Vědecký sloupek: Německo prochází revolucí. Co máme dělat my?

Německo chce zrušit využívání jaderných elektráren a výrobu elektřiny zajistit kombinací fosilních a obnovitelných zdrojů. Fyzik Vladimír Wagner se ptá: Co můžeme udělat, aby nás německá změna neohrožovala, co nejlépe jsme ji využili a zajistili si levnou elektřinu?

Solární elektrárna na poli u Výšovic na Prostějovsku. | foto: Luděk Peřina, MAFRA

Náš největší soused prochází energetickou revolucí. Německo se vydává na cestu k energetice s velkým podílem obnovitelných zdrojů a zároveň fosilních paliv, jak jsem ukázal v minulém článku.

Vladimír Wagner

Jaderný fyzik Vladimír Wagner pracuje na oddělení jaderné spektroskopie v Ústavu jaderné fyziky AVČR v Řeži u Prahy. Zabývá se výzkumem horké a husté jaderné hmoty pomocí srážek relativistických těžkých iontů a možností transmutace jaderného odpadu intenzivními toky neutronů.

Byl členem Nezávislé energetické komise II, která pod vedením Václava Pačese a Dany Drábové připravovala pro Ministerstvo průmyslu a obchodu analýzu stavu a perspektiv vývoje české energetiky.

Ekologičtí aktivisté často říkají, že Německo realizuje změnu pomocí malých zdrojů, tedy malých větrných turbín a fotovoltaických panelů na střechách domů, které spolu s bioplynem ze zemědělského odpadu umožňují samozásobení obcí elektřinou. Takové příklady pochopitelně existují a jde o nejefektivnější využití obnovitelných zdrojů. Ovšem velké jaderné a fosilní zdroje tímto způsobem nahradit nelze.

Proto Německo spoléhá na velké a největší "zelené výrobny". V minulém roce byly v Německu dokončeny dvě největší německé fotovoltaické elektrárny s výkonem 145 MW (solární elektrárna Neuhardenberg) a 129 MW (solární elektrárna Templin). Největší české solární elektrárny mají výkon pouze 38 a 35 MW. Zatímco u nás jsou fotovoltaické elektrárny s výkonem větším než 20 MW pouze čtyři, v Německu je jich 17 a z toho 12 je těch, které jsou větší než ty zmíněné největší naše.

Podobné příklady se najdou i u větrných elektráren. V minulém roce v Německu spustili největší mořskou větrnou farmuBARD s výkonem 400 MW, která se připojila k již fungujícím farmámAlpha Ventus (60 MW) a Baltic 1 (48,3 MW).

Slunce výkonné a odstavené

V současné době je podíl fotovoltaiky na výrobě elektřiny u nás necelá tři procenta. To ještě síť může dobře zvládat, když jsou navíc solární elektrárny poměrně rozumně rozprostřeny po celé republice. Lze také zaručit stoprocentní výkup a využití této elektřiny. Ale je to dané právě malým podílem v celkové výrobě. Teď ještě pořád může fotovoltaika přispívat k vykrývání špiček ve spotřebě a nerozhodí elektrickou soustavu ani jindy. Úplně jiná situace nastane, když se přistoupí k radikálnímu navyšování tohoto podílu.

Problémem je tedy znovu nespolehlivost obnovitelných zdrojů. Pokud chcete navýšit podíl výroby elektřiny ze solárních a větrných zdrojů, musíte jich postavit tolik, aby dostatek elektřiny dodávaly i za ne úplně příznivých podmínek. To ale znamená, že za ideálních povětrnostních podmínek vyrábějí podstatně více, než kolik činí spotřeba.

V Německu dokáže fotovoltaika dodat pouze necelých pět procent celoroční spotřeby elektřiny a už začíná dělat značné problémy. Za ideálních slunečních podmínek jsou fotovoltaické panely v Německu schopny dodat většinu potřebné elektřiny v daném okamžiku. Velké regulovatelné zdroje tak sice mohou i radikálně snížit výkon,ale stejně musí být v pohotovosti jako záloha pro případ zhoršení počasí.

V budoucnu, až jejich výkon ještě vzroste, se tedy bude muset ve slunečných dnech část solárních elektráren odstavovat (jako dnes je tomu u větrných), což ovlivní ekonomiku jejich provozu. V takových chvílích je a nadále bude region zaplaven obrovskými přebytky elektřiny, které budou na burze se silovou elektřinou kvůli nadprodukci k mání za téměř nulovou cenu.

Levně bude všude. Občas

Právě na levné přebytky z obnovitelných zdrojů se odvolávají zelení aktivisté, když zdůvodňují svůj odpor k dostavbě Temelína. Navrhují reagovat na německou energetickou koncepci jejím napodobením, tedy odstoupit od jádra a budovat obnovitelné zdroje.

Ovšem to je vůbec nejhorší možná reakce na změny v německé energetice. Větrné a fotovoltaické elektrárny nejlépe fungují za stabilních (vhodných) povětrnostních podmínek. A ty pak jsou většinou v celém regionu. Je tak nesmysl, aby se u nás stavěly větrné a fotovoltaické elektrárny, které by vyráběly elektřinu pro dodávky do sítě v době, kdy bude tato část Evropy zaplavována obrovskými přebytky elektřiny z Německa. Navíc v případě větru platí, že naše větrné elektrárny nikdy nebudou tak efektivní jako ty na severu Německa.

