba vzít zcela vážně při plánování budoucnosti obnovitelných zdrojů v Evropě a směřování k dlouhodobým klimaticky neutrálním cílům,“ komentuje tuto poměrně tristní situaci již citovaná zpráva Evropské komise. A můžeme samozřejmě uvést i další podobné případy. Přibližně 70% podíl na trhu s kobaltem má další problematická země: Demokratická republika Kongo. A na trhu s mědí hraje s téměř 30 % zásadní roli rovněž poměrně nevyzpytatelná Chile.

Problémy zůstanou

Podle Svena Utermöhlena s koncem války na Ukrajině problémy pravděpodobně nezmizí, protože ukrajinská infrastruktura bude těžce poškozena a sankce proti Rusku pravděpodobně hned tak zrušeny nebudou. Je proto třeba se připravit na to, že řada problémů bude mít dlouhodobější charakter, varoval. Vyzval proto evropské vlády, aby se více zaměřily na to, jak usnadnit aukce na projekty rozvoje větrné energetiky a s ní související výrobu nezatěžovat administrativními břemeny.

Za zmínku v této souvislosti stojí i to, že již v roce 2018 oborová organizace větrného průmyslu WindEurope vyzvala k posílení výzkumu a inovacím směřujícím k zajištění náhrady vzácných zemin a výraznější recyklaci. Vedle toho probíhají také jednání evropské exekutivy o partnerstvích s jednoznačně demokratickými a spolehlivými zeměmi bohatými na zdroje, jako je například Kanada.

Řadu projektů na podporu domácí výroby a mezinárodní spolupráce již dříve navrhla Evropská aliance pro suroviny (ERMA). Pokud by se všechny tyto projekty podařilo realizovat, do roku 2030 by se podle této aliance více než polovina roční instalované větrné kapacity EU mohla spoléhat na magnety ze vzácných zemin vyrobené v zemích EU a 20 procent evropské poptávky po niklu by mohlo být uspokojováno z domácích zdrojů.

Evropská unie podala u Světové obchodní organizace (WTO) stížnost na britský systém dotací výroby větrné energie. Považuje jej totiž z hlediska firem EU za diskriminační. Podle agentury Reuters jde o vůbec první stížnost EU na Velkou Británii u WTO po brexitu.

Evropská komise ve své zdůvodňující zprávě uvádí, že technologie a řešení zelené energie jsou v EU velmi důležitým odvětvím, přičemž samotný sektor větrné energetiky dosahuje značných obratů (v roce 2018 podle EK činil 36 miliard eur) a poskytuje 500 000 vysoce kvalitních pracovních míst. „Diskriminační obchodní praktiky, jako jsou ty, které dnes uplatňuje Velká Británie, podporují odliv investic z EU, což má dopad na konkurenceschopnost EU v tomto odvětví a obecně podkopává úsilí o řešení klimatické krize,“ uvádí se ve zprávě.

Na obzoru je tak první vážnější spor mezi EU a Velkou Británií od konce tzv. přechodného období. Toto období, které bylo první fází realizace vystoupení Velké Británie z EU, skončilo v prosinci roku 2020. Ke sporu navíc dochází v době, kdy se obě strany nacházejí v mrtvém bodě ohledně provádění dohody o vystoupení.

V rozporu se základní zásadou

Podle Evropské komise porušuje Velká Británie zmíněným opatřením základní zásadu WTO, podle které musí mít dovážené zboží možnost konkurovat domácím produktům za stejných podmínek. Britské praktiky však vedle toho, že poškozují dodavatele z EU, navíc zvyšují výrobní náklady, takže obecně vzato znamenají riziko zpomalení růstu zavádění a využívání zelené energie.

O jaké praktiky se jedná? Uchazeči o finanční podporu zakázek v oblasti větrné energetiky musejí uvést, jaká část z celkové hodnoty zakázky bude vyrobena ve Velké Británii. Na základě tohoto kritéria, resp. na tom, zda žadatel tento závazek skutečně dodrží, jim pak je vyplacena státní podpora.

