Poplatky za elektřinu a teplo dnes tvoří značnou část měsíčních výdajů z rodinných rozpočtů. A mnoho domácností se – vcelku oprávněně – obává, že ceny energií dále porostou. Možností, jak se pokusit stabilizovat rozpočet, je více. Domácnost může snížit spotřebu, přejít k jinému dodavateli nebo snížit závislost na distribuci zvenku tím, že si začne energii sama vyrábět. Vedle již dobře zavedené fotovoltaiky v současné době existuje i možnost vyrábět si doma elektřinu s pomocí malých větrných elektráren. Ale stojí vůbec zato postavit si doma na zahradě větrnou turbínu? Stojí, zejména v těch případech, kdy z nejrůznějších důvodů nelze instalovat solární panely.

Malá větrná elektrárna funguje velmi podobným způsobem jako ty velké. Vítr roztočí rotory a generátor díky tomu začne vyrábět elektrickou energii. Avšak na rozdíl od velkých větrných turbín mohou být tyto malé větrné elektrárny umístěny přímo na zahradě domu nebo na jiných, plochou nikterak rozlehlých místech.

Typicky mívají takovéto větrné systémy výkon kolem 30 kW. Vzájemně se mohou lišit tím, že některé mají větrné turbíny umístěny horizontálně, některé vertikálně, přičemž ty horizontální, které fungují zcela stejně jako velké větrné turbíny, poskytují o něco více energie.

Horizontální nebo vertikální?

Horizontální, tedy klasické větrné turbíny, produkují větší výkon než vertikální, ale podmínkou jejich fungování je, že musejí být stále vystaveny větru. To vyžaduje neustálé seřizování celého systému. Oproti tomu u vertikálních větrných turbín, ve kterých se rotory otáčejí kolem stacionární osy, seřizování není nutné, protože pro jejich fungování tolik nezáleží na tom, ze kterého směru vítr zrovna fouká. Vertikální turbíny jsou také méně náchylné na poryvy větru, jsou tišší a téměř nevytvářejí vibrace. Těmito klady tak vyvažují již umíněnou nižší účinnost v porovnání s horizontálními turbínami.

Výhody a nevýhody v porovnání se soláry

Větrné elektrárny mohou pracovat nepřetržitě, vše záleží pouze na větru, mohou tedy na rozdíl od fotovoltaiky vyrábět elektřinu i v noci. To je zřejmě jejich největší výhoda. Určitým problémem však je, že většině těchto malých turbín pouze mírný vánek pro dostatečný výkon nestačí. Aby mohly efektivně vyrábět elektřinu, měl by foukat vítr o rychlosti alespoň 10 metrů za sekundu, tedy 36 km/h. Na Beaufortově stupnici je to síla větru 5. stupně, což odpovídá již poměrně svižně vanoucímu ​​větru. Bez anemometru lze tuto sílu větru rozpoznat tak, že vítr je velmi dobře slyšitelný a větší větve i celé stromy se zcela zřetelně kývají.

Pokud je však síla větru jen o jeden stupeň nižší, tedy 4, dosahují takovéto malé větrné turbíny pouze 20 % jejich maximálního možného výkonu. V tomto ohledu tedy větrníky v porovnání se solárními panely prohrávají. Další nevýhodou je to, že většina větrných turbín vytváří určitý hluk, a to nejen v důsledku působení větru, ale také vlastními vibracemi. Než se tedy rozhodnete pro pořízení takovéhoto zdroje elektrické energie, měli byste si o tom promluvit i se svými sousedy, abyste se tak vyhnuli jejich případným stížnostem.

Jde to i efektivněji

Malým větrným turbínám se ale možná rýsuje světlejší budoucnost, než by se z dosavadních slov mohlo zdát. Nedávno se totiž na trhu objevily malé větrné turbíny od berlínské firmy MOWEA. Ty jsou speciálně navrženy pro použití ve městech a lze je sestavovat modulárně v různých prostorově limitovaných lokalitách, třeba na střechách domů jako soláry. Systém lze skládat na principu Lega do různých sestav, které firma označuje termíny Cube, Net, String a Champ. V případě potřeby lze vzájemně spojit i několik takovýchto systémů a je dokonce možné propojit je s fotovoltaikou.

Hlavní výhodou tohoto systému však je, že v porovnání s jinými malými větrnými turbínami je jeho výkon vyšší. K tomu, aby se uvedla do chodu, stačí této malé větrné turbíně již vítr o rychlosti 3 m/s. To podle stupnice odpovídá síle větru 1 až 2, tedy výrazně menší, než již zmíněných 10 metrů za sekundu, tj. 36 km/h, které jsou nutné pro iniciaci ostatních podobných větrných systémů.

 Jedna takováto větrná turbína má sice výkon pouze 0,5 kW, ale zajímavá je zde právě již zmíněná možnost propojení několika větrných turbín do sestavy. Již čtyři takovéto větrné turbíny tak mohou podle výrobce pokrýt energetické potřeby čtyřčlenné domácnosti. Domácí malá výroba elektřiny z větru má tedy svá nejlepší léta určitě ještě před sebou.  

Britská energetická společnost BP nedávno zveřejnila svou již tradiční zprávu o celosvětové spotřebě energií. Tento přehled, který společnost publikuje již 70 let, je respektovaným zdrojem informací a indikátorem nových trendů pro řadu firem působících v oboru energetiky, vládních institucí i nevládních organizací. Loňský rok však byl i v oblasti energetiky značně poznamenán pandemií covid-19, takže řadu údajů obsažených ve zprávě tentokrát nelze brát jako nástup nových vývojových směrů, ale mnohem spíše jako výkyvy. Například poptávka po ropě loni dramaticky poklesla, avšak nyní je již zřejmé, že v první polovině letošního roku se do značné míry vrátila k normálu. Bylo by tedy vážnou chybou myslet si, že loňský propad je začátkem nějakého nového dlouhodobého vývoje.

Globální spotřeba primární energie v loňském roce poklesla o 4,5 %, což byl největší meziroční pokles od roku 1945. Tři čtvrtiny tohoto poklesu přitom šly na vrub spotřebě ropy – vcelku pochopitelně, protože pandemie velmi dramaticky ovlivnila pohyb osob, tedy dopravu. K menšímu poklesu došlo také ve spotřebě uhlí, zemního plynu a jaderné energie. Spotřeba energie z obnovitelných a vodních zdrojů naopak poměrně výrazně vzrostla.

I přes prudký pokles spotřeby zůstala ropa s podílem 31,2 % největším zdrojem energie. Následovalo uhlí, které se podílelo 27,2 %, zemní plyn 24,7 %, voda 6,9 %, obnovitelné zdroje 5,7 % a jaderná energie 4,3 %. Fosilní paliva tak loni stále představovala 83,1 % světové spotřeby primární energie.

K poklesu spotřeby energie došlo na celém světě – zaznamenalo jej více než 95 % zemí, nejvíce pak USA, Indie a Rusko. Jendou z výjimek byla Čína, kde spotřeba energie meziročně vzrostla o 2,1 %. I tak to však bylo výrazně pod průměrným růstem Číny za posledních 10 let, který činil 3,8 %.

Globální emise oxidu uhličitého poklesly v roce 2020 o 6,3 %. Stejně jako u spotřeby energie to byl také největší meziroční pokles od roku 1945 a celoroční emise se celkovým objemem vrátily na úroveň zaznamenanou v roce 2011. Jak však uvádí zpráva, míra poklesu emisí uhlíku v loňském roce odpovídá hodnotě, které by měl svět dosahovat každý rok po příštích 30 let, aby bylo možné naplnit cíle Pařížské klimatické dohody.

