logo TZB-info

TZB studio
zobrazit program

Reklama

Inventura větrné energetiky v Evropě a ve světě v roce 2017


© Fotolia.com

V únoru a březnu publikovaly evropská a světová asociace větrné energetiky tradiční výroční zprávy o aktuálním stavu oboru v evropském i světovém měřítku. Celkový instalovaný výkon větrných elektráren k 31. 12. 2017 dosáhl globálně 539 581 MW, přičemž přírůstek za rok 2017 činí 52 573 MW. Evropa má na tom podíl 177 506 MW, během roku přibylo 16 083 MW.

Reklama

Svět

GWEC (Global Wind Energy Council) ve svém přehledu potvrdil obrovský nárůst nového výkonu větrných elektráren v Číně. Na globální statistice se Čína podílí 34 % s meziročním přírůstkem + 37 % během roku 2017. Čína byla ve statistikách GWEC poprvé uvedena roku 2004 s instalovaným výkonem 764 MW. Do roku 2012 Čína tento výkon zvýšila 10x a za dalších 5 let 2,5x. Za rok 2017 zaznamenaly nejvyšší přírůstky za Čínou USA a Německo (+ 13 %).

Pro porovnání: Čína již překonala celkový výkon větrných elektráren v Evropě. Z dovozce větrných elektráren se Čína stala jejich výrobcem i exportérem. Přesto na čínském trhu nacházejí uplatnění nejvyspělejší evropské technologie mj. i výrobou svých špičkových produktů přímo v Číně.

Země*) Instalovaný výkon (MW)
2016 Přírůstek 2017 2017
Čína 168 732 19 500 188 232
USA 82 060 7 017 89 077
Indie 28 700 4 148 32 848
Brazílie 10 741 2 022 12 763
Kanada 11 898 341 12 239
Mexiko 3 527 478 4 005
Japonsko 3 230 177 3 400
Jižní Afrika 2 094 621 2 094
Chile 1 424 116 1 540
Uruquay 1 210 295 1 505
Jižní Korea 1 031 106 1 136
Svět (vč. Evropy) 487 657 52 573 539 581

Tabulka 1 - Instalovaný výkon větrných elektráren k 31. 12. 2016 a přírůstek r. 2017;
stav k 31. 12. 2017 zohledňuje demontáž starších typů elektráren během r. 2017 *) Uvedeno je 11 mimoevropských zemí s instalovaným výkonem nad 1 000 MW.
Součet je za celý svět.

Hranici 1 tis. MW instalovaného výkonu překonalo celosvětově 29 zemí, z toho 18 evropských. Africkým lídrem je Jižní Afrika, hranici 1 tis. MW se na opačném konci kontinentu přiblížily Egypt (810 MW) a Maroko (787 MW), během roku 2017 však žádné nové instalace v těchto zemích nepřibyly. Nejvýše postavenou evropskou zemí je v globálním měřítku Německo na třetím místě za Čínou a USA.

Primát ve stavbě mořských (offshore) větrných elektráren drží ve světovém měřítku Velká Británie (6 836 MW) před Německem (5 355 MW) a Čínou (2 788 MW). Hranici 1 tis. MW instalovaného výkonu na mořských mělčinách překonaly ještě Dánsko (1 771 MW) a Nizozemsko (1 118 MW).

Evropa

Asociace Wind Europe (dříve EWEA, European Wind Energy Assotiation) vydala rozsáhlejší a více analyticky zaměřenou zprávu a studii, která mj. porovnává pozici větrné energetiky v celém energetickém mixu obnovitelných zdrojů, dalších „čistých“ zdrojů (na bázi zemního plynu či jaderných elektráren) a zdrojů využívajících fosilních paliv. Velmi vypovídající jsou i údaje o podílu větrné energie na celkové spotřebě elektrické energie v jednotlivých zemích EU-28. Wind Europe také publikovala samostatnou situační zprávu o stavu a rozvoji oboru mořských (offshore) větrných elektráren ke konci roku 2017.

