Jak na záporné ceny elektřiny? Flexibilita a akumulace jsou dvě strany jedné mince

V předchozím článku jsme si přiblížili důvody, které vedou k záporným cenám elektřiny a jejich dopady na provoz a výstavbu zdrojů. V tomto textu se podíváme na opatření na straně spotřeby – flexibilitu a akumulaci.

Přebytek výroby = nedostatek spotřeby

Současné přebytky elektřiny provázené zápornými cenami jsou téměř vždy podmíněné dvěma faktory:

1. slunečným počasím na většině území,
2. plošným snížením spotřeby o svátcích nebo víkendech.

Když je zataženo, přebytky elektřiny téměř nehrozí, protože elektřinu vyrábí převážně zdroje, které lze řídit. A zrovna tak během pracovních dní se přebytky ani záporné ceny neobjevují, protože veškerou vyrobenou elektřinu zvládneme spotřebovat.

Počasí zatím ovládat neumíme, po vypínání zdrojů je proto druhým nejdostupnějším vyřešením přebytků elektřiny zvýšení spotřeby.

Posunutí spotřeby = flexibilita

Flexibilita znamená přesun spotřeby do doby, kdy je to výhodnější, tedy v síti je dostatek nebo rovnou přebytek elektřiny. Vyžaduje tedy přizpůsobení spotřebitele.

Budou-li se záporné ceny o dnech volna objevovat pravidelně a delší dobu, je jen otázkou času, kdy na období, kdy se za spotřebu odměňuje, začnou lidé a firmy přesouvat svoji spotřebu. Proč vyrábět a spotřebovávat v dobách vysokých cen elektřiny, když si můžu provoz domácnosti nebo firmy významně zlevnit přesunem aktivity do doby, kdy za to dokonce dostanu zaplaceno? Nemusím mít ani vlastní fotovoltaiku s (virtuální) baterií, aktivně snižovat svůj účet za elektřinu si mohu jen posunutím spotřeby. Ne tím, že nespotřebuji – ale tím, že za spotřebu dostanu zaplaceno. Kdo má spotový tarif, může tento druh flexibility provozovat už dnes. U domácností se jedná zejména o různé druhy odložených startů myček a praček, výhodněji při záporných cenách vyjde i příprava oběda.

Flexibilita představuje energeticky ideální řešení, které umožňuje okamžité využití vyrobené elektřiny. Tím se minimalizují ztráty, ušetří elektřina, s ní i životní prostředí a podpoří se stabilita soustavy. Přesun spotřeby uleví síti v dobách vysoké zátěže, a naopak ji podpoří v dobách přebytečné výroby. Ideál je tedy hezký, ale lidé nežijí proto, aby naplňovali energetické ideály.

Posunutí spotřeby ve firmách by znamenalo rozšíření pracovní doby, nebo alespoň směn, i na svátky a víkendy. Pak by byla otázka kalkulace, zda se přínos záporných cen vyplatí i při zvýšených mzdových nákladech. Málokomu se přizpůsobení spotřeby vysloveně hodí. Záporné ceny jsou tak výhodnější pro automatizované provozy, které neřeší víkendy a svátky. A druhá věc je, že záporné ceny se zatím vyskytují výrazně méně často, než období vysokých cen. Kdyby na ně měly provozy reagovat jen flexibilitou, musely by přes zimu prakticky zastavit výrobu.

Je tu i flexibilita, kterou lze využívat okamžitě a prakticky bezbolestně, třeba spuštění drtiče odpadků nebo klimatizace. Ovšem poskládat z těchto procesů blok spotřeby dlouhý několik hodin není zrovna jednoduché. Spíše než samotné podniky tuto flexibilitu proto budou nabízet agregátoři.

Další stinnou stránkou je, že budou-li se záporné ceny vyskytovat dlouhodobě a pravidelně, spotřeba se nebude jen přesouvat, ale zároveň prostě jen zvyšovat. Je spoustu věcí, které můžeme dělat o letním víkendu, když nám za to někdo zaplatí. Cestovat elektromobily, klimatizovat vnitřní sjezdovky, ohřívat bazény nebo třeba těžit kryptoměny. Tím sice pomůžeme soustavě, jedná se ale o čisté plýtvání energií, které apriori není ekologické. Zvýší se tak celková spotřeba energie, a aby se pokryla, bude potřeba stavět další zdroje. Ty povedou k častějším přebytkům energie…

Tím se dostáváme k energetické investici – akumulaci.

Posunutí výroby = akumulace

Akumulace (posunutí výroby) a flexibilita (posunutí spotřeby), jsou dvě strany téže mince. Akumulace znamená „posun výkonu“ elektrárny, kdy elektřinu nevyužiji v době výroby, ale pomocí akumulátoru si tuto energii schovám do doby, kdy se mi bude hodit. Nepřizpůsobuje se spotřeba, zákazník, ale výroba. Akumulace je proto pohodlnější a schůdnější než flexibilita, ale vyžaduje dodatečné zařízení – akumulátor.

Dosud se používaly osvědčené akumulační spotřebiče spínané přes HDO – zejména akumulace do teplé vody nebo do vytápění budov. A do budoucna se akumulace významněji rozšíří o tepelná čerpadla, elektromobily a domácí baterie. Už se objevují první standardizovaná řešení, která umožňují automatické využití nízkých nebo záporných cen. Software sám pozná, kdy jsou záporné ceny a podle toho začne nabíjet domácí či podnikovou baterii, elektromobil, spustí ohřev vody nebo elektrické vytápění/chlazení. Nebo může elektřinu v době vysokých cen poslat do sítě a tak významně vydělat.

