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.

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.

Podle číselných údajů týkajících se nárůstu výroby elektřiny z větrné energie by se na první pohled mohlo zdát, že Česká republika patří v tomto ohledu v EU ke špičce, opak je však pravdou – jde totiž pouze o relativní údaj vyplývající z toho, že celkový výkon českých větrných elektráren je žalostně malý. Česko v roce 2018 sice vyrobilo s pomocí větrných turbín o 69 900 % více elektřiny než v roce 2000, přesto dnes z tohoto zdroje pochází pouze 0,7 % tuzemské elektřiny. Srovnávací analýzu dvacítky zemí EU provedl britský odborný portál SaveOnEnergy.com/uk.

Nejimpozantnějšího nárůstu ve výrobě „větrné“ elektřiny se v rámci EU podařilo dosáhnout Polsku. Tam sice v roce 2000 pocházelo z větrných turbín pouze 0,003 % veškeré elektřiny, ale ve zmíněném období zaznamenalo Polsko nárůst o 249 900 %, čímž se podíl větrné energetiky dostal na 7,5 % celkové výroby elektřiny v zemi a Polsko se tak v roce 2018 dostalo ve využívání větrných elektráren již na 14. místo na světě.

Česká republika je po Polsku zemí s druhým nejvyšším procentním nárůstem výroby elektřiny s pomocí větru – nárůst v téměř dvacetiletém období činil 69 900 %. Česko se však tímto údajem příliš chlubit nemůže, protože v roce 2000 země vyprodukovala z větru pouze 0,001 % elektrické energie a v roce 2018 tak dosáhla díky větrným turbínám pouze 0,7% podílu na svém celkovém energetickém mixu. Společně s Ukrajinou tak uzavírala pořadí 20 zemí EU, které byly v průzkumu porovnávány (od zbývajících zemí EU se k analýze nepodařilo získat kompletní data, takže do analýzy nebyly zahrnuty). Jen pro představu: větrná energetika v české energetické segmentaci zaujímá zcela nejmenší podíl. Fotovoltaika se na celkové produkci elektřiny podílí 2,7 %, vodní elektrárny 2,4 %, větší podíl než větrné mají i přečerpávací elektrárny (1,5 %). Stále velmi výrazně dominují hnědouhelné elektrárny (39,3 %) a elektrárny jaderné (34,7 %).

Další evropskou zemí s výrazným nárůstem větrné energetiky je Francie. Ta se ve sledovaném období umístila na pomyslném třetím místě, když tamní výroba větrné elektřiny vzrostla z 0,009 % v roce 2000 na 4,9 % v roce 2018. To znamenalo celkový nárůst o 54 344 %.

Špatně si nevedla ani Belgie, která zaznamenala čtvrtý nejvyšší nárůst výroby větrné energie. V roce 2018 se tam větrnými turbínami vyrobilo téměř 10 % elektřiny, což ve srovnání s 0,02 % v roce 2000 znamenalo nárůst o 49 400 %.

Polepšila si také Ukrajina, která ačkoli v roce 2018 vyrobila z větrné energie pouze 0,7 % elektřiny – tedy v poměru k celkové výrobě elektřiny stejně jako Česko –, přesto z hlediska nárůstu byla pátá.

Směr určuje Dánsko

Země jako Dánsko, Lucembursko nebo Španělsko vykázaly nízký procentní nárůst (287 %, 452 % a 780 %). Jejich relativně malé přírůstky plynou z toho, že tyto země – ale nejen ty – vstoupily do větrné energetiky od počátku poměrně zostra a nárůst produkce v následujících letech již nemohl být tak strmý jako v případě Polska nebo Česka. Některé země dokonce již v roce 2018 dokázaly vyrobit největší část své elektřiny pomocí větrných elektráren, třeba právě zmíněné Dánsko. To, i když v letech 2000 až 2018 vykázalo nejmenší nárůst výroby energie s pomocí větru (+287 %), podíl jeho větrných elektráren (počítány jsou dohromady elektrárny onshore i offshore – pevninské i mořské) na celkové tamní produkci elektřiny byl ze všech evropských zemí nejvyšší: 45,7 %.

