Mezinárodní agentura pro energii (IEA) ve své čerstvě vydané souhrnné zprávě World Energy Outlook varuje, že rozvoj čisté energetiky je příliš pomalý na to, aby se podařilo dosáhnout stanoveného cíle, tedy nulových emisí uhlíku do roku 2050.

Ve zprávě, jež by měla posloužit i jako příručka pro světové lídry, kteří se na přelomu října a listopadu sjedou na klimatický summit do skotského Glasgowa, IEA upozorňuje na to, že emise uhlíku se do poloviny století sníží o pouhých 40 %, pokud země zůstanou u svých aktuálních klimatických závazků. Podle agentury si změna strategie a politiky, nutná k zahlazení stávajícího deficitu, vyžádá jen v příštím desetiletí zhruba 4 miliardy amerických dolarů nad rámec již předpokládaných „klimatických“ investic.

Zpráva IEA dále uvádí, že zatímco prodeje elektromobilů dosáhly v roce 2020 nových rekordů a budování obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná energetika a fotovoltaika, pokračovalo v rychlém růstu, lze ke každému údaji dokládajícímu rychlost pozitivní změny energetiky uvést jiný, méně pozitivní, který je spíše dokladem stagnace.

Rychlé, ale nerovnoměrné hospodářské oživení po loňské hluboké recesi způsobené koronavirovou pandemií nyní významně zatěžuje celosvětovou energetickou infrastrukturu. V nedávné době došlo k prudkému růstu cen na trzích se zemním plynem, uhlím a elektřinou, což nyní zakoušíme na vlastní kůži i v České republice.

„Navzdory veškerému příznivému vývoji, k němuž přispívají obnovitelné zdroje a elektromobilita, dochází v roce 2021 k velkému oživení využívání uhlí a ropy,“ pokračuje zpráva. Proto také v letošním roce došlo k druhému největšímu ročnímu nárůstu emisí CO2 v historii.

Špatné scénáře

Zpráva předkládá několik scénářů budoucího vývoje. Jeden z nich předpokládá, že by téměř veškerý růst poptávky po energii do roku 2050 zajišťovaly nízkoemisní zdroje. I když to zní slibně, IEA varuje, že roční emise by zůstaly zhruba na dnešní úrovni. Celosvětová průměrná teplota by se tak i nadále zvyšovala a v roce 2100 by mohla být až o 2,6 °C nad úrovní před průmyslovou revolucí.

Další scénář pracuje s variantou, že závazky nulových emisí, které řada zemí přijala, budou realizovány včas. I tehdy by ale globální nárůst průměrné teploty v roce 2100 činil přibližně 2,1 °C nad úrovní v době těsně před průmyslovou revolucí. I při dosažení nulových emisí ve stanovené době by tedy teplotní trend byl stále značně nepříznivý.

Letošní klimatický summit COP26 se tak bude odehrávat v poněkud temném stínu Pařížské dohody z roku 2015. Tato dohoda, kterou OSN označila za právně závaznou mezinárodní smlouvu o změně klimatu, má za cíl omezit globální oteplování na méně než 2 °C, nejlépe na 1,5 °C ve srovnání s předindustriální úrovní. Jedná se nepochybně o náročný závazek, ale OSN zcela jasně prohlásila, že 1,5 °C je považováno za horní hranici, pokud jde o předcházení nejhorším důsledkům změny klimatu. Pokud by totiž pokračovala současná trajektorie emisí CO2, OSN varuje, že celosvětová průměrná teplota by se v jejich důsledku do konce století mohla zvýšit až o 4,4 °C.

Do špinavých zdrojů již neinvestovat

Výkonný ředitel IEA Fatih Birol v komentáři k nově publikované zprávě uvedl: „Celosvětová obrovská síla čisté energetiky naráží na hlubokou zakořeněnost fosilních paliv v našich energetických systémech. Národní vlády musí tento problém vyřešit na nadcházejícím klimatickém summitu tím, že dají jasný a nezaměnitelný signál, že jsou odhodlány rychle rozšířit čisté technologie budoucnosti,“ napsal dále Fatih Birol. Sociální a ekonomické zisky plynoucí ze zrychlení přechodu na čistou energii mohou podle něj být opravdu značné, ale obrovská by mohla být i cena za nečinnost.

Světoví lídři, kteří za několik týdnů přijedou do Glasgowa, by se proto podle Fatiha Birola měli sjednotit a investorům z celého světa jasně říci, jaké jsou priority. Mimo jiné by jim měli vzkázat to, že riskují ztrátu peněz, pokud budou i nadále pokračovat v investování do „špinavých“ zdrojů energie.

Dotace na takzvané podporované zdroje energie ze státního rozpočtu má příští rok činit 27 miliard korun, tedy stejně jako letos. Schválila to česká vláda a informovala o tom agentura ČTK.

Původní návrh rozpočtu pro příští rok počítal s 20 miliardami korun, později s 23 miliardami korun. Havlíček navýšení zdůvodnil snahou pomoci podnikatelům a firmám vyrovnat se s rostoucími cenami energií. MPO podle něj chystá pomoc i pro nízkopříjmové domácnosti.

