Světová inventura větrné energetiky v roce 2018

I s tímto číslem se ale větrná energetika v Evropě dostala na druhou příčku mezi všemi ostatními energetickými zdroji. Zvyšují se i výkony jednotlivých elektráren. Jejich přední výrobci větrných elektráren se chystají uvést do reálného provozu stroje s jednotkovým výkonem 10 MW. To jsou hlavní údaje statistik evropské asociace EWEA a světové organizace WWEA o stavu větrné energetiky k 31. 12. 2018.

WWEA (Světová asociace větrné energie) zveřejnila tabulku jednotlivých kontinentů a zemí s nejvyšším instalovaným výkonem větrných elektráren. Na špici se zabydlela (a vzhledem k pravidelnému ročním přírůstkům asi na dlouhou dobu) Čína. V celosvětovém měřítku se na přírůstku 46,8 GW podílelo třemi čtvrtinami 5 zemí – Čína, USA, Německo, Indie a Brazílie, přičemž na Čínu připadala celá polovina, 23 GW. Na celosvětovém instalovaném výkonu se Čína podílí 36 %, USA 17 % a Německo 9 %, v offshore instalacích má Spojené království 34% podíl na celkovém instalovaném výkonu, podíl Německa činí 28 % a Číny 20 %.

Tabulka 1 – Vývoj instalovaného výkonu větrných elektráren v letech 2015 – 2018 a meziroční přírůstky výkonu. Jmenovitě je uvedeno 10 zemí s nejvyšším instalovaným výkonem (celkem 508 805 MW, podíl 84,5 %).

Evropa

EWEA (Evropská asociace větrné energie), nyní nově WindEurope, zaznamenala přírůstek 11,7 GW instalovaného výkonu, což je proti předchozím trendům setrvalého růstu mezi r. 2012 – 2017 znatelný pokles. Zvláště v porovnání s rekordním rokem 2017 (+ 17,1 GW) je pokles nových instalací velmi výrazný. O 65 % evropského přírůstku se přičinily čtyři země: Německo, Velká Británie, Francie a Švédsko.

Koncem roku 2018 byl zaznamenán rekordní provoz evropských větrných elektráren. Jejich celodenní průměrný výkon dne 8. prosince 2018 byl 98 GW, což pokrylo třetinu celoevropské potřeby elektrické energie. Instalovaná kapacita evropských větrných elektráren byla ten den využita na 51,8 %. Celoroční kapacitní faktor evropských větrníků dosáhl r. 2018 u pozemských instalací 22 %, na moři pak 36 %.

Tabulka 2 - Instalovaný výkon větrných elektráren v Evropě k 31. 12. 2017 a přírůstek r. 2018; stav k 31. 12. 2018 zohledňuje demontáž starších typů elektráren během r. 2017 (celkem 421 MW) a nepřesnosti nebo chybějící údaje z minulých let.
?¹⁾ země mimo EU-28, údaje nejsou k dispozici

Nejvíce větrných elektráren přibylo v Německu (2402 MW na pevnině a 969 MW na moři) a ve Velké Británii (582 MW na souši, avšak 1312 MW na mořských (offshore) lokalitách. Největší mořská větrná farma na světě se rozkládá na 145 km² mořské hladiny i SZ pobřeží Anglie. Projekt Walney Extension sestává z 87 elektráren Siemens Gamesa a Vestas, její celkový instalovaný výkon je 659 MW. Spojené království má také největší celkový výkon offshore instalací (7 963 MW), následuje Německo (6 380 MW). Za těmito velmocemi jsou tři země s instalovaným výkonem 1 až 2 tis. MW: Belgie (1 186 MW), Dánsko (1 329 MW) a Nizozemsko (1 118 MW). Další tři země (Španělsko, Francie a Švédsko) mají na evropském součtu mořských instalací (18 278 MW) menší podíl, celkem 302 MW.

Zajímavý je přírůstek pozemských instalací Norska (+ 480 MW), které si větrné kilowatty „ochutnalo“ v minulém desetiletí především jako skladník větrných megawattů z německých a dánských větrných parků ve svých přečerpávacích hydroelektrárnách. Nyní k tomuto systému přichází se svou (významnou) troškou do mlýna a již 4 podmořské kabely mezi Norskem, Dánskem a Nizozemskem (a tím celým zbytkem Evropy) bude používat i pro export výkonu z vlastních větrných elektráren.