Výzkum dále zjistil, že Irsko v roce 2018 vyrobilo s pomocí větrníků 27,7 % elektřiny, což byl druhý největší podíl větrných turbín na celkové energetické produkci dané země. V roce 2000 přitom Irsko vyrobilo tímto způsobem pouze 1 % elektřiny, takže ve sledovaném období dosáhlo nárůstu o 2 670 %.

V současné době jsou na tom velmi dobře i sektory větrné energetiky v Portugalsku a Španělsku, které se na celkovém energetickém mixu v roce 2018 podílely 21,1 %, resp. 18,5 %.

(zdroj: SaveOnEnergy.com/uk)

Na páté pozici se shodně umístily Spojené království (data byla sbírána v době, kdy ještě tato země byla součástí EU, takže byla do analýzy zahrnuta) a Německo, které v roce 2018 vyprodukovaly z větru 17,1 % elektřiny. Zajímavé je, že Německo v minulosti z větru vyrábělo v poměru k celkové produkci mnohem více elektřiny než Spojené království, německý nárůst byl však pozvolnější – ve sledovaném období činil 968 %, zatímco ve Spojeném království přibývaly větrníky téměř devětkrát rychleji (+8 450 %).

Růst větrné energetiky pokračoval i v loňském roce, a to nejen v zemích EU, ale celosvětově. Podle předběžných zjištění, k nimž dospěl Global Wind Energy Council (GWEC), byl rok 2020 navzdory pandemii koronaviru mimořádný. Ve světě byly do provozu uvedeny větrné elektrárny o celkovém instalovaném výkonu 71,3 GW, což bylo jen o 6 % méně, než očekávaly předcovidové, tedy ještě značně optimistické prognózy. V letošním roce by podle předpokladů měl přírůstek instalovaného výkonu dosáhnout ještě o něco vyšší hodnoty: 78 GW.

Technologické změny musejí být rychlejší

Ve výhledu do roku 2024 můžeme očekávat, že nejvíce větrných elektráren, resp. instalovaného výkonu z nich by mělo přibýt v Číně a USA – obě země by si společně měly připsat více než 50% podíl na celosvětově nově instalovaném výkonu.

Analýzu provedl odborný web SaveOnEnergy.com/uk, který k ní využil oficiální údaje EU o elektřině vyrobené větrnými elektrárnami v letech 2000 a 2018 (souhrnné údaje EU za rok 2018 jsou nejaktuálnější, uveřejněny byly teprve letos). Čísla celkem jasně ukazují, že i když řada zemí investice do obnovitelných zdrojů zvýšila, přesto nejsou nové technologie včetně větrných turbín přijímány dostatečně rychle na to, aby se podařilo dosáhnout vytyčených cílů v oblasti ochrany klimatu do stanoveného termínu, tedy do roku 2050.

Zájmová organizace WindEurope, která združuje výrobce větrných turbín, vyzvala k celoevropskému zákazu skládkování vyřazených lopatek větrných turbín do roku 2025. Evropští výrobci větrných turbín se aktivně zavazují k opětovnému použití, recyklaci nebo využití 100 % vyřazených lopatek. Krok následuje poté, co několik předních společností v oboru (např. Vestas) oznámilo ambiciózní plány na recyklaci vyřazených lopatek. Zákaz skládkování by podle Wind Europe nadále urychlil vývoj udržitelných recyklačních technologií pro kompozitní materiály.

Celoevropský zákaz skládkování vyřazených lopatek větrných turbín představili na výročním kongresu Španělské asociace pro větrnou energii (AEE) vyzvali Giles Dickson, generální ředitel WindEurope, a Juan Virgilio Márquez, generální ředitel AEE, Evropskou komisi, aby navrhla.

Zákaz by měl vstoupit v platnost do roku 2025 a měl by se vztahovat i na další velké kompozitní součásti gondol moderních větrných turbín. Zástupci odvětví zároveň uvedli, že by se zavázali k tomu, že nebudou vyřazené lopatky z Evropy posílat na skládky do jiných zemí mimo Evropu.

