Nejvyšší soud v Japonsku rozhodl, že tamější vláda nemá odpovědnost za škody v souvislosti s havárií jaderné elektrárny Fukušima.

Na japonský nejvyšší soud se v této věci obrátilo v posledních letech více než 3 700 osob. Šlo hlavně o obyvatele, kteří poblíž Fukušimy dříve pobývali. Ti žádali, aby japonská vláda a provozovatel elektrárny Fukušima zaplatili dostatečné odškodné. Informovala o tom agentura Reuters.

Na základě posledního rozhodnutí ale japonská vláda žádnou odpovědnost za škody nenese. Podle soudců se tomu nedalo zabránit, ani kdyby japonský ministr průmysl nařídil provozovateli elektrárny posílit mořskou hráz.

Elektrárnu v roce 2011 výrazně poškodilo zemětřesení i následná přívalová vlna tsunami, kvůli čemuž došlo ke značnému úniku radioaktivity do okolí. Došlo tehdy k odstavení z provozu dvou chladicích systémů elektrárny. Jádra tří reaktorů se roztavila a do vzduchu, půdy a moře se uvolnily radioaktivní částice. Únik radiace ve Fukušimě vedl k evakuaci zhruba 160 tisíc osob.

Ničivé zemětřesení o síle devíti stupňů a následná přívalová vlna tsunami připravily na počátku března roku 2011 v Japonsku o život téměř 19 tisíc lidí. Šlo o druhou největší jadernou havárii na světě hned po Černobylu.

Ruská plynárenská společnost Gazprom v posledních dnech výrazně omezila dodávky zemního plynu do Evropy. Jiných odběratelů Ruska se to nijak nedotklo. Dodávky plynu do Číny se prvních měsíců letošního roku zvýšily o 67 procent.

Rusko oznámilo, že kvůli technickým problémům na plynovodu Nord Stream 1 musí omezit dodávky zemního plynu do Evropy. Podle Alexeje Millera za to mohou uvalené protiruské sankce ze strany západních zemí, kvůli kterým nemá Gazprom přístup k náhradním dílům. Za problémovými turbínami stojí německý koncern Siemens Energy.

Mnoho evropských státníků se ale domnívá, že jde hlavně o ruské politické rozhodnutí a k žádným technickým problémům u plynovodu Nord Stream 1 nedochází. Takový názor v uplynulých dnech vyjádřil třeba německý ministr hospodářství Robert Habeck nebo italský premiér Mario Draghi.

Stopne Rusko dodávky plynu do EU úplně?

Evropské státy ale kvůli omezeným dodávkám bijí na poplach. Země mají starosti, že se Rusko rozhodne příliv zemního plynu do Evropy utrhnout úplně, což by mohlo přinést nemalé problémy, a to zvlášť před blížící se zimou. Negativně by tento krok dopadl i na evropskou ekonomiku, která je na ruském zemním plynu extrémním způsobem závislá. Ohrozilo by to i průmyslovou výrobu a mohlo by to negativně přispět i k dalšímu inflačnímu růstu.

Státy Evropské unie se tak v současné chvíli snaží zemním plynem z Ruska znatelně předzásobit. Naplňují své zásobníky a doufají, že budoucí zimu přečkají bez větších problémů. Poslední data ukazují, že zásobníky Evropské unie jsou momentálně plné asi z 52 procent. V porovnání s loňskými údaji je to asi o devět procent bodů více. Velký vliv však na tom má hlavně dovoz zkapalněného zemního plynu.

Plnit zásobníky se snaží i Česká republika. Páteční údaje ale ukázaly, že kvůli problémům s funkčností plynovodu Nord Stream 1 se ale tempo tohoto plnění citelně zpomalilo.

„Pokles dodávek plynu do České republiky zaznamenáváme teprve od minulého týdne s tím, že výrazné poklesy sledujeme od pondělí. První reakcí trhu, kterou lze pozorovat, je množství denně ukládaného plynu do zásobníků. To pokleslo přibližně o třetinu oproti předchozím měsícům,“ řídící konzultant EGÚ Brno Michal Kocůrek.

Polsko nebo Bulharsko už jsou bez plynu

Podle posledních zpráv už pět evropských států zcela o dodávky ruského zemního plynu přišlo. Řadí se k nim Finsko, Nizozemsko, Dánsko, Polsko nebo Bulharsko. V případě těchto zemí se ale nejedná o vážnější problém, neboť jejich závislost na ruských fosilních palivech není v porovnání s dalšími evropskými ekonomikami tak vysoká.

Nově se ale dodávky ruského zemního plynu ale omezují už i na Slovensko nebo do Itálie. Italská energetická společnost Eni uvedla, že Itálie aktuálně dostává jen 31,5 milionu kubického metru za den. Problémy však hlásí i Německo, které přišlo o bezmála šedesát procent původně nasmlouvaných dodávek ruského zemního plynu.

Fyzický tok plynu do Německa přes Nord Stream 1 v pátek ráno činil 29,4 milionu kilowatthodin za hodinu (kWh/h), zatímco ve čtvrtek večer se pohyboval kolem 30 milionů kWh/h.

Závislost států Evropské unie na ruském zemním plynu je obrovská. Země se proto v posledních měsících snaží najít urychleně náhradní energetické zdroje, díky kterým se budou moci od ruského zemního plynu v budoucnu úplně odstřihnout. Nabízí se i obnovitelné zdroje energie, po kterých v poslední době stoupla v Evropě velká poptávka.

Jinak tomu není ani v České republice, neboť české domácnosti podle dostupných informací Komory obnovitelných (Komora OZE) projevují mnohem větší zájem o dotace na obnovitelné zdroje, a to v případě nejrůznějších dotačních programů. Státní fond životního prostředí v prvním čtvrtletí letošního roku evidoval celkem 12 200 žádostí o dotaci v případě programu Nová zelená úsporám. Loni to ve stejném období bylo o devět tisíc méně.

Za den o šest procent

Místopředseda ruské vlády Alexandr Novak totiž očekává, že Rusko navazuje čím dál bližší obchodní kontrakty kolem zemního plynu s Čínou. Zároveň dodal, že Evropa za ropné embargo na ruský zemní plyn tučně zaplatí a předpověděl, že Evropu bude trápit silný nedostatek ropných produktů, který se podle něj promítne i do stále rostoucích cen.

Cena plynu pro evropský trh se v pátek dopoledne ve virtuálním obchodním uzlu Title Transfer Facility pohybovala kolem 132 eur, což je v přepočtu 3260 korun, za megawatthodinu. Proti čtvrtku tak vykazovala růst o více než šest procent. Zhruba před rokem se pohybovala kolem 19 eur.

Ruské možnosti přesměrování zemního plynu od záapdních odběratelů na východ ovšem nejsou neomezené. Čína odebírala v roce 2020 zhruba 5 procent ruského exportu. Na Evropskou Unii a Turecko připadalo více než 70 procent celkového ruského vývozu zemního plynu.

Rusko má také více zdrojů ropy a zemního plynu na západní Sibiři než na východě, což ztěžuje obsluhu Asie. Stávající infrastruktura je také nastavena tak, aby posílala energii do Evropy.

Evropské státy začínají postupně reagovat na rostoucí ceny energetických komodit. Ty se totiž negativně propisují do rozpočtů jednotlivých domácností. Jelikož ale zemím i po několikaměsíční tvrdé pandemii nemoci covid-19 chybí finanční prostředky, rozhodly se sáhnout ke změnám v daňových systémech.

Výsledkem jsou nové mimořádné daně, která se dotknou hlavně energetických firem. Třeba Velká Británie ale myslí i na životní prostředí, a proto se tato daň bude snižovat v případě, kdy dotčené společnosti dostatečně nainvestují své finance do udržitelnosti. Informovala o tom agentura Reuters i Bloomberg.