Země Instalovaný výkon (MW) Podíl na spotřebě (%)
2016 Přírůstek 2017 (+ offshore) 2017
Německo 50 019 6 581 + 1 247 56 132 20,8
Španělsko 23 075 96 23 170 18,6
Velká Británie 14 602 4 270 + 1 680 18 872 13,5
Francie 12 065 1 694 + 2 13 759 4,8
Itálie 9 227 252 9 479 5,2
Turecko 6 091 766 6 857  
Švédsko 6 494 197 6 691 12,5
Polsko 5 807 41 5 848 8,5
Dánsko 5 230 342 5 476 44,4
Portugalsko 5 316 0 5 316 24,2
Nizozemsko 4 328 81 4 341 9,6
Irsko 2 701 426 3 127 24,0
Rumunsko 3 024 5 3 029 12,2
Belgie 2 378 302 + 165 2 843 6,0
Rakousko 2 632 196 2 828 10,6
Řecko 2 369 282 2 651 8,3
Finsko 1 539 475 + 60 2 113 4,9
Norsko 838 324 1 162 2,0
Bulharsko 691 0 691 3,7
Chorvatsko 466 147 613  
Ukrajina 526 68 593  
Litva 493 0 493 10,5
Maďarsko 329 0 329 1,6
Estonsko 310 0 310 8,5
Česká republika 281 26 308 0,9
Kypr 158 0 158 4,6
Lucembursko 120 0 120  
Švýcarsko 70 0 70 0,1
Lotyšsko 70 0 66 1,8
Makedonie 37 0 37 1,6
Srbsko 10 8 18  
Faerské ostrovy 18 0 18  
Rusko 15 0 15  
Slovensko, Slovinsko, Island, Bělorusko 4 x 3 = 12 0 12  
EVROPA Celkem 161 342 13 649 + 3 154 177 506 EU-28 11,6

Tabulka 2 – Instalovaný výkon větrných elektráren v Evropě k 31. 12. 2016 a přírůstek r. 2017;
stav k 31. 12. 2017 zohledňuje demontáž starších typů elektráren během r. 2017

Větrná energie v Evropě dobývá od roku 2007 stále silnější pozici v celkovém energetickém mixu. V uvedeném roce 2007 překonal instalovaný výkon větrných elektráren pozici zdrojů energie na bázi topných olejů, r. 2013 výkon jaderných elektráren, r. 2015 velkých hydroelektráren a r. 2016 i výkon uhelných zdrojů. Větrná energetika má nejvýraznější křivku nárůstu instalací a blíží se doposud vedoucí pozici instalací na zemní plyn.

Objektivně je třeba uvést, že v uvedeném porovnání jde o instalované výkony a také přiznat ostatním zdrojům výhodu dodávky energie „just in time“, nezávislé na predikovatelném, leč více či méně nepravidelném a nahodilém zdroji v podobě větru.

Přírůstek výkonu evropských větrných elektráren byl během r. 2017 rekordní, o 25 % vyšší, než r. 2016. Přibylo 15 638 „větrných“ MW, z toho 3 154 MW na moři. Přírůstek je vyšší, než u všech ostatních zdrojů. Největší podíl na něm mají Německo (42 %, + 6 581 MW), Velká Británie (27,2 %, + 4 270 MW), Francie (10,8 %, + 1 694 MW). Po dvou letech stagnace přibylo 26,1 MW (0,2 %) také v Česku díky větrné farmě 13 větrných elektráren Senvion (dříve RePower) MM92 a MM100 s výkony 2,0 a 2,05 MW na lokalitě Václavice u Hrádku nad Nisou na Liberecku.

Přírůstek instalovaných kapacit se projevil i v reálně dodané elektrické energii do evropských sítí 336 TWh, což je 11,6 % evropské spotřeby. Nejvyšší podíl elektrické energie z větru má ve své spotřebě Dánsko, 44 %.

Offshore: rekordní přírůstek

Rok 2017 přinesl rekordní přírůstek offshore instalací v Baltu, Severním moři i Atlantiku. Přibylo 560 nových elektráren na 17 lokalitách mořských větrných farem a celkovým přírůstkem 3 148 MW nového výkonu. Potvrdilo se, že stagnace přírůstku r. 2016 (+ 1 500 tis. MW) byla způsobena přípravou velkých projektů. Nyní je kolem severní a západní Evropy instalováno na moři 4 189 turbin, patřících investorům z 11 zemí s celkovým výkonem 15 780 MW. Průměrný výkon nově instalovaných elektráren je 5,9 MW, průměrná větrná farma se blíží celkovému výkonu 500 MW a roste i průměrná vzdálenost instalací id pobřeží (41 km) a hloubka dna, na němž jsou vztyčeny (27,5 m).

