Energetické zamyšlení (1)

Energie budoucnosti (červenec 2009)

Usilovně šířené poplašné zprávy o brzkém vyčerpání světových zásob energetických surovin a katastrofické předpovědi o oteplování planety díky rostoucí koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší vyvolávají rostoucí zájem veřejnosti o energetickou problematiku. Odevšad přicházejí informace o budoucích energetických potřebách lidstva a způsobech, jak je uspokojit. Některé z nich jsou opodstatněné, racionální a užitečné, jiné zase matoucí a nereálné. Ty první se zabývají zejména snižováním energetické náročnosti, racionálním hospodařením s energií, či zvyšováním účinnosti zdrojů, ty druhé, často z neznalosti problematiky, zaměňují vědecko-výzkumné vize a cíle výzkumně-vývojových projektů za ihned použitelnou realitu. K nereálným úvahám nejčastěji svádí skutečnost, že přírodní síly představují množství energie mnohonásobně přesahující lidskou spotřebu. Zkratkovitě to pak vede k závěru, že je energie všude kolem nás dostatek a je pouze zapotřebí ji konečně začít využívat.

Příkladem takového neopodstatněného nadšení nad možnostmi obnovitelných zdrojů je energie slunečního záření a jeho přímá transformace na elektřinu. Energetický příkon ze Slunce převyšuje současnou globální spotřebu zhruba o tři řády a odtud už není daleko k prostomyslné myšlence o náhradě Temelína fotovoltaickou elektrárnou. Díky podobné argumentaci a s poukazem na potřeby výzkumu a vývoje byla u nás schválena nehorázně vysoká garantovaná výkupní cena elektřiny ze Slunce, ještě nedávno to bylo cca 14.-Kč/kWh a fotovoltaické elektrárny i přes současný mírný pokles garantované ceny rostou jako houby po dešti. Jenže tento byznys, který oprávněně vyrostl z neuváženě nastavených podmínek, nemá zájem o podporu výzkumu, nýbrž jen o produkci a prodej elektřiny. A tak z hlediska ceny je to již dnes energie budoucnosti. Přitom je energetický přínos této „zelené“ elektřiny zcela zanedbatelný a ani výstavba dalších megawatových fotovoltaických elektráren na tom nic nezmění. Jen vzrostou celkové dotační náklady.

Před několika lety dostaly vysoké školy možnost vybudovat si za státní peníze fotovoltaické elektrárny pro prezentaci technologie. Na Technické univerzitě v Ostravě tak vznikla jedna z mnoha, s instalovaným výkonem 20 kW. Investiční náklady byly 8,5 mil. Kč a dlouhodobé vyhodnocení provozu ukázalo průměrné roční využití 10%, což představuje průměrný výkon 2 kW. Kalkulované náklady na výrobu elektřiny dosáhly bezmála 25 Kč/kWh. Energetický přínos takové elektrárny by, samozřejmě s nadsázkou, bylo možné nahradit celoročním provozem deseti rotopedů, na nichž je netrénovaný dospělý jedinec schopen trvalého dlouhodobého výkonu 200 W. (A uvažme, kolik u nás existuje fitnes center a jaké výkony tam návštěvníci podávají.)

K tomu, aby se elektřina ze Slunce stala plnohodnotnou a významnou součástí energetického mixu jí schází ještě hodně. Kvalifikované odborné názory hovoří zejména o potřebě zvýšit účinnost solárních článků nad 20%, snížit měrné investiční náklady pod 1000 USD/kW a prodloužit životnost na 50 let. Ze zemí, v nichž se rozhodli investovat státní prostředky do výzkumu a vývoje zdokonalených a nových typů solárních článků, přicházejí informace o slibných a perspektivních řešeních, která by v nepříliš vzdálené době mohla požadovaných parametrů dosáhnout. Času pro jejich uplatnění je zatím dost, nedostatek klasických zdrojů naštěstí nehrozí. Jestliže je ale konečnou vizí solární energetiky trvalá dodávka elektřiny, tj. 8760 hodin v roce, bude zapotřebí ještě vyřešit její dostatečně kapacitní akumulaci, anebo bezeztrátový dálkový přenos. To všechno jsou témata pro solární energetickou budoucnost z pohledu vědeckých vizí. Jisté je, že plošná dotace ze slunce získané elektřiny, ať je jakkoliv vysoká, jejich naplnění nepomůže. Její vliv může naopak být negativní, neboť domácí pracoviště, zamýšlející se věnovat výzkumu a vývoji pro zvyšování efektivity solárních článků, budou obtížně získávat podporu připravovaných projektů v prostředí, pobouřeném výší dotace nic nepřinášejícího provozu