U nás se díky německé energetické politice vyplatí stavět pouze malé decentralizované fotovoltaické a větrné zdroje, které budou sloužit místní spotřebě a využívat přibližování (či dosažení) tzv. grid parity, tedy vyrovnání s cenou, kterou platí spotřebitel. Absolutně nesmyslná je tak podpora výkupních cen elektřiny do sítě u těchto zdrojů a případné dotování v této oblasti je lépe řešit jinak (podrobně viz zde).

Přesně to navrhuje a předpokládá energetická koncepce ministerstva průmyslu, která zahrnuje doporučení Nezávislé energetické komise II podpořit vhodnou kombinaci lokálních obnovitelných zdrojů využívajících výhody místních podmínek. Třeba výroba elektřiny z odpadu zemědělských podniků či fotovoltaika na domcích nemohou rozhodit elektrickou síť, ale také nemohou výrazně přispět k náhradě velkých zdrojů. Prostě jsou "jen" ideálním efektivním doplňkovým zdrojem.

Horní nádrž přečerpávací vodní elektrárny Dlouhé Stráně na vrcholu stejnojmenné moravské hory

Česká stabilita

Jako odpověď německým silně fluktuujícím a neregulovatelným obnovitelným zdrojům má cenu stavět právě pouze zdroje stabilní a regulovatelné. Německé obnovitelné zdroje lze vyrovnávat například pomocí vodních elektráren, buď přečerpávacích, nebo regulovatelných normálních. To je obrovská výhoda severských zemí, které při příhodném počasí dovážejí téměř zadarmo německou a dánskou obnovitelnou elektřinu a při špatných povětrnostních podmínkách Německu a Dánsku draze prodávají svoji vodní elektřinu. Stejně to mohou částečně provozovat i alpské země.

Pokud bychom také měli možnost stavět hlavně přečerpávací elektrárny, byly by pro nás ty nejvýhodnější. Ale naše krajina nám nedává dost vhodných míst.

Další možností je stavět uhelné a plynové zdroje. Ale to bychom museli zase mít zásoby svých relativně levných fosilních paliv. Ovšem to není náš případ. Plyn nakupujeme veškerý a uhlí, pokud nepůjdeme za limity, také docela brzo dojde. Pokud by se uplatnila vize Zelených o našem přistoupení k německé cestě, ani překročení limitů by na dlouho nepomohlo.

Pro nás je tak opravdu nejlepší a nejekologičtější zajistit základní zatížení hlavně jadernými bloky, u kterých by se vyměňovalo palivo a prováděla údržba v části roku s nižší spotřebou.

Když bude ve špičce zapotřebí více elektřiny, budeme mít dvě možnosti: v případě dobrého počasí ji pokryjeme dovozem laciné elektřiny z obnovitelných zdrojů z Německa, které se bude muset zbavovat jejich přebytků. Na burze tak bude téměř zadarmo a dotace na tuto elektřinu platí německý daňový poplatník a spotřebitel. V případě špatného počasí pak využít elektřinu z vody, biomasy, plynu a uhlí. Tím se spotřeba fosilního paliva velmi silně omezí a zároveň se co nejvíce využijí německé přebytky výroby z obnovitelných zdrojů.

Další výhodou takové energetické koncepce je, že není závislá na dovozu a situaci v okolních státech a zajišťuje vysokou míru bezpečnosti. Umožňuje mít dostatek výkonu i výroby. Zároveň bude mít Česká republika dostatek řiditelných spolehlivých zdrojů, které budou pomáhat udržovat stabilitu sítě a transport elektřiny v daném regionu. Těch bude jinde velký nedostatek a jejich podpora provozu sítě bude stále více ceněna.

Drahá revoluce

V posledních letech roste cena elektřiny pro spotřebitele v Německu právě kvůli dotacím do obnovitelných zdrojů extrémně rychle a je už téměř dvakrát větší než v Česku nebo ve Francii. Podle statistik Eurostatu byla v roce 2011 cena v Německu 0,253 EUR/kWh, v Česku 0,147 EUR/kWh a ve Francii 0,142 EUR/kWh. A nyní se rozdíly ještě více prohloubily a způsobují Německu tak velké problémy, že je nemůže příliš dlouho nechat bez řešení.

Někteří ekonomičtí analytici sice tvrdí, že se v současné době nevyplatí vzhledem ke zmíněným kolísáním a nízkým cenám na burze silové elektřiny stavět žádný nedotovaný zdroj, a Česko by tak několik let žádný velký zdroj nemělo stavět. Problém ovšem je, že bezpečnost a stabilitu dodávek elektřiny u nás je třeba zajistit v podmínkách, kdy u našich sousedů panuje nedostatek hlavně stabilních zdrojů a nelze spoléhat na to, že se situace změní.

Reálný trh s elektřinou vlastně neexistuje, protože je vytvářen dominantně dotacemi. A budování zdrojů a sítě je dlouhodobou záležitostí. V tomto případě nemají podle mého názoru současné ceny silové elektřiny na burze téměř žádnou vypovídací hodnotu a při vytváření koncepce výstavby zdrojů nemá příliš smysl je brát v úvahu.

Daleko důležitějším kritériem tak podle mého názoru je stabilita, soběstačnost a bezpečnost dodávek elektřiny při zachování její ceny únosné pro spotřebitele a konkurenceschopné pro průmysl. Z ekologického hlediska má pak smysl snaha o snížení emisí škodlivin. Zároveň je důležité, aby byl mix pestrý a dokázal reagovat na změny v budoucnu. A právě současný návrh aktualizace státní energetické koncepce takové požadavky dobře splňuje.