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.

Nejen čeští turisté v posledních letech objevují ve stále větších počtech do nedávna z pochopitelných důvodů opomíjenou Albánii. Pokud tam letos zamíříte i vy, můžete se ovšem podívat na jednu technickou zvláštnost, kterou ani v Česku, ani jinde ve střední Evropě neuvidíte.

Evropský výrobce obnovitelné energie Statkraft totiž ve spolupráci s norským dodavatelem Ocean Sun právě v Albánii zahájil komerční provoz své první plovoucí solární elektrárny.

Zařízení je umístěno na vodní nádrži Banja, kde společnost Statkraft provozuje svou vodní elektrárnu Banja o výkonu 72 MW. Po úspěšném dokončení první plovoucí solární jednotky a připojení k síti nyní elektrárna vyrábí obnovitelnou energii a dodává ji do albánské národní elektrické sítě.

První jednotka sestávající z 1 536 solárních panelů, které mají dohromady instalovaný výkon 0,5 MWp z plochy téměř 4 000 metrů čtverečních.

Součástí projektu je dalších 160 stejných panelů na souši, jejich výkon se bude s těmi plovoucími během provozu nadále porovnávat. Očekává se, že projekt bude v druhé polovině roku 2021 pokračovat druhou realizační fází, v jejímž rámci budou instalovány další tři plovoucí jednotky s celkovým dodatečným výkonem 1,5 MWp.

Projekt využívá patentovanou membránovou technologii společnosti Ocean Sun. Solární moduly jsou namontovány na hydroelastických membránách, které údajně nabízejí proti jiným řešením výhody v ceně i výkonu

Technologie je určena pouze pro relativně dobře chráněné a klidné vodní plochy, jako jsou jezera, fjordy ńebo vodní nádrže. Patentovaný systém se skládá z plovoucí platformy ve tvaru disku ukotvené ke dnu pomocí čtyř kotevních bodů a dvanácti lan.

Design je do značné míry inspirován norskými zkušenostmi s aquakulturou, tedy velkochovem ryb v moři. “Rozdíl oproti rybí farmě spočívá v tom, že pod kruhem nejsou žádné klece pro ryby, takže hmotnosti systému je soustředěna na hladině, kde jsou rozmístěny moduly,” řekl před časem pro web PV-Magazine šéf firmy Sun Ocean Børge Bjørneklett.

Každá jednotka se skládá z plovoucího prstence potaženého tenkou membránou z polyetylenu s vysokou hustotou (HDPE). Přestože je membrána silná jen několik milimetrů, snadno unese jak váhu solárních panelů, tak váhu personálu provádějícího instalaci nebo údržbu.

Díky tomu, že membrána je tak tenká, mohou být panely podle společnosti mohou účinně chladit od vody z vodní plochy pod nimi. To by logicky mělo zvyšovat účinnost panelů především v parných dnech.

Šéf společnosti Ocean Sun neuvedl podrobnosti o chemickém složení použitého materiálu, který označil za umělý polymer. Uvedl, že membrána by mohla pojmout přibližně 600 kW výrobní kapacity fotovoltaického modulu, přičemž velikostní limit závisí na tom, že jedna membrána zabere celý 40stopý kontejner a větší membrány zatím nelze do zámoří přepravovat. “Když vyvíjíme projekty o velikosti megawattů, jsou rozděleny na dílčí jednotky o výkonu 600 kW, přičemž každou jednotku představuje jeden vztlakový kruh,” řekl Bjørneklett.

Výhody nejen pro Albánii

Tyto a další výhody se zatím v podstatě jen ověřují. Sea Ocean má na svém kontě jen několik málo instalací. Albánská by mohla být v mnoha ohledech zlomová, protože bude na dosah dalším potenciálním evropským zákazníkům a bude již pracovat v komerčním režimu.

“S velkým potěšením zahajujeme komerční provoz nového vlajkového plovákového zařízení Ocean Sun v nádrži Banja společnosti Statkraft. Je to důkazem bezpečné, jednoduché a rychlé metodiky výstavby. Solární panely se nám podařilo instalovat rekordní rychlostí… Těšíme se na druhou etapu projektu a na to, že budeme moci prokázat vysoký výkon našeho řešení,” prohlásil k zahájení provozu albánské instalace Bjørneklett.

Opakovaný důraz na rychlost výstavby není samozřejmě náhodný. Plovoucí elektrárny (alespoň na jiných než rekreačních vodních plochách) by měly mít velikou výhodu právě v tom, že nikomu nevadí. I když vhodných vodních ploch není k dispozici dost, rozhodně ne dost na to, aby pokryly evropskou spotřebu elektřiny, mělo by se na nich dát investovat relatvině snadno a rychle. Alespoň v to tedy investoři zatím nemají důvod nevěřit.

Podle společnosti Statkraft má Albánie jeden z nejvyšších podílů obnovitelné energie v jihovýchodní Evropě. Největší podíl na výrobě elektřiny v Albánii mají vodní elektrárny, které představují přibližně 95 % instalovaného výkonu. Kromě toho má Albánie jeden z nejvyšších počtů slunečních hodin v roce v Evropě a země tak má velký potenciál pro rozvoj solární energie, která se může poměrně vhodně doplňovat se stávajícími vodními elektrárnami.

Začínalo to jako středoškolský studentský projekt a vyvinula se z toho úspěšná start-upová idea Aqua-reaktor, jež letos například obdržela ocenění v soutěži Parádní nápad 2021, a projekt, který získal podporu CzechInvestu.

Za Aqua-reaktorem stojí tým středoškolských studentů. Filip Dvořáček řeší technické problémy a součásti našeho konceptu po technické a mechanické stránce, je to hlavní specialista na IT technologie. Ale má široký přehled i mimo počítače. Dominik Mareš je spoluautor konceptu, jeho specializací je chemie, a hlavně mikroorganismy a obecně mikro svět a bio-chemie. Má nejdůležitější roli v detailním vývoji biogenních součástí našeho konceptu. Rudolf Samuel Mašek je autor myšlenky. Věnuje se rozvoji celého konceptu, v první řadě však houbám, aquaponii a mechanice.