Energie budoucnosti - aktualizovaný dodatek (září 2013)

V době, kdy jsem psal původní článek (vyšel v červenci 2009), byl celkový instalovaný výkon fotovoltaických elektráren v České republice v řádu desítek MW. Dnes je to zhruba 2000 MW a není sebemenších pochyb o tom, že tuto explozi vyvolala neuvážená koncepce dotační politiky státu, uzákoněná parlamentem. Dnes se můžeme pouze dohadovat, zda za tím stála naivní víra poslanců v neomezené možnosti obnovitelných zdrojů energie, nebo zda při rozhodování hrály roli jejich osobní zájmy. Každopádně vznikl problém, se kterým se potýkáme dodnes a který ještě dlouho potrvá.

Z hlediska zásobování elektřinou nepředstavuje instalovaných 2000MW ve fotovoltaice nijak významný přínos, protože roční využití fotovoltaických elektráren v podmínkách České republiky jen mírně přesahuje deset procent a jedná se tedy o průměrný roční výkon zhruba 200 MW. (Průměrný roční výkon české elektroenergetiky je necelých 7000 MW.) Vážnější je dopad na stabilitu systému, vyžadujícího rovnováhu mezi produkcí a spotřebou, jejímuž udržování náhodné kolísání produkce fotovoltaických elektráren s takovým celkovým výkonem nikterak nenapomáhá, spíše naopak.

Ještě závažnější je hledisko ekonomické. Celková výše ročních dotací výroby elektřiny ze slunce dosahuje téměř 20 miliard Kč a je v podstatě jedno, zda se na ně všichni skládáme prostřednictvím poplatků, nebo přes státní rozpočet. Je dobré vědět, že naše náklady na podporu veškerých obnovitelných zdrojů energie za období 2011 až 2020 se odhadují zhruba na 320 miliard Kč a po dobu jejich průměrné životnosti (20 let) to bude někde kolem 750 miliard Kč. To všechno již bylo navařeno a teď to budeme dlouho vyjídat. Je pozoruhodné, že výrazně nižší náklady na církevní restituce, odhadované na nanejvýš 80 miliard Kč, vyvolávají mezi politiky vášnivé a nesmiřitelné diskuze, zatímco několikanásobně vyšší náklady na obnovitelné zdroje energie je nechávají, ale i veřejnost, chladnými.

Zde bych rád připomněl, že na počátku třetího tisíciletí bylo vyčerpáno něco málo přes jedno procento světových geologických zásob fosilních paliv a není tedy žádný seriózní důvod k urychlenému ukončení éry karbonské ekonomiky. Naopak je dostatek času k tomu, abychom se naučili s obnovitelnými zdroji žít. Zatím to neumíme.

Závěrem bych rád uvedl názor českého rodáka Václava Smila, profesora University of Manitoba a světově uznávaného experta v oblasti energetiky, demografie, životního prostředí a technických inovací, který v rozhovoru pro Hospodářské noviny na počátku letošního roku na otázku „Co Vás v Česku nejvíc překvapilo?“ odpověděl: „Jak tu blbnete se sluneční energií. Nejvíce solárů na kilometr čtvereční je v Německu a v Česku. Nemusíte být expert, nebo fyzik, abyste věděl, že je nesmysl stavět solární panely právě zde. Připomíná mi to pokusy Saudské Arábie o potravinovou soběstačnost. Tato země měla v osmdesátých letech program, zaměřený na pěstování ohromného množství pšenice. Používali zemní plyn a ropu k odsolování vody, zavlažovali poušť a pěstovali pšenici. Když si to zaplatíte, jde to, stejně jako jde vyrábět ve velkém sluneční elektřinu v Čechách. Ale je to ekonomický i ekologický nesmysl.“