Příliš tuhá vlákna

Standardní životnost větrných elektráren na pevnině se dnes pohybuje kolem 20-25 let. Již nyní lze recyklovat 85-90 % celkové hmotnosti větrné turbíny (ne jejích základů, které tvoří velkou část celkové hmotnosti, ale ta může najít využití k instalaci další turbíny, proto ji neuvažujeme). Většina komponentů – včetně oceli, měděných drátů, elektroniky a převodů – už je možné recyklovat s pomocí zavedených technologií a procesů.

Lopatky větrných turbín se však recyklují obtížněji. Obsahují složité kompozitní materiály – kombinaci vyztužených vláken (obvykle skleněných nebo uhlíkových) a polymerní matrice. Tyto kompozity zlepšují výkon větrných turbín; umožňují vytvářet lehčí a delší lopatky s optimalizovanou aerodynamikou. Ze stejného důvodu však také představuje problém pro recyklaci.

Neznamená to, že by se jednalo o unikátní materiály, které by se nepoužívaly jinde. Podobné materiály materiálem najdeme v odvětvích, jako je letectví, automobilový průmysl, námořní doprava, letectví, vybavení pro volný čas a sport, stavebnictví a stavebnictví.

Některé technologie pro recyklaci kompozitních materiálů v lopatkách již existují a zvyšující se počet společností nabízí služby recyklace kompozitních materiálů, ale tato řešení ještě nejsou dostatečně vyspělá, široce dostupná v průmyslovém měřítku a/nebo cenově konkurenceschopná. Jinak řečeno, tyto komponenty jsou zatím recyklovatelné spíše na papíře než ve skutečnosti. Situaci by mohlo změnit jiné podmínek pro recyklaci tak, aby uživatelé kompozitních materiálů a průmysl druhotného zpracování surovin měli dostatečnou motivaci. Přesně to žádají zástupci výrobců „větrníků“ podstatě žádají vyhlášením embarga.

Zástupci odvětví svůj postoj samozřejmě inzerují jako výraz odpovědnosti k životnímu prostředí: „Jako průmysl jsme odhodláni stát v čele udržitelnosti a oběhového hospodářství. Lopatky větrných turbín nejsou toxické a nelze je skládkovat, ale jsme přesvědčeni, že skládkování je plýtvání cennými zdroji,“ uvedl v tiskové zprávě Juan Virgilio Márquez, generální ředitel Asociación Empresarial Eólica (AEE).

Průmysl tak ovšem řeší jak akutní problém s recyklací lopatek první větší dosluhující generace větrných turbín, tak ještě větší problém blízké budoucnosti. S tím jak přibývá větrných elektráren, bude se zvyžovat i počet vyřazovaných zařízení, a to řádově. Na nejvyspělejších evropských trzích s větrnou energií končí životnost prvních turbín. Počet lopatek, které byly dosud vyřazeny z provozu, zůstává nízký. V příštích letech se však bude zvyšovat. WindEurope očekává, že do roku 2025 skončí provozní životnost přibližně 25 000 tun lopatek ročně. Nejvíce vyřazených lopatek bude v Německu a Španělsku, následovat bude Dánsko. Ke konci desetiletí začnou výrazně vyřazovat lopatky také Itálie, Francie a Portugalsko a roční objem vyřazených lopatek by se mohl do roku 2030 zdvojnásobit na 52 000 tun.

Výrobci se tak jistě musí obávat negativní reakce veřejnosti a úřadů na předvídatelnou krizi, zároveň se jim ovšem nabízí možnost, jak se do recyklace zapojit a samozřejmě na ní finančně vydělat. K tomu bude ovšem zapotřebí právě vhodně nastaveného systému. Průmysl tedy žádá zároveň státní zásah i pomoc, například v podobě financování výzkumu a vývoje v oblasti komercializace a rozšiřování různých technologií recyklace lopatek, jako je pyrolýza, mikrovlnná pyrolýza, vysokonapěťová pulzní fragmentace, solvolýza atp.

EU by podle WindeEurope měla rovněž poskytovat finanční prostředky na výzkum a vývoj na podporu vývoje a využívání nových materiálů pro výrobu cirkulárních lopatek a dalších výrobků z kompozitových vláken. WindEurope schválně upozorňuje, že se používají i jinde, nelmuví ovšem o tom, že málokdy se používají ve stejné podobě a stejném měřítku.