Nejvíce instalací přibylo v britských vodách (1 679 MW na 8 lokalitách), mj. i 30 MW v podobě volně kotvených elektráren Hywind u Skotska. Na německých lokalitách přibylo 1 247 MW výkonu. Polovinu výkonu přidaly elektrárny Siemens Gamesa, čtvrtinu Vestas.

Mořské větrné elektrárny prokazují vysoký kapacitní faktor (využití instalované kapacity) především v období nejvyšší potřeby elektrické energie od října do února, 50 - 60 %. Do roku 2030 bude podle středně optimistického odhadu WindEurope instalováno 70 200 MW výkonu.

Česko

Událostí roku se stala stavba a zprovoznění druhé největší větrné farmy v Česku u Václavic na Liberecku. Byla tím překonána hranice 300 MW instalovaného výkonu větrných elektráren v ČR, i když byly během posledních dvou let odstaveny některé starší elektrárny (Boží Dar, Gruna-Žipotín a jedna ze tří VtE na lokalitě Mravenečník v Jeseníkách). Současný instalovaný výkon větrných elektráren v provozu je 303 MW. Podle údajů České společnosti pro větrnou energii (ČSVE) dodaly větrné elektrárny r. 2017 celkem 591 GWh elektrické energie.

Největší větrná elektrárna v Česku u obce Vítězná u Dvora Králové n. L.
Největší větrná elektrárna v Česku u obce Vítězná u Dvora Králové n. L.

Největší větrná elektrárna v Česku u obce Vítězná u Dvora Králové n. L., celkový záběr a detail postavy technika při kontrole povrchu listů rotoru.
Záběr umožňuje porovnání postavy s rozměry listu. Foto Břetislav Koč

Největší větrné elektrárny v ČR dosahují výkonu 3 MW. Nejvyšší stožár (119 m) má 3 MW větrná elektrárna Vestas (V112, 3 MW) s průměrem rotoru 112 metrů u obce Vítězná u Dvora Králové n. L. Největší větrná farma je na katastru obcí Kryštofovy Hamry, Přísečnice a Měděnec v Krušných horách. Od roku 2007 tu je v provozu 21 větrných elektráren Enercon E-82 s jednotkovým výkonem 2 MW, celkový výkon větrné farmy je tedy 42 MW.

Realizovatelný potenciál větrné energetiky v ČR je podle studie Ústavu fyziky atmosféry AV ČR až 2 300 MW instalovaného výkonu s předpokládanou roční výrobou 5,9 TWh elektrické energie. Studie vychází z větrných podmínek na území ČR, přičemž jsou vyloučeny plochy chráněných území, okolí sídel, oblasti ptačích rezervací a další citlivé lokality a oblasti. Bylo však třeba (v některých případech i soudně) překonat některé neopodstatněné iniciativy některých krajů jako například obecný plošný zákaz větrných elektráren na celém území kraje Vysočina, omezení „minimálně 5 km od jakékoliv církevní stavby“, včetně božích muk a křížků, v polích na severní Moravě.

Realizace projektů však dále naráží na nestabilní legislativní prostředí, negativní postoje orgánů v řetězci povolovacího řízení a jeho délku, ovlivnění veřejnosti nepodloženými hrozbami plynoucími z provozu i samotné existence větrných elektráren i negativními a subjektivními vyjádřeními politiků a paradoxně i postoji některých občanských sdružení ekologického zaměření.

Trendy

Zpráva Wind Europe uvádí i data o počtu a průměrné velikosti nově stavěných větrných elektráren, a to i podle zemí a druhu instalací. V Německu tak přibylo během roku 2017 na pevnině 1792 větrných elektráren s průměrným výkonem 3 MW, na německých offshore lokalitách pak bylo postaveno 222 elektráren s průměrným výkonem nad 5 MW.

Velká Británie vykazuje na souši 1067 elektráren s průměrným výkonem 2,4 MW, na moři pak 281 instalací s průměrným výkonem nad 6 MW. Průměrný výkon nových pevninských elektráren v Dánsku a Finsku je 3,4 MW. Výkon nových mořských instalací již dosáhl 5,6 až 6 MW. Testováním však už procházejí nové typy, jejichž výkon je až 9 MW, a je otázkou, kdy bude překonána hranice 10 MW a kde jsou reálné technické hranice výkonu větrné elektrárny. Tuto hranici mohou přiblížit i rekordní 88,4 m dlouhé listy rotoru dánského specializovaného výrobce LM Wind Power. Každý list váží 34 tun a je konstruován pro obvodovou rychlost 300 km/h.