K velkým změnám sáhlo i Maďarko, které se rozhodlo aplikovat mimořádnou daň na řadu sektorů tamější ekonomiky. Bude se týkat třeba pojišťoven, energetiky, bankovního sektoru nebo odvětví letectví. Maďarské rozpočty si díky tomu mají přijít na asi 800 miliard forintů, což je v přepočtu zhruba 50 miliard korun.

Maďaři slibují platnost jen po omezenou dobu

Maďarští političtí představitelé zároveň uvedli, že mimořádná daň má být v platnosti jen po omezenou dobu, a to nejpozději do konce roku 2023. Dodatečné daňové příjmy chce maďarská vláda použít na snižování rozpočtového deficitu ale třeba i na posilování armády. Důvodem je ruská invaze na Ukrajinu, která maďarské politiky motivovala k větším investicím v této oblasti.

„Budeme žádat po bankovních firmách, pojišťovnách, velkých maloobchodních řetězcích, energetických společnostech, podnicích v sektoru telekomunikace i leteckých firmách, aby část svých zisků odevzdaly do dvou maďarských státních fondů,“ řekl před několika dny maďarský premiér Orbán

Největší břemeno budou podle odhadů nést hlavně maďarské energetické firmy, které budou nad rámec původních plánů přispívat asi 300 miliardami forintů. Týkat se to má hlavně maďarského koncernu MOL. Velké břímě se však bude týkat i bankovních firem.

Dodatečné peníze na udržení nákladných cenových stropů

Maďarská rozpočtová politika byla v posledních letech silně deficitní, na čem se negativně podepsala i pandemie nemoci covid-19. Velkou roli však má třeba i zastropování cen energií, které Maďarsko stojí nemalé peněžní prostředky.

Investoři se ale na nové daňové opatření dívají s velkou nelibostí. Akcie na burze v Budapešti totiž zareagovaly obrovským poklesem a silně ztrácely v den ohlášení tohoto kroku i velké maďarské firmy, třeba jako již zmiňovaná rafinérská skupina MOL.

Odborníci připomínají, že podobné daně byly v Maďarsku zavedeny už dříve. Ačkoliv tehdejší politici slibovali jejich dočasnost, tak nakonec se staly trvalou součástí maďarského daňového systému. Nyní se tak tato situace může znovu opakovat. Příkladem je třeba daň na bankovní transakce, s jejímž zrušením se v Maďarsku už nepočítá.

K podobnému kroku se rozhodli i ve Velké Británii. Tam kvůli obrovskému růst cen surovin chtějí zdanit velké ropné i plynárenské společnosti. Tamější ministr financí ale zároveň dodal, že odváděné finanční prostředky dotčených firem se budou snižovat v případě investic do sektoru obnovitelných zdrojů.

„Rozhodli jsme se zavést dočasnou a cílenou daň ze zisků energetických firem. Zabudovali jsme ale do ní i investiční příspěvek, takže společnosti budou mít významnou šanci k reinvestování svých zisků,“ řekl před několika dny současný britský ministr financí Rishi Sunak.

Britové chtějí pomoci domácnostem

Dodatečně získané peněžní prostředky chce britská vláda alokovat hned několika směry. Největší díl má jít pro britské domácnosti. Vláda plánuje zavedení jednorázového příspěvku ve výši 650 liber, což je v přepočtu zhruba 18 800 korun. Během podzimního období pak dostane osm milionů domácností seniorů další finanční příspěvek, a to ve výši 300 liber (8700 Kč) na pohonné hmoty. Lidé s postižením budou inkasovat 150 liber ve formě příspěvku na bydlení. Celkem mají britská opatření v boji s vysokými cenami energií stát 37 miliard liber, a to je v přepočtu zhruba 1,1 bilionu korun.

Ani ve Velké Británii nejsou podobné daňové změny ničím výjimečným. Třeba v roce 1981 dřívější ministr financí Geoffrey Howe uvalil vysokou daň na banky, a to kvůli tomu, že podle něj až příliš těžily z vysokých úrokových sazeb. O šestnáct let později se pak situace do velké míry opakovala, neboť ministr financí Gordon Brown se rozhodl více zdanit dříve privatizované firmy, které podle něj zneužívaly nepříliš konkurenčního prostředí, jež bylo dříve plně pod státní kontrolou.

V Česku nejspíš taková daň nebude

Česká vláda o podobném daňovém kroku prozatím veřejně nehovořila. Vzhledem k aktuálnímu programovému prohlášení Fialovy vlády se však takové daně nejspíš čekat nedají. Koalice totiž navyšování daní vytrvale s odkazem na své předvolební sliby odmítá.

Třeba na Slovensku je ale situace jiná. Už v únoru totiž tamější vláda schválila mimořádné daně za nadměrný zisk z jádra. Slovenský ministr financí Richard Sulík zároveň v únoru uvedl, že tuto daň nebudou mít firmy možnost přenést na konečného spotřebitele.

První miniaturní solární parkoviště a nabíjecí centrum pro elektromobily v jednom bylo představeno v anglickém městě Guildfordu, informoval server Smart Cities World.

Toto víceúčelové unikátní parkoviště nazvané Papilio3 je postavené kolem recyklovaného přepravního kontejneru a integruje tři technologie – solární fotovoltaickou výrobu elektřiny, bateriové systémy pro ukládání energie a nabíjecí místa pro elektromobily. Jedno takové parkoviště pak může podporovat až 12 rychlonabíjecích bodů pro elektromobily.

Kombinace tří zmíněných technologií nabízí řadu výhod, jako je možnost využívat energii ze sítě či solární energii. Především však nabíjecí systém se solární energií a baterií optimalizuje rychlost nabíjení a snižuje uhlíkovou náročnost spotřebovávané elektřiny.

Zařízení Papilio3 je vybaveno třemi modulárními stříškami, které podporuje 36 solárních panelů, a má kapacitu baterií až 250 kWh. Vyvinula jej společnost 3ti ve spolupráci s Cambridge Design Partners a bylo navrženo pro nasazení na pracovištích a veřejných místech, jako jsou nemocnice, hotely, místa setkávání, sportovní nebo nákupní centra, turistické atrakce a centra měst.

„Systém Papilio3 nabízí možnost dobití vašeho elektromobilu, zatímco pracujete, nakupujete nebo třeba cvičíte ve fitku,“ míní Tim Evans, zakladatel a generální ředitel společnosti 3ti.

Každá jednotka nabídne chráněné, osvětlené a bezpečné parkování a pohodlné, dostupné a spolehlivé nabíjení elektromobilů, které podporuje kombinaci 7, 11 a 22 kilowattů.

„Věříme, že solární a bateriové nabíjení se stane nejlepším řešením pro nabíjení elektromobilů, především v rámci měst. Elektromobily tak mohou dosáhnout úrovně nabití, která pokryje každodenní potřeby k jízdě, a to s co nejnižšími emisemi,“ dodává Evans.

Energetická krize z posledních měsíců způsobila, že české domácnosti projevují mnohem větší zájem o dotace na obnovitelné zdroje, a to v případě Nové zelené úsporám. Státní fond životního prostředí v prvním čtvrtletí letošního roku evidoval celkem 12 200 žádostí o dotaci. Loni to ve stejném období bylo o devět tisíc méně.

Data v pondělí představila Komora obnovitelných zdrojů energie (Komora OZE), a to na svých webových stránkách i v přiložené tiskové zprávě. Štěpán Chalupa jakožto předseda této Komory očekává, že do pěti let si Češi pořídí asi 250 tisíc tepelných čerpadel, stejný počet kotlů na dřevo nebo zhruba 100 tisíc akumulačních kamen či krbů. Zvýšený zájem se podle něj dá také očekávat u kotlů na pelety nebo solárních kolektorů.

