Svatá trojice OZE je chiméra

Zelené dogma říká, že fotovoltaické elektrárny se výborně doplňují s větrnými a období bez větru, slunce či obojího překleneme díky vodíku, který si vyrobíme, když bude foukat a svítit. Logická konstrukce, jež nemá slabé místo. Jenže ona ho má. A ne jedno. Možná proto Brusel nikdy nedokázal dát alespoň uspokojivou odpověď na otázku položenou v perexu.

Záhy po zahájení tažení za dekarbonizaci se ukázalo, že fotovoltaika a vítr (hlavní součást obnovitelných zdrojů energie, OZE) jsou jen občasnými zdroji energie. V noci a za velké oblačnosti není elektřina ze slunce, za slabého větru není elektřina z větru. Takže je nutné jí za příznivých podmínek vyrábět daleko víc, než je potřeba, a ukládat ji na horší časy. Tedy především na noc. A na zimu. Prvotním nápadem na řešení byla rozsáhlá bateriová úložiště. Velmi rychle se však ukázalo, že tudy cesta nevede. Náklady jsou astronomické (bateriová záloha pro Česko na 14 zimních dnů by podle výpočtů think-tanku Realistická energetika a ekologie stála okolo 20 bilionů korun), životnost krátká (zhruba osm let), suroviny z velké části ovládá Čína stejně jako výrobu baterií. Časem i v Bruselu tedy nazrálo poznání, že baterie nejsou v měřítku států vhodným řešením.

Nic proti vodíku, ale…

Jako vhodné řešení si zelení vybrali uměle vyráběný vodík. Všechno do sebe zapadalo. Elektrolyzéry, jež vodík z vody elektrolýzou vytvoří, umějí vyrábět evropské firmy v čele s renomovaným Siemensem, takže odpadne závislost na Číně. V době, kdy OZE produkují víc elektřiny, než spotřebováváme, ji přesměrujeme do elektrolyzérů, jež vodíkem naplní zásobníky. A pro jistotu budeme stavět elektrolyzéry tam, kde hodně fouká, aby přísun „zelené elektřiny“ nebyl problém. Tedy na mořském pobřeží.

Záhy se tato idea rozšířila o plán, že kvůli energetické náročnosti elektrolyzérů bude potřeba postavit víc větrných elektráren. Ostatně proč ne? A začalo se vymýšlet, jak dostat zcela ekologický plyn do elektráren, tepláren a domácností. Tam se objevily problémy, z pohledu Bruselu marginální. Jenže ony marginální nejsou. Zjednodušeně řečeno, čím víc vodíku smícháte se zemním plynem (protože takový má být první krok), tím menší bude výsledná energetická hustota.

Vodík totiž zabere přibližně čtyřikrát větší prostor pro stejné množství dodaného tepla, než kolik zabere zemní plyn. Takže při použití v existující infrastruktuře budeme přepravovat čtyřnásobně méně energie. „Nahradíte-li třeba 50 procent objemu zemního plynu zeleným vodíkem, ušetříte jen 20 procent emisí CO2 a současně si snížíte množství energie na polovinu ve stejném objemu plynu,“ poukazuje na jeden ze základních problémů Radek Jirků, který se vodíkem zabývá v těžařské a elektrárenské společnosti Sev.en.

Kdyby se pak časem přešlo v potrubí pouze na vodík, bylo by potřeba vyměnit nejen samotná potrubí, ale i spotřebiče. Což z pohledu bruselského dotačního konglomerátu není problém. Ve skutečnosti je. Obrovský. Jenže – co se vodíku týká – není zdaleka jediný.

Za prvé stále nejsou ke komerčnímu nasazení k dispozici velkokapacitní elektro­yzéry. S takovými požadavky dosud nikdo neměl důvod počítat, takže tady je jistý technologický skluz. Ale především, jak upozornil například profesor František Hrdlička z ČVUT, produkce vodíku je energeticky vysoce ztrátová. „Abyste získal jednu kilowatthodinu energie ve vodíku, musíte nejdřív do systému vložit tři kilowatthodiny energie,“ konstatuje Hrdlička, jehož vývody si dosud netroufli zpochybnit ani největší „zelení ranaři“.

Čili do vodíku, který nám má pomoct překlenout období bez slunečního svitu a větru, musíme investovat trojnásobné množství energie. A to v situaci, kdy se ukazuje, že stavba větších a větších větrných elektráren má rovněž své limity, jež se týkají třeba pevnosti materiálů. Jenže bez obřích elektráren, které měří 250 metrů a více, je potřeba stavět daleko víc těch menších. A i mořské pobřeží, včetně mělčin, má jen omezený rozsah. Podle posledních zpráv z tuzemských médií má přitom společnost Gamesa, dceřiná firma Siemensu zaměřená na větrné elektrárny, existenční problémy. Přestože stavba těchto zdrojů je Bruselem bohatě podporovaná. S Gamesou sice nepadá evropská schopnost stavět tyto elektrárny, protože máme ještě firmu Vestas, ale… Další velký výrobce GE už je americký. A pak? Číňané a vůbec Asie.

