Energetika po Fukušimě II: Obnovitelné zdroje versus jádro

Seriál Jana Beránka o globálních výhledech energetiky pokračuje druhým dílem, v němž autor dokládá globální nárůst podílu energie vyrobené z obnovitelných zdrojů, který kontrastuje s poklesem podílu stále dražší energie jaderné.

Jberanek

Jan Beránek

16.02.2013 10:08

Související

Minule jsme se věnovali tomu, jaký vliv měla v posledních dvou letech fukušimská jaderná havárie na jadernou energetiku. Viděli jsme, že už před březnem 2011 toto průmyslové odvětví, které uplynulá dvě desetiletí stagnovalo, začalo vykazovat známky ústupu. Ukázali jsme také, proč lze po tragédii v Japonsku očekávat spíše jeho další urychlení.

Dnes se podíváme na situaci jaderných technologií v perspektivě globálního energetického sektoru a zejména pak v porovnání s moderními obnovitelnými zdroji energie.

První graf ukazuje vývoj globálního trhu s energetickými technologiemi od roku 1970: Pro každý rok jsou vyneseny objemy nově instalovaných výkonů v barevných sloupcích odpovídajících dané technologii:



Všimněme si toho, co jsem ukazoval už minule, totiž že jaderné reaktory (červená barva) zažily rozmach v 70. a 80. letech, ale v posledních dvou desetiletích se téměř žádné nové nestaví. Podobně je vidět dominantní roli nových plynových elektráren (šedá barva) v období kolem roku 2000. Nejpodstatnější z hlediska nejnovější trendů je ale masivní nástup obnovitelných zdrojů energie (žlutá je fotovoltaika, světle modrá vítr, tmavomodrá voda a zelená biomasa). Ty už v roce 2010 z hlediska instalovaných výkonů přesáhly celoroční objem všech energetických technologií budovaných v 70., 80. i 90. letech (viz vodorovná tmavá čára).

Nesporným fenoménem, dobře viditelným na grafu, je také velký nárůst počtu nových uhelných elektráren (černé sloupce) v posledních šesti letech. Prakticky všechny jdou na vrub Číny, což je krásně vidět, podíváme-li se, jak vypadá statistika pro celý svět po odečtení Číny:



Vidíme, že uhelných elektráren se jinde než v Číně mnoho nestaví. Ještě lépe také vynikne dominantní postavení obnovitelných zdrojů za poslední roky, a to v celosvětovém měřítku.

Následující graf ukazuje totéž, co dva úvodní, tj. roční objem nově instalovaných výkonů, ale nikoliv pro celý svět, ale pro sedmadvacet členských států EU.



Je vidět rostoucí význam obnovitelných zdrojů – větrných elektráren (modrá) po roce 1998 a solárních elektráren (zelená) po roce 2008. V roce 2011 představovaly obnovitelné zdroje dokonce dvě třetiny veškerého nově instalovaného výkonu v Evropské unii.

Revoluci v energetických technologiích zahájila právě Evropa, i když v posledních letech ji předhánějí Čína a Spojené státy. V Evropské unii došlo od roku 2000, tedy za posledních jedenáct let, po započtení nově instalovaných elektráren a odečtení těch vyřazovaných, k následujícím změnám v instalovaných výkonech:



V součtu tedy ubyly desítky bloků (celkem 38 000 MW) elektráren jaderných (červená), uhelných (šedá) a spalujících topné oleje (černá). Zato masivně přibyly plynové elektrárny (žlutá, 116 000 MW nového výkonu), větrné (modrá, 84 000 MW nového výkonu) a fotovoltaika (zelená, 47 000 MW nového výkonu).