Skupina 13 větrných elektráren Enercon E-126 s výkonem po 7,5 MW na břehu polderu Nordoostpolder Foto B. Koč

Větrné elektrárny v objektech nizozemských zemědělských farem pomáhá krýt vlastní energetické potřeby, především pro větrání a klimatizaci stájí a pro chlazení mléka. Foto B. Koč

Za zmínku stojí pozice Nizozemska, tradiční země větrných mlýnů, a současně i větrného mořského pobřeží. Na pevnině zaujímá Nizozemsko v evropském žebříčku 11. pozici, na moři patří k pěti zemím s výraznějším zastoupením v tomto segmentu větrné energetiky. Specifikem Nizozemska je, že některé zdánlivě mořské elektrárny jsou postaveny ve vodách tzv. polderové krajiny, odvodněných i odvodňovaných ploch s úrovní pod hladinou opravdového moře za hrázemi. Statisticky patří všechny větrné elektrárny v této oblasti k elektrárnám na pevnině.

V zemi také působí několik výrobců větrných elektráren. Původní méně známé místní firmy postupně přecházejí pod velké výrobce Siemens a Neg Micon. Od roku 1979 však dodnes působí firma Lagerwey, která má v nabídce vedle elektráren až několikamegawattové kategorie také větrné elektrárny s výkony 250 a 750 kW, vhodné pro ostrovní provoz, například pro osamocené farmy. Segmentu elektráren v řádu stovek kW se většina ostatních výrobců větrných elektráren nevěnuje.

Česko

Do roku 2018 vstupovalo Česko s 310,95 MW instalovaného výkonu a během roku reálně přibylo 12,3 MW na šesti větrných elektrárnách, většina (5 elektráren s celkovým výkonem 10,8 MW) byla postavena na pomezí s Polskem v Královéhradeckém, Moravskoslezském a Olomouckém kraji. Do statistiky EWEA však meziročně přibylo jen 8,8 MW, nebyly ještě započítány elektrárny, které do 31. 12. 2018 nezískaly licenci. Naopak byly odstaveny starší stroje z 80. let minulého století na Mravenečníku v Jeseníkách (315 + 630 kW) a zcela demontována byla větrná elektrárna na Hostýně (okr. Kroměříž, 225 kW). Na české pozici v evropském pořadí zemí podle instalovaného výkonu to však nic nemění, Česko je stabilně na 25. místě, i když využitelným potenciálem i rozpracovanými či čekajícími projekty by mohlo mít vyšší ambice.

Přestože během roku 2018 zaznělo u nás několik signálů o velmi mírném posunu v chápání významu obnovitelných zdrojů, jiná veřejná vystoupení politiků však optimismus tlumí. A kdyby Česko dál trvalo na svých konzervativních „podevropských“ cílech ve využití OZE, není výraznější zvyšování instalovaného výkonu větrných elektráren v ČR v nejbližších letech reálné. Oživit a realizovat v současnosti „zaparkované“.

Oživit projekty by si samo o sobě vyžádalo několika let aktualizace projektů a případných změn použitých technologiích v souvislosti s jejich vývojem.

Co může částečně potěšit je to, že se v oboru větrné energetiky tu a tam objevují české stopy výrobou a dodávkami některých dílů. Kontrakt na dodávku hlavních hřídelí pro větrné elektrárny uzavřela společnost Vítkovice Heavy Machinery se španělským výrobcem větrných elektráren Gamesa. I když jde – vzhledem k historii a zkušenostem s výrobou těchto těžkých a opracovaných výkovků ve Vítkovicích – o zakázku v hodnotě 100 mil. Kč, bude to jen velmi malý podíl na produkci finálního výrobce elektráren. Bylo by zajímavé znát i prodejní cenu tohoto dílu. Jsou v něm ukryty tuny kvalitní oceli, megawatty spotřebované energie od tavby po obrábění, náklady na dopravu, takže jde bezesporu o produkt s relativně nevelkou přidanou hodnotou. Objem zakázky 100 mil. Kč se může zdát velký, bylo by však zajímavé vědět, kolik kusů to představuje. A nešťastná se mi zdá i formulace zprávy o tomto kontraktu přímo na stránkách výrobce. Její titulek zní – VÍTKOVICE HEAVY MACHINERY DODAJÍ ŠPANĚLŮM „HŘEBÍKY“ ZA 100 MILIONŮ. I když má produkt podobu „poněkud“ přerostlého a obézního několikatunového hřebíku, a pracovně se mu tak ve Vítkovicích snad i říká, nemusí podvědomě vyvolávat u běžného a povrchního čtenáře zrovna povznášející pocity. „To je toho, hřebíky...“

