Jaké jsou mantinely pro českou energetickou koncepci

Jaké jsou mantinely pro českou energetickou koncepci

Vladimír Wagner ÚJF AVČR v.v.i. a komise NEKII Modul: Aspekty environmentální výchovy ve fyzice Studijní materiál byl vytvořen v rámci projektu Rozvoj profesních kompetencí učitelů fyziky základních a středních škol v Olomouckém kraji II, reg. číslo CZ.1.07/1.3.45/02.0027

Jaké jsou mantinely pro českou energetickou koncepci Vladimír Wagner ÚJF AVČR v.v.i. a komise NEKII Energetika je jedním ze základů, který určuje životní úroveň naší civilizace a i jednotlivých států. Česká republika je z velké míry při naplňování svých energetických potřeb závislá na svých geografických a geologických podmínkách. Zároveň je však ovlivněna i situací u svých sousedů. Je tak potřeba hledat řešení energetického mixu tak, aby odpovídala podmínkám, ve kterých žijeme. Specifika energetiky Energetika velice silně závisí na přírodních zákonitostech, jejich poznání a technologickém pokroku. Jedná se odvětví, které má velkou setrvačnost. Zdroje se budují na dlouhou dobu Vodní díla, která v současné době využíváme, jsou stará i řadu desítek let. Totéž se týká například i jaderných elektráren a desetiletí fungují i fosilní a další typy zdrojů. Také elektrická síť, která elektřinu distribuuje, se buduje dlouhodobě a její změny jsou spíše pozvolné a náročné nejen na finanční zdroje. V současné době a pravděpodobně ještě relativně dlouho budou pouze velmi omezené možnosti pro skladování energie. To vede k další důležité vlastnosti této oblasti energetiky, kterou je nutnost vyrovnané produkce a spotřeby v každém časovém okamžiku. Nutné tak je pomocí vhodné kombinace zdrojů, případně i regulací spotřeby, docílit potřebné stability okamžitého výkonu v síti. Vzhledem ke zmíněné důležitosti energetiky pro chod současné společnosti a citlivosti velké řady životně důležitých zařízení na výpadky dodávek elektřiny je zde třeba uplatňovat konzervativní přístup. Je třeba se spíše opírat o širší paletu zdrojů, novinky zavádět v širším měřítku až po ověření a vždy mít v záloze i případná náhradní řešení. Je dobré, když má energetická síť dostatečné rezervy v dostupném výkonu zdrojů i v možnostech jeho přenosu. Velké koncentrované zdroje Základem stabilní sítě musí být velké zdroje elektrické energie nezávislé na povětrnostních podmínkách. Je třeba si totiž uvědomit, že se neuspokojuje pouze potřeba domácností, ale i průmyslové výroby, nemocnic, dopravy a další infrastruktury nutné i pro bezpečný chod společnosti. Kromě vodních zdrojů se jako takové v současnosti uplatňují hlavně zdroje fosilní a jaderné. Z fosilních zdrojů se při výrobě elektřiny nejvíce využívají plynové a uhelné elektrárny. Jejich výhodou je, že jsou velice flexibilní a jejich výkon se může v širokém rozmezí regulovat. Výstavba těchto elektráren není investičně tak náročná a lze je postavit relativně rychle. Nevýhodou je velký objem paliva, které spotřebovávají a tím i vysoká cena provozu elektrárny. U uhlí to navíc znamená, že elektrárna nemůže být příliš daleko od uhelných dolů, které ji zásobují. Plyn se sice transportuje i na velké vzdálenosti, ale vzniká tím velmi silná závislost na zajištění kontinuální dodávky této suroviny a vývoji její ceny ve světě. U fosilních zdrojů je třeba počítat s jejich omezenými zásobami, i když zvláště

u uhlí jsou relativně vysoké. Navíc se dá uhlí i plyn využít i v jiných oblastech než je výroba elektřiny. A to v takových, kde se jinými zdroji zatím nahrazují jen těžko. Negativním aspektem je také produkce oxidu uhličitého. U plynu je sice nižší, zhruba poloviční, ale přesto dosti významná. Vysoké je i bezpečnostní riziko a ekologické dopady těžby potřebných surovin a emisí škodlivin. Jaderné zdroje jsou velmi náročné na investice do stavby elektrárny, spotřebovává se v ní však jen velmi malý objem paliva. Transport i z velmi velkých vzdáleností není problém a lze udělat zásoby paliva na dlouhé období, v