Pozice větrné energetiky v mixu všech zdrojů je úzce spojena s možnostmi a vývojem systémů chytrých sítí, a to i v mezinárodním měřítku, a v technických možnostech a ekonomických limitech akumulace energie. Už v současnosti existují příklady reálných řešení, byť ve více či méně dílčích projektech.

Možnému přetížení sítě způsobené nadvýrobou zejména německých větrných farem a přetížením sítí, je pasivně řešeno tzv. frekvenčními transformátory (mezi SRN a Polskem, příp. SRN a Českem), nebo perspektivně akumulací elektrické energie. Vzhledem k výkonům, které je třeba akumulovat, nejsou v současnosti ekonomickým řešením bateriová úložiště. Zatím reálně existují jiné možnosti: propojením sítí SRN – Dánska – Norska a Švédska pozemními a podmořskými vedeními je „nadvýroba“ větrných elektráren ze severních teritorií a mořských instalací Německa přenášena přes Dánsko do Norska, kde je elektrická energie „ukládána“ do potenciálu přečerpávacích hydroelektráren v norských fjordech. Tyto přetoky dosahují i více než 1000 MW, přičemž je možné i několikrát denně jejich směr otočit podle momentálních hodnot výroby a potřeby energie. Je to možné si online ověřit na www.energinet.dk i s podrobnějšími vazbami na další dánské zdroje (velké tepelné elektrárny, lokální kogenerační instalace na biomasu, fotovoltaické elektrárny). Hned na titulní stránce tohoto portálu běží v její dolní části živý přenos chodu dánské sítě s návaznostmi na přeshraniční přenosy. V tabulce 4 je současně zobrazena aktuální výroba podle zdroje elektrické energie (velké tepelné elektrárny, decentralizované kogenerační zdroje, větrné elektrárny a fotovoltaika) a také momentální CO2 stopa za 1 kWh z celkového mixu zdrojů.

Jako další stávající možnost můžeme vedle tradičních přečerpávacích elektráren zmínit také ukládání elektřiny do tepla prostřednictvím ohřívání vody v elektrokotlech a tepelnými čerpadly, ať už na úrovni tepláren (blíže zde) nebo na úrovni jednotlivých spotřebitelů (nyní řešeno přes HDO).


Situace přetoků elektrické energie mezi SRN, Dánskem a Norskem 28.3.2018 – reprodukce z úvodní stránky www.energinet.dk
Situace Datum Čas Domácí spotřeba MW Dánské větrné elektrárny Import do Dánska Export z Dánska
MW % Směr MW Směr MW
1 18.3.2018 18:13 4 354 1 780 40,88 SRN-DK 1 759 DK-NOR
DK-SWE
Celkem
640
948
1 588
2 19.3.2018 10:59 4 950 929 18,70 NOR-DK
SWE-DK
Celkem
852
1 026
1 878
DK-SRN 1 851
3 28.3.2018 15:46 4 827 4 434 91,86 SRN-DK 974 DK-NOR
DK-SWE
Celkem
1 294
1 645
2 619
Druh zdroje Situace 1 Situace 2 Situace 3
18. 3. 2018 18:13 Podíl na celkové výrobě 19. 3. 2018 10:59 Podíl na celkové výrobě 28. 3. 2018 15:46 Podíl na celkové výrobě
Centrální zdroje - tepelné elektrárny (zemní plyn, ropa, štěpka, sláma) 2 105 MW 48,1 % 2 638 MW 53,5 % 1 564 MW 23,0 %
Lokální zdroje - kogenerační jednotky (zemní plyn, bioplyn) 426 MW 9,7 % 848 MW 17,2 % 644 MW 9,5 %
Větrné elektrárny 1 780 MW 40,6 % 929 MW 18,8 % 4 434 MW 65,3 %
Fotovoltaika 70 MW 1,6 % 517 MW 10,5 % 153 MW 2,2 %
Domácí výroba celkem 4 381 MW 100,0 % 4 932 MW 100,0 % 6 795 MW 100,0 %

Tabulky 3 a 4 – Částečný pohled na podíl dánských větrných elektráren na domácí spotřebě elektrické energie a přetoky výkonu mezi SRN, Dánskem, Norskem a Švédskem.
Ve dnech 18.-19.3. (situace 1 a 2) se během 15 hodin směr toků zcela otočil.
Extrémní situace 3 (viz reprodukce nad tabulkou) je zachycena v čase, kdy větrné elektrárny v Dánsku pokryly 91,86 % domácí spotřeby při aktuálním využití instalované kapacity (kapacitní faktor) 80,97 %.
Síť zvládla i náročné přenosy 2619 MW do Norska a Švédska.