Energetický regulační úřad (ERÚ) v červnu upozornil na to, že pokud by stát omezil financování podpor ze státního rozpočtu nebo by nenašel dodatečné zdroje pro krytí jejich případného nárůstu, rozdíl by museli uhradit spotřebitelé, konkrétně firmy a podniky na hladinách vysokého a velmi vysokého napětí.

Celkové náklady na podporované zdroje energie v posledních letech každoročně činí přes 40 miliard korun, loni jim bylo vyplaceno 45,4 miliardy korun. Část kryje státní rozpočet, zbytek dotují zákazníci. Úsporu by měla přinést novela zákona o podporovaných zdrojích energie, kterou Sněmovna nedávno schválila přehlasováním senátního veta.

Vyšší účty za energie hrozí firmám a domácnostem v celé Evropě. Některé státy už přijímají opatření, která by až trojnásobně vyšší ceny energií kompenzovala spotřebitelům. Francie minulý týden oznámila, že rozdá na pomoc chudým domácnostem asi 580 milionů eur (14,7 miliardy Kč) nad rámec pomoci, kterou jim na účty za energie poskytuje dlouhodobě. Podpůrná opatření připravily i vlády v Řecku a ve Španělsku.

Britská vláda pak oznámila, že zvažuje, že dodavatelům energií nabídne státem garantované půjčky. Reaguje tak na prudký růst cen zemního plynu, který ohrožuje hlavně menší dodavatelské firmy. Výrazně dražší energie znemožňují poskytovatelům dodat je za ceny, které si s odběrateli dříve ujednali. Některým podnikům tak hrozí krach.

Analytici odhadují, že ceny energií pro české domácnosti porostou v následujících měsících nejen u elektřiny a plynu, ale například také u uhlí. U elektřiny a plynu očekávají nejpozději na podzim kvůli vysokým velkoobchodním cenám růst cen u nezafixovaných produktů řádově až o 20 procent, což může znamenat, že lidé si připlatí až tisíce korun.

O přiměřenosti podpory výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů bude rozhodovat svým nařízením vláda. Takzvané vnitřní výnosové procento (IRR), zjednodušeně výnosnost investice do obnovitelného zdroje během trvání podpory, se bude pohybovat od 8,4 procenta do 10,6 procenta.

Rozhodla tak Poslanecká sněmovna, když tento týden schválila pozměňovací návrh Senátu k novele zákona o podporovaných zdrojích energie. Sněmovna původně přijala vládní návrh, který snižoval podporu až na 6,3 procenta. Senát pak do předlohy přidal i další pozměňovací návrhy. Zákon nyní dostane k podpisu prezident.

Solární asociace v červenci po schválení předlohy ve Sněmovně varovala, že sněmovní verze novely může být pro tisíce firem likvidační. Ministr průmyslu Karel Havlíček v Senátu uvedl, že sněmovní podoba zákona by poškodila úplně všechny.

Celkový roční příspěvek na podporované zdroje loni v Česku podle OTE činil 45,4 miliardy korun, což bylo zhruba stejně jako o rok dřív. Od roku 2006 bylo na podporu POZE v Česku vyplaceno přes 430 miliard korun. Stát loni na dotaci vydal 27 miliard korun, zbytek zaplatili zákazníci ve fakturách za elektřinu. Havlíček již dříve řekl, že jen podpora fotovoltaiky vyjde celkem téměř na 600 miliard korun, zatímco na výrobě elektřiny se podílí jen 2,6 procenty.

Novela také počítá s vyšším zdaněním solárních elektráren. Elektrárny z roku 2009 dosud odvodu nepodléhaly, nově na ně dopadne odvod u výkupní ceny ve výši deseti procent a u zeleného bonusu 11 procent. Elektrárnám uvedeným do provozu v roce 2010 vzrostou odvody na 20 a 21 procent.

Ministr Havlíček již dříve ve Sněmovně řekl, že pokud by u solárních elektráren bylo IRR 8,4 procenta a současně by se o deset procent zvýšila solární daň na projekty z takzvaného solárního boomu, přineslo by to do státního rozpočtu na solární dani čtyři až pět miliard Kč. Na podporu solárních elektráren loni v Česku podle dat Operátora trhu s elektřinou (OTE) šlo 29,1 miliardy korun.

Sněmovna do zákona vložila mimo jiné osvobození elektřiny v dopravě od poplatku na obnovitelné zdroje. Schválila i přechodovou podporu pro teplárny. Podle senátní úpravy by vláda mohla jako začátek období, za které se podpora poskytne, stanovit letošní 1. leden. Senátní verze obsahuje i provozní podporu solárních elektráren. Umožní státu, aby podle svého rozhodnutí vyhlásil aukci na výkup elektřiny z fotovoltaických zdrojů. Bude záležet na úvaze vlády. Návrh již dříve přivítalo Hnutí Duha a ocenil to i Svaz moderní energetiky. Senátní verze zavádí i podporu malých vodních elektráren modernizovaných v období po povodních v roce 2002 do konce roku 2005. Právo na podporu bude trvat po dobu 30 let od jejich modernizace.