„Kolem 30 000 domácností se připojí na soustavy dálkového vytápění na bioplyn či biomasu,“ uvedl Chalupa s tím, že vláda se podle jeho názoru musí více zasloužit o odstranění aktuálních bariér, které s případným rozvojem obnovitelných zdrojů energie v současné chvíli souvisí.

Ministerstvo životního prostředí v rámci programu Nová zelená úsporám evidovalo ke konci loňského roku celkem 74 785 aktivních žádostí, a to celkem za 20,67 miliardy korun. Pokud by se povedlo všechny projekty realizovat, snížily by se emise oxidu uhličitého podle odhadů až o 1,4 milionu tun za rok.

Spojené státy pokračují v miliardových investicích do zachytávání škodlivého oxidu uhličitého. Před několika dny totiž tamější ministerstvo pro energetiku ohlásilo další plánované výdaje v této oblasti, které mají přesáhnout hranici dvou miliard dolarů. Peníze na to mají ve Spojených státech najít v rámci Bidenova plánu investic do infrastruktury.

Americké ministerstvo energetiky chce investice směřovat hlavně do průmyslových odvětví a do zajištění rozmístění infrastruktury, díky čemuž bude umožněno dosažení čisté ekonomiky, a tedy hospodářství s nulovými emisemi. Finance mají směřovat i na komercializaci této technologie.

Od ledna loňského roku vydal tamější Úřad pro hospodaření s fosilními palivy a uhlíkem přes 210 milionů dolarů do 45 výzkumných a vývojových projektů, a to i do analýz proveditelnosti. Nyní tak chce v tomto směru pokračovat.

Aktuální návrh naznačuje, že o peníze z programu by mohly žádat takové projekty, u kterých se bude minimální kapacita konečného uložení oxidu uhličitého pohybovat alespoň okolo padesáti milionů tun, a to do třiceti let od zprovoznění. V první fázi by však mohla taková hodnota činit i pouze sto tisíc tun za rok.

Ministerstvo energetiky v USA ale také mimo jiné stanovilo, že z programu budou vyloučeny ty projekty, které oxid uhličitý ukládají za účelem těžby ropy.

Společně nakupovat plyn, zrychlit přechod na obnovitelné zdroje energie, zlepšit efektivitu využití vyrobené energie a více ji uspořit. To jsou hlavní body plánu REPowerEU, jehož podrobnosti Evropská komise zveřejnila ve středu 18. května. Plán je reakcí na narušení celosvětového trhu s energií způsobené ruskou invazí na Ukrajinu.

Než se podíváme na podrobnosti, představme si hlavní rysy plánu. Plán uvádí dva naléhavé důvody pro transformaci evropského energetického systému: ukončení závislosti EU na ruských fosilních palivech, která jsou využívána jako ekonomická a politická zbraň a stojí evropské daňové poplatníky téměř 100 miliard eur ročně, a snížení emisí oxidu uhličitého (jazykem plánu tedy „řešení klimatické krize“, byť transformace evropské energetiky rozhodně samo o sobě současnou trajektorii nezmění).

Další premisou je, že pokud bude Evropská Unie jednotná, může svou závislost na ruských fosilních palivech ukončit rychleji. Politické cíle jsou odrazem většinového přání občanů: 85 % Evropanů se domnívá, že EU by měla co nejdříve snížit svou závislost na ruském plynu a ropě, aby podpořila Ukrajinu.

Protože neexistuje jednoduché řešení –nemůžeme tedy jen tak „otočit“ kohoutkem a brát ropu, a především plyn odjinud –plán REPowerEU je složený z celé řady dílčích kroků. Navrhuje reagovat úsporami energie, diverzifikací dodávek energie a urychleným zaváděním energie z obnovitelných zdrojů s cílem nahradit fosilní paliva v domácnostech, průmyslu a výrobě energie.

Evropská komise navrhuje, aby členské země využívaly k dosažení těchto cíle dotací v rámci tzv. „Nástroje pro oživení a odolnost“. V něm se budou dělat cílené změny tak, aby ho státy mohly používat k prosazování dohodnutých priorit.

Úspory na prvním místě

Volné energie není v tuto chvíli na trhu dost, a tak klíčovou části navrhovaného plánu mají být úspory. Při současných cenách energií je to také řešení nejlevnější. Komise navrhuje posílit dlouhodobá opatření v oblasti energetické účinnosti – tedy v podstatě snížit ztráty energie. Součástí návrhu i zvýšení současného závazného cíle v této oblasti z 9 % na 13 % (tento cíl je byl určen v rámci balíčku právních předpisů „Fit for 55“, jenž je součástí tzv. Zelené dohody pro Evropu).

Komise – podle nás poněkud optimisticky – doufá, že se podaří ve větší míře přesvědčit odběratele, aby změnili své chování. Zveřejnila sdělení EU o šetření energií, v němž jsou podrobně popsány krátkodobé změny chování, které by mohly snížit poptávku po plynu a ropě o 5 %. A vybízí členské státy, aby zahájily vlastní „osvětové“ kampaně zaměřené na domácnosti a průmysl. Snad to bude lepší než například kampaň na očkování proti covidu

Členské státy se rovněž vybízejí, aby využívaly fiskální opatření na podporu úspor energie. Tedy ne, aby například plošně snižovaly na energie, ale dělaly to pouze cíleně: například pro energeticky účinné systémy vytápění, izolaci budov a spotřebiče a výrobky.

Ruská energetická zbraň v číslech

Rusko je dnes třetím největším světovým producentem ropy za Spojenými státy a Saúdskou Arábií. V lednu 2022 činila celková produkce ropy v Rusku 11,3 milionů barelů denně (mb/d). Pro srovnání, celková produkce ropy v USA činila 17,6 mb/d, zatímco v Saúdské Arábii se těžilo 12 mb/d.

Přibližně 60 % ruského vývozu ropy směřuje do zemí OECD a dalších 20 % do Číny. V listopadu, což je poslední měsíc, za který jsou k dispozici oficiální měsíční statistiky o ropě, dovezla Evropa z Ruska celkem 4,5 mb/d ropy (34 % celkového dovozu). Země OECD Asie a Oceánie dovezly v listopadu z Ruska celkem 440 tis. mb/d ropy (5 % celkového dovozu), zatímco země OECD Severní a Jižní Amerika 625 tis. mb/d (17 % celkového dovozu).

Prostřednictvím systému Družba dodává do Evropy zhruba 750 kb/d. Bezprostředně ohroženo je denní dodávky zhruba čtvrt milionu barelů ruské ropy, které putují přes Ukrajinu jeho jižní větví. Z ní jsou přímo zásobovány Maďarsko, Slovensko a Česká republika.

Největším jednotlivým odběratelem ruské ropy je Čína. V roce 2021 odebírala v průměru 1,6 mb/d ropy. Zhruba polovinu dodávaly do země ropovodní, druhá polovina putovala po moři. Rusko je rovněž významným dodavatelem ropy do Běloruska, Rumunska a Bulharska a produktů do většiny zemí bývalého Sovětského svazu včetně Ukrajiny. 

V roce 2020 bylo Rusko druhým největším producentem zemního plynu po Spojených státech. Vytěžilo zhruba 637 miliard m3. Na vývoz šla více než třetina, zhruba 240 miliard m3. Zhruba 90 procent tohoto množství šlo do Evropy, a to téměř výlučně prostřednictvím stávajících plynovodů.

Ruská vláda usiluje o to, aby se stala globálním dodavatelem zemního plynu; v roce 2020 schválila svůj nejnovější plán energetické politiky, který upřednostňuje rozvoj a diverzifikaci vývozu energie a usiluje o výrazné zvýšení investic do zkapalněného zemního plynu (LNG), zejména v arktické oblasti. Konkrétně v případě zemního plynu je cílem strategie zvýšit vývoz LNG na úroveň nad 120 miliard m3, a pak až na 300 miliard m3 v roce 2035. Zvýšení kapacity vývozu LNG by Rusku umožnilo konkurovat na exportních trzích mimo Evropu.