Co je to Aqua-reaktor?
Aqua-reaktor je koncepce technologického systému ve stadiu přípravy na výstavbu prvního komplexního prototypu (prototyp ze základky nepočítáme). Tento koncept by zpracovával biologický odpad (konkrétně zbytky potravin, trávu a shrabané listí…) a využil ho jako zdroj metanu pro energetické účely, ale taky jako zdroj živin do zčásti uzavřeného ekosystému našeho konceptu, kde bychom z obsažených živin a spalin z metanu získávali rostliny, houby, krmivo pro ryby, ryby, řasy a z nich potom olej, to vše bez pesticidů a v bio kvalitě. Přitom bychom zpracovávali odpad, který se již normálně sváží ve větších městech, a čistili i vzduch.

Jak ten nápad vznikl a kdy?
Prvotní nápad vznikl již na základní škole během soutěže Mladý chemik. Řešili jsme tenkrát, s čím se zapojíme. Rudolf Samuel Mašek přišel se skvělým nápadem na stavbu malé akvaponické jednotky. Zároveň Dominik Mareš chtěl stavět bioreaktor. A když jsme řešili, co vybereme, tak Sama Maška napadlo, že tyhle dvě věci by mohly fungovat spolu. Sice myšlenka tehdy byla značně jiná a jednodušší, ovšem v triu Samuel Mašek, Dominik Mareš a Filip Dvořáček jsme ji vyvíjeli stále dál, až do dnešní podoby. I když jsme soutěžní prototyp museli po soutěži rozebrat, stejně to nezničilo náš zájem na něm dál pracovat a jsme za to všichni velmi rádi.

Co Aqua-reaktor tedy vlastně tvoří?
Tvoří ho široká škála již existujících a funkčních konceptů. Kupříkladu anaerobní bioreaktor, tedy v podstatě bioplynová stanice, aerobní bioreaktor pro kultivaci zooplanktonu, fotobioreaktor pro kultivaci řas, hydroponie a tak dále. Naším cílem je dosáhnout symbiózního vztahu mezi jednotlivými částmi. V našem systému se navzájem doplňují a eliminují tak navzájem svoje nedostatky, abychom tak měli nulovou tvorbu odpadu z procesu zpracování bioodpadu. 

Schéma konceptu Aqua-reaktor (foto Aqua-reaktor)
Schéma konceptu Aqua-reaktor (foto Aqua-reaktor)

V čem je projekt nový, jaké je naše know-how?
Není to tak jednoduché, že byste přišli a řekli si: „Nějak to na sebe napojíme a ono to půjde.“ Musíte každý koncept znát, vědět, jaké meziprodukty vzniknou a co každý potřebuje k optimální funkci. Jako příklad můžu zmínit přimíchávání ve vodě rozpuštěné přeměněné biomasy do hydroponického roztoku v akvaponické části. Musíme ji nejprve upravit a zkontrolovat, zda rostlinám neublíží. Důležitý je také poměr, ve kterém ji do roztoku přidáme. Často se dostáváme k tomu, že jednotlivé koncepty musíme upravovat a pozměňovat, aby nám na sebe navazovaly, jak potřebujeme. 

Inovativní jsme asi hlavně v tom, že nikdo všechny tyto části ještě před námi ještě nespojil do jednoho komplexního systému. Představte si, jako by neexistovala auta. Existoval by spalovací motor, převodovka, kola a všechno ostatní, ale nikoho by nenapadlo z toho udělat auto. A my jsme ti inovátoři, kteří přijdou a dají jednotlivé části do uceleného systému, který pak funguje jako to auto. Často slýcháme, že to nemůže fungovat, kdyby ano, tak by to již někdo před námi zkusil. Když ale Elon Musk před dvaceti lety říkal, že bude vyvíjet a pak stavět rakety, které po odletu do vesmíru přistanou a poletí znova, taky mu říkali, že je to prakticky nemožné a sci-fi. No a podívejme se, dneska mu to funguje. Nebude to lehké, ale to svědčí o tom, že to asi bude i za něco stát.

Co máte reálně v rukou? Co už teď můžete postavit?
Jsme plně připraveni postavit prototyp, ale právě odůvodnění prototypu je najít všechny limity a skryté problémy konceptu, aby se vše doladilo pro výstavbu první ekonomicky funkční jednotky.

Momentálně jednáme s odborníky ze dvou univerzit, univerzity Pardubice a Mendelovy univerzity, a dalších institucí, jak náš systém co nejlépe vylepšit a zefektivnit i jak ho realizovat. S nimi diskutujeme všechny problémy a procesy našeho konceptu, abychom s jejich pomocí vypracovali co nejlepší teorii a plány pro získání grantu od Pardubického kraje, a také s nimi jednáme o bližší spolupráci, například abychom na univerzitách mohli provádět potřebné výzkumy a experimenty, které by pro nás samotné byly opravdu těžko realizovatelné. Grant bychom využili pro výstavbu demonstrativního, ale i výzkumného prototypu, v němž bychom prováděli minimálně dvouletou studii, v jejímž rámci budeme koncept vyvíjet a zkoumat. Cílem je získat veškeré potřebné know-how. Ale zároveň by sloužil jako pomůcka pro výuku všech přírodních věd a nechali bychom tak našim nástupcům na škole odkaz, který by jim měl co dát.

Tým Aqua-reaktoru. Na obrázku zleva Filip Dvořáček, R. Samuel Mašek, Dominik Mareš (foto Aqua-reaktor)
Tým Aqua-reaktoru (foto Aqua-reaktor)

Co by se muselo stát, aby takový systém dával ekonomický smysl?
To je krásná otázka, protože by se nemuselo stát vůbec nic. Dává smysl už takový, jaký je. Každá část našeho konceptu dává už sama o sobě ekonomický smysl. A v našem konceptu by se navíc drasticky teoreticky zmenit jejich náročnost na údržbu. Takže by mělo být možné snižovat provozní náklady.

Navíc náš systém nevypouští prakticky žádné emise, ba až záporné emise, což pro nás znamená velkou výhodu především do budoucna, protože nejen EU tlačí na stále dražší emisní povolenky a jiné ekologické strategie pro transformování trhu. To nutí provozovatele elektráren k hledání nových, ekologických zdrojů elektřiny, a jedním z nich může být právě Aqua-reaktor. A mohl by přinést menší revoluci na poli cirkulační ekonomiky a bojovat proti Jevonsovu paradoxu vracením odpadu na trh ve formě široké škály chtěných produktů.

