Obnovitelné zdroje energie vyžadují zálohu

Zkratka OZE, která se pro větrnou a foto­voltaickou energii používá, se vykládá jako obnovitelné zdroje energie. Jenže z hlediska energetiky, o niž jde v první řadě, jde především o občasné zdroje energie. Což jednoznačně omezuje jejich možnosti a je to téma, jež Brusel ignoruje. Pouze obecně mluví o (astronomicky drahých) záložních bateriových úložištích, jež posléze vystřídal zelený vodík. Dalším oblíbeným receptem je pak dovoz elektřiny v rámci EU, případně – a velmi opatrně – zmiňované řízení na straně spotřeby, což je eufemismus pro vypínání dodávek v případě nedostatku.

Velkých problémů spojených s OZE je několik: nestabilita dodávek, závislost na Číně a krátká životnost. Fotovoltaika nedodává elektřinu v noci a při velké oblačnosti, případně jí při menší oblačnosti dodává méně, než by mohla. Skeptici mluví o tom, že v Česku jede tento zdroj pořádně tisíc hodin ročně, optimisté tvrdí, že to jsou dva tisíce hodin (ovšem i v létě je výroba z fotovoltaiky na 60 až 70 procentech instalovaného výkonu). Ať tak či tak, rok má 8 760 hodin. To znamená, že minimálně tři čtvrtiny roku jsou dodávky z fotovoltaických panelů výrazně menší, případně vůbec žádné. Což je stav, který na potvoru nastává nejen v noci, ale i přes den v zimě. Tehdy je ovšem spotřeba elektřiny největší.

Větrné elektrárny nemají noční limit. Místo něj mají limit v rychlosti větru. A ten je neúprosný. Podle studie Ústavu fyziky atmosféry se tyto zdroje vyplatí budovat jen na pětině území Česka. Nemalou část z této rozlohy představují pohraniční hory, protkané chráněnými územími a národními parky. Ani tam postavené elektrárny však nedodávají elektřinu kontinuálně. Jejich roční produkce se pohybuje okolo čtvrtiny instalovaného výkonu. Kvůli charakteristice zimního počasí navíc neplatí časté tvrzení nekritických propagátorů těchto zdrojů. Tedy to, že doplňují fotovoltaiku, když nesvítí slunce. V nejkritičtějším období roku, tedy v zimě, bývá často bezvětří. A současně zataženo.

Třetinová životnost

Naprostá většina fotovoltaiky pochází z Číny, která ovládá asi 90 procent výrobního řetězce. Čínskou značku má přes tři čtvrtiny všech vyrobených panelů. Ve větrných elektrárnách se má letos Čína dostat k ovládnutí 60 procent trhu. V případě baterií, které jsou nezbytné pro efektivní fungování domácích fotovoltaik, drží tento stát 77 procent trhu. A ovládá většinu současných ložisek nezbytných vzácných zemin. Což zároveň ukazuje, co by se stalo, kdyby se některý stát rozhodl jít cestou budování nesmírně drahých bateriových úložišť pro celostátní energetiku. Čínské produkty navíc často vyhrávají cenou.

Životnost OZE je proti běžné uhelné či plynové elektrárně, jež se obvykle počítá okolo 60 let, zhruba třetinová. U fotovoltaiky stačí výměna panelů, v případě větrných elektráren je potřeba postavit celou konstrukci znovu. Takže každých 20 let je potřeba vyměnit panely, aby mohly dodávat špičkový výkon a kaž­dých 20 let postavit nové stožáry větrníků. Jejich lopatky, na rozdíl od foto­voltaických panelů, zatím neumíme recyklovat, a tak je „uklízíme“ například do opuštěných dolů nebo je zahrabáváme v pouštích.

Větrné elektrárny jsou přitom extrémně náročné na spotřebu betonu a oceli. Jejich množství, potřebné na stejný instalovaný i dodaný výkon, násobně převyšuje spotřebu při stavbě jaderné elektrárny.

Životnost baterií má ještě horší parametry. Dosud se totiž pohybuje okolo osmi let. Čili frekvence jejich výměny je oproti OZE, ke kterému jsou připojeny, více než dvojnásobná.

Bez akumulace to nepůjde

Každý z těchto důvodů by měl stačit k tomu, aby na tyto zdroje nikdo strategicky nesázel. Ne tak ve vnímání zelených aktivistů, politiků a především Bruselu. Ti nepřipouštějí, že OZE vyžadují stoprocentní zálohu v konvenčních zdrojích. Naopak stále vymýšlejí, jak činnost konvenčních zdrojů ukončit. A mají k tomu jedinečný nástroj – emisní povolenky. Pod schválením toho, že se jejich množství v oběhu bude snižovat rychleji a jejich cena tedy dále poroste, je podepsáno české předsednictví EU pod taktovkou vlády Petra Fialy.