principu i na celou dobu životnosti elektrárny. Provoz elektrárny je tak relativně velmi levný. Zásoby uranu (izotopu uranu 235) pro klasické reaktory jsou sice omezené, ale na toto století určitě vystačí. Navíc v případě využívání rychlých množivých reaktorů by mohly díky využití izotopu uranu 238 vystačit na tisíciletí. Výkon jaderné elektrárny je oproti fosilním zdrojům regulovatelný v menším rozsahu. Nevýhodou je, že alespoň v současné době jde dominantně o velké zdroje a tím je dána i zmíněná investiční náročnost. Pochopitelně je další nevýhodou i riziko havárie s únikem radioaktivity, které je velice silně pociťováno veřejnosti. Často bez ohledu na jeho reálnost. Pokud se totiž podíváme na seriózně provedené statistiky počtu úmrtí na jednotku vyrobené energie, patří jaderné zdroje k těm nejbezpečnějším. A na tom nic nezmění ani havárie ve Fukušimě I. Další nevýhodou je i dlouhodobost řešení otázky jaderného odpadu a opět vysoká citlivost obyvatelstva k tomuto faktu. Obnovitelné zdroje, většinou výhodné jako decentralizované malé Mezi stabilní zdroje patří elektrárny na biomasu, ať už se spaluje přímo nebo se spaluje až z ní připravený bioplyn. Ideální jsou tyto elektrárny v místě, kde je dostatek biomasy, nejlépe jako odpad zemědělské či další produkce zaměřené na jiné účely. To znamená, že výhodné jsou menší lokální zdroje, do kterých se biomasa nemusí dopravovat na velké vzdálenosti. Nevýhody se začnou projevovat v okamžiku, kdy se tyto zdroje využívají jako velké a v širokém rozsahu. Pak začnou narůstat negativa přepravy biomasy na velké vzdálenosti a pěstování rostlin čistě pro energetické účely, které pak konkuruje výrobě potravin. Velice specifickou úlohu mají už zmíněné vodní zdroje. Hydroelektrárny jsou stabilní a do jisté míry i snadno regulovatelné. Lze v určitém rozsahu regulovat odpouštění vody a výrobu elektřiny podle potřeb sítě. V případě přečerpávacích elektráren se jedná o v současné době jediný hromadně využívaný efektivní zdroj ukládání energie. Problém je, že u nás jsou možnosti těchto zdrojů již značně vyčerpány. Stavba každého z nich vede navíc k významné změně v životním prostředí daného regionu. Tím více to platí v případě přečerpávacích elektráren. Přesto by se měla podpořit stavba vodních děl v místech, kde by pozitivní aspekty převážily nad negativními. Další zdroje jsou výrazně proměnné. Jsou velmi silně závislé na geografických podmínkách a na vývoji počasí v daném místě. Sluneční elektrárny mají ideální podmínky v oblastech blíže rovníku, kde je slunce mnohem déle a výše nad obzorem a i oblačnosti zde v řadě oblastí bývá méně. Větrné elektrárny pak v místech se stabilním větrným prouděním. Ideální podmínky bývají hlavně v přímořských oblastech. V Evropě tak jsou nejvýhodnější území při pobřeží Baltského a Severního moře. Z tohoto důvodu by měly být v budoucnu hlavním zdrojem obnovitelné energie v Německu mořské větrné farmy. Velkou výhodou těchto zdrojů je, že se dají stavět ve velmi velkém rozsahu výkonů, nepotřebují palivo a jejich ekologické dopady jsou relativně velmi omezené. Nevýhodou je zmíněná nestabilnost a malá

hustota energie, kterou přeměňují na elektrickou. Takže třeba britská mořská větrná farma Thanet s výkonem 300 MW zaujímá plochu 35 km2 a největší v současnosti plánovaná sluneční tepelná elektrárna Ivanpah Solar Electric Generating System v Mohavské poušti (USA) s výkonem 392 MW má mít plochu 16 km2. Další nevýhodou jsou značně náklady na stavbu těchto elektráren přepočtené na jednotku vyrobené energie a tím i vyšší cena elektřiny z nich než pro zdroje vodní, fosilní či jaderné. Cena elektřiny z nich silně závisí na geografických podmínkách a tím definovaném koeficientu využití instalovaného výkonu. A zatímco pro tepelné sluneční elektrárny na jihu Evropy či mořské větrné farmy na severu se jedná o pouhé násobky oproti ceně z fosilních či jaderných zdrojů, u fotovoltaických elektráren u nás jde o rozdíl vyšší. Ve většině případů