V jistém ohledu se jedná o skutečně revoluční změny, které se v takovýchto měřítkch samozřejmě začnou citelně projevovat ve skladbě zdrojů při výrobě elektřiny (rychle rostoucí podíl proměnného výkonu větru a fotovoltaiky na úkor velkých bloků původně postavených pro provoz v režimu tzv. základního výkonu, tedy 24 hodin denně a 7 dní v týdnu), v ekonomice provozu instalovaných elektráren (buď nižší roční využití plynových, uhelných a případně jaderných bloků, nebo odstřižení disponibilních dodávek obnovitelné elektřiny) i v chování rozvodných a distribučních sítí (namísto jednostranného přenosu elektřiny směrem z velkých centrálních zdrojů ke spotřebitelům je potřeba zvládat dynamický provoz soustavy, kde se stále více elektřiny vyrábí decentralizovaně v malých zdrojích často s proměnným výkonem).

To samozřejmě nelze dobře zvládat, pokud se nezmění systém a pravidla, na jejichž základě výroba a distribuce elektřiny fungují. Jsou to ale problémy technologicky i ekonomicky řešitelné, je-li k tomu politická ochota a vůle. Podrobněji se k tomu vrátíme v jednom z příštích pokračování, kde si ukážeme na příkladu Německa a některých dalších zemí, co konkrétně se tam děje s energetikou při přechodu na obnovitelné zdroje a jaká jsou možná řešení těchto dříve neplánovách fenoménů.

Nyní zpátky k dnešnímu tématu. Porovnáme-li v následujícím grafu nově instalované výkony (v MW za rok) tří vybraných technologií – jaderných (červená), větrných (modrá) a solárních (žlutá) – vidíme, že obnovitelné zdroje, u nás stále ještě posměšně považované za okrajové a doplňkové, ve skutečnoti už řadu let mnohonásobně předstihují jaderné reaktory, které – opět v příkrém rozporu s fakty – u nás naopak leckdo považuje za jedinou zavedenou technologii, která v dostatečném měřítku nabízí alternativu spalování fosilních paliv (uhlí, plynu či ropných produktů).




Vidíme tak například, že v roce 2012 se ve světě postavilo celkem 76 700 MW větrných a solárních elektráren, ale jenom necelé 3 000 MW elektráren jaderných.

Je třeba samozřejmě vzít v potaz rozdílnou míru využití instalovaného výkonu: zatímco jaderné elektrárny mají vyšší vytížení (v ekvivalentu maximálního výkonu asi 6500 hodin ročně), větrné mají nižší (cca 2200 hodin ročně) a solární ještě menší (cca 1000 hodin ročně). To v důsledku znamená, že při stejném instalovaném výkonu vyrobí jaderné reaktory větší objem elektřiny.

Nicméně i po přepočtu na reálně vyrobené množství energie zůstává mezi nově budovanými obnovitelnými a jadernými elektrárnami řádový rozdíl: větrné a solární elektrárny uvedené do provozu v jediném roce 2012 vyrobí cca 130 TWh (terawatthodin) elektřiny ročně, což je pro srovnání více než dvojnásobek veškeré spotřeby elektřiny ČR. Je to také ekvivalent výroby asi dvaceti velkých (1000 MW) jaderných reaktorů. Takové reaktory se ale v roce 2012 dostavěly pouze tři, a za posledních pět let jich průměrně přibylo každý rok ještě méně (jen něco málo přes dva).

Propastný rozdíl mezi jadernými a obnovitelnými zdroji energie lze samozřejmě nahlížet z více úhlů. Doposud jsme se zaměřili na instalované výkonu a potenciál vyrábět určité množství elektřiny – to má význam z hlediska dodávek energie a potenciálu obnovitelných zdrojů nahradit jaderné (nebo také uhelné) elektrárny.

Pokud sledujeme situaci z pohledu investora nebo průmyslu, zajímavější je, kolik peněz se do té či oné technologie investuje - jinými slovy, jak velký je související finanční obrat a objem trhu. Obrázek samozřejmě koreluje i s instalovanými výkony, ale přesto se na něj podívejme.