Jenže jak stoprocentně zálohovat OZE bez fosilních zdrojů? Jádro, dokud nebudou modulární reaktory, není vhodné k regulaci výkyvů sítě. Jeho doménou je takzvané základní zatížení, tedy dlouhodobě předvídatelný odebraný výkon. Regulovat se dá prostřednictvím uhelných nebo plynových zdrojů, jež je možné rychle zapínat a vypínat. Ty plynové (nikoli paroplynové) jsou k tomuto účelu nejvhodnější. Leč uhlí, které máme vlastní ještě na desítky let, cena emisních povolenek žene k ukončení činnosti (podle nynějšího vývoje přestane být uhlí rentabilní v roce 2026 či 2027). Plynové elektrárny potřebují povolenek méně, ale jejich fungování cena povolenek bude zatěžovat stále víc. EU navíc nové plynové elektrárny nechce povolovat. Vlastní plyn přitom Česko nemá.

Bez akumulace elektřiny koncept postavený na občasných zdrojích energie nemůže fungovat. Jestliže je reálné, že v Česku skončí dodávka elektřiny z uhelných zdrojů již v letech 2026/2027, znamená to, že nám bude chybět zhruba 40 procent elektřiny. To je stav, který se dá, byť krátkodobě, řešit importem jen stěží. Dlouhodobě vůbec. Protože všechny předpovědi společnosti ČEPS (a vyšší odborná autorita v Česku není) konstatují, že ve střední Evropě, potažmo v celé Evropě, bude stoupat nedostatek elektřiny. Její mezistátní přenos je navíc závislý na kapacitě přenosových sítí, které na něco podobného nejsou dimenzované. A jejich stavba je dlouhodobě problematická.

Kolik by to mohlo stát?

Česku tedy reálně zbývá, pokud se nedokáže vzepřít EU a prosadit si pokračování uhelné energetiky, jen co nejrychlejší stavba OZE a akumulačních kapacit. (Na stavbu plynových zdrojů je třeba asi pět let a zvyšují závislost na dovozu.) OZE a akumulace by musely do roku 2027 být schopné nahradit 40procentní podíl elektřiny z uhlí. A k tomu překlenout období bez slunce a větru, kdy desetidenní výpadky těchto zdrojů jsou v zimě celkem běžné.

To ovšem znamená, že by v Česku do čtyř let muselo vyrůst nějakých sedm osm gigawattů výkonu v OZE. Jenže tento výkon by nemohl být jen instalovaný, ale skutečně disponibilní. Tím pádem by instalovaný výkon musel být v případě fotovoltaiky raději desetinásobný (v zimě jsou její dodávky na úrovni 20procent instalovaného výkonu nebo nižší) a v případě větru čtyř- až pětinásobný. Ovšem to by, za dobrých podmínek, stačilo jen k nahrazení kapacity současných uhelných zdrojů. K tomu je ještě potřeba připočíst výkon potřebný k naplnění bateriových úložišť. Ta musí absorbovat tolik energie, která stačí k dodávání elektřiny v noci (byť v té době samozřejmě celková spotřeba klesá), při oblačnosti přes den nebo při bezvětří. Tento výkon zároveň musí být schopen úložiště doplňovat podle potřeby v průběhu roku.

To velmi zhruba znamená, že by v Česku muselo vzniknout celkově něco mezi 28 až 80 gigawatty instalovaného výkonu v OZE. Plus bateriová úložiště s kapacitou na 14 dnů pro celé Česko. Takové úložiště, které by takto nahradilo uhelné elektrárny, by podle současných cen přišlo přibližně na 16 bilionů korun. V případě, že by Česko mělo uhlí nahradit vodíkem, jsou náklady zatím zcela neznámé. Jisté je pouze to, že by se musely stavět OZE a jejich bateriová úložiště jen pro pohon elektrolyzérů, jež by vyráběly vodík.

Kolik by to v jedné či druhé variantě mohlo stát, to jsme se nedozvěděli ani z dopadových studií EU, ani z materiálů české vlády či kterékoli české politické strany. S jistotou však víme, že do roku 2027, kdy zřejmě skončí české uhelné elektrárny, se to nedá stihnout. S jistotou také víme, že bez stoprocentního zálohování řiditelnými zdroji nemůže celoročně spolehlivě fungovat žádný model postavený primárně na OZE.