Senát do zákona vložil i pozměňovací návrh, který připravilo ministerstvo průmyslu a který do zákona zavádí evropskou směrnici z roku 2018 o podpoře využívání energie z obnovitelných zdrojů v dopravě, takzvanou RED 2. Již ve Sněmovně o tomto návrhu hlasovali poslanci, ale neschválili ho. Senátem schválený návrh neobsahuje zvýšení podílu biosložky v benzinu. Ve Sněmovně tento návrh předložen byl, poslanci ho ale odmítli.

Havlíček pokládá zákon za klíčový. Podle něj umožní udělat jednou provždy tlustou čáru za systémem fotovoltaiky vybudované v letech 2009 a 2010. Před poslanci řekl, že senátní verze dává určitou možnost těm, kteří férově investovali do fotovoltaiky, aby mohli dále fungovat. „A současně se dává prostor proto, abychom podpořili moderní zdroje,“ konstatoval. Pokud by se to nepodařilo, nemohl by stát od příštího roku účinně podpořit tuzemské teplárenství.

Dopady takzvané evropské zelené dohody (Green Deal), tedy plánu Evropské komise, jak do roku 2050 udělat z Evropy klimaticky neutrální kontinent, můžou být pro českou ekonomiku příležitostí, ale i obrovským rizikem, které poškodí její konkurenceschopnost. V pořadu České televize Otázky Václava Moravce to řekl viceprezident pro hospodářskou politiku a export Svazu průmyslu a dopravy Radek Špicar. Záležet bude podle něj na politické reprezentaci a jejím vyjednávání v EU.

Česko musí podle Špicara například vyjednat, aby plyn mohl být přechodně využitý jako bezemisní zdroj energie. „Je to celé mnohovrstevnatý problém,“ podotkl. Boj proti změnám klimatu je ale podle něj důležitý. Připomněl, že česká vláda mohla celý Grean Deal v roce 2019 jedním hlasováním vetovat.

„Představa, že Green Deal pomůže nejprůmyslovější zemi v EU, kterou je Česko, považuji za překvapující představu,“ reagoval člen Národní ekonomické rady vlády (NERV) a hlavní ekonom Generali CEE Holding Miroslav Singer. Bývalý guvernér České národní banky Singer také míní, že česká politická reprezentace o celém problému nemá jasno. Není podle něj ještě jasno ani o dalších detailech návrhu. „Například studii o dopadech naplňování zelené dohody na inflaci jsem neviděl, i když zdražování produkce s jistotou přijde,“ dodal.

Z analýzy Barometr českého průmyslu, která byla zveřejněná v pátek a která vychází z dat získaných během 263 rozhovorů s klíčovými představiteli vybraných společností v červenci a srpnu, české podniky nyní nejvíce trápí malá dostupnost materiálu a komodit, nárůst cen vstupů a situace na trhu práce. „Stát neovlivní nedostatek čipů ani ceny logistiky. Může pouze částečně ovlivnit v dlouhodobém horizontu energetickou politiku země,“ uvedl v diskusi k barometru ministr průmyslu, obchodu a dopravy Karel Havlíček (za ANO). „Stát musí tvrdě bránit české zájmy a postavit se doporučením úředníků v Bruselu,“ doplnil prezident Hospodářské komory Vladimír Dlouhý. Nová vláda musí podle něj okamžitě pokračovat v tendru na jádro, notifikaci obnovitelných zdrojů a prosadit uznání plynu jako zeleného zdroje energie.

Zelená dohoda pro Evropu představuje plán Evropské komise na ochranu klimatu. Ministři životního prostředí zemí Evropské se loni v prosinci mimo jiné shodli na podrobnostech takzvaného klimatického zákona, který EU zavazuje k výraznějším omezením emisí skleníkových plynů, než dosud plánovala. O konečné podobě normy, která počítá s redukcí zplodin do roku 2030 nejméně o 55 procent proti hodnotám z roku 1990, začnou státy od letoška vyjednávat s Evropským parlamentem.

Akademici z Cornellovy a Stanfordovy univerzity se domnívají, že tzv. modrý vodík může klimatu škodit více než fosilní paliva. Uhlíková stopa vznikající při jeho výrobě je podle nich o více než 20 % větší než v případech, kdy se jako zdroj energie používá zemní plyn nebo uhlí, a dokonce o 60 % větší než při použití motorové nafty. Pod výzkumem, který zveřejnil časopis Energy Science & Engineering, jsou podepsáni profesor ekologie a environmentální biologie na Cornellově univerzitě Robert Howarth a Mark Z. Jacobson, který je profesorem stavebního a environmentálního inženýrství na Stanfordově univerzitě.

Řada zemí přitom na modrý vodík velmi sází a přisuzuje mu významnou, byť dočasnou roli v rámci dekarbonizace svých ekonomik. Čekání na tzv. zelený vodík, tedy vodík vyráběný elektrolýzou a z obnovitelných zdrojů energie, totiž může být ještě dlouhé.

Modrý vodík vzniká ze zemního plynu přeměnou metanu na vodík a oxid uhličitý pomocí tepla, páry a tlaku nebo šedého vodíku. V další fázi výrobního procesu je však část oxidu uhličitého zachytávána. Jedná se o tzv. CCS postup, neboli Carbon Capture and Storage. Jakmile je tedy vedlejší produkt – oxid uhličitý a další nežádoucí emise – izolován, stane se z něj modrý vodík. Vědci se přitom vcelku shodují na tom, že proces výroby modrého vodíku vyžaduje velké množství energie, které se obvykle zajišťuje spalováním většího množství zemního plynu.