Následujících několik grafů je převzato z prezentace analytiků agentury Bloomberg. První ukazuje souhrnný objem investic do nových obnovitelných zdrojů. Vidíme, že v roce 2011 dosáhl asi 260 miliard dolarů (novější korigovaná čísla uvádějí dokonce 280 miliard).



Pro srovnání jsem do stejného grafu vynesl informace o tom, kolik se v roce 2011 investovalo do nových jaderných zdrojů: je to 16 miliard dolarů, přičemž prognóza amerického federálního úřadu pro energetiku říká, že v příštích čtyřech letech tento ukazatel poklesne až na pouhých 5 miliard dolarů ročně.

O stále nižší ochotě investorů utrácet za nové reaktory jsem se zmínil už minule. Jedním z faktorů je ten, že zatímco měrné investiční náklady (například na 1 MW instalovaného výkonu) do moderních obnovitelných zdrojů meziročně klesají, cena nových jaderných reaktorů rok od roku roste. Ještě před deseti lety prakticky všichni analytici očekávali, že vylepšené a optimalizované reaktory budou stát dvě až tři miliardy dolarů, dnes se jejich cena vyšplhala až nad deset miliard dolarů za jediný reaktor.

Stavba nového reaktoru EPR ve finské lokalitě Olkiluoto byla roku 2002 schválena parlamentem s tím, že přijde na 2,5 miliardy EUR. Smlouva s francouzskými dodavateli v roce 2005 už byla na 3,2 miliardy. Dnes činí nejnovější odhad 8,5 miliardy EUR, přičemž termín dostavby se opožďuje už o pět let. Prakticky identická situace je i u následného projektu téhož reaktoru ve Francii. V USA se rozbíhají práce na dvou nových reaktorech, rozpočet na ně ještě před zahájením výstavby dosahuje 24 miliard dolarů.

Příští graf dokládá naprosto opačný trend, tedy rychle klesající investiční náklady, u fotovoltaických panelů: od roku 2008 se jejich cena snížila na neuvěřitelnou čtvrtinu a už vloni spadla pod magickou hranici jednoho dolaru na instalovaný watt, jejíž překonání se ještě před pár lety očekávalo až kolem roku 2020. (Neschopnost nebo neochota českých úřadů sledovat tyto trendy a včas na ně reagovat je hlavní příčinou tzv. „solárního tunelu“ u nás: Výkupní ceny vycházely ze zastaralých a neúměrně vysokých cen, takže investorům stát poskytl neuvěřitelnou marži a zisk, a to na úkor spotřebitelů energie.) Ceny fotovoltaiky můžeme opět porovnat s investičními náklady na jádro, které jsou dnes v rozmezí 5 až 8 dolarů na watt (a to ještě vycházíme z poměrně optimistických odhadů) a které jsem do grafu doplnil v odpovídajícím měřítku:



Pokles investičních nákladů se přímo promítá i do levnější energie, kterou obnovitelné zdroje vyrábějí. Lidem, kteří stále žijí v představách o neúnosně drahé a neefektivní výrobě elektřiny ze slunce nebo větru, snad otevře oči tento graf, opět od agentury Bloomberg. Ukazuje reálné výrobní náklady na jednotku elektřinu z větrných elektráren:



V roce 2011 se průměrné náklady u větrných elektráren snížily na úroveň 50 EUR za MWh (megawatthodinu), přepočteno je to asi 1,50 Kč na kWh (kilowatthodinu). Vzhledem k tomu, že ceny elektřiny na evropské burze se nyní pohybují mezi 45 a 55 EUR za MWh, to znamená, že větrné elektrárny se po deseti až dvaceti letech podpory stávají plně konkurenceschopné. Opět pro srovnání jsou vyneseny výrobní náklady elektřiny v jaderných reaktorech, kterým nepomohlo ani šedesát let masivních dotací a zvýhodňování: při současných, výše uvedených cenách nových reaktorů se pohybují nad úrovní 100 EUR za MWh.