Velká Británie je, pokud jde o instalovanou kapacitu offshore výroby elektrické energie z větru, v celosvětovém srovnání již několik let na prvním místě. To se však podle britského listu Financial Times dosud příliš nepromítlo do počtu pracovních míst. Z výrobního boomu naopak těží především zahraniční společnosti, včetně těch v EU a Číně, upozorňují Financial Times.

Podobně se vyjadřuje i zájmová skupina RenewableUK, která odhaduje, že pouze 29 procent kapitálových výdajů na projekty mořské větrné energetiky zůstává v britské ekonomice. Premiér Boris Johnson se již nechal slyšet, že chce tuto úroveň domácích investic zvýšit na 40 až 50 procent, resp. na 60 procent výdajů na celý životní cyklus daných produktů, tedy včetně údržby.

Spor na několik let?

EU a Velká Británie mají nyní 60 dní na to, aby na základě vzájemných konzultací dosáhly dohody. Pokud se však spor během tohoto období nevyřeší, může stěžovatel požádat o vytvoření výboru WTO, který záležitost rozhodne. EU se již přitom v minulosti na Velkou Británii s těmito výhradami několikrát obrátila, avšak vždy bez výsledku.

Pokud bude spor řešit výbor WTO, může se – což je poměrně běžná praxe – táhnout i několik let, upozornila agentura Reuters.

Velká Británie měla na začátku března letošního roku v provozu 11 091 větrných turbín s celkovým instalovaným výkonem přes 24,6 GW: 14,1 GW kapacity na pevnině a 10,4 GW na moři. V roce 2020 pokrývala větrná energetika čtvrtinu britské spotřeby. Již v roce 2016 překonala uhlí a v roce 2018 jadernou energetiku. Vláda země se navíc zavázala, že do roku 2030 pobřežní kapacity větrné energetiky výrazně rozšíří.

V Evropě v posledních týdnech roste podíl energie z větrných elektráren. V uplynulém týdnu se nad kontinentem přehnaly tři bouře, které pomohly snížit závislost na fosilních palivech právě v době, kdy na Ukrajině stoupá napětí.

Podle výrobních statistik, které shromažďuje německý ústav Fraunhoferova ústavu pro solární energetické systémy (známý jako Fraunhofer ISE) vyrobily větrné turbíny v Evropské unii minulý týden rekordních 14,9 terawatthodin elektřiny. V neděli 20. února německé „větrníky“ vyprodukovaly Německo nejvíce větrné energie v historii země. Nárůst přišel v době, kdy tři velké bouře přerušily dodávky elektřiny do milionů domácností a narušily leteckou dopravu v celém regionu.

„Hlavní příčinou nárůstu jsou povětrnostní podmínky, tedy zatím větrný rok,“ uvedl pro agenturu Bloomberg Bruno Burger, vedoucí oddělení pokročilých technologií a zařízení německé z Fraunhofer ISE. Podle něj také do určité míry – ale menší než příhodný vítr – pomohl nárůst počtu instalovaných větrných turbín. Zvýšení výroby větrných elektráren je úlevou pro Evropu, která se potýká s vysokými cenami energií a zároveň musí řešit reálnou obavu, že napětí mezi Západem a Ruskem kvůli Ukrajině by mohlo dále omezit dodávky zemního plynu.

Je to také veliká změna oproti roku 2021. Tehdy nepříznivé podmínky (dlouhotrvající tlaková výše, která výrazně zklidnila proudění nad významnou částí Evropy) donutily energetické společnosti ve vyšším objemu spalovat uhlí, aby dokázaly uspokojit poptávku. Vítr foukal v roce 2021 přibližně o 15 % méně než v roce 2020. Pro německou energetiku, která se na tento zdroj velmi spoléhá, to znamenalo nemalé potíže.