(zdroj: BP)

Bez ropy to zatím nejde

V roce 2020 svět spotřeboval 88,5 milionu barelů ropy denně. To bylo o 9,3 % méně než v roce 2019 a zhruba to odpovídalo spotřebě ropy v roce 2012. Ropa i tak stále představuje téměř třetinu zdrojů světové spotřeby energie.

Celosvětová těžba ropy poklesla v roce 2020 o 6,6 milionu barelů denně. Asi dvěma třetinami se na tomto poklesu podílely země OPEC. Produkce ropy v USA poklesla o 600 000 barelů denně, což byl tamní největší meziroční pokles zaznamenaný od začátku frakovacího boomu.

V posledních letech je nejrychleji rostoucím fosilním palivem zemní plyn. Jeho průměrná spotřeba se v posledních deseti letech každoročně zvýšila v průměru o 2,9 %. V loňském roce se jej však stejně jako v případě ropy spotřebovalo méně – meziročně o 2,3 %. To znamenalo největší pokles poptávky po zemním plynu v historii a pouze třetí meziroční pokles zaznamenaný od roku 1965.

I v roce 2020 byly světovým lídrem v oblasti výroby a spotřeby zemního plynu USA.

Celosvětová spotřeba uhlí má od svého vrcholu v roce 2014 sestupný trend. Její loňský pokles o 4,2 % byl však největším meziročním poklesem v historii.

I v případě uhlí byla výjimkou Čína, která spotřebu zvýšila, a to o 0,3 %. Zůstává tak zdaleka největším světovým producentem i spotřebitelem uhlí – v obou případech s podílem přes 50 %.

V zemích OECD se naopak poptávka po uhlí snížila na nejnižší úroveň od roku 1965, kdy se začala tato celosvětová analýza provádět. Historicky největší pokles poptávky po uhlí zaznamenaly i USA.

Obnovitelné zdroje byly i v krizi na vzestupu

Spotřeba obnovitelné energie i přes obrovský celosvětový pokles poptávky po energii obecně pokračovala v trendu z předchozích let. Nárůst poptávky po ní dosáhl 10 %.

Spotřeba solární elektřiny vzrostla o rekordních 1,3 exajoulů (EJ), což byl nárůst o 20 %, největší podíl na nárůstu poptávky po energii z obnovitelných zdrojů však měly větrné elektrárny (+1,5 EJ).

Loňský nárůst kapacity solárních a větrných zdrojů byl v kontextu pandemické krize opravdu pozoruhodný. Solární kapacita vzrostla o 127 GW, zatímco kapacita větrných zdrojů se zvýšila o 111 GW. V případě větrné kapacity to přitom znamenalo téměř dvojnásobný meziroční nárůst. Dohromady tak nyní mají větrné a solární zdroje po celém světě kapacitu 1 441 GW. Pro srovnání: v roce 2010 to bylo 221 GW.

I v případě obnovitelných zdrojů byla největším producentem energie Čína (1 EJ), následovaná USA (0,4 EJ). Evropa přispěla k tomuto nárůstu produkcí 0,7 EJ.

Spotřeba jaderné energie v roce 2020 poklesla o 4,1 %, což však lze částečně připsat poměrně značnému nárůstu v roce 2019. Největším světovým konzumentem jaderné energie zůstaly USA s 31% podílem. Nejrychleji rostla spotřeba jaderné energie v Jižní Africe (+ 13,7 %), Jižní Koreji (+ 9,1 %) a Číně (+ 4,3 %), v celkovém množství spotřebované jaderné energie však největší nárůst vykázala Čína.

Je třeba zopakovat, že údaje za loňský rok se musejí brát s rezervou. Nelze totiž očekávat, že strmě klesající trend ve spotřebě fosilních paliv bude i nadále pokračovat, určitě ne tempem z roku 2020. Ze zprávy nicméně plyne, že investoři by se měli nadále již spíše vyhýbat uhelným společnostem, ale společnosti, které vyrábějí, přepravují nebo prodávají ropu a zemní plyn se zřejmě o svou budoucnost zatím nemusejí příliš obávat.

Zcela evidentní je, že nárůst větrné a solární energie je dlouhodobým trendem, který bude pokračovat a sílit. Výzvou do budoucna tedy bude především budování potřebné infrastruktury pro tyto zdroje a zvládnutí přechodu k elektromobilitě.

Evropská komise uveřejnila s napětím očekávaný přelomový klimatický balíček Fit for 55. Ten upravuje některé ze stávajících cílů a stanovuje i několik zcela nových. K nejvýznamnějším cílům balíčku patří snížit do roku 2030 emise skleníkových plynů o 55 % vzhledem ke stavu v roce 1990 či zajistit, aby od roku 2035 na evropské silnice vyjížděla již jen vozidla neprodukující žádné emise. Balíček rovněž zpřísňuje obchodování s emisními povolenkami, zavádí uhlíkové clo a podporuje rychlejší zavádění obnovitelných zdrojů do energetického mixu. K tomu, aby balíček vstoupil v platnost, jej ještě budou muset schválit parlamenty jednotlivých zemí evropské sedmadvacítky a také Evropský parlament.    

Evropská komise požaduje, aby všechny nové vozy od roku 2035 neprodukovaly žádné emise skleníkových plynů. To fakticky vyřazuje ze hry vozidla se spalovacími motory, protože jejich výroba by se tak stala ekonomicky zcela nerentabilní. Unijní exekutiva chce tímto krokem výrazně podpořit prodej elektromobilů, ale i to, aby jednotlivé členské země budovaly sítě dobíjecích stanic.

Český Svaz automobilového průmyslu (SAP) s takto přísnými podmínkami nesouhlasí. „Nemyslíme si, že by nařízení mělo v tuto chvíli stanovovat datum pro zákaz prodeje aut se spalovacími motory. Stanovení takového data může snahu o ochranu klimatu naopak zhoršit, spotřebitelé si zakoupí ve větší míře vozidla se spalovacím motorem před tímto datem, potažmo budou svá starší vozidla používat déle. Určitě by měly být reflektovány velmi rozdílné geografické i ekonomické podmínky v jednotlivých členských státech EU,“ řekl Robert Kiml, viceprezident SAP a generální ředitel Toyota Motor Manufacturing Czech Republic.

Na druhé straně řada předních evropských automobilek se již dříve začala na toto očekávané zpřísnění dobrovolně připravovat a do vývoje a výroby elektromobilů již investovala značné finanční prostředky – zmínit můžeme například Volvo, Daimler, BMW, Renault nebo Volkswagen.

Evropská komise v balíčku navrhuje také to, aby členské země zajistily, že na každých 60 kilometrech dálnic či rychlostních silnic se bude nacházet dobíjecí stanice pro elektromobily. Po 150 kilometrech by měly být rozmístěny vodíkové čerpací stanice. Do roku 2030 by tak podle komise mělo být v EU vybudováno více než 6 milionů dobíjecích bodů. Na konci roku 2020 jich přitom bylo jen něco přes 200 000.

Bude třeba budovat také vodíkovou plnicí infrastrukturu, jejíž výstavba v řadě členských států ještě ani nezačala. Z tohoto pohledu je tedy podle SAP pozitivní, že balíček obsahuje také legislativní návrh stanovující povinné cíle pro členské státy v oblasti infrastruktury pro alternativní paliva. Automobilky se v každém případě musejí připravit na zásadní transformaci a masivní nárůst investic do vývoje nových technologií, robotizace a automatizace a také do reskillingu a upskillingu svých pracovníků.