Na 15. června totiž připadá světový den větrné energie. V Česku ho slavíme už po šestnácté. Před šestnácti lety se rovněž začala psát moderní historie využití energie z větru, když začal platit zákon umožňující vznik nových větrných elektráren.

Od jeho přijetí bylo v tuzemsku zprovozněno 340 megawattů (MW) větrných turbín. V jejich využívání však v porovnání s Evropou a stále víc a víc zaostáváme, uvádějí zástupci České společnosti pro větrnou energii a Komory obnovitelných zdrojů energie.

Jedna moderní větrná elektrárna vyrobí dostatek elektřiny pro čtyři tisíce domácností. [1] Větrná turbína instalovaná před 16 lety bývala zhruba o 50 metrů nižší a za rok vyrobila elektřinu pro desetkrát méně domácností než ty nejmodernější současné. „Na výrobu stejného množství elektřiny jsme před 16 lety potřebovali desetkrát víc větrných elektráren než dnes. To výborně ilustruje, jak dynamickým vývojem sektor větrné energetiky za poslední dekádu, dvě prošel a zároveň, jak se technologicky stabilizuje. S vývojem technologie pokračuje i pokles ceny, takže elektřina z větru je dnes spolu se sluneční nejlevnější ze všech zdrojů,” řekl Michal Janeček, předseda České společnosti pro větrnou energii (ČSVE), která v Česku sdružuje provozovatele větrných elektráren i výrobce a dodavatele komponent.

„Větrné elektrárny jsou vyzkoušená technologie, čistá energie. Lidé vedle nich normálně žijí, podobně jako žijí vedle průmyslových nebo zemědělských podniků,” uvedla Michaela Lužová z firmy W.E.B Větrná Energie s.r.o., která v Česku projekty větrných elektráren spolu s kolegy už 18 let připravuje a několik větrných elektráren i provozuje.

Problémy s místními obyvateli či protesty proti novým větrným elektrárnám se objevují téměř výlučně ve fázi přípravy projektu, shodují se zástupci firem, které větrné elektrárny připravují a provozují. „Po uvedení do provozu prakticky žádné problémy neregistrujeme. V lokalitách, kde provozujeme stávající projekty jako jsou Břežany u Znojma, nebo Horní Řasnice na Liberecku už připravujeme nové projekty, spolupráce s občany a obcí je totiž díky jejich vlastní zkušenosti s větrníky jednodušší – vědí do čeho jdou,” dodala Lužová.

Kolik nám vítr dá?

Z větru v Česku pochází jen přibližně jedno procento spotřebované elektřiny, přitom celoevropský průměr činí 16 %, respektive 13 %, když odečteme větrníky na moři. „Ten rozdíl není tím, že by v Česku nebyl větrný potenciál. Ten máme podobně dobrý jako sousední Rakousko nebo jižní Německo,” uvedl Štěpán Chalupa, předseda Komory obnovitelných zdrojů energie. Rakousko z větru pokrývá přibližně 12 % spotřeby.

Tuzemské větrné elektrárny mohou v roce 2040 reálně pokrýt 31 % dnešní spotřeby elektřiny v Česku, a to po zohlednění všech omezení a praktických těžkostí spojených s jejich realizací. Vyplývá to ze studie připravené Ústavem fyziky atmosféry Akademie věd ČR pro ČSVE a Komoru OZE.

Z čistě fyzikálního hlediska by větrné elektrárny relativně snadno mohly pokrýt i celou spotřebu elektřiny ČR, a to po zohlednění reálných větrných podmínek i hlavních objektivních omezení, jako je například vyloučení výstavby ve zvláště chráněných územích či respektování přísných hlukových limitů, které vylučují výstavbu v osídlených územích a jejich blízkosti. S ohledem na další požadavky ochrany přírody a nejrůznější jiná omezení technického, ekonomického i společenského rázu lze však očekávat, že skutečná realizace větrných elektráren bude nižší a v roce 2040 budou zajišťovat ročně mezi 6 a 19 terawatthodinami (TWh) elektřiny. Tedy asi 10 až 31 % současné spotřeby.