Podle údajů Fraunhoferovy společnosti ISE vzrostla výroba elektřiny z větru v rámci Evropské unie o 26 %, což v nominálních číslech je přibližně 84 terawatthodin. Množství elektřiny vyrobené s pomocí fosilních paliv (plynu, černého a hnědého uhlím) se zvýšilo pouze o 0,3 % na necelých 141 terawatthodin. V Německu je změna natolik významná, že se obrátilo pořadí těchto zdrojů v energetickém mixu: země tedy letos vyrobila více energie z větru než z fosilních paliv.

Více větrné energie pomůže zmírnit napětí na trhu, který se již vyrovnává s několika výpadky jaderných elektráren ve Francii a obavami z přerušení dodávek plynu z Ruska. Přibližně třetina dodávek od hlavního evropského dodavatele (Ruska) za běžných okolností proudí plynovody přes Ukrajinu.

Podle Fraunhofer ISE Německo od roku 2020 instalovalo 1,5 gigawattu nové větrné kapacity. S tím, jak bude v provozu více turbín, pomohou období bouřlivého počasí vytlačit elektrárny na fosilní paliva, které mají vyšší výrobní náklady. Podle agentury BloombergNEF se očekává, že instalovaná kapacita větrných elektráren v Německu do konce tohoto desetiletí vzroste o 45 % na 91 gigawatthodin.

Výroba elektřiny z větrných elektráren v Německu od 1. ledna 2021 do 22. února 2022. Tmavě jsou vyznačeny "offshore" turíbny, světle "suchozemské". Začátek letošního roku je v porovnání s tím loňským pro výrobu z větru výrazně příznivější. (foto Agora Energiewende)
Výroba elektřiny z větrných elektráren v Německu od 1. ledna 2021 do 22. února 2022. Tmavě jsou vyznačeny „offshore“ turíbny, světle „suchozemské“. Začátek letošního roku je v porovnání s tím loňským pro výrobu z větru výrazně příznivější. (foto Agora Energiewende)

Podíl větrné energie na celkové výrobě elektřiny v podstatě uměle navýšilo uzavření jaderných elektráren o celkovém výkonu čtyř gigawattů, ke kterému v Německu došlo i přes nepříznivou situaci na trhu s elektřinou podle plánu na konci loňského roku. Podíl výroby z větru díky tomu dosáhl v Německu 46 procent.

Vyšší výroba elektřiny z větru zatím nijak výrazně nepromlouvá do cen elektřiny v Německu, které jsou jedny z nejvyšších v Evropě. Průměrné denní náklady ve výši téměř 148 eur za megawatthodinu jsou letos téměř třikrát vyšší než ve stejném období loňského roku, uvádí Bloomberg.

Větrná stagnace

Na využití větrné energie spoléhá mezi evropskými zeměmi v největší míře Německo, které nemá nejlepší potenciál pro využití fotovoltaiky. V posledních letech se ovšem rychlý růst tohoto odvětví v zemi výrazně zpomalil. Podle Německého svazu WindEnergie (Bundesverband WindEnergie) nebyly v roce 2020 poprvé během předchozích deseti 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.

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.

Budování nových vysokonapěťových vedení ze severu na jih země je velmi zdlouhavé; i kvůli tomu, že se stavby se potýkají se značným odporem řady dotčených obcí a jejich obyvatel. Nezvykle velká část vedení tak je vedena pod zemí, což budování nových páteřních sítí prodlužuje a výrazně prodražuje.

Alternativou pro jižní Německo tak zůstává vybudování vlastních větrných elektráren. Ačkoli jih Německa nemá zdaleka tak vhodné podmínky jako větrné pobřeží Severního moře, nová generace turbín s delšími a lehčími lopatkami by měla umožnit tamním větrným farmám vyrábět efektivněji – jednoduše řečeno jim umožnit vyrábět ze slabšího větru více elektřiny.

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.

ředpisy 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.

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.

O přiměřenosti podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů bude rozhodovat svým nařízením vláda. Takzvané vnitřní výnosové procento (IRR), zjednodušeně výnosnost investice do obnovitelného zdroje během trvání podpory, se bude pohybovat od 8,4 procenta do 10,6 procenta.