Závislost Evropy na dodávkách ruského plynu se v posledním desetiletí zvýšila. Spotřeba zemního plynu v regionu zůstala v tomto období celkově zhruba stejná, ale těžba klesla o třetinu a rozdíl vyrovnal zvýšený dovoz. Podíl dodávek ruského plynu zvýšil z 25 % celkové poptávky po plynu v regionu v roce 2009 na zhruba 32 % v roce 2021.

Společná kasa

Ale „prospořit“ se k nezávislosti na ruských energiích je bez velké recese nemožné. Evropská unie tak již několik měsíců hledá, jak diverzifikovat dodávky. V tuto chvíli již jsou zajištěné rekordní dodávky LNG a vyšší dodávky plynu z neruských plynovodů – ale není jich dost. Nakupovat se musí dále.

Vznikla tak nová energetická platforma EU, která umožní dobrovolné společné nákupy plynu, LNG a vodíku prostřednictvím sdružování poptávky, optimalizace využívání infrastruktury a koordinace kontaktů s dodavateli. Platforma rovněž umožní společný nákup vodíku z obnovitelných zdrojů, ale to je zatím tedy pouze hudba budoucnosti.

Zatím ještě nevznikl „mechanismus společného nákupu“, v jehož rámci by se mohly sjednávat a uzavírat smlouvy o nákupu plynu jménem zúčastněných členských států. Komise také zatím pouze zváží legislativní opatření, která by vyžadovala, aby členské státy své dodávky plynu postupně diverzifikovaly.

Evropa obecně do budoucnosti hodně sází na vodík, který zatím přitom na trhu v podstatě není. Nové přijatá vnější energetická strategie EU usnadní energetickou diverzifikaci a budování dlouhodobých partnerství s dodavateli, včetně spolupráce v oblasti vodíku nebo jiných zelených technologií. V rámci plánu se mají rozvíjet velké „vodíkové koridory“ ve Středozemním a Severním moři.

Komise také tvrdí, že Evropa bude tváří v tvář ruské agresi bude EU podporovat zranitelné země: Ukrajinu, Moldavsko, země západního Balkánu a země Východního partnerství (to jsou Arménie, Ázerbájdžán, Gruzie, Moldavská republika, Ukrajina a Bělorusko, které je ovšem evidentně jiný případ než ostatní státy z této skupiny). Evropa bude s Ukrajinou pracovat i nadále na zajištění bezpečnosti dodávek energie. Dále se také bude připravovat půda pro budoucí obchod s elektřinou a obnovitelným vodíkem, jakož i na rekonstrukci energetického systému v rámci iniciativy REPower Ukraine (to bude nutné, protože Rusko zastaví dodávky elektřiny z obsazené Záporožské jaderné elektrárny, která pokrývala zhruba 20 procent ukrajinské spotřeby).

Hlavně obnovitelně!

Klíčovým rysem návrhu je další zvyšování podílu obnovitelných zdrojů na evropské výrobě energie. Komise navrhuje v rámci balíčku „Fit for 55“ zvýšit hlavní cíl pro rok 2030 v oblasti obnovitelných zdrojů energie ze 40 % na 45 %. Má tak vzniknout celá řada nových iniciativ a programů, které by dosti zásadně změnily nejen energetiku, ale podepsaly by se například i ve stavebnictví. Ty hlavní jsou:

  • Zvláštní solární strategie EU „Solar Strategy“ pro zdvojnásobení solární fotovoltaické kapacity do roku 2025 a instalaci zařízení pro výrobu 600 GW do roku 2030.
  • Iniciativy pro fotovoltaické využívání střech „Solar Rooftop“ s postupně zaváděnou zákonnou povinností instalovat solární panely na nových veřejných a komerčních budovách a nových obytných budovách.
  • Zdvojnásobení míry využívání tepelných čerpadel a opatření na integraci geotermální a solární tepelné energie do modernizovaných systémů dálkového a obecního vytápění.
  • Zrychlení stavby nových zdrojů. Komise vydala doporučení, která mají řešit problém pomalého a složitého povolovacího řízení u velkých projektů v oblasti hlavních obnovitelných zdrojů energie. Prosazuje také cílenou změnu směrnice o obnovitelných zdrojích energie, která má uznat energii z obnovitelných zdrojů za oblast převažujícího veřejného zájmu. V oblastech s nižšími environmentálními riziky by členské státy měly vyhradit preferenční oblasti pro výrobu obnovitelných zdrojů energie, v nichž by se uplatňovaly zkrácené a zjednodušené povolovací postupy.
  • Rozjet využití vodíku ve velkém měřítku. Komise navrhuje stanovení cíle získat do roku 2030 10 milionů tun vodíku z obnovitelných zdrojů z domácí výroby a 10 milionů tun z dovozu, za účelem náhrady zemního plynu, uhlí a ropy v odvětvích, která lze obtížně dekarbonizovat, a v odvětvích dopravy. V zájmu urychlení rozvoje vodíkových projektů jsou na výzkum vyčleněny dodatečné prostředky ve výši 200 milionů eur a Komise se zavazuje dokončit posouzení prvních významných projektů společného evropského zájmu do léta.
  • Akčního plánu pro biomethan, který stanoví nástroje včetně nového průmyslového partnerství pro biomethan a finanční pobídky k navýšení výroby na 35 miliard m³ do roku 2030, mimo jiné prostřednictvím společné zemědělské politiky.

Podpora rozvoje vodíkové ekonomiky má také být výrazně silnější. Komise zavede rozdílové smlouvy o uhlíku s cílem podpořit využívání zeleného vodíku v průmyslu a zvláštní financování pro REPowerEU v rámci Inovačního fondu. Mimochodem, k tomuto a dalším úkolům se mají využívat ve velké míře příjmy z obchodování s emisními povolenkami.

Chystají se i změny v dopravě. Komise totiž slíbila předložit balíček opatření týkajících ekologizace nákladní dopravy s cílem zvýšit energetickou účinnost v tomto odvětví. Uvažuje se také o nové legislativě, která by měla podpořit zvýšení podílu vozidel s nulovými emisemi ve veřejných a podnikových vozových parcích (tedy flotilách nad určitý počet vozů).

Za kolik to bude?

Plán bude samozřejmě něco stát. Plnění cílů REPowerEU vyžaduje do roku 2027 dodatečné investice ve výši 210 miliard eur. Výsledkem by mohlo být snížení dovozu fosilních paliv (především samozřejmě z Ruska). Ale přesně vyčíslit možné úspory je v tuto chvíli předčasné.

Na podporu REPowerEU je již v rámci Nástroje pro oživení a odolnost k dispozici 225 miliard eur ve formě úvěrů. Komise dnes přijala nové právní předpisy a pokyny určené členským státům ohledně jejich využití. Komise také navrhuje navýšit finanční krytí Nástroje pro oživení a odolnost o 20 miliard EUR ve formě grantů z prodeje emisních povolenek v rezervě tržní stability.

Podobné cíle, tedy dekarbonizaci dlouhodobě podporuje tzv. „politika soudržnosti“, ve které je až 100 miliard eur určených na investice do obnovitelné energie, vodíku a infrastruktury. Dalších 26,9 miliardy eur z fondů soudržnosti by mohlo být uvolněno v rámci dobrovolných převodů do Nástroje pro oživení a odolnost. Letos na podzim Komise zdvojnásobí finanční prostředky, které jsou k dispozici pro rozsáhlou výzvu inovačního fondu na rok 2022, na přibližně 3 miliardy eur.