Pro rozvoj sektoru bude zásadní novela zákona o podporovaných zdrojích energie, jejíž schvalování se protahuje v poslanecké sněmovně. Návrh novely stanovuje nová pravidla rozvoje čisté energetiky, bez kterých sektor nemůže růst potřebným způsobem. „Zákon je pro nový rozvoj čisté energetiky stěžejní, podporujeme ho včetně přijatelného kompromisu v oblasti nastavení výnosnosti s korekcí solárního odvodu pro stávající zdroje, který podporuje ministerstvo. Osud zákona je však nejistý právě kvůli navrženému snížení finanční podpory pro velké fotovoltaiky stavěné před deseti lety, to je druhé velké téma návrhu této novely,” uvedl Chalupa.

Dřevo je materiál u stavařů i jejich zákazníků stále oblíbenější. Roli v tom hraje celá řada faktorů: cena, estetické preference zákazníků, nové metody jeho zpracování i lepší výpočetní modely. Díky nim totiž mají architekti přesnější informace o tom, jak velkému namáhání bude která část konstrukce vystavena.

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. A také se již pracuje na stavbách, které mají teoretický potenciál alespoň zčásti se přeměnit ve skutečnost.

Švédská konstrukční společnost Modvion by ráda využila pokroku v oboru i zájmu o využití dřeva ve velmi specifickém segmentu – při stavbě větrných elektráren. V oboru pracuje několik let, na konci dubna 2020 pak svou první velkou dřevěnou větrnou elektrárnu i přivedla do provozu.

Pohled do nitra dřevěné větrné elektrárny (kredit Modvion)
Pohled do nitra dřevěné větrné elektrárny (kredit Modvion)

Jde zatím o spíše ověřovací kus s parametry, které k dnešním moderním větrným elektrárnám mají poměrně daleko. Samotná věž je totiž pouze 30 m vysoká, přičemž věže moderních turbín přesahují prakticky bez výjimky výšku 100 m. 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.

V Modvionu si toho jsou samozřejmě vědomi, stejně jako v kancelářích jejich potenciálních partnerů. Společnost již uzavřela prohlášení o záměru se společnostmi Varberg Energi a Rabbalshede Kraft, které ovšem souhlasí pouze pod podmínkou, že se podaří rozměry dřevěných elektráren výrazně zvýšit. Podle Modvionu má Vartberg Energi zájem o 110 m vysokou věž, Rabbalshede Kraft projevila zájem o 10 věží o výšce minimálně 150 m.

Mezi zájemce se řadí také známá společnost Vatenfall, která na začátku října 2020 oznámila, že bude spolupracovat s Modvionem na využívání dřevěných věží pro pevninské větrné elektrárny. Vattenfall a Modvion společně 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.

Byť tedy potenciál je značný a Modvion tvrdí, že je připraven dodávat své elektrárny již v průběhu roku 2022, dá se celkem spolehlivě předpovídat, že dřevěných „větrníků“ společnost postaví v dohledné době poměrně málo. 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 nedá předpokládat.

První ověřovací věž firmy Modvion nědaleko Göteborgu (kredit Modvion)
První ověřovací věž firmy Modvion nědaleko Göteborgu (kredit Modvion)

Menší stopa

Zájemce ovšem láká možnost úspor. Finanční stránka projektu je v tuto chvíli samozřejmě stále ještě nedořešena a bude vyžadovat ověření v praxi. Již v tuto chvíli se ovšem zajímavě jeví možnost úspory při vykazování uhlíkové stopy zdroje. Což se při současném vývoji evropské energetiky a s ní spojené legislativy může brzy projevit také na rentabilitě daného zdroje.

Podle Vattenfallu může spolupráce s Modvionem snížit emise skleníkových plynů způsobených výstavbou 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.

Výpočty „uhlíkové stopy“ vždy do značné míry závisejí na volbě vstupních parametrů. Ale pokud se budeme držet údajů Vatennfallu, přibližně čtvrtina dopadů na klima způsobených výstavbou větrných turbín souvisí se samotnou věží, pro jejich stavbu se nejčastěji používá ocel, případně beton (který je samozřejmě využíván alespoň v základech vždy).