Jak plánujete projekt dál rozvíjet?
Ve spolupráci s CzechInvestem hodláme vstoupit na podzim tohoto roku do firemného inkubátoru, musíme tedy založit firmu. S jejímž založením nám mimochodem v agentuře také pomohou, což pro nás je pochopitelně velká pomoc.

Součástí tohoto a jiných inkubátorů je i jistá nemalá finanční podpora, ale investorům se samozřejmě také nebráníme, ba naopak. Ale nějaké reálné podnikatelské kroky podnikneme, až koncept Aqua-reaktor plně vyvineme, dělat to naopak by bylo z našeho pohledu nezodpovědné.

Naše plány jsou vybudovat firmu, stavět a provozovat Aqua-reaktory nejen v ČR a EU, ale prakticky na celém světě i mimo něj. Protože věříme, že by náš koncept mohl výrazně přispět ke snížení znečišťování přírody, k větší soběstačnosti urbanistických center, ale i jiných lidmi osídlených oblastí, a to zásobováním trhu kvalitními potravinami, kvalitními hnojivy, oleji a spolehlivým zdrojem energie. Mohl by také výrazně přispět k výpravám lidí do vesmíru, ke zvětšení samostatnosti vesmírných stanic a mimozemských kolonií.

V Česku v následujících letech násobně přibude fotovoltaických elektráren, Česko prý dokonce čeká v tomto směru “revoluce”. Ministr životního prostředí Richard Brabec (ANO) na tiskové konference 31. května řekl, že Modernizační fond by mohl do roku 2030 zvýšit jejich instalovaný výkon v ČR ze současných 2,2 gigawattu na sedm až 14 gigawattů (GW).

Přesněji bude záležet na ceně emisních povolenek, z nichž plynou do zmíněného Modernizačního fondu prostředky. Fond má přispět k přechodu tuzemské energetiky na ekologické zdroje, celkem do roku 2030 nabídne minimálně 150 miliard korun (a to ještě nejde o jediné prostředky, které na obnovitelné zdroje v Česku budou určeny). A možná více, pokud se udrží současné vysoké ceny povolenek, či budou ještě stoupat.

Brabec řekl, že rekordní ceny emisních povolenek naznačují, že uvolněná částka by ve finále mohla být téměř dvojnásobná. Uhelné elektrárny nyní mají v Česku podle dat Energetického regulačního úřadu instalovaný výkon asi deset GW, jaderné 4,3 GW.

Brabec informoval, že na výstavbu nových fotovoltaických elektráren půjde v prvních výzvách z Modernizačního fondu určených pro ně 4,5 miliardy korun, ministerstvo životního prostředí navíc plánuje peníze postupně přidávat. „Podpora bude čistě investiční, proto na rozdíl od solárního boomu v roce 2009 podpořené instalace žádným způsobem nezatíží státní rozpočet provozní podporou. V předregistračních výzvách jsme obdrželi přes 9000 projektových záměrů a 90 procent z nich se týká právě fotovoltaiky. Takže čekáme opravdu velký zájem a jsem zvědavý, kolik projektů se do ostrých výzev nakonec přihlásí,“ řekl. Na rozvoj obnovitelných zdrojů půjde podle něj půjde podstatná část peněz z Modernizačního fondu, a to téměř 40 procent. „Jsme na prahu revoluce,“ dodal Brabec.

Už před měsícem MŽP a Státní fond životního prostředí ČR (SFŽP ČR) vyhlásily první dvě ostré výzvy na 6,4 miliardy korun z Modernizačního fondu pro teplárny, nyní je doplní dvě pro fotovoltaické elektrárny. Miliardu korun si rozdělí v průběžné nárokové výzvě projekty s instalovaným výkonem elektrické energie do jednoho megawattu (MWp), dalších 3,5 miliardy Kč je připraveno pro větší elektrárny s výkonem nad jeden MWp, které se mohou hlásit do jednokolové soutěžní výzvy. V závislosti na velikosti podniku a typu instalace elektrárny mohou zájemci dosáhnout na dotaci ve výši až poloviny celkových výdajů na projekt.

Elektronický příjem žádostí bude v obou výzvách zahájen v poledne 12. července prostřednictvím informačního systému AIS SFŽP ČR. Žádosti mohou podávat všichni zájemci, kteří se už dříve zapojili do předregistrační výzvy. V případě průběžné výzvy pro malé projekty bude možné žádosti podávat do 15. listopadu, soutěžní výzva pro velké projekty bude uzavřena 29. října. Díky těmto prvním výzvám by mělo být postaveno asi 230 menších a zhruba 45 větších projektů.

Předseda Komory obnovitelných zdrojů energie Štěpán Chalupa na dnešní tiskové konferenci uvedl, že asociace vítá a podporuje důraz na rozvoj malých a středních lokálních fotovoltaik. Pro rozvoj obnovitelných zdrojů je podle něj klíčová novela zákona o podporovaných zdrojích energie, která je stále ve Sněmovně. „Pokud zákon nebude schválen touto Sněmovnou, další vláda přípravou a schvalováním nového zákona ztratí další dva až tři roky,“ dodal.

Ekologické Hnutí Duha oznámilo, že od června spouští web venkovvbaliku.cz, kde bude starostům a obcím nabízet pomoc s vyřízením dotací z Modernizačního fondu. „Města a obce teď mají jedinečnou příležitost, jak ušetřit za elektřinu ve školách nebo úřadech. Sestavit projekt, aby vyhovoval podmínkám otevřené výzvy, ale nebude úplně snadné. Každému, kdo chce stihnout podat žádost dříve, než prostředky dojdou, nabízíme pomoc,“ řekl dnes expert hnutí na dotace v energetice Ondřej Pašek.

Vicepremiér a ministr průmyslu a obchodu Karel Havlíček (za ANO) minulý týden uvedl, že nové obnovitelné zdroje budou mít v nejbližších sedmi letech z evropských fondů typu Modernizačního fondu a Plánu obnovy k dispozici kolem 100 miliard korun. V Česku podle něj neexistuje podporovanější zdroj než právě obnovitelné zdroje. Důvodem je především podpora v souvislosti s takzvaným solárním boomem před více než deseti lety.