jsou obnovitelné zdroje výhodné, jako decentralizované malé jednotky ve vhodné kombinaci, vytvářející možnost ostrovního režimu. Například pokud je ve vesnici zemědělská produkce s dostatkem bioodpadu a větrno, je ideální kombinace malých zdrojů větrných a na biomasu. Vhodně se k tomu dá i přikombinovat malá fotovoltaika na budovách. Výhodná je i kombinace fotovoltaiky na budovách a malé vodní elektrárny. Možnosti zdrojů v České republice Pokud budeme uvažovat o využití různých typů elektráren v České republice, jsou limitujícím faktorem její geologické zásoby potřebných surovin a geografické podmínky. Jsou zde zanedbatelné zásoby ropy a plynu. Zásoby uhlí sice umožňují využití uhelných elektráren, ale budou se postupně vyčerpávat. Velká část současných zásob je také za těžebními limity a jejich prolomení předpokládá likvidaci sídel nad nimi. Zároveň je však uhlí využíváno i v teplárenství a výroba elektřiny z něho mu tak konkuruje. Geografické i povětrnostní podmínky v naší republice nejsou pro sluneční i větrné elektrárny ideální. Je jen velmi malý počet míst se stabilním větrným prouděním a také počet slunečních dní zde nebývá příliš velký. V našich geografických šířkách nemá smysl stavět sluneční tepelné elektrárny a uplatňují se pouze fotovoltaické. U nich je cena zatím mnohonásobně vyšší. Ani větrné se neobejdou bez dotací, i když nižších. To nevede k problémům, pokud je jejich podíl malý. Pokud však příliš naroste, tak se stávají kritickými, jak pozorujeme v současnosti i u nás. Při snaze razantnějším způsobem zvyšovat podíl těchto zdrojů se naráží na další mez. Velice často je počasí na většině území republiky podobné, takže pak máme elektřiny z obnovitelných zdrojů buď velký přebytek, nebo nedostatek. V případě příliš velkého přebytku by se pak část z nich musela vypínat, aby nebyla ohrožována síť, a to zase snižuje efektivitu jejich využívání. Česko je relativně malý stát a v ekonomice i energetice je silně závislé na svých partnerech. Všichni naši sousedé jsou importéři elektrické energie z nefluktuujících zdrojů. Jedině naše republika je exportérem a spolu s Francií je jedním z mála evropských států, které mají významnější přebytky elektřiny. Exportérem je také Německo, ale to velkou část vývozu uplatňuje z větrných zdrojů. Při vhodné větrné situaci má totiž značné přebytky výkonu. Jedním z dopadů událostí ve Fukušimě bylo i opětné zrychlení odstoupení Německa od jádra, odstavení sedmice nejstarších jaderných reaktorů a Německo začíná mít nedostatek stabilních zdrojů. Vzhledem k tomu, že podobnou cestou jako Německo se chtějí vydat i další evropské státy, lze předpokládat, že v budoucnu budou v Evropě stabilní zdroje chybně. Proto je podle mého názoru pro naši republiku životně důležité mít i v budoucnu alespoň slabý přebytek

výroby elektřiny ve stabilních zdrojích. Větší přebytek by ji však dal značnou strategickou i ekonomickou výhodu. Současný stav energetiky v Česku a Německu Mezi německou a českou energetickou koncepcí jsou značné zásadní rozdíly. Česko má jako klíčovou komponentu pro svůj přechod k nízkoemisní energetice v oblasti produkce elektřiny jaderné zdroje. Další oblastí, která by ke snížení emisí měla v Česku přispět, jsou obnovitelné zdroje. Měly by to však být pouze malé decentralizované zdroje využívající vhodné místní podmínky, například zdroje na biomasu využívající zemědělský odpad v místě, fotovoltaika na střechách nebo větrné zdroje v ideálních větrných místech, kde nenarušují ekologickou situaci v místě. Hlavně jaderné, ale také obnovitelné zdroje, přispěly k tomu, že podíl produkce elektřiny z uhelných zdrojů dostává poprvé v historii české energetiky pod 50 %. To je z ekologického hlediska velmi dobrou zprávu. Vynikne to zvláště při srovnání ze situací v roce 2000, kdy byl podíl produkce elektřiny z uhlí větší než 70 %. Změna byla umožněna hlavně spuštěním Temelína a zvýšením výkonu bloků v Dukovanech. Přispěly však i zmiňované obnovitelné