Máme dostatek obnovitelné energie ?

V české společnosti si obnovitelné zdroje energie zatím nevydobyly místo, jaké jim patří. Lví podíl měly vysoké výkupní ceny fotovoltaiky pro rok 2010. V Evropě již ale existují oblasti zásobované pouze obnovitelnou elektřinou.

Po několika málo desetiletích technologického rozvoje obnovitelných zdrojů energie zaručuje potenciál přírodní energie, že veškerá lidská energetická spotřeba může být zhruba během tří desetiletí plně kryta z obnovitelných zdrojů. Tomuto došly teoretické studie Jacobsona a Delucciho (1) z kalifornských univerzit, nověji profesora Christiana Breyera z finské univerzity v Lapeenranta (2), který ve obnovitelně koncipovaných modelech řeší elektřinu, teplo i mobilitu. Před několika lety jsme vytvořili simulaci zásobování obnovitelnou elektřinou pro Českou republiku a je ke stažení na našem webu (3). Podstatné jsou ale praktické příklady.

Pakliže nebudeme zdůrazňovat od roku 2003 100% obnovitelnou energií zásobovaný dánský ostrov Samso  nebo z 95% elektricky obnovitelnou Kostariku s vynikajícími přírodními podmínkami, může sáhnout po bližších příkladech: Dolní Rakousko se dvěma miliony nebo Burgenland se čtvrt milionem obyvatel, dvě spolkové země ležící nedaleko České republiky, jsou zásobovány pouze lokálně vyrobenou elektrickou energií, v Burgenlandu převážně z větru a biomasy. Tyto regiony neleží u moře, kde by měly výhodnější větrné podmínky. Podobným příkladem je severoněmecký okres Lüchow-Dannenberg, který je plně zásobován obnovitelnou elektřinou a je na cestě k obnovitelnému teplu a mobilitě.

Příkladem decentrálního charakteru obnovitelných zdrojů jsou energetické sanace domů i celých čtvrtí (Malmö), i nedávná sanace vídeňské technické univerzity do prakticky neemisní podoby (z 93%), která se v úsporách zaplatí za osm let.  V roce 2016 byl dán ve Švýcarsku do provozu autarkní dům s devíti byty, který získává veškerou energii jenom ze Slunce. Elektřina pochází z fotovoltaiky. Energetická spotřeba byla snížena na polovinu, aniž by obyvatelé pociťovali nějaká omezení. 70% tepla se získává z tepelného čerpadla využívajícího podzemní vodu. Elektrická akumulace postačuje na tři dny, v delším období bez slunečního svitu se využije elektrolyticky získaný vodík přeměněný v palivovém článku na teplo a elektřinu. Cena domu leží asi deset procent nad cenou domu vybaveného konvenční energetikou.

S odpadem při výrobě a sanaci obnovitelných zdrojů nebude jiný problém, než s jakýmkoliv technologickým odpadem.  S výjimkou odpadu jaderného, kdy po desítkách let provozu jaderných elektráren dodnes na světě není v provozu žádné trvalé úložiště vysoce radioaktivního odpadu. Již před lety vznikla evropská  PV cycle, jako systém recyklace fotovoltaických panelů.

 Materiálová báze fotovoltaiky rovněž nestagnuje. Stříbro na zadní straně fotovoltaických čipů bude vbrzku nahrazeno  levnější mědí či dokonce aluminiem, které bylo nedávno k tomuto účelu patentově chráněno.  Energeticky i finančně náročně (i když se snižující se tendencí) připravovaný krystalický i amorfní křemík může být v mnoha případech nahrazen levnějším perovskitem, který zajistí výrobu elektřiny z okenních skel, bez ztráty jejich optických vlastností. Fotovoltaika je ve stálém cenovém pádu a s rostoucím kumulovaným výkonem se brzy může dostat při konservativním odhadu na úroveň výrobních nákladů 4-6 ct/kWh kolem roku 2025 a 2-4 ct/kWh k roku 2050 (4).