Změna energetického mixu musí být rychlejší

Jedním z klíčových cílů je rovněž snížit do roku 2030 emise skleníkových plynů o 55 % oproti roku 1990. Komise původně usilovala dokonce o 60 %, od tohoto návrhu však bylo po tlaku některých zemí včetně České republiky upuštěno. K dosažení tohoto cíle by mělo přispět výrazné zvýšení podílu obnovitelných zdrojů na výrobě energie, konkrétně na 40 %, tedy na dvojnásobek současného stavu. Řada unijních států včetně České republiky tak bude muset výrazně přebudovat své energetické mixy, aby v nich mnohem větší roli hrály větrná, sluneční a vodní energie a též biomasa. Elektrárny a teplárny s kapacitou přes 5 MW, které zpracovávají biomasu, přitom budou muset nově dokazovat, že produkují méně emisí než podniky používající fosilní paliva. Dosud se tato povinnost týkala pouze podniků s kapacitou nad 20 MW.

Plánovaná energetická opatření kritizoval prezident Hospodářské komory Vladimír Dlouhý. Podle něj by návrhy předpisů měly lépe reflektovat výchozí pozice jednotlivých členských států EU, které jsou v řadě případů velmi odlišné. „To považuji z pohledu naší země za jeden z největších problémů balíčku,“ podotkl Dlouhý.

Povolenkový systém se rozšíří, přibude uhlíkové clo

Pro země, jako je Česká republika, bude mezi největší dopady balíčku patřit zejména oblast energetické účinnosti, v níž má ČR problémy s naplňováním současných, výrazně nižších cílů. Podobně tomu bude i s dopady nového systému obchodování s emisními povolenkami (EU ETS), přičemž například fungování českého teplárenství se už při nynějších cenách povolenek pohybuje na hraně ekonomického přežití.

Povolenkový systém, v němž si znečišťovatelé životního prostředí kupují možnost legálně vypouštět škodlivé emise, se dosud vztahoval pouze na elektrárny, velké průmyslové podniky a komerční leteckou dopravu. Komise ale nyní plánuje, že místo dosavadních 40 % emisí bude systém pokrývat více než polovinu. Nově se rozšíří na veškerou nákladní lodní dopravu v rámci EU a vztahovat se bude i na zhruba polovinu lodní přepravy mezi EU a ostatními zeměmi. S emisními povolenkami by se mělo začít obchodovat i v silniční dopravě a vztahovat by se měly i na vytápění budov.

Unijní exekutiva hodlá dále zavést takzvané uhlíkové clo. To by měly platit podniky vyvážející do EU neekologicky vyráběné průmyslové produkty.

Pokud změny schválí parlamenty jednotlivých členských států EU i Evropský parlament, měly by vstoupit v platnost v roce 2026.

S rozvojem obnovitelných zdrojů energie a chytrých sítí zcela evidentně roste význam provozovatelů přenosových soustav coby koordinátorů transferu elektřiny. Dobře si to uvědomuje i osm velkých provozovatelů přenosových soustav z Rakouska (APG), Belgie (Elia), Francie (RTE), Německa (Amprion), Itálie (Terna), Nizozemska (Tennet), Španělska (RED) a Švýcarska (Swissgrid). Ti se spojili, aby mohli účinněji prosazovat a koordinovat opatření, díky nimž bude možné dosáhnout stanoveného cíle – uhlíkové neutrality v roce 2050. Ve společné deklaraci, kterou zveřejnily v první polovině července, tyto společnosti uvádějí, že v souladu s cíli Pařížské klimatické dohody, evropského Green Dealu a souvisejícího legislativního balíčku Fit for 55 budou usilovat především o snižování uhlíkové stopy, zkvalitňování přenosových sítí a snazší integraci obnovitelných zdrojů energie.

Současná velmi dynamická proměna celého energetického sektoru je určována takovými trendy, jako jsou decentralizace, dekarbonizace či digitalizace. Tyto trendy jdou ruku v ruce s nástupem nových technologií a také služeb. A právě proto role provozovatelů přenosových soustav neustále nabývá na významu. Musí totiž řídit stále složitější a digitalizovanější systém, ve kterém se zvyšuje podíl velmi proměnlivých obnovitelných zdrojů energie a také velmi proměnlivého využívání elektřiny ze strany koncových spotřebitelů, kteří jsou navíc záměrně vedeni k tomu, aby v systému hráli stále aktivnější roli.

Různé expertní prognózy předpovídají, že v dohledné budoucnosti dojde k výraznému nárůstu poptávky po elektřině, ať již v souvislosti s rozvojem elektromobility, nebo městské infrastruktury, tzv. smart cities. V dekarbonizaci ekonomik jednotlivých evropských zemí proto bude elektřina hrát klíčovou roli a aktivity provozovatelů přenosových soustav tedy budou určující pro to, zda a jak se bude dařit plnit stanovené klimatické cíle.

Provozovatelé přenosových soustav se proto domnívají, že vzhledem k těmto okolnostem by se jejich hodnocení nemělo orientovat pouze na velikost jejich uhlíkové stopy a že by měli být – minimálně v rámci Evropy – výslovně uznáni jako klíčoví aktéři energetického přechodu (Energiewende). To znamená, že vedle informací o míře jejich emisí skleníkových plynů by měly být podle zcela přesné metodiky uváděny i jejich přínosy pro energetický systém jako celek. V současné době například platí, že přímé a nepřímé emise jednoho provozovatele přenosové soustavy dosahují průměrně 1 milionu tun ekvivalentu CO2 ročně. Dekarbonizační efekt, který by mohli mít všichni evropští provozovatelé přenosových soustav na energetický systém jako celek, by však mohl v dohledné době dosáhnout až 3 miliard tun ekvivalentu CO2, uvádí se v prohlášení iniciativy osmi evropských provozovatelů přenosových soustav.

Váhu tomuto údaji dodává mimo jiné i prognóza evropského statistického úřadu Eurostat, podle níž by měl podíl obnovitelných zdrojů na evropském energetickém mixu do roku 2050 tvořit více než 85 %. Takovýto podíl bude znamenat úplnou dekarbonizaci více než poloviny spotřeby energie na evropském kontinentu. Tomu bude muset odpovídat i kvalita přenosových soustav jednotlivých zemí – bude muset být opravdu vysoká.

Výroba elektřiny z vodních zdrojů je v porovnání se solární či větrnou energetikou méně závislá na rozmarech počasí či přírodních podmínkách. Na rozdíl od megalomanských projektů, jako je například čínské vodní dílo Tři soutěsky, které nezohledňují dopady na životní prostředí, ale v Evropě již dnes převládají malé projekty. Jde hlavně o průtočné vodní elektrárny, takzvané run-of-river, které se snaží být při ekonomické efektivitě i ekologicky co nejšetrnější.

V oblastech, které nemají vysoké hory, se nejčastěji jedná o řešení využívající řek se stabilním průtokem a jezů. „Tyto elektrárny nevyžadují stavbu přehrady a zaplavení území nad elektrárnou, což znamená i menší odpor z hlediska přijatelnosti veřejností. To je zároveň nevýhodou v případě, kdy není stabilní průtok, protože toto řešení neumožňuje kvůli absenci nádrže akumulaci vody,“ vysvětluje Pavel Rudolf, vedoucí Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana z Energetického ústavu Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

V Evropě je podle něj v současné době asi 15 procent celkového výkonu ve vodních elektrárnách dodáváno právě průtočnými elektrárnami. Typickou evropskou zemí využívající průtočné vodní elektrárny osazené Kaplanovými nebo přímoproudými Kaplanovými turbínami je Rakousko (oblast dolního toku rakouského Dunaje). Konkrétně jde o elektrárny ve městech Ybbs-Persenbeug, Melk, Aschach, Greifenstein a Freudenau, které společně vytvářejí celkový výkon asi 5,7 GW.

