Naděje podruhé: obnovitelným zdrojům energie se daří

Jan Beránek

Současný stav světa a společnosti nám nabízí mnoho vážných témat k zamyšlení. Naštěstí jsou tu i navýsost pozitivní momenty, například obnovitelné zdroje energie.

Říkala mi žena, že na Deníku Referendum je mnoho zajímavých textů, jenže po jejich přečtení na člověka padá deprese. Dobří autoři a důležitá témata — ale zlé zvěsti a vážné problémy.

Mnohokrát mne napadlo: však i já sám mohu působit svými kritickými texty jako věčný škarohlíd! Že mám právě za sebou krásný víkend, během kterého jsem se mimo jiné výtečně bavil s dětmi u hry Machinárium a při poslechu Dylanova vánočního alba, je přece má soukromá věc a do sloupku se o tom psát nehodí. A tak jsem dospěl k předsevzetí se alespoň jednou měsíčně zaměřit na něco povzbudivého. Můj první text pro tento portál byl právě takový — nadějný: o čtveřici lidí, kteří byli za své aktivní a prospěšné životy odměněni cenou Right Livelihood Award.

Dnes navážu na svůj poslední článek o klimatických změnách a věnovat se budu jednomu z klíčových řešení tohoto problému — obnovitelným zdrojům energie. Přehled World Energy Outlook 2009, který před měsícem publikovala Mezinárodní energetická agentura, přináší nejnovější data ze sektoru energetiky. Na krytí celosvětové spotřeby energie se jaderná energetika podílí necelými šesti procenty, zatímco obnovitelné zdroje dvanácti a půl procenty — pokrývají přesně jednu osminu spotřeby lidstva. Zbytek představují fosilní paliva: uhlí, ropa, plyn. Pro leckoho může být překvapení, že z obnovitelných zdrojů, v naší vlasti stále všeobecně považovaných za prakticky nepoužitelné a marginální, svět už dnes vyrábí více než dvojnásobek energie oproti všem jaderným reaktorům.

Ještě zajímavější a slibnější je současná dynamika. Obnovitelné zdroje jsou oborem, který nám nabízí více než desítku různých způsobů, jak získávat energii z okolního prostředí, aniž bychom tím vyčerpávali zásoby paliv, zamořovali planetu a omezovali živobytí příštích generací. A zatímco rozumně dostupný potenciál vodní energetiky je už z velké části zužitkován, možnosti využití větru, slunce, moře a země teprve objevujeme.

V této dekádě se podařilo prorazit větrným elektrárnám. Ještě před patnácti, dvaceti lety to byly stroje spíš pro nadšence: malé, drahé a s mnoha nedostatky. Díky rozumné podpoře dozrály ve vyspělou technologii. Dnes má moderní větrná turbína instalovaný výkon od tři do pěti megawatt — a jediný stožár tak dokáže za rok vyrobit tolik elektřiny, aby to stačilo několika tisícům domácností.

Podíváme-li se na to, jaké zdroje se za období 2000 až 2008 vybudovaly v zemích evropské sedmadvacítky, jsou nové větrné elektrárny o souhrnném výkonu 55 300 megawatt hned na druhém místě po elektrárnách plynových. Instalovaného výkonu naopak ubylo v jaderných elektrárnách (minus 6 300 megawatt), uhelných elektrárnách (minus 11 200 megawatt) a elektrárnách spalujících ropné produkty (minus 13 200 megawatt). V loňském roce dokonce větrné elektrárny skončily mezi nově vybudovanými zdroji na prvním místě — v EU se postavilo 8 484 megawatt nových turbín (pro srovnání: oba temelínské reaktory mají dohromady výkon 2 000 megawatt).

Globálně se v roce 2008 postavilo dokonce 27 050 megawatt nových větrných elektráren: kromě EU přibývají zejména v USA a v Číně. A i když tyto elektrárny využijí kvůli proměnlivosti větru instalovaný výkon jen asi z jedné pětiny, je objem jimi vyrobené elektřiny úctyhodný. Tyto větrné elektrárny vybudované za jediný rok dodají tolik proudu, jako by jich vyrobilo osm velkých jaderných reaktorů.

Právě na tomto přirovnání vynikne kontrast nejlépe, protože poslední jaderný reaktor se celosvětově podařilo dokončit a připojit do sítě před více než dvěma lety — šlo o druhý blok rumunské elektrárny Černá Voda, jehož výstavba trvala šestadvacet let a který je založený na zastaralé technologii trpící podobným bezpečnostním nedostatkem jako bloky černobylského typu. A připojit ekvivalent osmi velkých reaktorů do sítě se jadernému průmyslu podařilo naposledy v roce 1993, tedy před šestnácti lety.