S dostatečně velkým akumulátorem lze při spotových tarifech a chytrém řízení dosáhnout výrazně nižších cen elektřiny. Tím se dají snížit náklady jak na provoz podniku nebo domácnosti, tak na dopravu, je-li využíván elektromobil.

S rozšířením fotovoltaiky, elektromobility a bateriové akumulace bude stále více domácností, podniků a třeba i obcí, které budou v letních dnech až měsících zcela energeticky soběstačné. Otázku, co dělat v zimě, jsme rozebírali v předchozím článku:

Akumulátor je absolutním vítězem ve světě fotovoltaiky a větru, tedy obnovitelných zdrojů elektřiny s proměnlivou výrobou. Nejen, že pomáhá udržovat síť v chodu a umožňuje významně vydělat v dobách, kdy zdroje ekonomicky bojují o přežití. On taky vůbec umožňuje proměnlivé zdroje provozovat

Baterie umožňují mnohem více věcí, než jen „posouvat výrobu“. Díky akumulátorům tak bude možné dále navyšovat výkon obnovitelných zdrojů, které musí být zálohované dostatečným řiditelným výkonem.

To je zcela zásadní funkce. Akumulace takto umožňuje vyrobit z obnovitelných zdrojů více elektřiny - bez akumulace by tyto zdroje v dobách přebytku musely být vypínány. S pomocí akumulátoru tak lze dostat do sítě více elektřiny vyrobené s nulovými provozními náklady, bez paliva a bez emisí.

Za spotřebu se odměňuje – přišel čas zeleného vodíku?

Těžko říct. Vodík vyráběný ze zelené elektřiny má dvě zásadní nevýhody – vysoké investiční náklady a velmi nízkou účinnost akumulace. Za současných okolností se provoz ničeho takového nevyplatí. Pokud ale z fotovoltaiky v létě teče tolik elektřiny, že vám výrobci platí za to, když si ji vezmete, je každá akumulace, včetně vodíku, jasná volba. Hlavním faktorem výhodnosti je, jestli takové období trvá dostatečně dlouho. A to vypadá nadějně.

S přibývající fotovoltaikou a větrnými elektrárnami se budou prodlužovat jak období vyloženě záporných cen, tak období relativně nízkých cen, kdy bude výroba zeleného vodíku pořád výdělečná. V tomto ohledu se bude „vodíkové okno“, tedy doba výhodných podmínek pro výrobu vodíku, zcela jistě zvětšovat.

Na druhou stranu je zde pořád mnoho trendů, které budou bránit „otevření okna dokořán“. Záporné ceny elektřiny nepovzbuzují jen výrobu vodíku, ale i ostatní způsoby akumulace (baterie, teplo…), flexibilitu a veškerou spotřebu obecně. Dále dekarbonizace nejčastěji znamená elektrifikaci vytápění a dopravy. Jinak řečeno, paralelně s vodíkem se bude rozvíjet mnoho způsobů, jak zužitkovat levnou elektřinu a tyto způsoby budou omezovat množství levné elektřiny pro elektrolýzu. A od října do března budou levné přebytky vzácné.

Čas zeleného vodíku tak se zápornými cenami přichází a pravděpodobně se dočkáme životaschopných projektů. Na druhou stranu vzhledem k výše zmíněným faktorům nejspíš vodíkový boom nedosáhne takového rozměru, jaký nastává u jiných odvětví moderní energetiky – obnovitelných zdrojů, elektromobilů nebo baterií.

Zelený vodík tak tady bude, ale půjde spíše o lokální projekty než hromadnou vodíkovou plynofikaci.

Záporné ceny a virtuální PPA

Na závěr jedna perlička pro ilustraci nepředvídatelných dopadů rozvoje fotovoltaiky a větru.

„Já to radši vypnu“, je přirozená a správná reakce výrobců na zápornou cenu elektřiny. Ale co když máte smluvně stanoveno, že všechnu svou výrobu musíte někomu prodat?

PPA smlouvy, tím spíš ty virtuální, jsou zatím v ČR naprostá rarita. Ale v zahraničí se téma tohoto druhu smluv a záporných cen již probírá. O co jde?

PPA, power purchase agreement neboli smlouva o nákupu elektřiny, je dvoustranná smlouva, kdy se odběratel (spotřebitel) domluví přímo s konkrétním výrobcem elektřiny (majitelem zdroje), že od něj bude po dobu několika let odebírat elektřinu za pevnou cenu. U obnovitelných zdrojů je to oboustranně výhodný obchod – provozní náklady obnovitelných zdrojů se v čase nemění. Odběratel tím získá dodávku určitého množství elektřiny za stabilní cenu a výrobce zase jistotu, že na svém zdroji vydělá. Ve světle událostí z roku 2022 je taková jistota luxusem.

Je-li výrobce i odběratel alokovaný v jednom místě, např. fotovoltaika na střeše podniku, záporné ceny nepřináší žádný problém. Výrobce i odběratel jsou přímo propojeni a se svou dodávkou elektřiny tak stojí mimo trh. Problém ale nastává, když je PPA virtuální, tzn. odběratel a výrobce nejsou na jednom místě a jejich propojení je pouze virtuální, účetní. Při virtuálním PPA tak dodávku elektřiny mezi odběratelem a výrobcem zajišťuje veřejná síť.

Výrobce má povinnost dodávat, i když jsou ceny elektřiny v síti záporné. Sice tak dostane zaplacenou cenu od svého odběratele, ale ta mu nemusí kompenzovat celý rozdíl, budou-li ceny v síti výrazně nižší.

Takové situace se nejspíš povede nějak smluvně ošetřit, ale ukazuje to další zajímavý dopad záporných cen elektřiny na rozvoj obnovitelných zdrojů.