Mezi další evropské země s významným podílem průtočných elektráren patří Německo (dolní část Rýna) nebo Švédsko. „V Česku mezi novější elektrárny tohoto typu, postavené po roce 2010, patří například Obříství, Litoměřice či Štětí na Labi,“ dodává Pavel Rudolf s tím, že v Evropě je potenciál velkých řek již prakticky vyčerpán a možnosti rozvoje se skýtají právě malým vodním elektrárnám.

Podle Cechu malých vodních elektráren mají průtočné vodní elektrárny v našich podmínkách smysl. Více vody v řekách teče na konci podzimu a v zimě, kdy je elektřiny obecně málo. Pozdně podzimní a zimní nedostatek elektřiny se přitom v Česku bude ještě prohlubovat s předpokládaným dalším masivním rozvojem fotovoltaických zdrojů, respektive s odstávkou uhelných zdrojů. „Vodní elektrárny tedy vyrábějí a budou vyrábět maximum elektřiny v době jejího nedostatku, jde tudíž o cennou elektřinu. Výroba z malých vodních elektráren v České republice navíc kolísá spolu s průtoky velmi pozvolna. I proto například dispečink České přenosové soustavy v přípravě provozu na delší období odhaduje výkon malých vodních elektráren trvale na 300 megawattů v zimním období a na 200 megawattů v letním období,“ říká Vladimír Zachoval, předseda Cechu malých vodních elektráren.

Podle Skupiny ČEZ byl loňský rok mimořádný

Společnost ČEZ nedávno uvedla, že malé vodní elektrárny z jejího portfolia vyrobily v roce 2020 v Česku více než 229 milionů kWh elektřiny, meziročně o 16 % více a nejvíce za posledních 6 let. Svou produkcí pokryly roční spotřebu více než 65 000 českých domácností. I na malých vodních zdrojích se tak začíná projevovat nejrozsáhlejší modernizační akce v dějinách české hydroenergetiky, při níž dosud bylo zcela obnoveno 38 soustrojí na všech typech vodních elektráren Skupiny ČEZ po celé ČR. Investice vyšla na více než 3 miliardy Kč.

V pomyslné hitparádě malých vodních elektráren dominovala šumavská Vydra, která dodala do sítě 29 200 MWh bezemisní energie a pokryla tak spotřebu 8 500 domácností. Následovala ji malá vodní elektrárna Práčov, která leží na Chrudimce pod vodním dílem Křižanovice (16 100 MWh) a elektrárna Spytihněv na řece Moravě (12 700 MWh).

Potenciál je v horách

Podle Karla Kramla, ředitele společnosti Stream Hydropower, která se na řešení malých vodních elektráren specializuje, dosahuje průtočná vodní elektrárna například při porovnání se solární elektrárnou minimálně čtyřnásobně vyšší roční dodávky energie do sítě. „A přestože dodávaný výkon klesá s průtoky v řece v období suchých měsíců, je možné vodu akumulovat v jezové zdrži a elektrárnu provozovat ve špičkovém režimu, tedy v době největší denní spotřeby energie. V praxi to v případě malých vodních elektráren znamená větší nádrž nad jezem, v podstatě vznik malého horského jezera,“ vysvětluje Karel Kraml.

Významný potenciál pro výrobu elektrické energie pak mají podle odborníků právě horské oblasti bohaté na vodní zdroje. V těchto oblastech se setkáváme především s derivačními průtočnými vodními elektrárnami, které vodu z řeky odvádějí a následně ji zase do vodního toku po několika kilometrech vracejí. Na rozdíl od přehrad nevyužívá toto řešení Kaplanovy turbíny, ale spíše turbíny určené pro velké spády, jako je Peltonova či Francisova.

„Toto řešení umožňuje využití hydro-energetického potenciálu větší části řeky v řádech několika kilometrů, v některých případech až desítek kilometrů. Samotné stavební objekty jsou malých rozměrů a většinou nevyčnívají z krajiny. Odběrný objekt z řeky představuje obyčejně jen několik metrů vysoký jez s podzemní sedimentační nádrží na odstranění písku z říční vody, trubní přivaděč se pak vede buď pod zemí, anebo po povrchu a strojovna má charakter malé průmyslové stavby, u které se v posledních letech objevují designová provedení dle moderní architektury,“ popisuje Karel Kraml.

Česká republika však má pro takováto řešení příliš nízké a hustě osídlené hory. Vzít v českých horách vodu z řeky, vést ji do derivační vodní elektrárny a vrátit po několika kilometrech zpět do toku by znamenalo, že voda bude chybět obcím, průmyslovým podnikům či vodákům.

To, že energetický potenciál českých vodních toků pro výstavbu nových vodních elektráren je omezený, dobře ví i ČEZ. Ten se podle svých slov do budoucna bude soustředit především na modernizaci, tedy zvyšování efektivity provozu vodních elektráren, které se již v praxi osvědčily.

Evropská unie se může pochlubit největší koncentrací vodíkových údolí na světě – v současné době jich zde vzniká více než dvacet a další dvě se rodí ve Velké Británii. Při aktuálním celosvětovém počtu 36 těchto údolí je tak evropský podíl zhruba dvoutřetinový. Nejrychleji se tyto projekty rozvíjejí v Nizozemsku, kde jich je v současné době rozpracováno pět. Patří mezi ně například vodíková údolí v rotterdamském či amsterdamském přístavu nebo ve městě Groningen.

Termín „vodíkové údolí“ se objevil teprve nedávno, někdy před dvěma lety. Označuje se jím integrace celého vodíkového cyklu na jednom místě, tedy to, že v dané lokalitě se ohledně vodíku odehrává vše od jeho výroby přes ukládání a distribuci až po spotřebu koncovými zákazníky, ať již v některém průmyslovém odvětví nebo v dopravě. Vodíková údolí lze podle velikosti rozdělit do tří hlavních kategorií: malé lokální projekty zaměřené především na dopravu, regionální a středně velké průmyslové projekty a velké projekty orientované hlavně na mezinárodní obchod s vodíkem.

Většina projektů se teprve rozbíhá

Přestože vodíková údolí v současné době poměrně rychle přibývají, úplného dokončení se zatím na celém světě dočkaly jen čtyři z nich. Jedno takové již dokončené údolí se nachází v severním Dánsku ve městě Hobro. Vodík se tam vyrábí s pomocí větrné energie a používá se k ukládání přebytků elektrické energie vyrobené větrnými turbínami a také jako palivo v tamním průmyslu. Náklady na výstavbu tohoto rozsahem spíše menšího projektu dosáhly 15 milionů eur.

Skutečně velkým projektem je výstavba vodíkového údolí s názvem Evropský vodíkový hub v přístavu Rotterdam. Po jeho dokončení by se tam mělo vyrábět každý den téměř 3 200 tun vodíku. Ten by měl najít široké využití v oblasti mobility, při výrobě elektřiny a v chemickém průmyslu.

Významným projektem je také Baskický vodíkový koridor. Ten by měl po dokončení každý den s pomocí solárních panelů a větrných turbín produkovat kolem 55 tun vodíku. Využívat jej bude především místní doprava – silniční i lodní – a energetika, uplatní se ale také v rafineriích a při zpracování oceli.

Ve Velké Británii byl loni zahájen obří projekt za 4 miliardy eur. Vodíkové údolí Hynet North West bude po dokončení v roce 2030 produkovat téměř 2 200 tun vodíku denně. Ten bude určen hlavně pro energetický sektor a rafinérie.  