Posílena by měla být i plynárenská infrastruktura EU. Podle odhadů Komise bude zapotřebí investice ve výši přibližně 10 miliard eur. Má dojít také k urychlení rozvoje projektů „společného zájmu“ v oblasti elektřiny, tedy zlepšení schopnosti a kapacit elektrických sítí. Má to urychlit „Nástroj pro propojení Evropy“. Komise k 18. květnu spustila novou výzvu k předkládání návrhů s rozpočtem 800 milionů eur. Další bude následovat počátkem roku 2023.

Ztrácíte se v evropských plánech? Toto je základní přehled

Zelená dohoda pro Evropu je dlouhodobý plán růstu EU, jehož cílem je dosáhnout do roku 2050 klimatické neutrality Evropy. Tento cíl je zakotven v evropském právním rámci pro klima, jakož i v právně závazném příslibu snížit do roku 2030 čisté emise skleníkových plynů nejméně o 55 % ve srovnání s úrovněmi v roce 1990. Proto byl v červenci 2021 Komisí předložen balíček předpisů „Fit for 55“. V jeho rámci se měla do roku 2030 snížit naše spotřebu plynu o 30 %, zhruba z třetiny díky zvýšení oblasti energetické účinnosti.

Dne 8. března 2022 navrhla Komise nástin plánu, jehož účelem je – vzhledem k ruské invazi na Ukrajinu – dosáhnout nezávislosti Evropy na ruských palivech, a to v dostatečném předstihu před rokem 2030. Na zasedání Evropské rady ve dnech 24. a 25. března se vedoucí představitelé EU na tomto cíli dohodli a požádali Komisi, aby předložila podrobný plán REPowerEU, který byl dnes přijat. Z nedávných přerušení dodávek plynu do Bulharska a Polska vyplývá, že nedostatečnou spolehlivost ruských dodávek energie je třeba naléhavě řešit.

Komise přijala v reakci na ruskou agresi řadu protiruských sankcí. Na dovoz uhlí se již vztahuje režim sankcí a Komise předložila návrhy na postupné ukončení dovozu ropy do konce roku, které nyní projednávají členské státy. Maďarsko plán v současné podobě blokuje, své pochyby mají ovšem i Spojené státy, podle kterých by embargo nadále zhoršila inflaci.

Spolehlivý a obnovitelný, takový by měl být nový způsob nabíjení elektroniky, který vyvinuli vědci z Cambridge. Je založený na fotosyntéze řas, konkrétně využívá netoxické sinice zvané synechocytis, které přirozeně získávají energii ze slunce a pomocí fotosyntézy lze díky tomu nabíjet elektronická zařízení.

Vědci tento systém použili k nepřetržitému napájení počítače po dobu jednoho roku. Systém s řasami má velikost přibližně jako baterie AA, je vyrobený z běžných, levných a z velké části recyklovatelných materiálů. Elektrický proud generovaný fotosyntézou interaguje s hliníkovou elektrodou, která slouží k napájení mikroprocesoru. Může být snadno replikován a je schopen napájet velké množství malých zařízení jako součást internetu věcí.

Internet věcí je rozsáhlá a stále s rozrůstající síť elektronických zařízení, která shromažďují data v reálném čase prostřednictvím internetu. Každé spotřebovává malé množství energie, právě proto je napájení pomocí fotosyntézy pro tento účel vhodné. Fotosyntetické zařízení je schopno dodávat konstantní proud a zároveň jeho výhodou je, že se nevybíjí tak jako baterie, protože jako zdroj energie neustále využívá světlo. Může však fungovat i potmě, protože řasy si pomocí světla tvoří potravu, kterou spotřebovávají i pokud zrovna nejsou na světle, proto i v tuto dobu produkují elektrickou energii.

Podle vědců by napájení pomocí fotosyntézy mohlo být řešením pro potíže s napájením rostoucího množství zařízení, která jsou součástí internetu věcí, jelikož v současnosti jsou pro tento účel využívány lithium-ion baterie, ovšem světová produkce lithia je nedostatečná. Druhou současnou alternativou jsou fotovoltaická zařízení, ovšem ta zase využívají materiály s negativním dopadem na životní prostředí.

Na pozadí zvyšování podílu obnovitelných zdrojů probíhá dnes v elektrické síti boj o chybějící setrvačnost. Právě setrvačnost přitom pomáhá udržovat elektřinu ve vedení tak „kvalitní“, jak jsme zvyklí.

Staré přísloví říká, že žádný dobrý skutek nezůstane nepotrestán – a to platí v případě pro zavádění „zelené energie“ do sítě, poznamenal nedávno časopis The Economist.

Nejde přitom o všeobecně známou nespolehlivost a nepředvídatelnost výroben solární a větrné energie v porovnání s energií z fosilních paliv. Všichni už vědí, že bez skladovacích zařízení, jako jsou velké akumulátory, které by situaci vyrovnaly, síť s vysokým podílem obnovitelných zdrojů jde provozovat těžko. Tento všeobecně známý problém britský časopis ovšem na mysli neměl: zelená energie s sebou totiž přináší i další, na pohled méně zjevný problém.

Setrvačnost výhodou

I když nepochybně budeme většinu čtenářů pouze zdržovat něčím, co dávno ví, musíme na začátek připomenout, že dnešní elektrické sítě využívají střídavý proud. V celé síti se tedy s především danou frekvencí „přepínají“ oba póly. Ke změně dochází 50krát za vteřinu, tedy s frekvencí 50 hertzů (Hz). Dnes je standardem frekvenci sítě udržovat velmi přesně a spolehlivě, aby se na ni uživatelé mohli spolehnout a používat bez problémů i zařízení, kterému by velké výkyvy frekvence mohly škodit.

Frekvence by totiž „sama od sebe“ nevydržela. Jakmile se změní spotřeba elektřiny (a tedy i její množství v síti), automaticky se začne měnit i frekvence. Pokud elektrárny vyrobí více energie, než kolik lidé v danou dobu odebírají, přebytečná energie se přemění na kinetickou energii. Jinak řečeno, generátory v síti se začnou točit rychleji – a z toho plyne, že frekvence v síti začne stoupat.

Pokud naopak spotřebitelé odeberou ze sítě více energie, než kolik elektrárny dodávají, přemění se část kinetické energie několikatunových generátorů na energii elektrickou. Otáčky pak začnou klesat – a zároveň s tím dochází nutně ke snižování frekvence.

Samozřejmě, s touhle situací lze něco dělat: výroby zvýšit nebo snížit. Hlídat frekvenci v síti je tedy nepřetržitá práce. Ovšem dispečerům a dalším v ní pomáhá tzv. rotační setrvačnost. Jde úplně jednoduše o důsledek skutečné fyzikální setrvačnosti turbín tepelných (tedy jak těch na fosilní paliva, tak jaderných) a vodních elektráren. Mají takovou setrvačnost, že malé výkyvy v síti dokážou účinně vyhladit. (U větrných elektráren to bohužel neplatí, protože bývají připojeny přes AC-DC-AC měniče, čímž dojde z velké části ke zrušení mechanické vazby mezi generátorem a sítí.)

Dejte tam kolo!

Setrvačnost rotujících zdrojů tedy pomáhá stabilizovat celou síť. Čím méně je turbín, tím menší je „setrvačnost sítě“. Pokud se objeví nějaký problém (výpadek zdroje nebo například rozvodny) v době, kdy je setrvačnosti nízká, může způsobit větší než obvyklou odchylku frekvence.

A v některých zemích s velmi vysokým podílem obnovitelných zdrojů začíná nedostatek rezervy rotační setrvačnosti v síti být již dnes pro jejich operátory problém, kterým stojí za to se zabývat.

Rekordně nízké hodnoty setrvačnosti zaznamenal vloni sever Evropy. Dalším místem, které se bojí nedostatku rotační setrvačnosti v síti, je Velká Británie. Ta vyrábí přibližně 30 % elektrické energie z větru a slunečního záření. Právě ve velké Británii také dochází v současnosti ke zkoušce řešení, které by mohlo pomoci klasické elektrické generátory nahradit.