Rozmach větrné energetiky a její etablování mezi investory přináší další průlom, a to ekonomický. Výrobní náklady ve větrných elektrárnách rok od roku výrazně klesají a na mnoha lokalitách jsou již dnes plně konkurenceschopné i bez jakýchkoliv dotací. V běžných evropských podmínkách vyrobí nová větrná turbína jednu kilowatthodinu proudu za asi 6,5 eurocentu, tedy přibližně 1,60 koruny. To už je méně, než za kolik by elektřinu vyrobily nové jaderné reaktory, jejichž investiční náklady v kontrastu s větrnými turbínami rok od roku rostou a jen za posledních sedm let se ztrojnásobily.

Podobně jako u větrných turbín sledujeme fenomén pádu výrobních nákladů u solárních fotovoltaických elektráren, jen s asi desetiletým odstupem. Zatímco ještě v 90. letech vyráběly křemíkové panely kilowatthodinu za závratných pětadvacet korun, dnes klesly výrobní náklady pod deset korun. Právě prudký pokles nákladů fotovoltaiky za posledních pár let v kombinaci se zaostalým přístupem českých úřadů, které obnovitelným zdrojům prostě nevěří, způsobil, že se z nich v českých podmínkách stala bonanza. Energetický regulační úřad postavil výkupní ceny na předpokladu extrémně vysokých nákladů, ale ty už mezi tím klesly na polovinu. Rozdíl končí v kapsách těch, komu se podaří investice do fotovoltaických elektráren úspěšně dotáhnout.

Obří elektrárenské koncerny se doposud nástupu obnovitelných zdrojů bránily, protože pochopitelně představují hrozbu jejich podnikatelským plánům. Před dvaceti lety byly větrné turbíny vysmívané jako něco, co zkrátka nemůže fungovat. Před deseti lety jako zanedbatelný a okrajový zdroj. Před pěti lety jako příliš drahé. A dnes slyšíme poslední zbývající argument, kterým je nestálost výkonu a údajná hrozba pro stabilitu elektrárenských sítí.

Ale i v tomto ohledu se začíná vítr otáčet. Zatímco firma E.On vloni předložila britské vládě podrobný rozklad o tom, že je nezbytné omezit podíl větrných elektráren v síti na maximálně dvacet procent, minulý týden přišly z Německa informace o tom, že tatáž firma nabízí spolkové vládě své staré jaderné elektrárny jako doslova „doplňkový zdroj“ pro očekávaný více než čtyřicetiprocentní podíl větru na výrobě elektřiny ve výhledu příštích patnácti let. Přinejmenším v některých zemích se otáčí přístup k energetice, prosazují se moderní, takzvané chytré sítě („smart grids“), které si dokáží poradit s kolísajícím výkonem i spotřebou, stejně jako s rostoucí a výhledově dominantní rolí mixu mnoha obnovitelných zdrojů.

Jisté je, že stojíme na zásadním rozcestí. Evropa bude v příštích dvou dekádách investovat mnoho set miliard eur do obnovy elektrárenských zdrojů a do modernizace rozvodných sítí. Rozhodnutí o tom, jakou cestou se dáme a kam tyto investice nasměrujeme, ovlivní podobu energetiky v první polovině tohoto století.

Mimo jiné díky progresivní energetické politice Německa, kterou v roce 2000 prosadila tamní Strana zelených v podobě zákona o výstupu z jaderné energetiky a strukturální podpoře moderních obnovitelných zdrojů, se dnes opravdu začíná měnit paradigma energetiky, doposud vycházející z konceptů 19. a 20. století.

Vývoj v posledních letech přináší naději, že při jisté míře skromnosti má lidstvo reálnou šanci obnovitelnými zdroji energie už během našeho života zcela nahradit fosilní i jadernou energetiku. O tom, že to — jako mnoho jiných věcí — v naší vlasti jde mimořádně těžko, a proč, zase budu psát jindy. Dnešní můj text je totiž pozitivní.

    Diskuse
    PS
    December 14, 2009 v 11.35
    Dobrý den pane Beránku,
    můžete mi prosím popsat blíže jak se plánuje řešit to kolísání, ta nerovnováha, ve výrobě elektřiny z OZE?
    December 14, 2009 v 19.50
    Já se spíš setkávám s tím, že lidi odmítají větrné elektrárny kvůli narušování krajiného rázu. Co s tím? Je sice pravda, že některé z u nás postavených větrníků vypadají elegantně, ale zdaleka ne všechny. A pokud vím, drtivou většinu českých větrných elektráren nevlastní obce, ale firmy, které se s názorem starousedlíků na umístění větrné elektrárny příliš zaobírat nemusí...
    December 14, 2009 v 22.00
    Vážený pane Salamone,

    tady jen stručně, ale jistě je to téma, které stojí za samostatný článek - budu na to myslet a určitě se k tomu vrátím.