zdroje. Například bioplynové zdroje letos dosáhly rekordu v podílu na produkci elektřiny okolo 2,5 %. V oblasti výroby tepla jsou v Česku snahy dominantně zaměřeny na velký potenciál úspor, spočívajících třeba v zateplování, a možností zapojení obnovitelných zdrojů, ať už jde o využití tepelných čerpadel, slunečních panelů pro produkci tepla nebo využití biomasy či odpadu. Důležité je také vyšší a efektivnější využití plynu a kogenerace. V Německu je energetická koncepce postavena na odmítnutí využívání jádra. Přechod k nízkoemisní elektroenergetice je tak postaven čistě na využití obnovitelných zdrojů. V tomto směru se spoléhá hlavně na větrné zdroje na severu Německa. Velký výkon se má postavit i fotovoltaických zdrojů, ovšem kvůli jejich mnohem menšímu ročnímu využití výkonu, jejich produkce elektřiny už nebude mít tak vysoký podíl. To je vidět i na současné situaci. V postaveném výkonu i dotacích dominují v Německu zdroje fotovoltaické. Výkon větrných zdrojů je nižší. V obou případech přesahují 30 GW. Přesto větrné zdroje vyrobí téměř dvojnásobek toho, co se získá z fotovoltaických zdrojů. Zvolená německá energetická koncepce však má také svá úskalí. V přechodné době musí do značné míry přinejmenším z jisté části nahradit jaderné zdroje fosilní elektrárny. Takže, na rozdíl od Česka, v Německu zůstal podíl produkce elektřiny z fosilních zdrojů zhruba stejný. V posledních letech se kvůli pokřivení trhu s elektřinou dotacemi do obnovitelných zdrojů navíc začala opětně zvyšovat produkce elektřiny z uhlí na úkor plynu. V tomto roce tak je produkce elektřiny z uhlí v Německu vyšší než v Česku, ve fosilních palivech toto platí už řadu let. Je otevřenou záležitostí, jak dlouho toto období intenzivního využívání fosilních paliv k výrobě elektřiny v Německu potrvá. Zvláště, když jaderné zdroje zatím pořád produkují přes 14 % elektřiny a do deseti let budou všechny odstavené. Je pochopitelné, že je v Německu snaha o co největší zkrácení této doby. V oblasti produkce tepla jsou německé trendy v energetické koncepci podobné těm českým, tedy důraz na úspory, zateplování a využití obnovitelných zdrojů a plynu. Tabulka 1: Výroba elektřiny v Německu (v terawathodinách za rok) v letech 2000 až 2012 (zdroje jsou zde a zde), pro rok 2012 se jedná o předběžná čísla (částečně ještě odhady):

Tabulka 2: Výroba elektřiny v Česku (v terawathodinách za rok) v letech 2000 až 2012 (zdroje jsou zde, zde a zde), pro rok 2012 se jedná o předběžná čísla (částečně ještě odhady):

Různé podmínky vedou k různé energetické koncepci Různost energetických koncepcí je dána zvláště rozdílností podmínek v obou zemích. Důležitým faktorem je, že Německo má značné zásoby uhlí a těžbu toho hnědého v posledních letech rozšiřuje. Černé uhlí naopak velmi intenzivně dováží, nyní například i velmi levné uhlí z USA. Je to umožněno i tím, že má mořské přístavy. Naopak lze očekávat rychlý úbytek zásob uhlí v Česku i v případě, že se s těžbou půjde za limity. Česká republika také nemá pobřežní oblasti se stabilní a příznivou větrnou situací. Tam může koeficient ročního využití výkonu u větrných turbín překračovat i 45 %. Je však možné připomenout jeden zajímavý otevřený problém s využitím hlavně mořských větrných turbín. U těchto značně velkých, komplikovaných a sofistikovaných zařízení je zatím hodně otevřenou otázkou jejich životnost v slaném a značně agresivním a náročném prostředí. Situaci v České republice a její větrnou mapu analyzoval Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a zjistil, že maximální technicky realizovatelný výkon je 2700 MW. V Česku umožňují větrné podmínky daleko nižší roční koeficient využití, a tak by zmíněný výkon mohl umožnit vyrobit okolo 6000 GWh elektřiny, což by mohlo vést k podílu na produkci elektřiny v Česku něco přes 6 %. Je tedy vidět, že je zde potenciál pro zvýšení oproti současnému stavu, kdy je instalovaný výkon 260 MW a výroba něco přes 300 GWh (koeficient ročního využití výkonu