Dne 17. března přestřihla společnost National Grid ESO – firma, která, jak napovídá její název, provozuje elektrickou síť v zemi – pásku při otevření elektrárny, kterou poblíž Keithu v severním Skotsku postavila norská společnost Statkraft (specialista na obnovitelné zdroje energie). Setrvačná energie je v této elektrárně uložena v páru ocelových setrvačníků. Každý z těchto setrvačníků váží 194 tun a otáčí se rychlostí až 500 otáček za minutu.

Druhý závod společnosti Statkraft by měl být otevřen na podzim poblíž Liverpoolu. Místo velkých hmot, které se otáčejí relativně pomalu, se bude spoléhat na menší, které se budou točit rychle (1 500 ot./min.).

Oba přístupy obsahují přibližně stejné množství setrvačnosti a v kombinaci bude tato dvojice ukládat přibližně 2 % rotační setrvačnosti, která je v současné době potřebná k podpoře britské rozvodné sítě. To odpovídá setrvačnému příspěvku konvenční uhelné elektrárny. Provozovatel britské sítě National Grid ESO navíc plánuje později v tomto roce přidat další dva systémy, které postavila společnost Siemens, a tím ještě zvýšit svůj potenciál pro ukládání rotační setrvačnosti.

Další možností je nestavět nové setrvačníky, ale využití starší rotační hmotu. Jinými slovy, změnit stávajících elektrárny tak, aby místo k výrobě elektřiny sloužily pouze k ukládání setrvačnosti. Britský provozovatel sítě ověřuje tento nápad v bývalé plynové stanici v severním Walesu, která od roku 2021 funguje k „akumulaci rotační setrvačnosti“, abychom tak řekli.

Vystřídané střídače

Stavba velkých setrvačníků ovšem není jedinou možností, jak si s problémem poradit. Jak jsme krátce zmínili (v jedné závorce), ke stabilizaci frekvence sítě se nedá používat řada větrných elektráren. Ale lze postavit i větrné elektrárny (DFIG nebo elektrárny se synchronním generátorem), u kterých je přidáním vhodného řízení možné emulovat chování konvenčního zdroje.

Další možností je postupně přenést regulaci sítě úplně na jiné prvky. Všechny větrné či solární parky (ale třeba i baterie) využívají pro připojení k síti střídače, tedy polovodičová zařízení, která mění stejnosměrný proud na střídavý.

Střídače se obvykle dnes nastaveny tak, aby „šly za sítí“ (anglicky se říká „grid following“), tedy přizpůsobují se frekvenci v síti bez ohledu na její hodnotu. Řízení sítě zůstávalo na konvenčních elektrárnách. Toto „parazitování“ je možné, když solární a větrná energie tvoří jen malou část celkového výkonu sítě. S tím, jak jejich podíl roste, je to čím dál větší problém.

Střídače však mohou být navrženy tak, aby místo toho byly „konstruktivní“ – pomáhaly s řízením sítě (anglicky se říká „grid forming“). Jinak řečeno, jsou naprogramovány tak, aby se chovaly podobně jako konvenční elektrárny. Nic se v nich samozřejmě netočí, ale reagují v krátkém čase na výkyvy v síti a poskytují okamžitou výkonovou rezervu. Použití takových střídačů by mělo umožnit snadnou integraci mnohem většího množství větrné a solární energie do sítě.

Na trhu byly ovšem dosud spíše vzácností. Ale například v Británii, která dále počítá s rychlým rozvojem obnovitelných zdrojů, v lednu však energetický regulátor Ofgem podepsal technickou normu popisující tato zařízení přijatelnou pro výrobce i poskytovatele síťových služeb. Očekává se, že díky tomu dojde k nasazení „grid forming“ střídačů ve velkém měřítku už během několika mála let.

Vzhledem ke své ostrovní poloze je pro takový experiment velmi vhodné místo; britská síť je totiž opravdu do značné míry „ostrovní“ (tj. oddělená od zbytku Evropy). Případný úspěch by určitě podnítil zájem dalších podobných elektrických soustav sítě. Ať už jsou fyzicky ostrovní (australská, irská), nebo pouze metaforicky (například texaská soustava má z našeho pohledu velmi překvapivě jen málo spojení se zbytkem Severní Ameriky). Větší sítě v Severní Americe a Evropě budou situaci zatím bedlivě sledovat, ovšem spíše zpovzdálí.

Setrvačníky baterie neporáží

Využití setrvačnosti je starý nápad, který se v posledních desetiletí podařilo významně vylepšit. Zdálo se dokonce možné, že by si mohly najít jako svébytný druh baterie i v energetice. To byla myšlenka za založením společnosti Beacon Power.

Beacon Power vznikla v roce 1997 jako dceřiná technologické společnosti SatCon. V roce 2000 vstoupila na burzu. Tehdy se ještě profilovala jako firma, která měla poskytovat energetickou zálohu pro různé podniky či provozy. Setrvačníků, které by sloužila k vyrovnání dodávek elektrického proudu například pro citlivá zařízení, jimž vadí krátkodobé výpadky či jen výkyvy frekvence.

Firma využívala možností, které skýtaly technologické pokroky posledních desetiletí 20. století. Jejím produktem jsou vakuové komory, ve kterých velmi rychle točí setrvačníky z uhlíkových vláken na speciálních ložiscích s velmi nízkým odporem. Setrvačníky se mohou točit frekvencí několika řádově desítek tisíc otáček za minutu.

Postupně ale změnila zaměření. Začala se zaměřovat na regulaci frekvence a další síťové služby. Nemohla sloužit jako dlouhodobá záloha, na to setrvačníky nemají dostatečnou kapacitu, ale zato mohou velmi rychle reagovat na výkyvy v síti, krátkodobě je pomoci regulovat, než naskočí (nebo se odstaví) výkonnější zdroje s delší reakční dobou.

Beacon Power nakonec mohla své vize realizovat díky pomoci americké vlády. Získala grant ze stejného programu jako výrobce solárních článku Solyndra, která pak velmi neslavně zkrachovala (a tím dosti pošramotila pověst programu, který ale ve skutečnosti jako celek nebyl vůbec neúspěšný).

Vzestup a pád

V roce 2009 společnost získala 43 milionů grantových dolarů a začala ve státě New York stavět velkou „farmu“ se setrvačníky o celkovém maximálním výkonu 20 MW. Stavba se zpožďovala, a když byla hotova, americký trh s elektřinou byl jiný. Krize výrazně snížila poptávku po elektřině, ceny šly dolů, klesla cena paliv (v USA hlavně zemního plynu).

Na trh také přišly nové plynové turbíny s kombinovaným cyklem, které byly schopny reagovat výrazně rychleji na požadavky po změně výkonu. Ceny regulace frekvence a dalších tzv. podpůrných služeb v USA prudce klesly. Když firma konečně provoz spustila, byla v podstatě na desetině toho, co firma předpokládala ve svém finančním plánu.

Beacon Power měla potíže s realizací svého provozu, který se proti plánu výrazně prodražil, pád cen za její produkty jí pak podrazil nohy úplně. Firma mezi lety 2004 a 2011 prodělal celkem 174 milionů dolarů a v říjnu 2011 vyhlásila bankrot. Zdálo se, že další Solyndra je na spadnutí. Beacon Power Půjčka byla sice podstatně menší než na panely (cca 43 milionů proti cca 540 milionům), ale také šlo o politicky stejně „výbušný“ případ.

Nakonec však nebylo – alespoň pro politiky – tak zle. Firmu za několik měsíců koupila soukromá investiční společnost Rockland Capital, která se zavázala splatit 70 % dlužné částky. Dokonce poskytla kapitál na stavbu další farmy o stejném výkonu v Pennsylvánii.