Úspora na uhlíkové stopě může být tedy několikanásobná: za prvé se mohou ušetřit emise spojené s výrobou 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. Úspěch technologie dřevěných elektráren tedy nebude záviset jen na ní samotné, tedy na jejích praktických vlastnostech, ale také na tom, v jakém prostředí budou fungovat.

I v pandemií výrazně ovlivněném roce 2020 větrná energetika obrazně řečeno měla vítr v plachtát. Nově instalovaný výkon ve větrných elektrárnách se zvýšil meziročně o 59 %. Celkem byly podle analýzy společnosti Bloomberg uvedeny do provozu elektárny o rekordním výkonu 96,7 GW.

Rok 2020 výrazně překonal rok předchozí: v roce 2019 bylo totiž zprovozněno zhruba 61 GW výkonu ve větru. Rozvoj táhla zvýšená poptávka v Číně, která má vhodné vnitrozemské lokality pro rozvoj tohoto zdroj, a proto se stavělo se v drtivé míře na souši (z 93 %). Celkový výkon nových off-shore elektráren klesl podle Bloombergu o 13 %.

Více než polovinu nově zprovozněného výkonu tvořily větrné turbíny od čtyř dodavatelů – General Electric (13,5 GW), Goldwind (13,1 GW), Vestas  (12,4 GW) a Envision (10,4 GW).

Přehled největších dodvatelů větrných elektráren v roce 2020
Přehled největších dodvatelů větrných elektráren v roce 2020 (foto Bloomberg BNEF)

Firmy na prvních dvou místech, tedy čínský Goldwind a americká GE, dominovaly právě díky poptávce po nových penvinských elektrárnách. GE si například meziročně polepšila o meziročně o 6,6 GW instalovného výkonu a získala pozici globálního lídra. Bylo to především díky nárůstu dodávek pro americký trh, tak mířilo 70 % z celkových 13,5 GW, které GE dodala. Goldwind se sousstředila především na dodávky pro čínský trh.

„GE a Goldwind získaly dvě nejvyšší pozice v loňském roce díky aktivitě na největších trzích. Tato strategie nicméně nemusí být v roce 2021 tak výhodná kvůli poklesu dotací v těchto zemích. Tržní riziko pro Vestas je nižší, loni zprovoznil větrné turbíny v 34 zemích,“ uvedla Isabelle Edwardsová, analytička pro oblast větrné energie v BNEF.

Totéž je vidět na následujícím grafu, který zobrazuje dodávky jednotlivých firem podle trhu. GE a Goldwind jsou soustředěny každá na jeden trh. (AMER = USA a Latinská Amerika, EMEA = Evropa, Blízký východ a Afrika, APAC = Asie a Tichomoří).

Přehled dodávek největších dodavatelů větrných elektráren na jednotlivé trhy v roce 2020
Přehled dodávek největších dodavatelů větrných elektráren na jednotlivé trhy v roce 2020

Čínský krátký boom

Loňský rok byl rekondní především díky jedinému trhu: čínskému. V Číně bylo podle databáze BNEF loni uvedeno do provozu 58 GW nových větrných elektráren. Prudký nárůst nového výkonu v Číně umožnil tamním výrobcům turbín, kteří se soustředí téměř výhradně na čínský trh, naplno využít jejich výrobní kapacity.

Leo Wang, analytik pro větrnou energii v BNEF působící v Pekingu, dodal, že do Číny dodávalo v loňském roce svou technologii více než 20 dodavatelů větrných turbín a že mnoho dodavatelů meziročně své dodávky zdvojnásobilo či dokonce ztrojnásobilo.

Jde ovšem o předchodný jev, který táhla snaha využít změny v čínské dotační politice. Ta bude od roku 2021 k větrným elektrárnám méně štědrá. „Končící dotace pro offshore a onshore větrné elektrárny hnaly růst nových instalací. S ohledem na pokles zelených bonusů pro onshore větrné elektrárny lze očekávat pokles poptávky v tomto roce,“ dodal Wang.

Rok 2021 tedy bude nejspíše pro obor hubenější. Zároveň lze očekávat cenový boj o zákazníka. Řada výrobců bude ochotna sahad si do zisku, aby přečkala očekávané období konsolidace trhu, na kterém v roce 2021 zřejmě nabídka výrob

Load More