necelých 14 %). Ale je také jasné, že u nás je potenciál větru omezený a opravdu nemůže významnějším způsobem přispět k náhradě uhlí a jádra. Zvláště, když si uvědomíme, že maximální technicky využitelný potenciál bývá značně vyšší než ten, který lze reálnými projekty zrealizovat. Navíc mohou těžko české větrné elektrárny se svou nízkou efektivitou ročního využití výkonu konkurovat německým v situaci, kdy je počasí podobné v celém regionu. Česká republika se tak nemůže spoléhat na uhelné a větrné zdroje, které jsou a budou základem německé produkce elektřiny. Vzhledem k mnohem menší ekonomické síle Česka i jeho jednotlivých obyvatel si Česká republika také nemůže dovolit tak vysoký podíl fotovoltaických zdrojů jako Německo. Naopak si na rozdíl od Německa může dovolit využívat zdroje jaderné. V Německu je veřejnost velice striktně proti využívání jaderných zdrojů. To je podstatný rozdíl od Česka, kde má další využívání jádra u veřejnosti podporu. Je tak jasné, že v obou zemích je třeba jít jinou cestou. Bavorsko ukáže, jak dopadne Česko při následování Německa Na jen velmi nesnadnou realizovatelnost německé cesty pro Česko ukazuje i srovnání s předpokládanou koncepcí produkce elektřiny v Bavorsku. Bavorsko je náš nejbližší soused, který má velice podobné podmínky. Má zhruba stejnou plochu, počet obyvatel, geografické podmínky (výhodou z hlediska vyššího využití vodní energie jsou Alpy na jihu) a jedná se také o silně průmyslově zaměřenou oblast. V minulosti spoléhala při produkci elektřiny také velmi silně na jadernou energii. Na rozdíl od Česka však musí poslouchat německou vládu, jak také poznamenal Alexander Martin. To znamená, že musí do roku 2022 odstavit i zbývající čtyři jaderné elektrárny s celkovým výkonem 5,5 GW. Až do současné doby jaderné bloky dodávají Bavorsku téměř 50 % elektřiny. Jejich produkci je třeba nahradit. Část dovozem, část obnovitelnými zdroji, ale velkou část také zdroji fosilními. To vede k tomu, že v každém případě zde dojde ke zvýšení emisí oxidu uhličitého. Podle původních a velmi optimistických plánů bude tento vzrůst do roku 2023 pouze o 20 %. Je však třeba zdůraznit, že takto nízké zvýšení předpokládá významný import elektřiny, dominující využití plynu a nízký podíl uhlí ve fosilních zdrojích a téměř 17 % podíl fotovoltaiky na produkci elektřiny. Avšak finanční zátěž, kterou realizace takové vize přinese, alespoň podle mého názoru, neunese ani bohatý německý spotřebitel. A ukazuje to i vývoj z posledních let, kdy v celém Německu i Bavorsku roste podíl uhelné elektřiny. Takže lze čekat méně fotovoltaiky a větší podíl uhlí, a tím i vyšší nárůst emisí při produkci elektřiny. Zatímco zvýšení produkce oxidu uhličitého v Bavorsku se schová v celkové situaci Německa, Česko by těžko mohlo splnit evropské cíle ve snižování emisí s takto intenzivním růstem produkce oxidu uhličitého v elektroenergetice. Je třeba zmínit, že situace v Bavorsku se nyní velmi komplikuje, jak se blíží odstavení prvního velkého jaderného bloku Grafenrheinfeld s výkonem 1345 MWe, který loni dodal 10 246 GWh. Ten měl být původně odstaven v prosinci 2015. Ovšem provozovatel požádal operátora sítě o možnost odstavení už v květnu 2015. V té době se má vyměňovat palivo. To už by se do konce roku nevyužilo a navíc se musí odvádět ze zavezeného paliva speciální daň. Ekonomicky se tak pouze zhruba půlroční provoz příliš nevyplatí. Další bloky se pak odstavují v roce 2016, 2017 a poslední v roce 2022. Bavorsko teprve tehdy pocítí citelně odchod od jádra. Původně se předpokládalo, že část jaderné elektřiny bude nahrazena elektřinou z větrného severního pobřeží. Ovšem stavba potřebných vedení velmi vysokého napětí se stále odkládala. Teprve v současnosti se stanovila trasa jednoho z hlavních, které propojí se severem právě Bavorsko. A zvedl se velký odpor obyvatel dotčených stavbou hlavně právě v Bavorsku. Vývoj v Bavorsku ukáže, jak by následování německé Energiewende dopadlo v Česku.