Výročí

Připomeňme si některá kulatá jubilea větrné energetiky, dovršená v letech 2018 a 2019:

Roku 1898 začíná v obci Lem na západním břehu Jutského poloostrova v Dánsku podnikatelská story, vedoucí k dnešnímu největšímu výrobci větrných elektráren Vestas. Příběh začíná – citováno ze stránek firmy Vestas – tím, že „Na větrném západním pobřeží Dánska vystoupí 22letý Smith Hansen z vlaku v ospalé zemědělské obci Lem. Kupuje místní kovářskou dílnu a rychle se etabluje jako kovář, plný nápadů a nadšení… Smith Hansen a jeho syn Peder vyrábějí rámy oken pro nové mlékárny v Lemu i pro další průmyslové haly…“ Po II. světové válce zakládá Peder Hansen společnost VEstjysk STaalteknik A/S. Zkratkou tak vzniká současný název firmy VESTAS.

Rolu 1979, tedy před 40 roky, zahájily vývoj a výrobu větrných elektráren nezávisle na sobě dvě dánské firmy Vestas a Nordtank, zabývající se tehdy odlišnými strojírenskými obory. Nordtank vyráběl velké ocelové cisterny na přepravu kapalných látek, Vestas zase malou a jednoduchou zemědělskou techniku. Obě firmy však zahájily v čase první ropné krize vývoj a výrobu větrných elektráren, s výkony 30 a 55 kW. Vestas se stal celosvětovým lídrem oboru a během čtyř desetiletí dosáhl 100 GW výkonu svých elektráren postavených na celém světě a směřuje k 10MW hranici výkonu jedné elektrárny. Nordank později fúzoval s firmou Mícon a společně je pak převzal Vestas.

Loni tomu bylo 130 let, kdy Američan Charles F. Brush sestrojil v Clevelandu (Ohio, USA) r. 1888 první větrnou elektrárnu. Brushova elektrárna vycházela z typického „amerického“ větrného kola s mnoha lopatkami, O elektrárně Ch. F. Brushe jsou známa i její základní technická data. Rotor s průměrem 50 stop (asi 17 metrů!) se skládal ze 144 paprskovitě uspořádaných lopatek z cedrového dřeva. Byl spojen s generátorem, který při 500 otáčkách za minutu dosahoval elektrického výkonu 12 kW.

A uběhlo také 40 let od stavby a zahájení provozu ikonické větrné elektrárny, kterou postavili učitelé a studenti školy v obci Tvinde v Dánsku. Svépomocně postavená elektrárna s výkonem 960 kW předběhla r. 1978 svým výkonem v té době profesionálně vyvíjené elektrárny 30x.

Ještě jedno 40. výročí dovršené r. 2018 stojí za připomenutí: u Bánova nedaleko Uherského Brodu byla před 30 roky, tedy r. 1988, vztyčena první továrně vyrobená větrná elektrárna v tehdejším Československu. Stroj dnes už klasické koncepce (ocelový stožár, otočná gondola, třílistý rotor) byl v rámci výzkumného programu dovezen z Dánska.

Pocta kovářům ve městě Lem, jejichž řemeslné dílny se staly základem pro vznik firmy Vestas. Foto B. Koč

První větrná elektrárna amerického vynálezce a konstruktéra Charlese F. Brushe v Clevelandu z roku 1888.

Pohled vpřed

Historická data bylo dobré si připomenout a uvědomit si tak vývoj a pokrok, kterým technologie větrných elektráren prošly. Od výkonů v řádu desítek kW v letech 1978-9 (Vestas 30 a 55 kW, Bonus a Nordtank 30 kW) dospěl obor k hranici 10 MW, tedy k výkonu až 200x vyššímu. Aktuální zpráva WWEA ve své výhledové kapitole naznačuje i překonávání hranice 10 MW výkonu jedné větrné elektrárny. Podle této zprávy již společnost Vestas provedla upgrade svých elektráren na blíže neurčených lokalitách v Nizozemsku, Spojením království a v USA. Společnost General Electric má prototyp 12 MW elektrárny Haliade X pro mořské lokality, u níž počítá s provozním nasazením v letech 2024/25. Prototyp společnosti Siemens Gamesa SG 10.0-193 s průměrem rotoru 193 m a výkonem 10 MW by měl být instalován letos, komerčně by měly být tyto elektrárny nabízeny od roku 2022.