Kvůli obrovské neekonomičnosti výroby vodíku se rýsuje jediné rozumné východisko. Pro elektrolyzéry postavit jejich elektrárny, kterým budou případně pomáhat ostatní OZE. Jejich hlavním úkolem ovšem bude zásobovat státy elektřinou. Který však nedokážou zajistit bez dostatečné výroby vodíku. Tudíž, zase zjednodušeně, v průběhu roku musí elektrolyzéry dodat tolik vodíku, aby stačil na průběžnou výrobu elektřiny v nocích a při velké oblačnosti a při bezvětří. Což jsou stavy, které v zimě trvají i 14 dnů v kuse. Plus se objevují různě v průběhu roku. Zní to jako funkční plán, do kterého vložíte svoje peníze?

Ještě než si odpovíte, vezměte v úvahu, že řeč zatím stále byla pouze o elektro­lyzérech poháněných elektřinou z větrných elektráren. Tedy primárně o německém pobřeží, případně dánském či nizozemském. Ano, tušíte správně, jde o německý plán, který Brusel adoptoval. Přitom celá jižní strana Evropy, v podstatě jižní strana EU, má velmi dobré podmínky pro fotovoltaiku. Takže je na místě pobočná otázka: Proč EU neuvažuje o stavbě elektrolyzérů poháněných sluncem v Řecku, Itálii, Francii, Španělsku a tak dále? Protože pokud by její vodíkové záměry měly dávat smysl, musí jejich stavba probíhat i tam. Protože ani v těchto slunečných státech nesvítí slunce v noci, a dokonce ani v zimě to není s výkonem tamní fotovoltaiky úplně světoborné.

O finanční náročnosti případného přechodu na vodík se navíc zatím prakticky nemluví. A pokud, tak spíše jen u konkrétních projektů. Výjimku představuje výpočet ekonomického listu Financial Times, který spočítal, že by bylo potřeba vyrábět 500 milionů tun zeleného vodíku ročně. Dosažení tohoto cíle podle redakce vyžaduje do roku 2050 investice ve výši 20 bi­lionů dolarů (440 bilionů korun). Podle výše dosud oznámených investic je zatím k dispozici pouze přibližně 0,15 procenta z potřebné částky, uvedly FT.

Páteř systému je nestálá

Nyní už máme pohromadě všechna východiska a blížíme se odpovědi, kterou jsme z Bruselu dosud nedostali. Může energetika 27 evropských států fungovat jen na základě OZE a zeleně vyráběného vodíku?

Z výše popsaných skutečností je zřejmé, že nemůže. Protože páteř tohoto systému stojí na zdrojích elektřiny, které z podstaty nedodávají stále. Nezbytná akumulace elektřiny, bez níž tento systém nemůže fungovat, přitom není uspokojivě vyřešena. Protože aby bylo možné roztočit elektrolyzéry nebo plnit bateriová úložiště, je nezbytné mít pro období příznivých podmínek velmi výrazně naddimenzovaný instalovaný výkon OZE. Nikdy jsme se z Bruselu nedozvěděli, o kolik by ten naddimenzovaný výkon měl být a na kolik by to přišlo.

Je také jasné, že pro jistotu by tento systém musel obsahovat i velká bateriová úložiště. Se všemi bezpečnostními riziky, která jsme vyjmenovali. Především však musí obsahovat tolik OZE, kolik jich dokážou v létě roztočit všechny elektrolyzéry a zároveň plnit bateriová úložiště a ještě k tomu plnit svoji základní funkci. Tedy dodávat elektřinu do sítě podle požadavků zákazníků. Souběžně onen ostatní instalovaný výkon musí zajistit, že budou plné zásobníky vodíku a bateriová úložiště.

Zásobníky vodíku přitom budou muset mít daleko větší kapacitu než ty současné. Nynější kapacita zásobníků zemního plynu stačí proto, že se v evropských státech ještě stále používá uhlí. Jakmile uhlí skončí – a ceny emisních povolenek jsou takové, že by uhlí mohlo skončit v energetice již v roce 2027 –, musí plynové dodávky a zásoby výrazně vzrůst. Například v případě Česka uhlí zajišťuje 40 procent elektřiny.
Není tomu tak samozřejmě ve všech státech v Evropě. Ale zrovna v Česku, které by potřebovalo elektřinou z plynu nahradit oněch 40 procent elektřiny z uhlí, nejsou příliš dobré podmínky ani pro fotovoltaiku, ani pro vítr.