Černý kůň pomůže nákladní dopravě  

Ambiciózním projektem je Black Horse – společný projekt zemí V4, tedy i České republiky, zaměřený na těžkou nákladní dopravu. Půjde o finančně náročný projekt – investice by měly dosáhnout téměř 6 miliard eur. Po dokončení projektu by měl vodík, jehož denní produkce by měla dosahovat až 320 tun, sloužit jako pohonná hmota pro flotilu zhruba 10 000 kamionů, pro něž v regionu střední Evropy vznikne 270 tankovacích stanic s vodíkem.

Velké projekty ale vznikají i za hranicemi Evropy. Například v Ománu se rodí rozsáhlý projekt vodíkového údolí v hodnotě 2 miliard eur. Jeho každodenní produkce by po dokončení, které je naplánováno na rok 2024, měla činit 390 tun zeleného vodíku, který bude převážně exportován do zahraničí.

V americkém státě Utah vzniká v režii společností Mitsubishi Power a Magnum Development tam úložiště čisté energie. Podle realizátorů by mělo jít o největší projekt svého druhu na světě. Kapacita úložiště by měla dosáhnout 1 000 MW / 100 000 MWh stoprocentně zeleného vodíku.

Mapa evropských vodíkových údolí (zdroj: Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking)

Od vodíkových čtvrtí k vodíkovým městům

U nás je ohledně vodíku velmi aktivní Ústecký kraj, který se jako první region České republiky zapojil do evropského partnerství Hydrogen Valleys. V tomto severočeském kraji také byla již před více než dvěma lety založena Vodíková platforma Ústeckého kraje, kterou v současné době tvoří 23 subjektů z řad firem, výzkumných organizací a měst.

Stavbu celé vodíkové městské čtvrti v nedávné době oznámila také česká průmyslová skupina Cylinders Holding, která je jedním z největších světových výrobců bezešvých ocelových lahví na technické plyny. Její H2 City District má vzniknout na haldě v ostravské Hrabůvce.

V zahraničí jsou plány tohoto typu ještě velkorysejší. Stavbu prvního stoprocentně vodíkového města chystá pět britských plynárenských firem. Jeho realizace by měla být jedním ze základních pilířů Zelené průmyslové revoluce, kterou britský premiér Boris Johnson ohlásil loni v listopadu. Tyto společnosti, které v současnosti zásobují zemním plynem 85 % britských domácností, hodlají do roku 2025 začít vodíkem zásobovat celou jednu větší vesnici, do roku 2030 pak jedno velké město a do roku 2050 plánují opustit distribuci zemního plynu zcela přejít na vodík.

Vodíkem poháněné město v současnosti již buduje japonská automobilka Toyota, více se o tomto projektu můžete dočíst zde.

Právní nejistota trvá

Rychlejšímu rozvoji vodíkové energetiky brání kromě řady stále nevyřešených technických problémů a značné finanční náročnosti projektů také nedostatečná právní podpora a jistota v oblastech, jako je určování cen emisních sloučenin uhlíku, technická standardizace a rychlost vydávání potřebných povolení. Podle průzkumu téměř 40 % developerů vodíkových údolí považuje špatně definovaný právní rámec za klíčový nedostatek. Faktem je, že v současnosti má v celé EU dobře zpracovanou národní strategii pro rozvoj strategického paliva pouze několik států.

Snahu EU o nápravu těchto nedostatků a o silnější podporu rozvoje celosvětové vodíkové ekonomiky nedávno demonstrovalo uzavření partnerství Clean Hydrogen. Tato mise, do níž se zapojily i neevropské země (partnerství uzavřely Evropská komise jako reprezentant celé EU, Austrálie, Rakousko, Kanada, Čile, Čína, Německo, Indie, Itálie, Maroko, Norsko, Saudská Arábie, Korea, Spojené království a USA), si stanovila za cíl urychlit v oblasti vodíkové energetiky inovační proces tak, aby se co nejdříve podařilo dosáhnout cenově dostupného a spolehlivého zásobování vodíkovou energií. Konkrétním výstupem spolupráce by mělo být vybudování minimálně stovky rozsáhlých vodíkových údolí po celém světě do roku 2030.

Transformace energetiky směrem k trvalé udržitelnosti je pro energetickou infrastrukturu, či spíše pro ty, kteří ji vytvářejí a spravují, velkou výzvou. Vítr a slunce jsou, jak známo, velmi kolísavé zdroje energie a složitost a propojenost energetické infrastruktury se neustále zvyšuje. Zároveň vzrůstá i význam kybernetické bezpečnosti, protože stále více komponentů této infrastruktury je digitálně propojených, a tím i zranitelných. Tyto skutečnosti dělají provozovatelům přenosových soustav spoustu starostí a problémů. Někteří z velkých hráčů na poli energetiky v nedávné době přišli s konceptem, který by měl řadu těchto problémů odstranit. Tento koncept se nazývá internet energie (Internet of Energy – IoE) a v mnohém navazuje na již dříve vytvořené technologické koncepty internet věcí (Internet of Things – IoT), průmyslový internet věcí (Industrial Internet of Things – IIoT) a Průmysl 4.0 (Industry 4.0).

Hlavním cílem IoE je stručně řečeno to, aby se s pomocí již poměrně zavedené technologie IoT vytvořily monitorovací sítě čidel, nad kterými může běžet řada smart grid aplikací. Ty by pak umožňovaly například podrobné monitorování aktuálního stavu sítě, řízení spotřeby elektřiny, správu distribuovaných úložišť nebo začleňování obnovitelných zdrojů do elektrické sítě.

Nový typ sítě

První řešení pro IoE se začala objevovat zhruba před čtyřmi roky. Do této doby se také datuje řešení od společnosti GE Power – platforma Predix. Vzhledem k tomu, že GE je v oblasti energetiky opravdu velkým hráčem, není divu, že jeho projekt kromě specialistů rychle vzbudil značnou pozornost i u široké veřejnosti. O co v tomto projektu šlo? V zásadě o využití technologie IoT, strojového učení a big data k budování nového typu sítě, který umožní nahradit tradiční model dodávek elektrické energie. Pokud by se totiž podařilo každému elektronu přiřadit jeden informační bit, bylo by pak možné tato data, resp. elektrony detailně sledovat a usměrňovat podle momentální potřeby.

GE k tomuto účelu již vytvořil i speciální operační systém – platformu Predix, která podporuje celý proces datové analýzy od cloudového úložiště dat až po „edge“ řešení. To jsou taková řešení, v jejichž rámci výpočetní algoritmy běží na surových datech nebo strojových datech co nejblíže místu, kde byla sebrána. Výhodou tohoto řešení je, že se tak výrazně zvyšuje rychlost zpracování a eliminuje šum. Data se přitom nemusejí sbírat pouze na vlastních zařízeních GE, ale mohou pocházet i od jiných dodavatelů.

Součástí platformy Predix jsou také pokročilé funkce založené na strojovém učení, například prediktivní údržba nebo optimalizace výkonu sítě. Výsledky, kterých se podařilo v praxi dosáhnout, jsou velmi výmluvné: neplánované prostoje se podařilo snížit o 5 %, počet falešných poplachů poklesl o 75 % a náklady na provoz a údržbu byly nižší o 25 %.

Digitální transformátor jako změna paradigmatu

Do rozvíjení konceptu internet energie se zapojil i další průmyslový gigant – německá společnost Siemens. Ta v roce 2018 představila Sensformer – první digitální transformátor na světě, a tím zahájila cosi jako změnu paradigmatu.