Stále příliš velké emise

„V minulosti se na zachycování oxidu uhličitého vznikajícího při výrobě šedého vodíku nevynakládalo téměř žádné úsilí a emise skleníkových plynů tak byly obrovské. Nyní průmysl prosazuje jako řešení modrý vodík, což je přístup, při němž se stále využívá metan ze zemního plynu a současně je snaha zachycovat vedlejší produkt – oxid uhličitý. Emise i tak bohužel zůstávají velmi velké.“ upozornil profesor Howarth.

Metan je podle Howartha významný skleníkový plyn. Na oteplování atmosféry má více než stokrát větší vliv než oxid uhličitý. Jeho slova potvrzuje nedávno zveřejněná zpráva Mezivládního panelu OSN o změně klimatu, která ukazuje, že kumulativně metan za posledních sto let přispěl ke globálnímu oteplování asi dvoutřetinovým podílem v porovnání s tím, jak se na něm podepsal oxid uhličitý.

Faktem také je, že emise modrého vodíku jsou sice nižší než u šedého vodíku, ale pouze asi o 9 % až 12 %. „Modrý vodík může být jen těžko bezemisní,“ napsali zmínění dva američtí vědci, podle nichž modrý vodík jako strategie funguje pouze do té míry, v jaké je možné dlouhodobě ukládat oxid uhličitý bez toho, že by unikl zpět do atmosféry.

Riskantní sázka?

Dokladem toho, jak řada zemí na modrý vodík sází, je nedávný krok amerického senátu. Ten 10. srpna schválil zákon o investicích a zaměstnanosti, který pracuje s finanční částkou ve výši 1 bilionu dolarů, z níž by mělo několik miliard dolarů plynout také na vývoj, dotace a posílení vodíkových technologií a vodíkového průmyslu.

Podle amerických akademiků se však v tomto případě o nijak bohulibou dotaci nejedná. „Politické síly si zde zřejmě ještě s vědou dostatečně neporozuměly. Ani progresivní politici totiž nemusejí rozumět tomu, o čem hlasují. Modrý vodík zní dobře, zní moderně a zní jako cesta k naší energetické budoucnosti. Ale není tomu tak,“ varoval dále Howarth.

Souhlas se studií již vyjádřili někteří akademičtí kolegové obou Američanů, například David Cebon, profesor strojního inženýrství na univerzitě v Cambridge. „Tento zásadní článek osvětluje klíčový moment, zcela neznámý v britské debatě o vodíku: totiž roli stopy skleníkových plynů, kterou vytváří modrý vodík. Postup výpočtů je přitom přísně vědecký, všechna výchozí tvrzení jsou pevně podložená a výsledky jsou stroze přesné,” zhodnotil výzkum Cebon.

Smůlou zatím je, že ekologicky šetrný „zelený“ vodík sice již existuje, resp. technologie jeho výroby je známa, ale faktická produkce zůstává poměrně malým segmentem, protože jeho výrobu se dosud nepodařilo přivést do komerčně efektivní fáze. Připomeňme, že tento zcela ekologický způsob výroby vodíku se děje tak, že voda prochází elektrolýzou – přičemž elektřina pro ni vzniká ze sluneční, větrné nebo vodní energie – a voda se při ní dělí na vodík a kyslík.

„Nejlepší vodík je zelený vodík získaný elektrolýzou, a pokud bude používán moudře a efektivně, může být cestou k udržitelné budoucnosti. To ale vůbec neplatí pro modrý vodík,“ je přesvědčen profesor Howarth.

V roce 1941 vydal spisovatel science fiction Isaac Asimov povídku s názvem “Rozum”. Byl to varovný příběh o robotice a umělé inteligenci, ale dnes se na něj vzpomíná také pro zvláštní prostředí, ve kterém se odehrával: vesmírnou stanici, která shromažďuje sluneční energii a posílá ji na zemský povrch s pomocí mikrovlného vysílače. Od té doby je se myšlenka na vesmírné solární elektrárny stala předmětem úvah celé řady technologických nadšenců a snílků.

Mezi nimi byl i Donald Bren. Muž, který díky svému postavení – je jedním z nejbohatších amerických developerů – stojí v pozici, kterou mu většina fandů sci-fi nápadů může jen závidět. O vesmírných “solárních farmách” si může nejen číst a snít; může za ně také utratit spoustu peněz. A přesně to posledních několik let skrytě dělal.

Kalifornský technologický institut před několika dny oznámil, že Bren a jeho žena Brigitte věnovali škole od roku 2013 více než 100 milionů amerických dolarů určených právě na výzkum získávání fotovoltaické energie z oběžné dráhy.

Vzhůru!