Ovšem setrvačníky jsou stále lepší na papíře než v praxi, jak zjistil i Rockland Capital. Ceny za regulace frekvence zůstaly tak nízko jako po krizi. V roce 2018 se i Rocklad setrvačníkových farem zbavil a prodal je společnosti Convergent Energy + Power, a pak po dalších akvizicích skončily v portfoliu fondu Energy Capital Partners.

V provozu jsou podle posledních informací stále obě farmy, každý o maximálním výkonu 20 MW (ten ovšem mohou poskytovat jen po dobu několika minut). O dalším rozvoji se nemluví, firma podle všeho v podstatě pokračuje v provozu v podstatě… inu, setrvačností.

K pokrytí poptávky po bateriích bude zapotřebí široké škály materiálů na výrobu baterií. „Zlatou střední cestou“ mezi levným železem a drahým niklem by se mohl stát mangan, píše server IEEE Spectrum.

Většina automobilek touží vám (a zbytku světa) prodat elektromobil. Zároveň ovšem výrobci v posledních době řeší těžkou otázku: jak si zajistit dodávky materiálů nutných k výrobě elektromobilů. A to ještě ze zdrojů, které nenesou geopolitická rizika či etické stigma (tedy třeba materiálů vytěžených s pomocí dětské práce).

Výroba jednoho elektrického auta vyžaduje podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) šestkrát více kovů než výroba vozu se spalovacím motorem. Auta už nebudou spotřebovávat suroviny za provozu, ale při svém zrodu.

Ale které? Nezbytností bude nepochybně lithium a železo, to je jasné. V dalším sledu stojí však celá řada dalších kovů, o jejichž osudu není rozhodnuto. Jedním z nich je i relativně skromný a nenápadný mangan.

Špatné vzpomínky, světlá budoucnost?

Tento světle šedý, tvrdý, a přitom křehký kov, který je 25. prvkem periodické tabulky (mezi chromem a železem) považují za zajímavý například společnosti Tesla a Volkswagen. Doufají, že i díky němu mohou být elektromobily a jejich baterie dostatečně dostupné i pro běžného zákazníka. A to i přes neutěšenou historii prvního (a jediného) elektromobilu, který byl vybaven baterií s vysokým obsahem manganu: původního Nissanu Leaf.

Autoprůmysl ovšem bude v dohledné době potřebovat všechny baterie, které budou k mání. Vylepšené modely baterií s vysokým obsahem manganu by si možná na trhu mohly najít své místo, snad jako středně drahá varianta mezi lithium-železo-fosfátovou chemií v levnějších vozem a „prémiovými“ bateriemi bohatými na nikl ve špičkových luxusních a sportovních modelech.

Zájem o ně v poslední době pomohl probudit i Elon Musk při slavnostním otevření továrny Tesla Gigafactory v Berlíně. Když dostal otázku na to, jak vidí využití grafen v bateriích, nakonec od této vzácné formy uhlíku úplně odběhl a řekl: „Myslím, že zajímavý potenciál má mangan.“

Znovu tak upozornil na to, co už lze sledovat několik let: odklon výrobců od kobaltu a nyní i od niklu: „V konečném důsledku potřebujeme desítky, možná stovky milionů tun. Takže materiály používané k výrobě těchto baterií musí být běžné, jinak je nemůžete škálovat,“ řekl Musk.

Musk Iron Manem

Společnost Tesla potvrdila, že téměř polovina všech jejích vozidel vyrobených v minulém čtvrtletí již používá baterie bez niklu a kobaltu. Jak uvádí výroční zpráva Tesly, v Muskem vedené firmě se z LFP baterií stává běžná záležitost: „V současné době se baterie LFP používají ve většině našich standardních produktů pro vozidla a také v komerčních aplikacích pro skladování energie. Díky našim energeticky účinným motorům může Model 3 s baterií LFP stále dosahovat dojezdu 267 mil podle EPA.”

Podle přehledu trhu s elektromobily, který zveřejnila agentura Reuters, není Tesla ve své podpoře baterií LFP sama. Více než tucet společností údajně zvažuje, že v příštích třech letech postaví ve Spojených státech a v Evropě závody na výrobu bateriových článků LFP. A od té doby se změna bude pravděpodobně pouze zrychlovat.

Německá důvěra

V březnu 2021 na „Power Day“ společnosti Volkswagen generální ředitel koncernu Herbert Diess oznámil, že jeho společnost zachvátilo „bateriové šílenství“: Volkswagen má do roku 2030 postavit v Evropě půl tuctu gigatováren s celkovou kapacitou 240 gigawatthodin.

Volkswagen již staví továrny na elektromobily v americkém Tennessee a v Číně. Navzdory tomu, že jeho elektromobily se v Evropě prodávají více než Tesly, německá firma pod silným konkurenčním tlakem americké „elektromobilky“ především na čínském trhu. Globální gigant je proto odhodlán snížit náklady na baterie o polovinu u základních modelů a o 30 % u vozů střední cenové kategorie.

Aby toho dosáhl, představil Volkswagen univerzální „unifikovaný článek“, který může v rámci univerzální „kostry“ využívat různé druhy bateriové chemie. Diess uvedl, že přibližně 80 % nových baterií Volkswagen se obejde bez drahého niklu a kobaltu ve prospěch levnějších a hojnějších katodových materiálů – potenciálně včetně manganu. Jde baterie podobné těm, které jak Volkswagenu, tak Tesle dodává čínská společnost Contemporary Amperex Technology (CATL).

Mimochodem, agresivní snaha Volkswagen přesunout výrobu baterií na vlastní linky dosti zaskočila jeho současné dodavatele, tedy jihokorejské společnosti LG Energy Solutions a SK Innovation. Volkswagen se snažil situaci urovnat prohlášením, že dodrží stávající smlouvy na baterie.

Jak se vyhnout úzkému hrdlu

Proč tolik materiálů, typů a chemie? A proč mangan? Vše závisí na tom, co Musk a další odborníci uvádějí jako hrozící, limitující faktor urychlení revoluce v oblasti elektromobilů: pomalé tempo výroby baterií i těžby a produkce surovin pro jejich výrobu.

Musk v Berlíně uvedl, že svět bude potřebovat ročně vyrábět 300 terawatthodin baterií, aby mohl plně přejít od automobilů na fosilní paliva. To je stonásobek toho, co Tesla předpokládá, že dokáže vyrobit do roku 2030, a to i při vlastním masivním rozšíření kapacit.

Baterie s vysokým obsahem niklu (s jinak bezkonkurenčním hustotu energie a výkonem) v takovém objemu nebude možné v dohledné době vyrábět. Bude Jsou zapotřebí i jiných materiálů, i když to s sebou přinese určité výkonností kompromisy. „Čím více materiálů se bude dávat do baterií, tím lépe,“ řekl pro IEEE Spectrum Venkat Srinivisan, ředitel bateriového výzkumného centra ACCESS (Argonne Collaborative Center for Energy Storage Science).

Výhody šedi

Mangan je hojně rozšířený, bezpečný a stabilní. Baterie s manganovými katodami se však výkony nepřiblíží bateriím bohatých na nikl. Kupci prvních vozů Nissan Leaf by o tom mohli vyprávět: Nissan, který neměl v roce 2011 žádné dodavatele ochotné nebo schopné dodávat baterie ve velkých objemech, byl nucen vyrobit vlastní baterie z oxidu manganičitého se specifickou strukturou (tzv. spinelovou).

Tyto energeticky „chudé“ baterie měly kapacitu pouhých 24 kilowatthodin, což vozu poskytovalo dojezd pouze necelých 120 kilometrů. Navíc se jejich vlastnosti rychle zhoršovaly, zejména teplejších oblastech světa, a zákazníci si začali stěžovat. (Nepomohlo ani to, že se Nissan auto nevybavil systémem, který by dokázal hlídat teplotu baterie.) Upravená baterie „Lizard“ z roku 2014 měla vyšší kapacitu 40 kWh, ale stále problémy s životností.