Zatím Energiewende Bavorsko moc nebolela, to se v následujících letech změní. Červeně odstavené bloky, modře dosud fungující. Jak reagovat na německou Energiewende V představách zelených aktivistů se často prezentuje, že Německo realizuje svou zelenou revolucí pomocí decentralizovaných malým zdrojům, tedy malých větrných turbín umožňujících spolu s bioplynem ze zemědělského odpadu samozásobení obcí elektřinou a fotovoltaickými panely na střechách domů. Takové příklady pochopitelně existují a v takových podmínkách jsou obnovitelné zdroje využity nejefektivněji. A právě takové zdroje podporuje i v současnosti projednávaná aktualizace státní energetická koncepce v Česku. Ovšem tyto zdroje by nemohly ve větší míře nahradit velké jaderné a fosilní zdroje. Proto Německo spoléhá na velké a i ty největší zdroje. Právě 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). Připomeňme, že naše největší 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. Pokud se podíváme na větrné elektrárny, tak právě v minulém roce byla spuštěna největší mořská větrná farma BARD s výkonem 400 MW a doplnila tak farmy Alpha Ventus s výkonem 60 MW a Baltic 1 s výkonem 48,3 MW. V současné době je podíl fotovoltaiky na výrobě elektřiny u nás necelé 3 %, i když má stejný výkon jako Temelín, který dodává téměř 18 %. To ještě síť může, když jsou navíc solární elektrárny poměrně rozumně rozprostřeny po celé republice, dobře zvládat. A lze také bez velkých problémů zaručit i stoprocentní výkup a využití této elektřiny. Ale jsou to pouhé necelé 3 %. Teď ještě pořád může fotovoltaika přispívat často k vykrývání špičky a nerozhodí elektrickou soustavu ani v jiných případech. Úplně jiná situace nastane, když se přistoupí k radikálnímu navyšování tohoto podílu. V Německu zatím dokáže fotovoltaika dodat pouze necelých 5 % elektřiny a už to začíná dělat značné problémy. Zde je postavený výkon 36 GW a plánuje se postavit až 60 GW. V době ideálních slunečních podmínek už jsou fotovoltaické

panely v Německu schopny dodat většinu potřebné elektřiny v daném okamžiku a v budoucnu už se bude muset v této době část solárních elektráren odstavovat, jak už se tomu děje u větrných. U nich je to hlavně dáno nedobudovanou sítí, která by byla schopna jejich elektřinu přenést. Tím se nejen zhoršuje využitelnost těchto zdrojů a prodražuje elektřinu z nich, ale vede to i k velkým problémům s regulací sítě. Aby Německo navýšilo podíl výroby elektřiny ze solárních a větrných zdrojů, musí postavit takové jejich výkony, které v ideálních povětrnostních podmínkách pokrývají násobky spotřeby, aby i v horších podmínkách dodávaly dostatek elektřiny. I tak třeba v zimních měsících dodává fotovoltaika elektřiny jen velmi málo. A v těch ideálních se naopak část z ní musí vypínat. Kromě snížení efektivity těchto zdrojů a zvýšení ceny elektřiny z nich to vede k tomu, že při ideálním počasí bude region zaplavován obrovskými přebytky elektřiny z fluktuujících obnovitelných zdrojů, které budou na burze se silovou elektřinou kvůli nadprodukci k mání téměř za nulovou cenu. Právě na tyto přebytky se odvolávají zelení aktivisté, když zdůvodňují, že není potřeba dostavět Temelín. Navrhují reagovat na německou energetickou koncepci jejím napodobením, tedy odstoupit od jádra a budovat obnovitelné zdroje. Ovšem tato reakce na změny v německé energetice je vůbec to nejhorší, co se dá dělat. 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. Přičemž navíc například naše větrné elektrárny nikdy nebudou tak efektivní jako ty na severu Německa. Je tak jasné, že u nás se díky německé energetické politice vyplatí stavět pouze malé decentralizované fotovoltaické a větrné zdroje, sloužící místní spotřebě a využívající přibližování k a případné dosažení 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. A to je přesně to, co navrhuje a předpokládá energetická koncepce MPO zahrnující doporučení Nezávislé energetické komise II. Tedy podpořit vhodnou kombinaci lokálních obnovitelných zdrojů využívajícím výhody místních podmínek. Decentralizovaná kombinace větru a biomasy z odpadu na farmách či fotovoltaika na domcích dominantně určená pro samozásobení nemohou rozhodit elektrickou síť, ale také nemohou výrazně přispět k náhradě velkých zdrojů. Prostě jsou ideálním efektivním doplňkovým zdrojem. 