Dlouholetá podpora má být zakončena praktickou zkouškou ve vesmíru. Tým z Caltechu usiluje o první vypuštění testovacího pole na konci roku 2022 nebo 2023. “Je to dosti odvážné,” řekl pro server IEEE Spectrum Ali Hajimiri, profesor elektrotechniky a spoluředitel projektu Caltech Space Solar Power. Ovšem díky dlouhodobé podpoře projektu je podle něj “možné riskovat. Někdy se vyplatí a někdy ne, ale když to děláte s rozvahou, nakonec dosáhnete něčeho, co jste nikdy nečekali.”

Devětaosmdesátiletý Bren vydělal většinu svého jmění – odhaduje se na 15,3 až 16,1 miliardy dolarů – budováním kanceláří a domů v Orange County v Kalifornii. Je většinovým vlastníkem ikonické budovy MetLife v New Yorku. Věnoval také pozemky a peníze na ochranu životního prostředí. Poskytuje jen málo rozhovorů (odmítl se vyjádřit i pro článek o jím podporovaném projektu vesmírné elektrárny), a zatímco o projektu Caltech Space Solar Power už se vědělo roky, skutečnost, že ho Bren finančně podporuje byla až dosud utajena.

Jako hejna ryb

Vysoká oběžná dráha Země je skvělým místem pro fotovoltaickou elektrárnu. Slunce tu nikdy nezapadá a nikdy se netvoří mraky. V minulosti zvažované projekty elektráren na oběžné dráze ovšem nerealisticky masivní, a tedy příliš nákladné.

Inženýři si představovali obří příhradové konstrukce, obvykle měřené v kilometrech (nebo mílích, podle toho, v které zemi vznikaly), na nichž byly připevněny fotovoltaické panely nebo zrcadla, které pohlcovaly nebo koncentrovaly sluneční světlo a přeměňovaly je na stejnosměrný proud. Ten se přenášel na zem pomocí laserových nebo mikrovlnných paprsků. K vybudování jediného zařízení mohly být zapotřebí stovky startů raket. Podle odborníků, kteří pracují na projektu Caltechu, to byly projekty příliš ambiciózní, než aby mohly uspět.

Prototyp konstrukce, kterou vyvíjí odborníci na kalifornské technice v rámci projektu Space Solar Power. Jeho hlavní výhodou má být nízká hmotnost (foto Caltech)
Prototyp konstrukce, kterou vyvíjí odborníci na kalifornské technice v rámci projektu Space Solar Power. Jeho hlavní výhodou má být nízká hmotnost (foto Caltech)

“K tomu, aby to bylo přesvědčivé, bylo zapotřebí změnit paradigma technologie,” vysvětlil pro novináře Harry Atwater, profesor aplikované fyziky a materiálových věd Howarda Hughese na Caltechu a vedoucí projektu. “Namísto hmotnosti kolem kilogramu na metr čtvereční hovoříme o systémech, které dnes můžeme vyrábět v rozmezí 100 až 200 gramů na metr čtvereční, a máme plán, jak se dostat do rozmezí 10 až 20 gramů na metr čtvereční.”

Jak? Nejde o jedno jediné řešení. Ale asi největší změna v myšlení spočívá ve výrobě modulárních solárních konstrukcí. Lehké gallium-arsenidové fotovoltaické články by se připevňovaly na “dlaždice” – základní jednotku návrhu Caltechu, z nichž každá by mohla být malá až 100 centimetrů čtverečních, což je zhruba plocha malého talíře.

Každá dlaždice – a to je klíčové – by byla vlastní miniaturní solární stanicí, vybavenou fotovoltaikou, drobnými elektronickými součástkami a mikrovlnným vysílačem. Dlaždice by se spojovaly do větších “modulů” o rozloze řekněme 60 metrů čtverečních. Tisíce modulů by pak tvořily hexagonální elektrárnu, se stranou dlouhou až několik kilometrů. Moduly by však nebyly ani fyzicky propojeny. Žádné těžké nosné trámy, žádné svázané kabely, a tedy mnohem menší hmotnost. Podle vědců si můžeme elektrárnu představit jako hejno ryb nebo ptáků; tedy skupnu identických na sobě nezávislých prvků pohybujících se ve formaci.

Přenos k přijímačům na zemi by probíhal pomocí sfázované antény – mikrovlnné signály z dlaždic by byly synchronizovány tak, aby je bylo možné zaměřit i bez pohyblivého vysílače. Podle Atwatera by to bylo z podstaty bezpečné řešení: mikrovlnná energie není ionizující záření a hustota energie by se “rovnala hustotě energie ve slunečním světle”.

Činorodý ruch

Vesmírná solární energie je pravděpodobně ještě roky vzdálená. Analytici z Centra pro vesmírnou politiku a strategii společnosti Aerospace Corporation varují, že “nepůjde o rychlé, snadné nebo úplné řešení”.

V oboru však panuje optimismus. Technologii se věnuje japonská kosmická agentura JAXA, práce probíhají i v Číně. Náklady na starty se snižují a do vesmíru míří celá řada nových projektů, od internetových satelitů až po lodě NASA určené k cestě na Měsíc.

Analytici Aerospace Corp. tvrdí, že pozemní energetické sítě nemusí být prvními uživateli satelitů využívajících sluneční energii. Místo toho se podle nich uvažuje o využití pro jiná vesmírná plavidla. Mikrovlnný paprsek z orbitální solární farmy by mohly v některých případech být praktičtější než vlastní solární panely.