Celkové náklady na takzvané podporované zdroje energie (POZE) v posledních letech každoročně činí přes 40 miliard korun. Předloni to bylo 45,4 miliardy Kč, solární elektrárny obdržely 29,1 miliardy korun. Od roku 2006 bylo na podporu POZE v Česku vyplaceno přes 385 miliard korun. Vyplácení podpory pro solární elektrárny dlouhodobě kritizuje prezident Miloš Zeman.

Peníze z Modernizačního fondu bude možné čerpat na škálu projektů – od modernizace veřejného osvětlení, pořízení elektrobusů, energetických úspor v budovách i průmyslu až po výstavbu fotovoltaických či větrných elektráren. Na peníze z fondu cílí mimo jiné polostátní společnost ČEZ. Firma nedávno oznámila, že plánuje do roku 2030 vybudovat obnovitelné zdroje o výkonu šest GW, převážně fotovoltaické elektrárny v ČR. Jen do solárů chce skupina investovat až 90 miliard Kč, řekl minulý týden SeznamZprávám místopředseda představenstva ČEZ Pavel Cyrani.

Evropský parlament požaduje, aby si Evropská unie připravila plán na výrobu “zeleného” vodíku (tedy uhlíkově neutrálního) za komerčně konkurenceschopné ceny. Mezi členy parlamentu však panují neshody ohledně toho, zda a v jaké míře do té doby podporovat využívání vodíku vzniklého s pomocí fosilních paliv.

Zelený vodík je klíčovým bodem strategie EU zaměřené na dosažení uhlíkové neutrality v polovině tohoto století. K tomu, aby se stanovené cíle podařilo naplnit, však bude Evropská komise muset výrazně podpořit výzkum a stanovit jasnou investiční strategii, aby byla tato technologie komerčně konkurenceschopná, píše se v nedávné zprávě Evropského parlamentu.

Výroba zeleného vodíku, tj. dělení molekul vody na vodík a kyslík pomocí elektřiny získané z obnovitelných zdrojů, je technicky proveditelná, ale v současné době velmi nákladná, takže rozhodně nemůže ekonomicky konkurovat výrobě vodíku z fosilních zdrojů. Evropská komise ale chce podle své Vodíkové strategie, kterou zveřejnila loni, instalovat do roku 2030 v unijních zemích 40 GW elektrolyzérů na štěpení vody. Ty by měly produkovat až 10 milionů tun zeleného vodíku ročně. Do roku 2050 by se tak měl zelený vodík stát klíčovou součástí evropského energetického mixu, to si však v příštích zhruba 30 letech vyžádá investice až 470 miliard eur, tedy zhruba 12 bilionů korun.

Evropská komise proto již v příštím roce bude iniciovat založení partnerství pro čistý vodík s názvem Clean Hydrogen. Jeho hlavním cílem bude vyvinout technologii výroby, skladování a distribuce obnovitelného vodíku. EU tuto iniciativu podpoří 1 miliardou eur, dalšími masivními investicemi by měl přispět průmyslový sektor. Momentálně je v plánu vznik 6 partnerství veřejného a soukromého výzkumu, která se zaměří na dekarbonizaci konkrétních průmyslových odvětví, jako je železniční a letecká doprava či výroba oceli.

Šedomodrá fáze přechodu

Ve výrobě tzv. šedého vodíku hrají podstatnou roli fosilní zdroje a zůstává tak po ní výrazná emisní stopa CO2. Na druhou stranu je takto vyrobený vodík relativně levný, což hraje podstatnou roli při jeho prosazování do praxe. Při výrobě tzv. modrého vodíku sice vzniká výrazně méně emisí, avšak náklady na jejich redukci výrobu prodražují.

Evropský parlament podporuje tzv. zelený vodík, nevytvářející žádnou emisní stopu, současně však nezavrhuje variantu využívání šedého či modrého vodíku v přechodné fázi, kdy bude třeba vybudovat distribuční síť a celkově nastartovat trh vodíkové energetiky. Součástí tohoto scénáře však bude muset být i postupné vyřazování „nezelených“ energetických zdrojů.

Aktuálně je jedním nejvýznamnějších vodíkových projektů, a to jak v Evropě, tak celosvětově, projekt Refhyne. Výstavba tohoto 10 MW elektrolyzéru začala v roce 2019. Pro rafinerii společnosti Shell v německém Wesselingu jej buduje společnost ITM Power. Po zprovoznění letos v červenci by měl vyrábět až 1 300 tun vodíku ročně.

Španělsko aspiruje na vodíkového lídra

Skvělé podmínky pro to, stát se výhledově jedním z hlavních evropských uzlů výroby zeleného vodíku, má také Španělsko. Potvrzuje to například fakt, že velký americký výrobce motorů Cummins oznámil, že ve Španělsku postaví továrnu na výrobu elektrolyzérů na výrobu zeleného vodíku. Výroba v ní by měla být zahájena v roce 2023. Plánovaná výroba 500 MW vodíku ročně zajistí také 350 nových pracovních míst.

Velmi ambiciózní je i projekt Y Basque Green Hydrogen španělské energetické společnosti Iberdola, jehož cílem je elektrifikace španělské nákladní dopravy. Součástí projektu má být také výstavba zařízení na výrobu vodíku prostřednictvím elektřiny z fotovoltaických elektráren. Nainstalovány by měly být elektrolyzéry s celkovým výkonem 10 MW, které dokážou denně vyrobit až 4 tuny vodíku.

Do roku 2030 by se tedy i díky vodíku měly obnovitelné zdroje na španělském energetickém mixu podílet 42 % a jejich podíl na výrobě elektřiny by měl být až 74 %, uvedl nedávno španělský premiér Pedro Sánchez.

V této souvislosti stojí jistě za zmínku to, že v loňském roce se obnovitelné zdroje energie poprvé podílely na celkové produkci elektřiny v Evropské unii větším dílem než fosilní paliva. Jejich podíl byl 38,2 %, přičemž z fosilních zdrojů bylo vyrobeno 37 % elektrické energie. Z jednotlivých zemí EU dokázalo z obnovitelných zdrojů vyrobit nejvíce elektřiny Dánsko, a to 62 %.