Rozhodla tak Poslanecká sněmovna, když tento týden schválila pozměňovací návrh Senátu k novele zákona o podporovaných zdrojích energie. Sněmovna původně přijala vládní návrh, který snižoval podporu až na 6,3 procenta. Senát pak do předlohy přidal i další pozměňovací návrhy. Zákon nyní dostane k podpisu prezident.

Solární asociace v červenci po schválení předlohy ve Sněmovně varovala, že sněmovní verze novely může být pro tisíce firem likvidační. Ministr průmyslu Karel Havlíček v Senátu uvedl, že sněmovní podoba zákona by poškodila úplně všechny.

Celkový roční příspěvek na podporované zdroje loni v Česku podle OTE činil 45,4 miliardy korun, což bylo zhruba stejně jako o rok dřív. Od roku 2006 bylo na podporu POZE v Česku vyplaceno přes 430 miliard korun. Stát loni na dotaci vydal 27 miliard korun, zbytek zaplatili zákazníci ve fakturách za elektřinu. Havlíček již dříve řekl, že jen podpora fotovoltaiky vyjde celkem téměř na 600 miliard korun, zatímco na výrobě elektřiny se podílí jen 2,6 procenty.

Novela také počítá s vyšším zdaněním solárních elektráren. Elektrárny z roku 2009 dosud odvodu nepodléhaly, nově na ně dopadne odvod u výkupní ceny ve výši deseti procent a u zeleného bonusu 11 procent. Elektrárnám uvedeným do provozu v roce 2010 vzrostou odvody na 20 a 21 procent.

Ministr Havlíček již dříve ve Sněmovně řekl, že pokud by u solárních elektráren bylo IRR 8,4 procenta a současně by se o deset procent zvýšila solární daň na projekty z takzvaného solárního boomu, přineslo by to do státního rozpočtu na solární dani čtyři až pět miliard Kč. Na podporu solárních elektráren loni v Česku podle dat Operátora trhu s elektřinou (OTE) šlo 29,1 miliardy korun.

Sněmovna do zákona vložila mimo jiné osvobození elektřiny v dopravě od poplatku na obnovitelné zdroje. Schválila i přechodovou podporu pro teplárny. Podle senátní úpravy by vláda mohla jako začátek období, za které se podpora poskytne, stanovit letošní 1. leden. Senátní verze obsahuje i provozní podporu solárních elektráren. Umožní státu, aby podle svého rozhodnutí vyhlásil aukci na výkup elektřiny z fotovoltaických zdrojů. Bude záležet na úvaze vlády. Návrh již dříve přivítalo Hnutí Duha a ocenil to i Svaz moderní energetiky. Senátní verze zavádí i podporu malých vodních elektráren modernizovaných v období po povodních v roce 2002 do konce roku 2005. Právo na podporu bude trvat po dobu 30 let od jejich modernizace.

Senát do zákona vložil i pozměňovací návrh, který připravilo ministerstvo průmyslu a který do zákona zavádí evropskou směrnici z roku 2018 o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů v dopravě, takzvanou RED 2. Již ve Sněmovně o tomto návrhu hlasovali poslanci, ale neschválili ho. Senátem schválený návrh neobsahuje zvýšení podílu biosložky v benzinu. Ve Sněmovně tento návrh předložen byl, poslanci ho ale odmítli.

Havlíček pokládá zákon za klíčový. Podle něj umožní udělat jednou provždy tlustou čáru za systémem fotovoltaiky vybudované v letech 2009 a 2010. Před poslanci řekl, že senátní verze dává určitou možnost těm, kteří férově investovali do fotovoltaiky, aby mohli dále fungovat. „A současně se dává prostor proto, abychom podpořili moderní zdroje,“ konstatoval. Pokud by se to nepodařilo, nemohl by stát od příštího roku účinně podpořit tuzemské teplárenství.

Load More