Kde se testují větrné elektrárny?

Budoucnost každého oboru lidské činnosti závisí na znalostech, výzkumu, vývoji a inovacích. V oboru větrné energetiky probíhá technická část výzkumu a inovací převážně ve firmách produkujících ve vysoce konkurenčním prostředí větrné elektrárny, pochopitelně z větší či menší části pod pokličkou firemního know-how.

Nejvýraznějším veřejným pracovištěm a  akademickým i teoretickým lídrem oboru je v současnosti Dánská technická univerzita (DTU). V jejím kampusu u města Risø severozápadně od Kodaně je největší koncentrace odborníků tohoto oboru: více než 250 zaměstnanců, z toho 150 akademických pracovníků a 40 doktorandů. DTU provozuje nebo má výrazný podíl na třech testovacích plochách pro velké větrné elektrárny a ve spolupráci s výrobci se podílí na konstrukci i testování nových konstrukcí. Na svém prvním testovacím poli přímo v kampusu Risø v současnosti testuje mj. unikátní čtyřrotorovou elektrárnu s výkonem 4x225 kW, vhodnou pro lokality bez infrastruktury pro dopravu dílů velkých instalací s jednotkovým výkonem v řádu několika MW.

Replika aerodynamického tunelu Poul la Coura v jeho badatelně v Askově
Záběry ze stavby aerodynamického tunelu pojmenovaném po Poul la Courovi
Záběry ze stavby aerodynamického tunelu pojmenovaném po Poul la Courovi

Replika aerodynamického tunelu Poul la Coura v jeho badatelně v Askově (snímek vlevo) a dva záběry ze stavby aerodynamického tunelu pojmenovaném po Poul la Courovi v kampusu DTU v Riso Foto (1) Břetislav Koč

V areálu u města Risø byl 10. dubna slavnostně otevřen velký aerodynamický tunel. Pásku stříhal dánský princ Joachim. Tunel má v areálu privilegium v tom, že nese jméno po konstruktérovi první evropské větrné elektrárny Poul la Courovi, zatímco ostatní objekty DTU jsou označeny pouze čísly. Jeho ventilátor s průměrem 4,7 m může urychlit proud vzduchu až na 378 km/hod a je vybaven tak, aby ve všech režimech zkoušek dílů nebo maket větrných elektráren mohl měřit i hlukové hodnoty.

Větrné elektrárny na testovacím poli u Østerildu.
Větrné elektrárny na testovacím poli u Østerildu.

Větrné elektrárny na testovacím poli u Østerildu. V popředí větrná elektrárna Siemens Wind Power 8 MW s výškou stožáru 120 m a průměrem rotoru 154 m. Na druhém záběru vizualizace se siluetami postav, umožňující porovnání rozměrů tubusu a gondoly. Ohrádka na střeše gondoly se používá u offshore elektráren pro zabezpečení výsadku montérů a servisních techniků z vrtulníku. Foto Břetislav Koč

Další testovací plochu u Østerildu na západním pobřeží Dánska se sedmi plošinami a základy pro testování prototypů větrných elektráren rovněž obhospodařuje DTU. V současnosti je na ní instalováno 6 větrných elektráren; sedmá plošina je volná, neboť v gondole jednoho z testovaných prototypů 4. 8. 2017 vznikl požár. Podle informací výrobce byla příčinou závada na transformátoru, jímž byla strojovna vybavena v souvislostí se zvýšením výkonu prototypu na 9,5 MW. Stovky větrných elektráren Vestas s výkonem 8 MW přitom spolehlivě fungují na mořských lokalitách. I proto má i negativní až havarijní výsledek v testovací fázi vývoje na speciálních pracovištích a v extrémních větrných podmínkách svůj význam.

V Østerildu bylo dokončeno informační centrum o větrné energetice a aktuálních instalacích na lokalitě a počítá se s rozšířením o další testovací plochy pro ještě větší elektrárny.

 
 

Reklama

ZOBRAZIT PLNOU VERZI
© Copyright Topinfo s.r.o. 2001-2021, všechna práva vyhrazena.