Nová strategie energetické skupiny ČEZ do roku 2030 reaguje na realitu evropského energetického trhu, kdy šanci na přežití mají pouze firmy, které opustí uhlí. Shodla se na tom většina analytiků a expertů oslovených ČTK.

Polostátní firma 20. května oznámila, že plánuje do roku 2030 vybudovat obnovitelné zdroje o výkonu 6000 megawattů (MW), převážně fotovoltaických elektráren, a to primárně v Česku. Jde zhruba o trojnásobek výkonu Jaderné elektrárny Dukovany. ČEZ chce také pokračovat v útlumu využívání uhlí.

Podle ekonoma portálu Capitaliked.com Radima Dohnala dnes vydaná strategie obsahuje očekávatelná sdělení, která v některých částech v zásadě nabízejí maximum možného podle požadavků Evropské komise a závěrů klimatické dohody z Paříže. „Podle mého názoru mohla být ale ambicióznější. Nikde se v ní nepíše o prodlužování životnosti šesti jaderných bloků, což by jistě pomohlo udržet či zvýšit podíl bezemisních zdrojů. Zároveň jsem nenašel detailněji popsány způsoby realizace energetických úspor,“ uvedl.

Analytik společnosti ENA Jiří Gavor míní, že vize reflektuje probíhající změny ve světové a evropské energetice. „Donedávna byl směr k bezemisním technologiím tlačen především politickými rozhodnutími na úrovni EU, nyní se ale k tomu přidává silný ekonomický tlak ve formě rychle rostoucích cen emisních povolenek a odmítavý přístup finančních institucí k financování fosilních projektů. ČEZ se proto přizpůsobuje tomuto prostředí a je správné, že se snaží být lídrem v oblasti moderní energetiky,“ řekl ČTK.

Rozhodování investorů stále častěji doprovází i detailní průzkum dopadů činnosti kupované firmy na životní prostředí a sociální udržitelnost. Tedy o oblast známou pod zkratkou ESG (Environmental Social and Corporate Governance), uvedl dnes k oznámení ČEZ Jan Brázda, partner poradenské firmy PwC zodpovědný za oblast ESG. „Bude platit jednoduchá rovnice. Větší zájem o sociální témata a životní prostředí povede k růstu hodnoty firem, a tím i k jejich větší atraktivitě pro investory,“ dodal.

Energetický expert a poradce investiční skupiny J&T Michal Šnobr, který je kritikem současného vedení ČEZ, na twitteru uvedl, že generální ředitel ČEZ Daniel Beneš za deset let ve firmě už představil minimálně pět strategií. „Šly do někam vždy a rychle. Suma ztrát, kterou způsobil vlastníkům ČEZ, bere dech i v EU měřítku. Nejlepší vizí pro ČEZ je jeho rychlý konec. Nic osobního, sebereflexe je nutná,“ napsal.

Afghánské provincie Faráh, Nímróz, Hilmand a Kandahár mají v současné době na počet zhruba dvakrát více solárních instalací než Česká republika. I bez dotací. Nečekaný solární boom pohání pěstování opia.

Hilmand je nejnebezpečnější z provincií nebezpečného státu, a obzvláště ve Velké Británii to není zapotřebí připomínat. Britské síly ztratily během působení v Afghánistánu v 21. století něco přes 450 vojáků – a jen čtyři z nich v jiné části země než právě v Hilmandu. Hilmand je ale také obchodní centrum. Jde ovšem o obchod také do značné míry nebezpečný, a především velmi, velmi nelegální. Provincie je totiž nejvýznamnější produkční oblastí opia na celém světě – a opium je zase výchozí látkou pro produkci heroinu.

I přesto, že za podíl na výrobě a obchod s drogami hrozí v této zemi teoreticky i trest smrti, Afghánistán zajišťuje více než 90 % světové výroby heroinu a například z více než 95 % zajišťuje evropskou poptávku. Hilmand je ze všech 34 afghánských provincií největší a má také největší plochu osetou mákem: v roce 2019 to bylo více než 130 tisíc hektarů. Odhaduje se, že na celosvětové produkci opia se tedy podílí tato jediná provincie z více než 40 %. A jen o něco nižší tedy bude její podíl na celkové světové výrobě heroinu. A také je to centrum afghánského solárního boomu.

Samo a bez dotací

První hodnověrně doložený případ využití fotovoltaiky mezi zemědělci v oblasti pochází z roku 2013. Podle svědků se pak následující rok začaly panely objevovat na skladě v nabídce některých obchodníků v Laškargáhu, tedy hlavním městě provincie.

V následující letech jich přibývalo, až v roce v roce 2019 už byly zcela běžné. V Afghánistánu neexistuje žádná centrální databáze solárních instalací. Malá britská analytická společnost Alcis, která se zabývá analýzou satelitních snímků, v roce 2019 napočítala v jižních provinciích Afghánistánu (Faráh, Nímróz, Hilmand, Kandahár) celkem 69 tisíc vodních nádrží, které jsou dobrým znakem přítomnosti solárních panelů u dané usedlosti (zpráva zde v PDF).

Tyto čtyři afghánské provincie tedy mají na počet obyvatel zhruba dvakrát více solárních instalací než Česká republika. U nás bylo ke konci roku 2020 zhruba 37 tisíc fotovoltaických elektráren různých velikostí. Solární elektrárny v Afghánistánu vypadají ovšem jinak než v Evropě. Nejde v žádném případě o velké solární „parky“, ale spíše o splněný sen zastánců distribuované výroby elektřiny. Prakticky veškerou kapacitu fotovoltaiky tvoří malé instalace, s výkonem řádově maximálně v jednotkách kilowattů. Celkovou instalovanou kapacitu těchto malých „provozoven“ lze těžko odhadnout. Velmi hrubý odhad říká, že se bude pohybovat někde mezi 0,5 a 1 GW.