“Je potřeba mnoho další práce? Ano,” přiznal okamžitě Hajimiri. Ale část problémů, které v minulosti představovaly nepřekonatelný problém, se již zdají být řešitelné. Uvidíme, jestli se aspoň část z nich podaří vyřešit do roku 2041, kdy Asimovova vize bude slavit stoleté výročí.

Tropos Motors Europe testuje v rámci pilotního projektu fotovoltaiku integrovanou do skříňových nástaveb vozidel. Fotovoltaické prvky jsou součástí konstrukce karoserie, a údajně tedy nijak výrazně nezvyšují hmotnost elektromobilu.

Německý výrobce elektromobilů Tropos tvrdí, že energie získaná z panelů výrazně zvýší dojezd jeho malých elektrických dodávek (můžete si je představit v podstatě jako náhradu “multikár”, tedy malých užitkových vozidel značky Multicar). V rámci pilotního projektu, který začal na konci června 2021 a má trvat další čtyři měsíce, Tropos také zkoumá, jak lze dodatečnou elektřinu využít. Kromě toho se má ověřvat i použitelnost externího zdroje energie, který bude možné využít k nabíjení dalších vozidel nebo napájení koncových zařízení a baterií například pro motorové pily nebo nůžky na živý plot.

“Očekáváme, že toto řešení nebude ničím menším než revolucí na trhu s elektrickými užitkovými vozidly,” uvedl dosti odvážně k projektu Markus Schrick, jednatel společnosti Tropos Motors Europe. “První testy naznačují, že by to mohlo fungovat. Nyní tuto technologii podrobně testujeme v reálném provozu z hlediska výkonu a dalších možných aplikací. Chceme v celé šíři analyzovat, jaké výhody mohou mít solární panely pro naše zákazníky.”

Díky kompaktním rozměrům 1,40 m na šířku a 3,70 m na délku a malému poloměru otáčení 3,96 m lze modely Tropos Able používat jak na silnici, tak i na menších komunikacích, případně dokonce v průmyslových halách či jiných vnitřních prostorech. Kromě verze se skříňovou nástavbou a objemem nákladu až 4,5 metru krychlového je model Able k dispozici také s plochou nástavbou (jednoduchou, s plachtou nebo s křídlovou mříží). Výrobce nabízí modely Tropos Able ST (s olověnou baterií a dojezdem 80 km), Able XT1 (lithium-iontová baterie, dojezd 105 km) a vrcholným modelem XT2 (lithium-iontová baterie, dojezd 260 km).

Dodávky Able firmy Tropos (foto Tropos)
Dodávky Able firmy Tropos (foto Tropos)

I s výměnnou baterií

Ústředním prvkem užitkových vozidel Tropos je systém “Easy Swap”, který by měl umožnit výměnu karoserie dvěma dospělým osobám za pouhých 15 minut i bez pomoci jeřábu či jiné formy mechanizace. Systém má vyřešit problém se zaváděním výkonné nabíjecí infrastruktury, nebo prostoji vynucenými dobíjením vozu (v případě že si výkonnou nabíječku z nějakého důvodu provozovatele nechce nebo nemůže pořídit).

Možnost rychlé výměny by měla umožnit flexibilnější využití vozidel. Například na podzim by firma zabývající se údržbou parků mohla jeden den použít Able XT k čištění parků od roštů na listí a druhý den (nebo dokonce po polední přestávce) k přepravě větších objemných nákladů s přestavěnou plošinou.

Prodej, vývoj a ústředí Troposu se nachází v Kirchheimu/Tecku v mateřské společnosti Mosolf, ale montáž výroby probíhá v Herne. Nástavby SKD (Semi Knocked Down) jsou dodávány partnerem z Číny, v Herne jsou opětovně montovány a osazovány nástavbami vyrobenými v Německu podle požadavků zákazníka.

Společnost Tropos nedávno uzavřela dohodu o spolupráci se skupinou Hahn, jedním z největších prodejců vozů Volkswagen v Německu. Díky tomu nyní Hahn nabízí elektromobily Tropos také ve čtyřech svých německých pobočkách – ve Fellbachu (nedaleko Stuttgartu), Bietigheimu-Bissingenu, Pforzheimu a Ebersbachu. Na všech čtyřech místech je nabízen také poprodejní servis.

Veškerá německá poptávka po energiích by do 10 až 15 let mohla být plně pokryta z obnovitelných zdrojů. Tvrdí to alespoň aktuální studie Německého institutu pro ekonomický výzkum (Deutsches Institut für Wirtschaftsforschung – DIW).

„Stoprocentní pokrytí energií z obnovitelných zdrojů je technicky možné a ekonomicky efektivní, především však je to naléhavě nutné, aby bylo možné dosáhnout celoevropských cílů v oblasti ochrany klimatu,“ shrnuje výsledky studie Claudia Kemfert, která v DIW vede oddělení energetiky, dopravy a životního prostředí.

Získávání energie z obnovitelných zdrojů je hlavním cílem energetické transformace od samého počátku, přesněji od konce 70. let minulého století. Komplexně však začala být možnost stoprocentní výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů rozpracovávána až před zhruba deseti lety. Možnost úplného pokrytí dodávek elektřiny a tepla z obnovitelných zdrojů následně potvrdila i odborná zpráva renomovaného Fraunhoferova institutu.

