Evropské větrné elektrárny v roce 2021: instalovaný výkon, jubilea i rekordy

V uplynulém roce 2021 přibylo na celém území Evropy 17 GW instalovaného výkonu větrných elektráren (VtE). Ve statistice EWEA dosud přetrvává dvojí pohled na Evropu: po odchodu Velké Británie nezapočítává do „redukované“ bilance zemí EU nezanedbatelný přínos této země, který činí za rok 2021 2,65 GW, což byl vůbec nejvyšší roční přírůstek v celé Evropě. Evropa včetně Velké Británie má nyní celkem 236 GW instalovaného výkonu větrných elektráren. Evropské větrné elektrárny vyrobily roku 2021 437 TWh elektrické energie. Pozice ČR není lichotivá: mezi 39 zeměmi je s 337 MW na 26. místě, bez jakéhokoliv zvýšení kapacity v posledních dvou letech.

Z ploché nizozemské historické kulturní krajiny vyčnívaly pro zemi typické větrné mlýny. V současnosti je doplnily větrné elektrárny, na fotografii skupina větrných elektráren Enercon 7,5 MW u Lemmeru. (Foto B. Koč)

Vedle Velké Británie zaznamenaly nejvyšší přírůstky výkonu Švédsko (+2 104 MW), Německo (+1 925 MW), Turecko (+1 400 MW), Nizozemsko (+1 344 MW), Rusko (+1 139 MW), Francie (+1 192 MW), Španělsko (+759 MW), Dánsko (+754 MW), Norsko (+676 MW), Finsko (+671 MW), Polsko (+660 MW) atd. Největším „skokanem“ se během posledních let stalo Nizozemsko posunem do první desítky zemí „postižených“ větrnými elektrárnami. Na celoevropské bilanci přírůstků výkonu za rok 2021 se 64 % podílí 5 zemí: Německo, Španělsko, Velká Británie, Francie a Švédsko.

Na přírůstku výkonu VtE Velké Británie mají největší podíl nové instalace mořských „offshore“ elektráren – +2,3 GW (2 317 MW). Novými offshore instalacemi se zapsaly další země – Dánsko (605 MW), Nizozemsko (392 MW) a Norsko (4 MW na „plovoucích“ větrných elektrárnách).

Podrobná zpráva EWEA (Windeurope-Wind-energy-in-Europe-2021-statistics-pdf, https://windeurope.org > product ) obsahuje i další data, souvislosti a komentáře, včetně predikcí vývoje v příštích letech. Zpráva uvádí i 396 MW kapacity odstraněných větrných elektráren, které však byly vesměs nahrazeny vyšším výkonem nových instalací menšího počtu výkonnějších větrných elektráren na původních lokalitách.

Tabulka – Instalovaný výkon větrných elektráren ve 20 evropských zemích a podíl větrné elektrické energie na roční spotřebě v jednotlivých zemích. Tabulka uvádí „celoevropský“ pohled, bez separace podle příslušnosti k EU.

Bezesporu zajímavé bude aktuální porovnání vývoje v zemích a kontinentech mimo Evropu. Světová asociace WWEA vydává svou zprávu později. Je však jisté, že Čína a USA si své pozice udrží a vzhledem k dynamice přírůstku kapacity v Číně (r. 2019 +27,5 GW, r. 2020 +52 GW!) nebude nadále pochyb o čele světové tabulky ke konci roku 2021, až ji WWEA vydá.

K pozici a výhledu větrné energetiky v Česku se vyjádřil předseda Komory obnovitelných zdrojů Štěpán Chalupa. Na dotaz médií uvedl:

„Nyní je sektor opět na začátku, kdy znovu spouštíme podporu. Vláda vedle ní musí zjednodušit a zrychlit povolovací proces, vyřešit například zbytečné omezování zastaralými ochrannými pásmy a  jasně veřejně podporovat a propagovat větrné elektrárny jako preferované zdroje. Jejich rozvoj je veřejným zájmem. Aukční podpora pro 180 MW a dalších 110 MW podpořených stanoveným zeleným bonusem, jak s nimi počítá návrh vyhlášky MPO, bude hlavním motorem rozvoje. Měla by být k dispozici i investiční podpora z Operačního programu i Modernizačního fondu a objevují se první projekty stavěné díky PPA kontraktům, podívejte se na Micronix a ŠKO ENERGO. Ve srovnání s průměrnými hodnotami v sousedním Rakousku nebo Bavorsku, kde mají v průměru podobné větrné a geografické podmínky, je to málo. Na druhou stranu ale desítky MW nových instalací ročně odpovídají hodnotám ze startu větrné branže před 15 lety u nás. A Česko se teď v přesně takovém období nachází, deset let obor prakticky stagnoval.“

Větrná jubilea

Evropská větrná energetika zaznamenala v uplynulém roce několik „kulatých“ jubileí. Za počátek letopočtu tohoto oboru je možné považovat rok 1891, kdy v dánském městečku Vejen u Askova uprostřed Jutského poloostrova sestrojil profesor místní lidové školy Poul a Cour první větrnou elektrárnu v Evropě. Do historie oboru se Poul la Cour zapsal především tím, že ve vlastním na naše poměry primitivním větrném tunelu zkoušel vlastnosti rotorů větrných elektráren, především počtu a profilu jejich listů na výkon těchto motorů. Vše přitom i teoreticky zpracovával a zdůvodňoval. Samotné muzeum roku 2021 oslavilo 20 let své existence.