Satelitní snímek typické fotovoltaické instalace v provincii Hílmand (foto ALCIS)
Satelitní snímek typické fotovoltaické instalace v provincii Hílmand. Fotovoltaika pohání pumpy, které čerpají vodu z podzemí do nadzemních nádrží, jež pak slouží k zavlažování. Pole nejsou celý rok osázena mákem, ale ten představuje klíčovou a finančně velmi zajímavou surovinu. (foto ALCIS)

Elektřina jimi vyrobená afghánským pěstitelům slouží prakticky výlučně pro pohon vodních čerpadel, která z podzemí pumpují vodu na zavlažování jejich plodin. Hloubka studní se pohybuje zhruba kolem 100 metrů, plus minus několik desítek metrů podle oblasti (v některých sušších oblastech bývá průměr kolem 130 metrů). Někdy voda proudí do otevřených nádrží s objemem cca kolem 1000 m3 (typická plocha se pohybuje do 1000 m2 a hloubka od 1 do 2 m).

Když se to rozjede

V řadě oblastí Afghánistánu probíhalo šíření fotovoltaické technologie podle analytiků z Alcisu exponenciálním tempem: instalovaná kapacita se každým rokem nejméně zdvojnásobila. Z čistě matematického hlediska by to znamenalo, že se kapacita zvýší za sedm let 128násobně. To nepochybně není přesné číslo, podle Alcisu však zhruba vystihuje tempo růstu v oblasti.

Nádrž je zapotřebí z pochopitelného důvodu: protože voda se musí vyčerpat v době, kdy svítí slunce, a nelze ji čerpat vždy, když je to zapotřebí. Ne vždy je to ovšem možné. Menší afghánští zemědělci velké vodní nádrže nepoužívají – připravují je totiž o cennou půdu, která by mohla sloužit k zemědělské produkci. Musí tak spoléhat na to, že rostliny zvládnou zavlažit během doby, kdy svítí slunce. Skutečnost, že takoví zemědělci stále existují, naznačuje, že tento přístup funguje. Nepochybně s sebou ovšem nese větší riziko špatného výnosu než přečerpávání vody do povrchové nádrže, ze které pak lze zavlažovat vždy podle potřeby. Znamená to ovšem, že skutečný počet solárních instalací je vyšší než zmiňovaných 69 tisíc. O kolik, to lze jen špatně odhadnout.

Extrémním příkladem je administrativní oblast kolem města Bakva v provincii Faráh. Mezi tamními zemědělci probíhá pravidelné šetření, které se pokouší mapovat především vývoj v pěstování opia. Jeho součástí byla i otázka, kdo používá fotovoltaické panely. V roce 2013 používali všichni dotazovaní k zavlažování dieselagregáty. V roce 2017 už 68 % z nich používalo fotovoltaiku. V roce 2018 využívalo solární energii už 98 % dotazovaných.

Například na trzích v Laškargáhu se v posledních letech podle očitých svědků fotovoltaické panely (primárně samozřejmě čínské, což neznamená v žádném případě nekvalitní) prodávají doslova po tunách. Obchodníci je skladují často pod širým nebem srovnané do vysokých „věží“. A problém údajně není sehnat ani zkušené montéry, kteří systém uvedou do chodu. V posledních letech už zemědělci dokonce nemusejí pro panely jezdit ani do města, přibývá údajně dodavatelů, které přijedou za nimi a připraví instalaci na klíč. Rychlý rozvoj trhu s fotovoltaikou je dán čistě ekonomicky.

Autor v roce 2020 zveřejněné zprávy o vývoji výroby opia v jihozápadním Afghánistánu, David Mansfield z think-tanku AREU (Afghan Research and Evaluation Unit), narazil na první solární instalaci, jejíž majitel mu řekl, že za celý systém zaplatil ekvivalent 12 200 amerických dolarů (v dnešních cenách), tedy zhruba 300 tisíc korun. Pro investici se údajně rozhodl proto, že provoz dieselagregátu ho ročně přišel na 1 600 dolarů (cca 40 tisíc korun).

Nejde tu jen o cenu paliva, již tak drahého, ale také cenu oprav a náhrad zničeného vybavení. Kvalita paliva v oblasti je totiž mírně řečeno problematická a životnost některých komponent, především samotných dieselagregátů, je tak často krátká. Výjimkou není ani to, že je zemědělci musejí měnit každé dva roky. Výhodnost solárních systémů od roku 2013 pouze roste. Podle Mansfieldova odhadu mezi lety 2013 a 2017 klesla zhruba na polovinu. Jde o hrubý odhad, ale v kontextu vývoje cen na mezinárodním trhu nepochybně reálný.

V roce 2020 se podle Mansfieldovy zprávy cena celého systému na zavlažování, včetně případné povrchové nádrže pohybuje do 7 000 tisíc dolarů, tedy zhruba 180 tisíc korun, někdy i méně (například pokud už je vrt připraven a jde pouze o náhradu zdroje energie). Za takových podmínek je návratnost investice jen několik let.

To se musí využít

Využití podzemní vody k zavlažování polí není samozřejmě nic nového. V oblasti se využívá celá staletí. Ovšem fotovoltaický „boom“ výrazně zvýšil produktivitu zemědělců, kteří fotovoltaiku nasadili. Na výsledcích afghánského „opiového odvětví“ je to vidět.

Plocha osetá mákem určeným k výrobě opia v jednotlivých provinciích Afghánistánu v roce 2018 (foto UNODC)
Plocha osetá mákem určeným k výrobě opia v jednotlivých provinciích Afghánistánu v roce 2018. Odhad pochází od agentury UNODC. (foto UNODC)

V roce 2012, tedy před masovým zavedením solárních technologií, Afghánistán produkoval zhruba 3700 t opia. V roce 2016 to bylo 4800 t. V roce 2017 výroba dosáhla 9000 t, absolutního rekordu ve známé historii. Cena opia se v důsledku převisu nabídky zhroutila. V letech 2018 se produkce meziročně snížila, ale nezhroutila. V roce 2019 dosáhla odhadované úrovně 6400 t. Z kolapsu v roce 2017 evidentně ovšem nejvíce vytěžily ti s nejvyšší efektivitou: podíl „solárních“ pěstitelů z jihozápadu země, především z Hilmandu, na celkové produkci se totiž výrazně zvýšil. V roce 2019 tak tato provincie vyprodukovala zhruba 5000 z celkových 6400 tun afghánského opia.