Tlak na rozšiřování obnovitelných zdrojů energie po celém Německu dále zvýšilo i nedávné rozhodnutí spolkového ústavního soudu, které vytklo německému právnímu systému nedostatek konkrétnějších předpisů týkajících se ochrany klimatu, a následný zákon, který tento deficit napravil.

Zvýšit tempo

Podle propočtů, s nimiž pracuje čerstvá zpráva DIW, by se v Německu z obnovitelných zdrojů měla v dohledné době dát pokrýt nejen poptávka po elektřině, ale i poptávka po veškerých energiích. Předpokladem však je, že se dosavadní tempo výstavby obnovitelných zdrojů výrazně zvýší, a to jak zdrojů větrných, tak i zdrojů solárních. Je totiž třeba počítat s tím, že poptávka po elektřině se v Německu v souvislosti s všeobecným růstem elektrifikace výrazně zvýší – oproti 500 TWh v roce 2018 by měla v desetiletém horizontu vzrůst na více než 1000 TWh. Z tohoto množství by 300 TWh měla tvořit konvenční poptávka, 91 TWh by mělo připadnout na vytápění, 223 TWh by měla spotřebovat doprava a 456 TWh průmysl. Na druhou stranu celková spotřeba energie by měla klesnout na zhruba 1200 TWh, což by v porovnání s téměř 2600 TWh v roce 2018 bylo méně než polovina.

Vedle toho je třeba počítat také s rostoucí poptávkou po vodíku, která by se měla do 10 let pohybovat kolem 134 TWh, a syntetickém plynu (5 TWh), a to především v oblastech, které se obtížně elektrifikují – tedy například v letecké nebo lodní dopravě či v některých průmyslových provozech.

Studie DIW rozpracovává dva scénáře, které zohledňují vývoj celoevropského energetického mixu, založeného na obnovitelných zdrojích. Preferovaný, integrační scénář kalkuluje jak s rozšiřováním výrobních kapacit, tak s vývojem technologií a navyšováním kapacit pro její ukládání, ať již se jedná o stacionární bateriová úložiště, nebo o baterie určené pro elektromobilitu. Podle prohlášení německého ministra hospodářství a energetiky Petera Altmaiera je totiž vývoj a produkce vysoce výkonných a ekologicky udržitelných bateriových technologií zcela zásadní s ohledem na mobilitu budoucnosti, úspěšné pokračování energetické transformace (Energiewende) a sílu německé ekonomiky obecně. „Moderní bateriové technologie hrají v energetické transformaci ústřední roli. Baterie v elektromobilech významně přispívají k propojení energetiky a mobility. Moderní zde znamená výkonný, odolný a šetrný k životnímu prostředí. Tímto způsobem lze mobilitu učinit šetrnější ke klimatu, přičemž skladovací kapacitu vozidel je možné využít k zajištění mnohem rozsáhlejšího využívání obnovitelných energií. Přispět k tomu mohou také stacionární bateriové systémy,“ zdůraznil Altmaier.

Využívání OZE je zatím nerovnoměrné

I když Německo patří v úsilí zavádět obnovitelné zdroje mezi evropskými zeměmi k těm nejaktivnějším, na úrovni jednotlivých spolkových zemí však v tomto ohledu i z hlediska kvality přenosových sítí stále panují poměrně značné rozdíly. „Rozšířením sítě by se zlepšilo rovnoměrné rozdělení výroby a spotřeby v regionech,“ upozorňuje proto Christian von Hirschhausen, ředitel výzkumu mezinárodní infrastrukturní politiky a průmyslové ekonomiky při DIW. „Není to žádný přírodní zákon, že větrná energie musí pocházet pouze ze severu a odtud pak že musí být přepravována na jih. Potenciál obnovitelných zdrojů je ve všech německých regionech, jen byl dosud využíván velmi nerovnoměrně,“ uvedl dále von Hirschhausen. Infrastruktura pro větrnou energetiku by se proto podle něj měla nyní nejintenzivněji budovat v jižním Německu.

I přes očekávaný nárůst decentralizace výrobní a skladovací infrastruktury je posilování její integrace do celoevropské energetické sítě stále velmi důležité pro zajištění dlouhodobé bezpečnosti dodávek. Vědci přitom ve zmíněné analýze dospěli k závěru, že dodávky nebude ohrožovat to, že budou v plné míře zajišťovány celoročně z obnovitelných zdrojů, tedy i v zimě, kdy je výroba z fotovoltaiky a větrných turbín relativně nejnižší.

Studie uzavírá, že k tomu, aby se podařilo přiblížit unijní a celoněmeckou úroveň a úrovně jednotlivých spolkových zemí s ohledem na společný cíl, tedy zajišťovat veškeré dodávky energie prostřednictvím obnovitelných zdrojů, je nezbytně nutná těsná a dobře koordinovaná spolupráce, zejména pak při plánování rozvoje přenosových sítí. Úprava současných desetiletých rozvojových plánů je pak obzvláště naléhavá, zejména na evropské úrovni, protože zde stále značnou část kapacit tvoří fosilní paliva a jádro. I v Německu je energetický plán ve velké míře stále založen na vysokém podílu zemního plynu. „To jsou stíny včerejší energetické politiky – nyní se ale velmi nutně musíme přeorientovat na zítřek,“ uzavírá Caludia Kemfert.