Sensformer je zařízení, které obsahuje čidla, jež trvale sledují nejdůležitější provozní parametry, jako je hladina oleje, teplota, napětí transformátoru nebo aktuální souřadnice GPS. Komunikace probíhá přes GSM nebo přes ethernet, není tedy potřeba žádná sekundární IT infrastruktura.

Siemens rozšířil vlastnosti chytrých transformátorů a rozvaděčů o vrstvu edge computingu (foto: Siemens)

Každý takovýto transformátor má také své digitální dvojče, které v reálném čase simuluje chování svého fyzického předobrazu. Díky tomu lze předvídat a rychle reagovat na chvilková přetížení a nezkracovat tím životnost transformátoru. Stejně tak účinně lze kontrolovat i provozní teplotu, předcházet poruchám a mít trvalý přehled o zbytkové životnosti zařízení.

V roce 2019 přišel Siemens s chytrým rozvaděčem Sensgear. Zabudovaná čidla tohoto zařízení podobně jako v případě Sensformeru trvale monitorují vnější parametry, jako je počasí v daném místě a souřadnice GPS, i parametry vnitřní, jako je hustota plynu, teplota nebo vypnutí obvodu.

Přeřadit na vyšší rychlost

V letošním roce Siemens povýšil svou rodinu chytrých rozvaděčů a transformátorů tím, že je vybavil tzv. edge computingem. Zařízení Edgeformer a Edgegear, která Siemens představil na průmyslovém veletrhu Hannover Messe 2021, jsou první vysokonapěťová zařízení na světě, která mají tuto funkci.

Dosud většina digitálních řešení pro zařízení rozvoden využívala jen připojení ke cloudu. Zapojení edge computingu ale nabízí možnost připojení zařízení přímo v rozvodně. Výhody cloudových řešení, jako je třeba analýza dat nebo centralizovaná správa zařízení a aplikací, lze využívat nadále, ale díky edge computingu je zařízení “upgradováno” na vyšší výpočetní rychlosti, které umožňují rychlejší rozhodování, ukládání a zpracování dat přímo na místě.

V případě edge computingu jsou data v rozvodně uložena offline, aniž by byla ohrožena bezproblémová, bezpečná a snadná integrace do stávajícího IT prostředí zákazníků. Výsledkem je systém s vysokou mírou kybernetické bezpečnosti. Do budoucna se plánuje doplnění edge transformátorů a edge rozváděčů o aplikace pro datové analýzy a asset management.

„Internet energie nabízí obrovské příležitosti k tomu, jak úspěšně zvládnout výzvy stále složitější energetiky. V roce 2018 jsme uvedli na trh první digitální transformátor na světě, čímž se nám v oblasti distribuce energie podařilo změnit paradigma. Uvedení našich produktů Edge znamená další technologický průlom, který povede k efektivnějšímu přenosu elektřiny,“ zhodnotila prezentaci společnosti Siemens na hannoverském veletrhu Beatrix Natter, výkonná viceprezidentka společnosti Siemens Energy.

K tomu, aby se do roku 2050 podařilo v Evropě dosáhnout klimatické neutrality, jsou nezbytně nutné dvě věci: masivně investiovat do zelené energetiky a také výrazně rozšířit elektrickou přenosovou soustavu. Pokud má evropská energetika dosáhnout stavu, že bude vyrábět minimálně 90 % elektřiny z obnovitelných zdrojů, bude nutné investovat do její modernizace kolem 4 bilionů eur. Uvádí to nedávná studie, kterou vypracovala analyticko-poradenská společnost Deloitte.

Podle studie budou největší investice pravděpodobně směřovat do větrné a solární energetiky. Deloitte předpokládá, že pouze do roku 2030 bude muset být ročně vynaloženo více než 45 miliard eur na onshore, ale především na offshore projekty. Do roku 2050 by se tato částka měla ještě zvýšit na 70 miliard eur ročně. Zatímco u offshore projektů se očekává roční růst investic až o 19 %, u onshore projektů by to mělo být o něco méně – o 12 %.

O něco menší růst investic se očekává u solární energetiky – zhruba o 10 % ročně. To by přesto znamenalo roční přírůstky ve výši 40 miliard eur. Takto vydatnými finančními injekcemi se současné fotovoltaické kapacity vzhledem k tomu, že instalace fotovoltaických systémů je poměrně levná, výrazně rozšíří. Řečí čísel to znamená, že mezi lety 2025 a 2050 by se kapacita solárních elektráren mohla dokonce ztrojnásobit, takže v budoucnu by se mohla většina elektřiny vyrábět právě ze sluneční energie.

Dvě Mallorky pro soláry

K tomu, aby energetická transformace – nebo Energiewende, jak tomu říkají v Německu – byla úspěšná, jsou však potřeba nejen finanční zdroje, ale také řada surovin, spousta prostoru a pracovní síly a v neposlední řadě také souhlas místních obyvatel s instalací větrných a solárních elektráren. Aby bylo možné dosáhnout v oblasti klimatu do roku 2050 vytyčených cílů, bude nutné pouze pro solární energetiku získat přibližně 8 000 km2 prostoru. To odpovídá dvojnásobku rozlohy ostrova Mallorca. Vedle toho bude třeba nainstalovat ještě přibližně 320 000 onshore a offshore větrných turbín rozmístěných ve zhruba 8 000 větrných farmách po celé Evropě.

Pro politiky a poskytovatele energií je energetická transformace pochopitelně obří projekt, který s sebou nese značnou míru nejistoty. To si dobře uvědomují. „Evropští poskytovatelé energií stojí před dilematem: Musejí vytvořit dlouhodobé strategie, aby zvládli energetickou transformaci efektivně a úspěšně. To, zda a jak se to podaří, však do značné míry určují velmi často nejisté politické, ekonomické, technologické a sociální trendy. Proto je nyní o to důležitější identifikovat klíčové faktory a předložit realistické a konkrétní scénáře budoucnosti,“ vysvětluje Thomas Schlaak, partner divize Deloitte pro energetiku, služby a obnovitelné zdroje.

Společnost Deloitte proto vypracovala čtyři scénáře, jejichž pravděpodobnost uskutečnění je zhruba stejně velká. Scénáře obsahují celou řadu proměnných, mezi něž vcelku pochopitelně patří například vývoj poptávky po elektřině, daňová politika či vývoj cen emisních povolenek. Ze všech podstatných faktorů však nakonec vyplývá, že na rozvoj a úspěch energetické transformace budou mít nejzásadnější vliv zejména dva: odhodlání k realizaci zelené transformace energetiky a vývoj nároků na kapacity zdrojů elektřiny, resp. její distribuce.

Hlavně mít jasnou dlouhodobou strategii

Zcela zásadním faktorem v úsilí o uhlíkovou neutralitu bude rozhodná a jednomyslná evropská politika. Ta je podmínkou pro to, aby se zajistily dostatečné investice do rozvoje nových technologií. Energetické společnosti se totiž budou muset naučit nejen pečlivě sledovat neustálé změny poptávky ze strany uživatelů, ale také kompenzovat variabilitu výroby energie z obnovitelných zdrojů. Kromě výrazně přesnějších předpovědí poptávky a také počasí, což již současné technologie umožňují, to bude znamenat i to, že tyto firmy budou muset řešit zapojení technologií pro sezónní skladování elektřiny nebo pro náhlou změnu spotřeby elektřiny. Tím se však nabízejí nové příležitosti pro celý energetický průmysl a vytváří se tak prostor pro nové hráče, kteří umějí přizpůsobit své obchodní modely stále větší proměnlivosti poptávky.