Rozkvět zemědělství založeného do značné míry na opiu je vidět i na satelitních mapách. V roce 2012 bylo v údolí Hilmandu zhruba 160 tisíc hektarů zeleně (rozlišit mezi přirozenou vegetací a zemědělskou plochou je pracnější než sledování celkové zarostlé plochy). V roce 2018 to bylo 317 tisíc hektarů, v roce 2019 344 tisíc hektarů. Příčinou jsou nepochybně zemědělci, kteří s pomocí fotovoltaiky a podzemních studen postupně obsazují ještě nedávno pouštní oblasti.

Obdělávaná plocha se šíří směrem od povrchových zdrojů vody do míst, kde vláhu zajišťuje elektřina vyrobená ze slunce. Nejde přitom jen o nějaké „přežívání“. Stejné satelitní snímky v blízké infračervené oblasti (cca 700 až 1 300 nm) dovolují sledovat nejen plochu vegetace, ale do určité míry také její hustotu. Podle Alcis je z nich patrné, že produktivita zemědělské plochy v Hilmandu se zvyšuje: zemědělci na stejné ploše pěstují více rostlin. Na satelitních snímcích je zároveň vidět, že v nedávno ještě pouštních oblastech jižní afghánské provincie vzniklo v posledních pěti letech necelých 50 tisíc domů. Do nich se přistěhovalo odhadem půl milionu obyvatel.

Mořské vlny jsou nejen zdroj zábavy, potěšení i nebezpečí, ale také zdrojem energie. Zdrojem, který se prakticky nepoužívá, byť potenciál má ohromný.

Globální kapacita využitelné energie vln a přílivu je odhadována na 1 000 GW, což je téměř polovina současného instalovaného výkonu všech uhelných elektráren světa. Nejstarší přílivová elektrárna na světě byla postavena v letech 1966 – 1971 na pobřeží francouzské Bretaně a dosud vyrobila přes 27 TWh elektřiny.

Globální kapacita projektů vlnové a přílivové energie se od roku 2017 sice více než zdvojnásobila, ve srovnání například s větrnou energií jde ale o řádově nižší výkon. Zatímco kapacita větrných elektráren se v Evropě v loňském roce zvýšila o 14,7 GW, výkon evropských přílivových a vlnových elektráren vzrostl ve stejnou dobu jen o necelých 500 kW na celkových 11,2 MW.

Do konce roku 2020 vzrostla světová kapacita vlnových a přílivových elektráren na pouhopohých 65 MW, což je z globálního hlediska zcela zanedbatelné. Zajímavým příkladem propojení energie z tohoto obnovitelného zdroje a ekologicky čisté dopravy je např. dobíjecí stanice pro elektromobily na souostroví Shetlandy zprovozněná letos v březnu. Stanice je napájená elektřinou vyrobenou v přílivové elektrárně, která v oblasti známé vysokými přílivy a bouřlivým mořem pracuje už pět let.

Potenciál energie z vln (autor Ingvald Straume)
Potenciál využitelné energie z mořských vln. Hodnoty označují výkon na metr čela vlnobití v dané oblasti (autor Ingvald Straume)

Masivnějšímu rozvoji projektů využívajících energii mořských vln brání především technická a finanční náročnost výstavby těchto elektráren a tím i cena vyrobené elektřiny. Odhadovaná cena výroby jedné kilowatthodiny elektřiny v současných přílivových elektrárnách je asi 0,66 USD, zatímco kilowatthodina vyrobená ve větrné příbřežní elektrárně stojí jen 0,20 – 0,30 USD.

Evropská komise proto ve své strategii rozvoje obnovitelných zdrojů zveřejněné loni v listopadu počítá i s podporou přílivových a vlnových elektráren. Už letos by měl výkon těchto zdrojů v evropských vodách stoupnout o 6 MW, do roku 2025 o 100 MW a v roce 2030 by měly mít celkem 1 GW.

Podporu mořských elektráren zavádějí i jednotlivé země. Kanada a Čína, které patří v této oblasti mezi globální lídry, zavedly zvláštní výkupní tarify pro přílivovou a vlnovou elektřinu a aukce s předem stanovenými závaznými cíli mají i Portugalsko, Španělsko a Irsko a připravuje je Indie.

Kanadská vláda koncem roku 2020 oznámila přímou investici do společnosti Sustainable Marine z Nového Skotska, která vyvinula nový typ generátorů přílivové energie a měla by je už letos instalovat u tamního pobřeží na vodu s cílem získat až 9 MW výkonu. Projekt se stane součástí velkorysého programu podpory obnovitelné energetiky, do kterého Kanada v průběhu dvanácti let vkládá 180 miliard amerických dolarů.

Americké ministerstvo obrany se zase podílí na financování testů, které právě probíhají na havajském ostrově Oahu poblíž základny námořní pěchoty. Cílem je ověřit funkčnost systému, který zahrnuje generátor energie z povrchových vln, stanici na mořském dně a jediný kombinovaný kotvící, datový, komunikační a napájecí kabel.

Z hlediska budoucnosti vlnové a přílivové energetiky je pozoruhodný i projekt tří britských univerzit. Vědci budou v průběhu letošního roku ve dvou oblastech u pobřeží Walesu a Skotska sledovat pomocí dronů pohyb mořské hladiny a poté s využitím speciálních algoritmů vyhodnocovat rychlost a sílu proudění vody. Výzkumníci věří, že výsledky umožní zlepšení předpovědí pohybu vln, správné umístění turbín v mořských proudech i optimalizaci jejich konstrukce a ukotvení, což v důsledku povede ke snižování nákladů na výrobu mořské energie.

Olga Malinkiewiczová slyšela o perovskitech poprvé v dubnu 2013. Polka, která v té době byla Ph.D. studentkou na univerzitě ve španělské Valencii, nemohla uvěřit, že o materiálech, ze kterých jde jednoduše v laboratoři vyrábět fotovoltaické články s poměrně slušnou účinností, nikdy předtím neslyšela. Podle toho, co se právě dozvěděla, by mělo stačit smíchat několik jednoduchých solí…

„Nemohla jsem uvěřit, že by to bylo tak jednoduché,“ řekla s ročním odstupem časopisu Nature. V té době už její malý – a nakonec úspěšný – experiment přerostl v něco mnohem většího. V roce 2014 získala evropskou cenu za inovace ve studentské kategorii. V oceněném projektu svůj „solný“ článek připravila na ohebné plastové podložce a vyrobila tak funkční ohebný fotovoltaický článek.