Historická budova badatelny Poul la Coura byla navržena jako platforma pro zkoušené prototypy prvních větrných elektráren. Tuto myšlenku uplatňují nyní i  někteří výrobci větrných elektráren, takže je možné na současných základech vyměnit překonané typy VtE za novější, výkonnější a efektivnější, bez nutnosti budování nových základů. (Foto B. Koč)

Replika zkušebního větrného tunelu v muzeu Poul La Coura (Foto B. Koč)

Nadmíru zajímavá mohou být v této souvislosti porovnání historických skutečností s tím, jak se obor v uplynulém čase vyvíjel a kam dospěl v současnosti.

Jméno Poul la Coura nese nyní jméno největšího aerodynamického tunelu na světě na akademické půdě, postaveného v letech 2018–2020 v areálu Dánské technické univerzity v Riso, 40 km západně od Kodaně. Je primárně určen pro vývoj a testování součástí větrných elektráren, především profilů jejich listů. Maximální dosahovaná rychlost proudění vzduchu („větru“), ve zkušební komoře 105 m/s (378 km/h) překonává hurikány nejvyšších stupňů. Tunel má uzavřený „větrný“ okruh, příkon ventilátoru s průměrem 4,7 m pro dosažení maximální rychlosti proudění je 2,4 MW.

Schema aerodynamického tunelu v areálu Dánské technické univerzity (DTU) v Riso.

Interiér zkušební komory v aerodynamickém tunelu DTU v Riso. (Foto DTU)

Tunel může samozřejmě sloužit i pro aerodynamické zkoušky a testování jiných objektů, např. automobilů, modelů staveb a dalších. Je vybaven i pro měření hluku a dalších akustických efektů vznikajících kolem testovaných objektů.

30 let větrných elektráren na moři

Další jubileum, které větrná energetika r. 2021 zaznamenala, je 30 let od stavby a zprovoznění první větrné tzv. offshore farmy na moři na světě. I zde patří prvenství Dánsku. Roku 1991 byla ve vodách průlivu Storebaelt, 2 km severně od obce Vindeby (ostrov Lolland, asi 100 km JZ od Kodaně) instalována skupina 11 větrných elektráren tehdejšího výrobce Bonus na 35 m vysokých stožárech a s průměrem rotorů 35 m s jednotkovým výkonem 450 kW (celkem 4,95 MW). Hloubka dna je zde 4 m. Farma dodávala ročně průměrně 9,61 GWh elektrické energie. Za dobu své existence dosáhla větrná farma 22,1% využití instalované kapacity. Roku 2017 byly časem překonané a na údržbu stále náročnější elektrárny demontovány. Byla však prokázána možnost stavby větrných elektráren na moři a získány zkušenosti s jejich provozem. Jedna z demontovaných elektráren se stala exponátem v dánském muzeu energetiky v Bjaerringbro.

Díly jedné z prvních „offshore“ větrných elektráren se po demontáži na původní lokalitě u Vindeby staly exponátem Dánského muzea energetiky v Bjaerringbro. (Foto TZB-info)

Další dnes již ikonickou mořskou instalací se stala roku 2001 (opět jubileum) skupina 20 větrných elektráren Bonus v průlivu Middelgrunden mezi Kodaní a švédským břehem s výkonem po 2 MW. Elektrárny jsou v provozu dodnes a staly se již neodmyslitelnou kulisou pohledu na průliv z Kodaně. Jsou postaveny asi 3,5 km od centra Kodaně v mírně prohnuté linii s rozestupy 450 m a také díky tomu jsou i nejfotografovanější a nejfotogeničtější skupinou větrných elektráren na moři.

Pohled na průliv Oresund mezi Kodaní a švédským břehem dotváří symboly současnosti: větrné elektrárny a most mezi Kodaní a Malmo. Plavba k větrným elektrárnám obohatila i nabídku turistických atraktivit. (Foto B. Koč)

Větrné farmy na moři prošly výkonově i počtem strojů bouřlivým vývojem. Tyto instalace umožňují konstrukce s většími průměry rotorů, vyšším výkonem (v současnosti 14 až 15 MW, s průměrem rotorů až 222 m při délce jednoho listu 108 m bez omezení „pevninskými“ hlukovými normami. Naopak si vyžádaly zcela nové stavební postupy, od zakládání na mořském dně (nebo konstrukci systémů „plovoucích“ větrných elektráren), stavbu flotil specializovaných lodí pro dopravu a montáž elektráren i nové postupy a způsoby údržby, servisu a oprav, až po výsadky montérů na gondoly elektráren z vrtulníků.

Znázornění vývoje mořských větrných elektráren za 30 let – od Vindeby (Dánsko) k offshore větrným parkům Borssen (Nizozemsko).
Zdroj: EWEA