Pokud tedy bude v celé Evropě v energetickém sektoru dobře fungovat hospodářská soutěž, může to výrazně stimulovat vývoj různých alternativních řešení, která energetickou transformaci urychlí. V konečném důsledku by tak mělo být možné do energetického mixu zapojit například mnohem více biopaliv, přičemž značný důraz se klade vývoj technologií pro výrobu zeleného vodíku. Jisté naděje vzbuzuje také inovativní způsob zpracování zemního plynu se zapojením technologie CCS (Carbon Capture and Storage), která je založena na oddělování a ukládání CO2 a mohla by hrát podstatnou roli v dalším vývoji energetické skladby při výrobě elektřiny.

„Jak bude vypadat budoucnost, nikdo neví,“ připouští Thomas Schlaak a dodává: „Poskytovatelé energií potřebují mít dlouhodobou strategii růstu a naše analýza poskytuje zcela konkrétní indikátory, jak tuto strategii postavit na pevný základ. V každém případě je důležité, aby poskytovatelé energií projevili vůli začít s transformací energetiky, bez ní totiž jen těžko získají podporu investorů a široké veřejnosti. To také znamená, že nyní je ta pravá chvíle, kdy si mohou zajistit ty nejlepší výchozí pozice pro výrobu obnovitelné energie. Naplánovat si dlouhodobé investice do energetické infrastruktury je proto již nyní zcela nezbytné.“

Bylo to na počátku loňského roku, ještě před vypuknutím koronavirové pandemie, kdy automobilka Toyota oznámila na největším veletrhu spotřební elektroniky CES v Las Vegas, že zahajuje přípravy nebývalého projektu: stavby autonomního a bezemisního města budoucnosti. Je třeba říci, že Las Vegas – samo bizarní město, obklopené pouští, plné neonů, heren a nablýskaných hotelů – bylo pro tento účel opravdu příhodnou kulisou. Rok se s rokem sešel a Toyota jak řekla, tak i začala činit: v prefektuře Šizuoka, na dohled hory Fudži, zahájila na konci ledna výstavbu této „živé laboratoře“ – města s názvem Woven City. Název (woven = tkaný) přitom odkazuje jak na technologickou propojenost všech prvků budoucího města, tak na historické počátky Toyoty. Tato firma totiž, jak známo, začínala jako výrobce tkalcovských stavů.

Celý projekt podle Toyoty představuje jeden z pilířů transformace z výrobce automobilů na firmu poskytující komplexní služby mobility. K tomu, aby mohla automobilka tyto služby rozvíjet co nejefektivněji, začala dokonce – jak je dnes obvyklé – vytvářet nové dceřiné společnosti. Letos v lednu začala fungovat společnost Woven Planet, která navazuje na aktivity výzkumného ústavu Toyota – Advanced Development. Jejím hlavním cílem je uvést do života vizi „Měj rád mobilitu a žij bezpečně“. Součástí této skupiny jsou společnosti Woven Core (zabývá se převážně vývojem technologií autonomního řízení), Woven Alpha (má na starost strategii rozvoje Woven City a dalších inovačních projektů sahajících nad strategický rámec automobilky) a Woven Capital (připravuje strategické investice s partnery projektu).

Všechny dceřiné firmy se budou v rámci projektu Woven City specializovat na konkrétní cíle, které by ve výsledku měly znamenat komplexní přeměnu způsobů, jakými dnes lidé žijí, pracují a pohybují se. Prostředky k tomu samozřejmě budou hlavně technologické inovace a investice, a to především v oblastech, jako je autonomní řízení vozidel, automatizace řízení budov či dopravní infrastruktury, efektivnější a ekologičtější výroba a využití energie nebo robotizace výroby a služeb. Očekává se, že projekt přinese bezpočet výzkumných a pracovních příležitostí firmám a odborným institucím z celého světa.

Rukopis známého architekta

Architektonický návrh města připravil známý dánský architekt Bjarke Ingels, autor či spoluautor takových projektů, jako je nová výšková budova World Trade Center v New Yorku, Lego House v Dánsku nebo sídlo Googlu v americkém Mountain View.

Podle jeho návrhu by ve Woven City měly vzniknout tři typy nadzemních komunikací, které se budou nacházet v jedné terénní rovině, budou se tedy vzájemně protínat. Jeden typ bude vyhrazen pro autonomně řízená vozidla, jeden pouze pro chodce a jeden pro chodce, kola, koloběžky, segwaye a další podobná vozítka. Tyto tři typy ulic doplní ještě čtvrtý – podzemní ulice, které budou sloužit výhradně k přepravě zboží.

Podle plánů Toyoty by zpočátku mělo ve městě žít asi 360 obyvatel, převážně z řad seniorů, rodin s dětmi a výzkumníků procujících v Toyotě, resp. ve Woven City. Jejich počet by měl postupně vzrůst až na více než 2 000 lidí.

Všechny byty a domy budou splňovat kritéria tzv. chytrého bydlení. To znamená, že budou vybaveny nejmodernějšími technologiemi tak, aby jejich provoz byl maximálně energeticky úsporný a přitom přispíval k vysokému komfortu bydlení. Spotřebiče budou například schopny komunikovat s automobily, takže ve chvíli, kdy se spotřebič dozví, že auto s majitelem domu se blíží, zapne se konkrétní spotřebič (topení, klimatizace) nebo se provede potřebný úkon. Spotřebiče, vybavené prvky umělé inteligence se také budou samy přizpůsobovat obvyklému chování obyvatel domu či bytu, resp. vnějším klimatickým podmínkám, ať už se jedná o regulaci vytápění, klimatizace, osvětlení či zabezpečovacích prvků. Cílem je, aby se obyvatel domu či bytu cítil pokud možno neustále komfortně, a to při co nejmenší energetické náročnosti.   

Dále rozvíjet získané znalosti a zkušenosti

Slavnostního zahájení stavby experimentálního města se zúčastnil i prezident Toyoty Akio Toyoda, guvernér prefektury Šizuoka Heita Kawakatsu, generální ředitel firmy Woven Planet James Kuffner nebo prezident doslouživšího výrobního závodu Toyoty Higashi-Fuji (TMEJ), na jehož místě Woven City vzniká, Kazuhiro Mijauči.Rozvíjet

„Závod Higashi-Fuji zde za podpory místních obyvatel fungoval 53 let. Znalosti a zkušenosti, kterými přispěli všichni dosavadní pracovníci tohoto závodu, je nutné zužitkovat i v další kapitole. S ohledem na skutečnost, že Woven City nebude stát na zelené louce, ale v místech, kde se psala historie závodu Higashi-Fuji, nabídnu do budoucna nejvyšší možnou míru spolupráce,“ nechal se slyšet Kazuhiro Mijauči.

Závod za dobu své existence vyrobil 7,52 milionu vozidel, včetně známých modelů, jako byly Toyota Sports 800, Mark II, Corolla Levin / Sprinter Trueno, Crown, Century a JPN Taxi. Podle slov Akia Toyody byly tyto vozy opravdovou „hnací silou motorizace Japonska“.

Dojde i na vodík

Důležitou součástí experimentu Woven City je i zkoumání možností výroby a využití vodíku. Toyota se za tímto účelem spojila se společností ENEOS. Cílem jejich spolupráce bude vytvořit z Woven City komunitu s celosvětově největším podílem vodíku na energetické spotřebě a ukázat tak světu směr, kterým je možné dosáhnout uhlíkově neutrální společnosti do roku 2050. K tomu se ostatně zavázalo celé Japonsko i mnoho dalších zemí.