    V zásadě jde o to, podívat se na dynamiku sítě z jiného pohledu, než je zažitý. Klasické paradigma říká: pod křivkou měnící se spotřeby (kolísá v rámci dne a noci, stejně jako v rámci ročních období) nakreslíme pás takzvaného základního výkonu elektráren, které běží ve dne v noci (typicky jaderné a uhelné bloky). A zbývající prostor se pak doplní pružnějšími zdroji, jako jsou plynové turbíny, vodní a přečerpávací elektrárny. Pak v situaci, kdy jistou míru začnou výkonu začnou pokrývat proměnlivé obnovitelné zdroje, nastává "problém". Někdy je jich nad pásmem základního výkonu příliš mnoho, takže není kam elektřinu dávat - a jindy je jí zase nedostatek.

    Zkuste se na to podívat odjinud a předpokládejte, že obnovitelné zdroje budou v souladu se směrnicí EU pokrývat čtvrtinu až polovinu výroby elektřiny v horizontu příštích dvou dekád) Pak se velice často stává, že naopak pod křivkou spotřeby nezůstane prostor pro rigidní pruh základního výkonu. V Dánsku (20 % elektřiny z větru) třeba už se to stává poměrně běžně, ve Španělsku (12 %) a Německu (7 %) se to už začíná projevovat také.

    Nevýhodou a překážkou stabilního provozu sítě se pak stávají neflexibilní, rigidní zdroje, jako velké jaderné nebo uhelné bloky.

    Dynamické modely sítí v předpovědích skladby zdrojů pro roky 2030 nebo 2050 ukazují další zajímavý fenomén - při rozsáhlém uplatnění obnovitelných zdrojů se tyto po velkou většinu meteorologických situací vzájemně kompenzují. Když to zjednoduším, když nefouká v Severním Německu, fouká v Itálii nebo Španělsku. Když je opravdu velké bezvětří, je jasno a svítí slunce - a když je větrno a oblačno, fungují zase větrné elektrárny. Koncentrované solární elektrárny představují technologii, která dokáže akumulovat teplo po dobu 24 hodin, a vytvořit zásobu na noc nebo další oblačný den. Výkyvy výroby mohou dále poměrně dobře kompenzovat vodní elektrárny a elektrárny spalující bioplyn či biomasu. V systému pak stačí jen poměrně malý podíl (třetina až pětina) špičkových zdrojů - plynových turbín. To je obrázek na straně výroby.

    Inteligentní sítě kromě integrace mnoha drobných proměnlivých zdrojů také do jisté míry umožní upravovat spotřebu podle aktuální situace, resp. přesouvat odběr elektřiny v rámci dne na vhodnější dobu - například v některých průmyslovch provozech nebo domácích spotřebičích (pračka, akumulační topení, apod.).

    No a třetím dílem skládačky jsou akumulační kapacity. Jedním z mnoha příkladů, které do dvaceti let můžeme očekávat, je nástup elektromobilů, které se mohou dobíjet v dobách přebytku výkonu, a naopak stojící vozy do jisté míry dobu fungovat jako akumulátory a dodávat proud zpět do sítě (většina soukromých vozů je po většinu doby zaparkována, k jízdě slouží jen zlomek doby).

    JB
    December 14, 2009 v 22.13
    A teď odpověď pro Petra Jedličku:

    No to je samozřejmě jako se vším, když se to dělá po "česku" - nikdo se nikoho neptá na názor, prostě se někde rozhodne a úředníkovi se v nejhorším případě dá úplatek. Účast veřejnosti a informování lidí o tom, jaké má projekt výhody a nevýhody, je nutnou podmínkou. Druhou, k níž ale ta první do značné míry přispívá, je, že se investoři chovají citlivě a respektují daný ráz lokality, názor lidí a samozřejmě také místní ekologické podmnínky.

    Zároveň je také potřeba říct, mezi čím si vybíráme. Buď můžeme dál bourat severočeské obce a rozšiřovat povrchové velkolomy na uhlí, těžit uran a stavět jaderné reaktory a pak někde hromadit jejich odpad - a nebo holt postavíme nejdřív stovky a nakonec možná i pár tisíc větrných turbín. Z hlediska estetického, ale zejména udržitelnosti, mají menší dopady na naši zemi, než uhelně-jaderná těžkopádná energetika.

    Také se to dá přirovnat k tomu, že v krajině máme desítky tisíců ošklivých stožárů s elektrickým vedením - proti tomu řádově menší počet větrných turbín, které jsou navíc podle mne elegantnější (což může být, uznávám, subjektivní názor), přece najednou krajinu kvalitativně nezhorší.
    December 15, 2009 v 15.33
    Plus ještě jedna věc - když za deset, dvacet, padesát let lidé najdou lepší řešení a rozhodnou se, že už větrné elektrárny nepotřebují, jednoduše je demontují a odvezou a krajina bude okamžitě v původním stavu. Totéž neplatí pro uhelné a uranové doly, ani jaderné reaktory, ani odpady.