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.

Na 15. června totiž připadá světový den větrné energie. V Česku ho slavíme už po šestnácté. Před šestnácti lety se rovněž začala psát moderní historie využití energie z větru, když začal platit zákon umožňující vznik nových větrných elektráren.

Od jeho přijetí bylo v tuzemsku zprovozněno 340 megawattů (MW) větrných turbín. V jejich využívání však v porovnání s Evropou a stále víc a víc zaostáváme, uvádějí zástupci České společnosti pro větrnou energii a Komory obnovitelných zdrojů energie.

Jedna moderní větrná elektrárna vyrobí dostatek elektřiny pro čtyři tisíce domácností. [1] Větrná turbína instalovaná před 16 lety bývala zhruba o 50 metrů nižší a za rok vyrobila elektřinu pro desetkrát méně domácností než ty nejmodernější současné. „Na výrobu stejného množství elektřiny jsme před 16 lety potřebovali desetkrát víc větrných elektráren než dnes. To výborně ilustruje, jak dynamickým vývojem sektor větrné energetiky za poslední dekádu, dvě prošel a zároveň, jak se technologicky stabilizuje. S vývojem technologie pokračuje i pokles ceny, takže elektřina z větru je dnes spolu se sluneční nejlevnější ze všech zdrojů,” řekl Michal Janeček, předseda České společnosti pro větrnou energii (ČSVE), která v Česku sdružuje provozovatele větrných elektráren i výrobce a dodavatele komponent.

„Větrné elektrárny jsou vyzkoušená technologie, čistá energie. Lidé vedle nich normálně žijí, podobně jako žijí vedle průmyslových nebo zemědělských podniků,” uvedla Michaela Lužová z firmy W.E.B Větrná Energie s.r.o., která v Česku projekty větrných elektráren spolu s kolegy už 18 let připravuje a několik větrných elektráren i provozuje.

Problémy s místními obyvateli či protesty proti novým větrným elektrárnám se objevují téměř výlučně ve fázi přípravy projektu, shodují se zástupci firem, které větrné elektrárny připravují a provozují. „Po uvedení do provozu prakticky žádné problémy neregistrujeme. V lokalitách, kde provozujeme stávající projekty jako jsou Břežany u Znojma, nebo Horní Řasnice na Liberecku už připravujeme nové projekty, spolupráce s občany a obcí je totiž díky jejich vlastní zkušenosti s větrníky jednodušší – vědí do čeho jdou,” dodala Lužová.

Kolik nám vítr dá?

Z větru v Česku pochází jen přibližně jedno procento spotřebované elektřiny, přitom celoevropský průměr činí 16 %, respektive 13 %, když odečteme větrníky na moři. „Ten rozdíl není tím, že by v Česku nebyl větrný potenciál. Ten máme podobně dobrý jako sousední Rakousko nebo jižní Německo,” uvedl Štěpán Chalupa, předseda Komory obnovitelných zdrojů energie. Rakousko z větru pokrývá přibližně 12 % spotřeby.

Tuzemské větrné elektrárny mohou v roce 2040 reálně pokrýt 31 % dnešní spotřeby elektřiny v Česku, a to po zohlednění všech omezení a praktických těžkostí spojených s jejich realizací. Vyplývá to ze studie připravené Ústavem fyziky atmosféry Akademie věd ČR pro ČSVE a Komoru OZE.

Z čistě fyzikálního hlediska by větrné elektrárny relativně snadno mohly pokrýt i celou spotřebu elektřiny ČR, a to po zohlednění reálných větrných podmínek i hlavních objektivních omezení, jako je například vyloučení výstavby ve zvláště chráněných územích či respektování přísných hlukových limitů, které vylučují výstavbu v osídlených územích a jejich blízkosti. S ohledem na další požadavky ochrany přírody a nejrůznější jiná omezení technického, ekonomického i společenského rázu lze však očekávat, že skutečná realizace větrných elektráren bude nižší a v roce 2040 budou zajišťovat ročně mezi 6 a 19 terawatthodinami (TWh) elektřiny. Tedy asi 10 až 31 % současné spotřeby.

Pro rozvoj sektoru bude zásadní novela zákona o podporovaných zdrojích energie, jejíž schvalování se protahuje v poslanecké sněmovně. Návrh novely stanovuje nová pravidla rozvoje čisté energetiky, bez kterých sektor nemůže růst potřebným způsobem. „Zákon je pro nový rozvoj čisté energetiky stěžejní, podporujeme ho včetně přijatelného kompromisu v oblasti nastavení výnosnosti s korekcí solárního odvodu pro stávající zdroje, který podporuje ministerstvo. Osud zákona je však nejistý právě kvůli navrženému snížení finanční podpory pro velké fotovoltaiky stavěné před deseti lety, to je druhé velké téma návrhu této novely,” uvedl Chalupa.

Načíst další