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 ve větrné a slunečné době, dovážejí téměř zadarmo německou a dánskou obnovitelnou elektřinu a při špatných povětrnostních podmínkách Německu a Dánsku draze svoji vodní elektřinu prodávají. Stejně to mohou částečně provozovat alpské země. My však bohužel máme potenciál vodních zdrojů velmi omezený. Pokud by však někde potenciál hlavně pro přečerpávací elektrárny byl, tak to jsou ty nejvýhodnější zdroje. Další možností jsou uhelné a plynové zdroje. To však v případě, že máte dostatečné zásoby svých relativně levných fosilních paliv. Ale to není náš případ. Plyn nakupujeme veškerý a uhlí, pokud nepůjdeme za limity, také docela brzo dojde. A v dohledné době nebude (pokud se uplatní vize Zelených o našem přistoupení k německé cestě) i v případě, že se ty limity zruší. Pro nás je tak opravdu nejlepší a nejekologičtější energetická koncepce reagující na vývoj v Německu tato: základní zatížení zajistit hlavně jadernými bloky a špičky, pokud jsou vhodné povětrnostní podmínky, zajišťovat dovozem laciné elektřiny 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. U jaderných bloků by se revize a výměny paliva prováděly v době minimální potřeby elektřiny, což se pochopitelně děje i teď. Moderní bloky se dají poměrně dobře regulovat, takže by mohly reagovat na masivní přetoky obnovitelné elektřiny z Německa i snižováním výkonu. Toto snižování výkonu by nastávalo v době nadbytku elektřiny v regionu, kdy by její cena na burze klesala k nule a naopak plný výkon by byl v době povětrnostních podmínek nevhodných pro fluktuující neřiditelné obnovitelné zdroje, kdy bude v regionu nedostatek elektřiny a její cena na burze bude vysoká. Takže ani ekonomicky by takové regulování výkonu u jaderných bloků nemuselo být neřešitelným problémem. 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. 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 Kč/kWh, v Česku 0,147 Kč/kWh a ve Francii 0,142 Kč/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 ji nemá příliš cenu brát v úvahu. Daleko důležitějším kritériem tak podle mého názoru je stabilita, soběstačnost a bezpečnost dodávek elektřiny při zachování její ceny sociálně únosné pro spotřebitele a konkurenceschopné pro průmysl a z ekologického hlediska pak 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. Prioritou by měl být výzkum Přechod k nízkoemisní energetice je dominantně závislý na vědeckém výzkumu a nových objevech. Bez zásadního pokroku v efektivitě slunečních článků nelze počítat s tím, že by se jejich masovější využití obešlo bez dotací. Je třeba zdůraznit, že rekordy v efektivitě v laboratořích jsou často hodně daleko od hodnot realizovatelných v masové praxi. Je také třeba zmínit, že cena panelů začíná tvořit menší část celkové ceny. Nejkritičtější slabinou pro využití fluktuujících obnovitelných zdrojů je však nemožnost efektivního masivního ukládání energie. V této oblasti není kromě přečerpávacích vodních elektráren žádná jiná možnost zatím schopna masivního a efektivního využití v praxi. A čeká se na opravdu zásadní zlom v oblasti základního a aplikovaného výzkumu. Je zde zásadní potenciál právě v oblasti chemického ukládání. Zde by například dlouho uvažovanou

možnost využití produkce vodíku pro ukládání a transport energie mohla zastoupit produkce a spalování metanolu. To má potenciál uložení zhruba 5 kWh/l. A nemá řadu nebezpečných stránek spojených s manipulací s vodíkem. Právě v oblastech chemie a biochemie a jejich využití pro energetiku by mohl být také značný potenciál pro česko-německou spolupráci. V základním a aplikovaném výzkumu se nikdy neví, která cesta bude tou pravou a k čemu nás zavede. Proto je třeba zachovat široký záběr výzkumu a jeho rozmanitost. Evropa má stále velmi silnou pozici v oblasti fúze, která byla oceněna i tím, že se v současnosti největší tokamak ITER, který by měl ukázat možnost budoucí realizace termojaderného reaktoru, buduje v Evropě. Ovšem v Asii se nyní vybudovalo několik supermoderních tokamaků (Jižní Korea, Čína) a plánují se další. Je tak otázka, zda by nebylo rozumnější alespoň malou část financí v současnosti Evropou posílaných ve formě přímých dotací do ceny na fotovoltaické panely do čínských výroben, nedat raději na evropský energetický výzkum. Zdá se, že nyní se kromě průmyslu začínají nejen do Číny přesouvat i produkce