Faktem je tedy nejen to, že jaderná elektřina už stojí dvojnásobek toho, co elektřina z větru, ale také to, že nové reaktory naprosto nejsou schopny vydělat investorům zisky, naopak, každá vyrobená kilowatthodina by znamenala ztrátu. Stavět nové reaktory tak lze pouze v situaci, kdy je masivně dotuje stát nebo spotřebitelé – přesně toho se teď pokouší dosáhnout ČEZ.

Dnešní text, posuzující dnešní stav a perspektivy jaderných a obnovitelných zdrojů energie, ukončíme pohledem do Číny: země, která – jak jsme rovněž ukázali minule – je zdaleka největším stavitelem nových jaderných reaktorů. Je totiž důležité zaznamenat, že Čína je současně největším investorem do obnovitelných zdrojů energie (následovaná Spojenými státy a Německem):



A máme-li se podívat na ambice, jaké si Čína klade ve svém současném pětiletém plánu, navzdory stavbě řady nových elektráren vidíme, že jednoznačným vítězem jsou i v této zemi obnovitelné zdroje energie: v roce 2015 bude mít 40 000 MW jádra, ale také 40 000 MW fotovoltaiky, 100 000 MW větru a celkem přes 400 000 MW obnovitelných zdrojů energie (kam však počítá i kontroverzní velké vodní elektrárny).


Text vychází v rámci spolupráce se zastoupením Friedrich-Ebert-Stiftung v České republice.

A co si myslíte vy? Diskuse (3 příspěvky)

Vojtěch Klusáček - Brno

Sobota, 16.Února 2013, 12:16:5

Dokud nejsme schopni elektřinu pytlovat, musí být na každý kilowatt instalovaného obnovitelného výkonu 6 kilowattů konvenčních zdrojů, aby byla síť stabilní, tedy dodávka fungovala když nesvítí (třeba v noci a po valnou část evropských dní kdy je pod mrakem), nebo nefouká, případně fouká příliš mnoho. I kdyby inteligentní sítě tento poměr snížily na trojnásobek, není otázka jádro vs. OZE, ale jádro vs. spalovací elektrárny.

Janberanek

Jan Beránek - ekolog, Amsterdam - Istanbul - Ammán - Tel Aviv

opravdu? Sobota, 16.Února 2013, 16:54:56

K tomu tématu se, pane Klusáčku, ještě dostanu. Udivuje mne údaj, který zde uvádíte, totiž že na 1 kW výkonu v OZE musí být instalováno 6 kW konvenčních zdrojů. Můžete se prosím podělit o podrobnosti a případně zdroj této informace?

Ja

Honza Macháček - chemik, Neratovice

Zbytečná věda Úterý, 26.Února 2013, 07:04:19

Vylepšováním větrného mlýna jaderná elektrárna nevznikne. Což je, jak přesvědčivě dokazuje Jan Beránek, dobře.

Kdyby se Století páry nezdržovalo vynalézáním parního stroje, kdyby tehdejší osvícení panovníci nepodporovali všelijaké vědecké akademie a encyklopedisty, ale osvíceně dotovali využívání obnovitelných zdrojů, mohla být průmyslová revoluce poháněna větrem, Londýn mohl být ušetřen smogu, dopravu mohly zajišťovat výlučně elektromobily a elektrické železnice. Cestou by se možná nějak přišlo i na fotovoltaiku, ale možná bychom ji nepotřebovali.

Fakt, „že větrné elektrárny se po deseti až dvaceti letech podpory stávají plně konkurenceschopné‟ dokazuje tezi Svazu průmyslu a dopravy, že nikoli financování neužitečné vědy, ale dotace pro průmysl vedou k technickému pokroku.

Pro vložení příspěvku musíte být zaregistrováni a přihlášeni.