Odklon od jádra: Co vlády nabídnou za investici do neefektivních zdrojů?
Rád bych se pozastavil na tématem, které v posledních měsících zapadlo pod nánosem zmatků okolo evropské dluhové krize, ale má silný dopad na evropskou ekonomiku a hospodaření energetických společností. Jde o loni na jaře oznámený odchod Německa od jaderné energetiky, ke kterému se během podzimu přidala Belgie. Německá vláda má v plánu nahradit velkou část elektřiny z jaderných elektráren obnovitelnými zdroji, zejména z větrných elektráren. Plánované řešení má řadu slabin, které jej činí velmi drahým a z některých důvodů téměř neuskutečnitelným.
Problémem větrných elektráren i solárních zdrojů je nemožnost regulovat jejich výkon podle aktuální spotřeby v energetické síti. Závisí totiž na povětrnostních podmínkách. Situaci komplikuje skutečnost, že větrná turbína vyrábí elektrickou energii pouze v určitém intervalu rychlosti větru.
Ve většině případů je to interval od 11 až 18 km/h, kdy výkon postupně nabíhá, po zhruba 36 až 48 km/h, kdy výkon dosáhne maxima. S vyšší rychlostí větru se dále nezvyšuje. Pokud rychlost větru dále stoupne, elektrárna se vyřadí z provozu.
Vzniká tedy problém, že občas máme přebytek energie (fouká příhodný" vítr nebo hodně svítí slunce), kterou nemá kdo spotřebovávat, a jindy její nedostatek (extrémním příkladem je energetická špička během chladného zimního dne s inverzí – větrníky a solárka nevyrobí nic).
Čím budou Němci topit?
Problém lze řešit dvěma způsoby:
budovat záložní kapacity, které jsou nespolehlivé zdroje schopny nahradit;
snažit se nadbytečnou energii uchovat pro pozdější spotřebu.
Záložní zdroj musí být možné rychle uvést do provozu a dobře regulovat jeho výkon, aby nahradil nevhodně načasovaný výkon větrných a slunečních elektráren. Takový požadavek splňují zejména konvenční plynové elektrárny, případně zdroje na biomasu nebo bioplyn. Ve všech případech je však nutno počítat z dalšími náklady na výstavbu a provoz těchto zdrojů, které systém s výrazným podílem větrných a solárních zdrojů dále prodražují.
Navíc v případě záložních zdrojů na zemní plyn vzrůstá závislost na dovozu energie z politicky problematických oblastí (určitou naději v tomto ohledu představuje zejména polský a francouzský plyn z břidlic, je však otázkou, zda a v jakém horizontu a množství se jej podaří v přeregulované Evropě těžit).
Další možností, jak lze teoreticky dostat pod kontrolu nesoulad mezi výrobou energie a její spotřebou, je uchovávání nadbytečné energie pro pozdější spotřebu. Zde je však situace ještě složitější než v případě záložních kapacit.
Klasickou možnost představují přečerpávací elektrárny. Jejich počet je však limitován dostupností vhodných lokalit. Navíc masivní výstavba nových umělých nádrží jistě narazí na odpor ekologů. A samozřejmě je nutné počítat s náklady na jejich výstavbu a provoz, které opět systém s výrazným podílem větrných a solárních zdrojů dále prodražují.
*Novou možností, kterou otevírá technologický pokrok v posledních dvaceti letech, jsou hybridní systémy založené na využití přebytečné elektřiny k výrobě vodíku v PEM *(Polymer Electrolyte Membrane) elektrolyzérech, jeho skladování a následné zpětné konverzi v palivových článcích na elektrickou energii. Samozřejmě, v úvahu připadá také využití vodíku pro jiné účely než opětovnou dodávku energie zpět do rozvodné soustavy.
Myšlenka se zdá být slibná, kromě řady technických problémů a nákladů na technologická zařízení, která využívá, však naráží na zásadní problém, a tím je účinnost přeměny elektrické energie na chemickou (vodík) a její zpětné uvolnění v palivovém článku. Účinnost elektrolyzéru je zhruba 50 až 60 %, účinnost palivového článku 30 až 45 %, přičemž účinnost klesá se zvyšujícím se výkonem vyráběné elektrické energie. Tímto způsobem ztratíme 73 až 85 % energie. Vezmeme-li v úvahu přeměnu střídavého proudu na stejnosměrný a zpět, dostáváme se s účinností na 12 až 22 %.
Bude-li tedy německá (a další) vláda na svém, dle mého soudu nedomyšleném a populistickém rozhodnutí trvat, bude se energetický sektor v Německu (a bohužel i jinde v Evropě) potýkat s výraznými problémy, které nejsou současné technologie schopny za rozumnou cenu řešit.
Nelze tedy očekávat, že se soukromí investoři bez vládních pobídek pohrnou do investic potřebných k zamýšlené přeměně energetického mixu. Spotřebitelé (jak z řad domácností, tak podniků) na novou situaci doplatí přemrštěnými cenami energie, vlády zbytečnými dotacemi do energetiky v době, kdy se snaží na každém kroku šetřit, a investoři v postižených zemích poklesem výnosu investic v poměru k postupovanému riziku.