ENEOS je ve vodíkovém byznysu již zkušenou firmou, ve čtyřech hlavních metropolitních oblastech Japonska provozuje 45 vodíkových čerpacích stanic. Zabývá se jak vývojem technologií na výrobu zeleného vodíku, tak budováním celého dodavatelského řetězce.

Spolupráce se společností ENEOS bude probíhat v několika různých oblastech. Jedním z plánovaných projektů je například vybudování vodíkové stanice v těsné blízkosti Woven City. ENEOS pro ni bude zajišťovat samotnou výrobu zeleného vodíku, tedy vodníku z obnovitelných zdrojů. O zásobování města vodíkem se postará Toyota, která v něm nainstaluje stacionární generátory s palivovými články.

Podle číselných údajů týkajících se nárůstu výroby elektřiny z větrné energie by se na první pohled mohlo zdát, že Česká republika patří v tomto ohledu v EU ke špičce, opak je však pravdou – jde totiž pouze o relativní údaj vyplývající z toho, že celkový výkon českých větrných elektráren je žalostně malý. Česko v roce 2018 sice vyrobilo s pomocí větrných turbín o 69 900 % více elektřiny než v roce 2000, přesto dnes z tohoto zdroje pochází pouze 0,7 % tuzemské elektřiny. Srovnávací analýzu dvacítky zemí EU provedl britský odborný portál SaveOnEnergy.com/uk.

Nejimpozantnějšího nárůstu ve výrobě „větrné“ elektřiny se v rámci EU podařilo dosáhnout Polsku. Tam sice v roce 2000 pocházelo z větrných turbín pouze 0,003 % veškeré elektřiny, ale ve zmíněném období zaznamenalo Polsko nárůst o 249 900 %, čímž se podíl větrné energetiky dostal na 7,5 % celkové výroby elektřiny v zemi a Polsko se tak v roce 2018 dostalo ve využívání větrných elektráren již na 14. místo na světě.

Česká republika je po Polsku zemí s druhým nejvyšším procentním nárůstem výroby elektřiny s pomocí větru – nárůst v téměř dvacetiletém období činil 69 900 %. Česko se však tímto údajem příliš chlubit nemůže, protože v roce 2000 země vyprodukovala z větru pouze 0,001 % elektrické energie a v roce 2018 tak dosáhla díky větrným turbínám pouze 0,7% podílu na svém celkovém energetickém mixu. Společně s Ukrajinou tak uzavírala pořadí 20 zemí EU, které byly v průzkumu porovnávány (od zbývajících zemí EU se k analýze nepodařilo získat kompletní data, takže do analýzy nebyly zahrnuty). Jen pro představu: větrná energetika v české energetické segmentaci zaujímá zcela nejmenší podíl. Fotovoltaika se na celkové produkci elektřiny podílí 2,7 %, vodní elektrárny 2,4 %, větší podíl než větrné mají i přečerpávací elektrárny (1,5 %). Stále velmi výrazně dominují hnědouhelné elektrárny (39,3 %) a elektrárny jaderné (34,7 %).

Další evropskou zemí s výrazným nárůstem větrné energetiky je Francie. Ta se ve sledovaném období umístila na pomyslném třetím místě, když tamní výroba větrné elektřiny vzrostla z 0,009 % v roce 2000 na 4,9 % v roce 2018. To znamenalo celkový nárůst o 54 344 %.

Špatně si nevedla ani Belgie, která zaznamenala čtvrtý nejvyšší nárůst výroby větrné energie. V roce 2018 se tam větrnými turbínami vyrobilo téměř 10 % elektřiny, což ve srovnání s 0,02 % v roce 2000 znamenalo nárůst o 49 400 %.

Polepšila si také Ukrajina, která ačkoli v roce 2018 vyrobila z větrné energie pouze 0,7 % elektřiny – tedy v poměru k celkové výrobě elektřiny stejně jako Česko –, přesto z hlediska nárůstu byla pátá.

Směr určuje Dánsko

Země jako Dánsko, Lucembursko nebo Španělsko vykázaly nízký procentní nárůst (287 %, 452 % a 780 %). Jejich relativně malé přírůstky plynou z toho, že tyto země – ale nejen ty – vstoupily do větrné energetiky od počátku poměrně zostra a nárůst produkce v následujících letech již nemohl být tak strmý jako v případě Polska nebo Česka. Některé země dokonce již v roce 2018 dokázaly vyrobit největší část své elektřiny pomocí větrných elektráren, třeba právě zmíněné Dánsko. To, i když v letech 2000 až 2018 vykázalo nejmenší nárůst výroby energie s pomocí větru (+287 %), podíl jeho větrných elektráren (počítány jsou dohromady elektrárny onshore i offshore – pevninské i mořské) na celkové tamní produkci elektřiny byl ze všech evropských zemí nejvyšší: 45,7 %.

Výzkum dále zjistil, že Irsko v roce 2018 vyrobilo s pomocí větrníků 27,7 % elektřiny, což byl druhý největší podíl větrných turbín na celkové energetické produkci dané země. V roce 2000 přitom Irsko vyrobilo tímto způsobem pouze 1 % elektřiny, takže ve sledovaném období dosáhlo nárůstu o 2 670 %.

V současné době jsou na tom velmi dobře i sektory větrné energetiky v Portugalsku a Španělsku, které se na celkovém energetickém mixu v roce 2018 podílely 21,1 %, resp. 18,5 %.

(zdroj: SaveOnEnergy.com/uk)

Na páté pozici se shodně umístily Spojené království (data byla sbírána v době, kdy ještě tato země byla součástí EU, takže byla do analýzy zahrnuta) a Německo, které v roce 2018 vyprodukovaly z větru 17,1 % elektřiny. Zajímavé je, že Německo v minulosti z větru vyrábělo v poměru k celkové produkci mnohem více elektřiny než Spojené království, německý nárůst byl však pozvolnější – ve sledovaném období činil 968 %, zatímco ve Spojeném království přibývaly větrníky téměř devětkrát rychleji (+8 450 %).

Růst větrné energetiky pokračoval i v loňském roce, a to nejen v zemích EU, ale celosvětově. Podle předběžných zjištění, k nimž dospěl Global Wind Energy Council (GWEC), byl rok 2020 navzdory pandemii koronaviru mimořádný. Ve světě byly do provozu uvedeny větrné elektrárny o celkovém instalovaném výkonu 71,3 GW, což bylo jen o 6 % méně, než očekávaly předcovidové, tedy ještě značně optimistické prognózy. V letošním roce by podle předpokladů měl přírůstek instalovaného výkonu dosáhnout ještě o něco vyšší hodnoty: 78 GW.

Technologické změny musejí být rychlejší

Ve výhledu do roku 2024 můžeme očekávat, že nejvíce větrných elektráren, resp. instalovaného výkonu z nich by mělo přibýt v Číně a USA – obě země by si společně měly připsat více než 50% podíl na celosvětově nově instalovaném výkonu.

Analýzu provedl odborný web SaveOnEnergy.com/uk, který k ní využil oficiální údaje EU o elektřině vyrobené větrnými elektrárnami v letech 2000 a 2018 (souhrnné údaje EU za rok 2018 jsou nejaktuálnější, uveřejněny byly teprve letos). Čísla celkem jasně ukazují, že i když řada zemí investice do obnovitelných zdrojů zvýšila, přesto nejsou nové technologie včetně větrných turbín přijímány dostatečně rychle na to, aby se podařilo dosáhnout vytyčených cílů v oblasti ochrany klimatu do stanoveného termínu, tedy do roku 2050.

Načíst další