Energetika po Fukušimě II: Obnovitelné zdroje versus jádro
Jan BeránekSeriál 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.
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.
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.