Po příští týdny a měsíce její telefon údajně téměř nepřestal zvonit. Jeden investor za druhým se jí ptal, zda založí vlastní firmu a zda se na tom mohou podílet. V květnu 2014 tehdy 31letá doktorandka (Ph.D. titul ještě nedokončila) tlaku „podlehla“ a založila společnost Saule Technologies.

Perovskitové články společnosti Saule Technologies mají vynikat průhledností a flexibilitouc (kredit Saule Technologies )
Perovskitové články společnosti Saule Technologies mají vynikat průhledností a flexibilitouc (kredit Saule Technologies )

Lukraktivní návrat domů

Vrátila se do Polska, pronajala si laboratoř v technologickém parku ve Wroclavi a odmítla nabídku na odprodej 10procentního podílu ve firmě za milion euro. Zřejmě dobře udělala, protože podle neoficiálních informací, které firma sama nikdy nepotvrdila, nakonec od nejmenovaného japonského investora dostala za podíl ve firmě zhruba pět milionů euro.

Jízda Saule Technologie se od té doby nezastavila. Společnost zatím stále nic nevyrábí, ale investoři i možní zákazníci ji berou velmi vážně. Chce se soustředit na fotovoltaické panely pro zvláštní použití, například do oken a na fasády budov. Nejde tedy o tradiční pevné deskové články, ale v podstatě víceméně průhledné „fólie“, které by se měly připevnit na připravené povrchy, jako jsou okna či fasády.

Jejich hlavní výhodou má být snadná výroba, která probíha de facto pouze tiskem:

Saule Technologies prodala výhradní licenci na svou technologii firmě Skanska a realizovala malý pilotní projekt na fasádě kancelářské budovy ve Varšavě. Firma spustila také vlastní prototypovou linku na výrobu větších ověřovacích sérií. A zatím údajně stále platí, že v průběhu roku 2021 by se měla pomalu začít rozjíždět výroba.

Mladá technologie

Stojí asi za připomenutí, že popularita perovskitů není vlastně o mnoho staršího data než úspěch Olgy Malinkiewiczové. Perovskity sice zná lidstvo zhruba 200 let, ale teprve v roce 2009 z nich japonští vědci (a údajně spíše jen tak ze zvědavosti) vytvořili solární článek. V něm jeden perovskit sloužil jako barvivo, tedy materiál, který pohlcuje světlo dopadající na článek. Měl mizernou účinnost, jen 3,5 procenta, a dokonce se vědcům ztrácel pod rukama. V článku byl použit kapalný elektrolyt, který postupně rozpouštěl materiál článků. Z laického pohledu to ubohý výsledek, vědce ale zaujal.

Proč? Protože základní materiál použitý pro článek byl zajímavě levný. Perovskity jsou sloučenin halogenů s kovem (jako první byly popsány sloučeniny s olovem), které sice nemají téměř žádné prakticky využitelné vlastnosti, ale dají se v principu lze vyrábět levně a ve velkých množství. Už autory prvních článků napadlo, že podobné články by se daly výrbět sítotiskem, tedy podobně jako se tisknou například nálepky. Bylo ovšem jasné, že vědce čeká ještě spousta práce. Materiáloví odborníci nimi mělo museli najít levné sloučeniny s vhodnými vlastnostmi, které by se daly vyrábět výrazně levněji než „čistý“ křemík.

Postupně se “perovsktiový vlak rozjel”. V srpnu roku 2012 vytvořil tým ze švýcarského Lausanne články s perovskitem s účinnosti necelých 10 procent. V červenci roku 2013 pak rekord posunuli na 15 procent. V té době vystoupil do popředí „perovsktitové scény“ jistý Henry Snaith z Oxfordské univerzity, budoucí spoluzakladatel firmy Oxford PV. Snaith představil v časopise Science první perovskitový článek, který nepotřebuje kapalný elektrolyt. Články obsahující kapalinu jsou totiž velmi nepraktické, na slunci by mohly například velmi snadno praskat.

Perovskitový článek polsk firmy Saule Technologies(foto Saule Technologies)
Perovskitový článek polsk firmy Saule Technologies(foto Saule Technologies)

Snaith do výzkumu nastoupil s velkým nadšením. Již před lety veřejně prohlásil, že podle něj nebude v brzké době problém s pomocí perovskitů postavit články s účinností zhruba 20 až 25 procent. Nemyslel tím články čistě perovsktitové, ale články s několika vrstvami „vyladěnými“ pro co nejlepší absorpci různých částí slunečního spektra, které by mohly umožnit rychlé zvýšení účinnosti.

Velkou slabinou technologie byla nízká odolnost proti vlhkosti. Některé perovskity, se kterými vědci experimentovaly, se dokonce rozpouštěly tak rychle, že se je po výrobě nepodařilo ani řádně změřit. Jiné se postupně rozkládaly už na světle, což je pro fotovoltaický materiál nepříjemný handicap. Zastánci technologie dnes tvrdí, že se problémy s trvanlivostí zveličují, a díky rokům vývoje je situace jiná. Články některých výrobců už prošly běžnými mezinárodními testy odolnosti a trvanlivosti (tj. IEC 61215), tedy testy „zrychleného stárnutí“. Automaticky to však neznamená, že by v běžných podmínkách měly fungovat zhruba stejně dlouho jako křemíkové panely, od kterých se dnes očekává životnost zhruba 25 let. Řádově roky by však fungovat měly. 

Dalším problémem byl byl to obsah jedovatých látek v článku, konkrétně olova. Není ho mnoho (u článků Oxford PV by měl být údajně zhruba 0,3 gramu na metr čtvereční). Není to tedy překážku závažnou, z legislativního hlediska (a tedy i z pohledu uživatele) by mohlo jít o problém především při vyřazování panelů z provozu.

Načíst další