špičkové technologie a vědecký výzkum, a to nejen v energetice. Klíčová je spolupráce Nejkritičtějšími problémy, které musí řešit nejen Česko a Německo, ale celá Evropská unie, je situace, která je vyvolána masivními dotacemi do obnovitelných zdrojů a lze ji označit jako kolaps trhu s elektřinou. Ten je zároveň doprovázen problémy s nízkou cenou na trhu s emisními povolenkami. Cena elektřiny na trhu je proto tak nízká, že se nevyplatí investovat do žádného nedotovaného zdroje. Výměna starých zdrojů se tak v řadě případů úplně zastavila. Týká se to hlavně stabilních klasických zdrojů, které jsou klíčové pro udržení stability sítě. Nízká cena elektřiny na burze však nevede k nízké ceně elektřiny pro spotřebitele. Právě naopak, cena elektřiny na burze už začíná být jen malou částí celkové ceny pro spotřebitele a daleko větší část začínají tvořit náklady na OZE dotace a síťové služby. I to je důvod, proč nejvyšší cenu elektřiny pro spotřebitele mají v Evropě Dánsko a právě Německo, což jsou státy s největším podílem dotované elektřiny z fluktuujících obnovitelných zdrojů. Fluktuující zdroje se navíc neobejdou bez záloh, které se však díky omezené době, kdy pracují, a neustálé provozní pohotovosti investorovi nevyplatí. Je tak třeba řešit hrazení těchto pohotovostních kapacit, které udržují stabilitu sítě. Nastavení trhu způsobuje, že kromě dotovaných zdrojů se vyplatí provozovat pouze již postavené zdroje s minimálními provozními náklady (jaderné a vodní) a pak už jen nejstarší uhelné elektrárny. Výsledek vidíme právě v Německu, které se tak vrací od plynu k uhlí se všemi příslušnými ekologickými dopady. Bez radikálních změn na národní i mezinárodní úrovní není evropská energetika udržitelná. Je však třeba hledět na problém v širokém kontextu. Například přílišné zvýšení cen emisních povolenek nemůže akceptovat polská elektroenergetika, která je z více než 90 % postavena na uhlí. Ostatně by ji těžko ustála i elektroenergetika německá, která bude muset po přechodnou dobu určitě intenzivně využívat fosilní paliva. Je nutné vytvoření rozumného právního rámce bez inflace velkého množství proti sobě jdoucích pravidel. V energetice je třeba v co největší míře omezit nutnost takových „protiprávních retroaktivních“ kroků, které vedou k soudním a arbitrážním sporům. Jako bylo okamžité odstavení jaderných bloků v Německu v roce 2011 nebo solární daň v České republice snažící se napravit předchozí chyby v dotačních zákonech týkajících se obnovitelných zdrojů. Bez nastavení nových pravidel, které by zohlednily i nutnost hrazení nákladů spojených s přepravou elektřiny i přes hranice několika států, nelze zajistit budování evropské elektrické sítě, která by umožnila přepravu elektřiny z míst vhodných pro obnovitelné zdroje do míst spotřeby. Tato oblast je možná tou nejproblematičtější v česko-německých vztazích.

Už teď nastávají situace, kdy z výkonu 8000 MW vyrobených ve větrných zdrojích na severu Německa jde přes Polsko a Česko celých 3500 MW. A to se mají výkony těchto větrných zdrojů ještě násobně zvyšovat. Taková situace je velmi nebezpečná a hrozí výpadky s dalekosáhlými dopady. V tomto směru však existuje obrovský potenciál pro spolupráci. Česká republika by posílením svých vedení vysokého napětí a stabilními zdroji po cestě, právě třeba ve formě jaderných bloků, pomohla transportovat velká kvanta elektřiny z větrných elektráren k místům spotřeby na jihu Německa a Rakousku nebo k alpským vodním zdrojům. Pokud by se našly možnosti, jak hradit potřebné náklady, mohlo by Česko přispět významně k udržení stability sítě v této části Evropy, která je potřebná pro všechny zde ležící státy. Je zde obrovský potenciál pro spolupráci v oblasti vývoje sítě přepravující elektřinu na obrovské vzdálenosti i vývoje místních vysoce decentralizovaných sítí (smart grid). Ať už při výpočetním modelování, vývoji potřebných zařízení i při přípravě pravidel pro zákonné prostředí. Doporučená literatura: Dana Drábová, Václav Pačes a kol., Perspektivy české energetiky – Současnost a budoucnost, Novela Bohemica, 2014, 348 stran Přednášky z česko-německého sympózia o spolupráci v energetice, pořádaném Českou učenou společností a Heidelberskou akademií 18. a 19. prosince 2013 v Praze, která jsou na těchto stránkách: http://www.learned.cz/cz/co-je-noveho/aktuality/energy-symposium.html