Budují se stále vyšší a účinnější větrné elektrárny, především jako offshore  (stacionární i plovoucí), kde mohou sbírat silnější a stabilnější vítr než doposud. Největší budovaná turbína bude mít 8,3 MW a měla by být spuštěna v roce 2018. Americké laboratoře Sandia připravují projekt mořských větrných elektráren až do velikosti 50 MW se sklopnými listy. Jen samotný světový vítr je schopen pokrýt současnou spotřebu elektřiny přibližně 250 násobně.

Asi od poloviny obnovitelné elektřiny v síti je třeba začít posilovat akumulační kapacitu. Tyto technologie pokračují mílovými kroky vpřed, a to nemám na mysli jenom stavbu mega továren na baterie Elona Muska, ale především technologii P2G (Power to Gas), která v SRN úspěšně pracuje přibližně na třiceti místech v nejrůznějších variantách. Vedle výroby syntetického metanu z oxidu uhličitého nefosilního původu a elektrolytického vodíku z obnovitelně produkovaného proudu lze, pouze změnou reakčních podmínek, syntetizovat ze stejných surovin vyšší uhlovodíky, použitelné jako pohonné hmoty. Bez jakékoliv cíleně pěstované či zbytkové biomasy, která by měla zůstat na polích či zpracována na bioplyn, aby se dále nesnižoval podíl organického uhlíku v půdě. Další výhodou plně syntetického paliva z čistých vstupů je úplná absence síry.

Pro uskladnění syntetického zemního plynu existuje v Evropě i v USA rozsáhlá síť vysokotlakých plynových potrubí, včetně podzemních plynových zásobníků, především na místech vytěžených ložisek zemního plynu. Kapacita těchto akumulátorů je o mnoho řádů vyšší, než kapacita přečerpávacích elektráren. A jejich lokalizace je bezpečná a odzkoušená a jejich celková kapacita postačuje na pokrytí energetické spotřeby po dobu několika týdnů, když by nesvítilo ani nefoukalo. V systému akumulace není potřeba větrné elektrárny vypínat.

Další již realizovanou možností je využití momentálně přebytečné obnovitelné elektřiny  k ohřevu velkokapacitních zásobníků teplé vody na zimní vytápění obcí. Projekt je již v Dánsku realizován.

V nedávné době byly navrženy inovativní způsoby akumulace do potenciální energie vyříznutého obrovského skalního bloku. Tento obrovský blok, porostlý například lesem či s větrnými elektrárnami, by se hydraulicky zdvihal čerpáním vody při zvýšené nadvýrobě energie a ve chvílích nedostatku energie by pod tlakem spouštěného skalního bloku elektřinu vyráběl. Autorem návrhu je profesor Eduard Heindl z Vysoké školy ve Furtwangenu, který byl za tento inovativní nápad v roce 2011 vyznamenán německou cenou pro kreativní myslitele. Mezi základní přednosti projektu patří především nízká cena, u válce s průměrem 500 metrů je asi 50krát nižší ve srovnání se stejnou kapacitou přečerpávací elektrárny (5).

To, co brzdí rozvoj obnovitelné energie je neznalost a skepse v našich hlavách, podněcované zájmy finanční oligarchie napojené na fosilně jaderný energetický komplex.

1. 100% Clean and Renewable Wind, Water, and Sunlight All-Sector Energy Roadmaps for 139 Countries of the World, Mark Z. Jacobson, Mark A. Delucchi, et all., dostupné na internetu http://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351%2817%2930012-0
2. http://neocarbonenergy.fi/internetofenergy/
3. http://www.eurosolar.cz/modelace-obnovitelne-energeticke-soustavy-1404042055.html
4. Current and Future Cost of Photovoltaics Long-term Scenarios for Market Development, System Prices and LCOE of Utility-Scale PV Systems dostupné na interentu https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/AgoraEnergiewende_Current_and_Future_Cost_of_PV_Feb2015_web.pdf
5. Eduard Heindl: Der Lageenergiespeicher Ein Konzept zur kostengünstigen Speicherung großer Mengen elektrischer Energie, dostupné na internetu http://www.physik.uni-regensburg.de/forschung/rincke/Allgemeines/Lageenergiespeicher-Lehrertage-2013.pdf