Zájemci o elektromobily ovšem vyžadovali výkon a dojezd, což zase znamenalo špičkové baterie s co nejvyšší energetickou hustotou. To znamenalo používat kobalt, který je obvykle vedlejším produktem těžby niklu a mědi a patří mezi nejdražší v bateriích používané prvky. Produkci kobaltu také dominuje Demokratická republika Kongo, která je spojována s dětskou prací v dolech a dalším porušováním lidských práv.

Jde to jinudy?

Automobilky hledaly, jak se kobaltu zbavit. Například General Motors a LG Energy Solutions dohromady vyvinuli „pytlíkové“ články Ultium s nikl-kobalt-mangan-hliníkovou chemií, která umožňuje snížit obsah kobaltu o více než 70 %.

Nový elektrifikovaný Hummer má díky nim celkovou kapacitu baterií 200 kilowatthodin, tedy dvakrát větší než největší baterie Tesly. Díky třem elektromotorům má mít maximální výkon tisíc koní (cca 745 kW) a dojezd přes 500 kilometrů. Tato baterie, která je zdaleka největší, jaká kdy byla do elektromobilu vložena, také přispívá k obrovské pohotovostní hmotnosti vozu: celkem 4 082 kilogramů. Na baterii z toho připadá 1 315 kg. (Vzhledem k tomu, že GM připravuje sériovou výrobu v Detroitu, může Hummer sám o sobě způsobit nedostatek baterií.)

Také se stále nejedná o auto zrovna lidové: cena začíná na zhruba 110 tisíc dolarech, tedy něco přes 2,5 milionu korun. A to je samozřejmě v USA, v Evropě bude ještě znatelně vyšší. Za to by zákazník měl dostat vůz s vysokou průchodností terénem, který dokáže zrychlit z 0 na 100 zhruba za 3 sekundy.

Elektrický pick-up odvozený od vozu Hummer (foto GM)
Elektrický pick-up odvozený od vozu Hummer (foto GM)

Stejně jako u nejlepších článků Tesly se v článcích GM používá pouze malé množství manganu ke stabilizaci struktury, nikoli jako hlavní materiál katody. To je zcela běžné: podle dat společnosti Umicore, která se zabývá těžbou a recyklací materiálů, se více než 90 % manganu těží pro výrobu železa a nerezové oceli a méně než 1 % jde do baterií.

Dalším oblíbeným katodovým minerálem byl nikl, jehož nabídka je rozmanitější než u kobaltu – ale na o tolik, jak se v posledních měsících ukázalo. Světové zásoby niklu se snižovaly již před únorovou invazí Ruska na Ukrajinu. Investoři a obchodníci začali být nervózní z možných zákazů nebo přerušení dodávek kovů z Ruska, které produkuje přibližně 17 % světové produkce vysoce čistého niklu. V březnu se ceny niklu prakticky přes noc zdvojnásobily a poprvé nakrátko překročily 100 tisíc amerických dolarů za tunu, což přimělo Londýnskou burzu kovů, aby během divokého nárůstu pozastavila obchodování.

Ke švédskému stolu!

Ze všech těchto důvodů (cenových, geopolitických, etických, bezpečnostních, strategických) – a také proto, aby se pojistil proti případné selhání toho či onoho přístupu – se autoprůmysl pouští do diverzifikace bateriových technologií. Místo jednoho chodu, který by mohl stačit a chutnat všem, se tedy dnes připravuje bufet s bohatým výběrem. Alespoň do doby, než nějaký budoucí nositel Nobelovy ceny přijde s něčím, co současné lithium-iontové články zcela nahradí.

Automobilky začínají opouštět i nikl – přinejmenším tedy, které se zaměřují na Čínu nebo na levnější elektromobily s menším dojezdem. Tesla, Volkswagen, Ford, čínské společnosti a další rychle přecházejí u běžných vozů na lithium-železo-fosfátové (LFP) baterie vynalezené v 90. letech a donedávna považované za de facto „zastaralou technologii“. Tyto baterie nevyžadují nikl ani kobalt, pouze větší množství železa a fosfátu. Musk potvrdil „dlouhodobý přechod“ na LFP pro základní vozy (včetně Modelu 3) nebo baterie určené pro skladování elektřiny v elektrické síti.

Baterie s vysokým obsahem manganu, o kterých Musk a Volkswagen mluví dnes s takovým zápalem, by také používaly méně niklu – a vůbec žádný kobalt. Zdá se, že by mohly být cenově dostupné: podle analytiků společnosti Roskill, kteří byli citováni na Power Day Volkswagnu, by tato technologia mohla vést ke snížení nákladů na katodu o 47 % na kilowatthodinu oproti konstrukcím bohatým na nikl. Volkswagen proto uvažuje o manganu jako o potenciálním řešení pro běžné modely, o LFP pro vozidla nižší třídy nebo trhy a o vysoce výkonných baleních na zakázku pro značky jako Porsche, Audi, Bentley nebo Lamborghini.

„Chápu logiku, že pokud se podaří dosáhnout rozumné hustoty energie, stane se mangan takovým mezistupněm,“ řekl Srinivisan pro IEEE Spectrum. Výrobci automobilů by mohli kompenzovat nižší náklady na manganové katody mírně zvětšenými bateriemi, aby se dojezd přiblížil vozům vyšší třídy.

Ještě v roce 2020 na Dni baterií společnosti Tesla vyjádřil Musk optimismus ohledně využití tohoto prvku: „Je relativně jednoduché udělat katodu, která je ze dvou třetin tvořena niklem a z jedné třetiny manganem, což nám umožní se stejným množstvím niklu vyrobit články s celkově o 50 % větší kapacitou.“

Zavádění vylepšených článků ale není přímočaré a jednoduché, jak ví nepochybně i Elon Musk. Který se například stále snaží uvést na trh svůj (dnes již notně zpožděný) velký válcový článek 4680. Baterie s vysokým obsahem manganu také stále ještě neprokázaly svou životaschopnost v běžném provozu. Ovšem gigantické rozměry překážek na cestě k elektromobilitě výrobcům automobilů nedávají jinou možnost než zkusit najít materiály, které „za hubičku“ umožní vyrábět šampiony mezi bateriemi.

LFP čili Lithium železo fosfát

Tyto články s vysokým obsahem železa byly jednu dobu považovány alespoň co se elektromobility týče tak trochu za “slepou uličku” kvůli nízké energetické hustotě. Na začátku roku 2021 stále tvořily méně než 10 % všech dodaných li-ion článků. Ovšem podle analytiků se množství do výrobků článků v druhé polovině roku 2020 meziročně zvýšilo několikanásobně, a další růst bude jen následovat. Mají totiž zásadní výhodu v ceně.

Tento typ článků nabízí kvůli použitým materiálům tedy nižší měrnou hustotu energie (100-160 Wh/kg) než články využívající dražší materiály. Na druhu stranu, mají vysoký měrný výkon. Nominální napětí je nižší a činí 3,2 V a nabíjí se na napětí 3,6 V. Mohou tedy poměrně přímočaře posloužit jako náhrada za klasické olověné akumulátory. Dnes je populární volbou pro uložiště energie, UPS a trakční použití obecně.

Jde o velmi stabilní baterii. Rozkládá se při teplotách kolem 270 stupňů Celsia. Při přebíjení, nadměrném vybíjení, zkratu, propíchnutí cizím objektem a podobně nezačíná rychle, jako tomu bývá u řady jiných dnes používaných typů. Ještě větší výhodou než zvýšená bezpečnost je ovšem malé zastoupení drahých materiálů a tedy nízká cena. To je hlavní důvod, proč její zastoupení na trhu neustále roste. Životnost se počítá na tisíce (2000-5000) cyklů a stárnutí probíhá za běžných teplot pomalu.

Load More