Situace na trzích s elektřinou se nejen v Evropě rychle mění. Nástup neflexibilních obnovitelných zdrojů vyvolává řadu otázek, které musí být pro zajištění vysoké spolehlivosti dodávek elektřiny pro všechny zákazníky vyřešeny. Jakub Kučera, analytik investiční společnosti RSJ, shrnul pro oenergetice.cz hlavní z nich. V první části série článků se zaměří na financování obnovitelných zdrojů elektřiny.

Zelená vládne Evropě

Na rozdíl od dřívějšího modelu, kdy šlo o zajištění dodávek elektřiny za co nejnižší cenu, je cílem současných trhů s elektřinou, alespoň tak je to v řadě evropských zemí a jiné to alespoň proklamují, podpořit přechod energetiky na udržitelnou trajektorii, tedy rozvoj obnovitelných zdrojů elektřiny (OZE) při co možná nejnižších nákladech.

Viděno z jiného úhlu pohledu by trh měl pomoci najít optimální hranici mezi stále ještě dražšími OZE a levnějšími konvenčními zdroji, aby přechod na zelenou energii byl finančně snesitelný a proběhl s co nejmenšími ztrátami (což se daleko lépe píše, než dělá). Samozřejmě stále platí, že je potřeba zaručit určitou kvalitu dodávek. Cíle pro podíl na energetické spotřebě pro rok 2020 vycházejí ze závazků na úrovni EU, ČR už má splněno. Graf 1 ukazuje nárůst zelené energetiky v Evropě.

1
Graf 1 – Podíl obnovitelných zdrojů na spotřebě energie, respektive výrobě elektřiny (2004-2014). Zdroj: eurostat

Hlavními obnovitelnými zdroji elektřiny jsou nyní fotovoltaické panely a větrné turbíny, které jak známo vyrábí, kdy se přírodě zamane. Alespoň dokud nebudeme disponovat dostatečnou a finančně přijatelnou skladovací kapacitou, patrně v podobě baterií, musíme s tím při vybírání vhodného tržního modelu počítat.

Například studie vypracovaná na zakázku německého think-tanku Agora Energiewende, který nelze v žádném případě podezřívat z nadržování konvenčním zdrojům, tvrdí, že ve střednědobém výhledu do roku 2035 „spotřeba vlastní solární elektřiny bude hrát v celkové spotřebě elektřiny jen druhořadou roli“. A nezmění na tom ani fakt, že každý druhý střešní fotovoltaický panel se nyní v Německu montuje včetně záložních baterií.

Konkrétně by pouze jedna z šesti kilowatthodin, které domácnosti spotřebují, mohla být pokryta přímo výrobou z panelů na střeše. V případě Německa by to bylo nanejvýš pouhých 20 TWh. Co se týče komerčních budov v sektorech, které se nejvíce hodí pro fotovoltaiku, například v zemědělství a potravinářském průmyslu, je potenciál ještě nižší – asi jen 4 TWh za rok, přičemž Německo spotřebuje ročně okolo 600 TWh elektřiny (graf 2 zachycuje rozložení spotřeby).

2
Graf 2 – Rozdělení německé spotřeby elektřiny podle odběratelů (2015, TWh). Zdroj: Bundesministerium für Wirtschaft und Energetik

Světlé zítřky se odkládají

Možná jste už viděli graf, na kterém je vyznačena cena elektřiny a náklady na její výrobu ze slunce, případně větru (viz graf 3). Protože žlutá křivka v posledních letech notně poklesla, panuje představa, že stačí jen projít slzavým údolím několika let dotací a jednoho dne se OZE obejdou bez podpory. Bude je financovat trh. Toto očekávání je ale patrně nesprávné.

3
Graf 3 – Srovnání ceny elektřiny na burze a elektřiny z volně stojící solární elektrárny. Zdroj: EEX, JM Projekt-Invest
– cena elektřiny na burze je cena na lipské EEX (vždy jde o futures kontrakt na base load na příští kalendářní rok)
– jako zástupná cena za cenu elektřiny z volně stojící fotovoltaické elektrárny je použita podpora pro volně stojící elektrárny (platná vždy k 1. lednu daného roku, pro rok 2015 je použita výsledná cena z aukce z dubna 2015, pro rok 2016 pak z aukce z prosince 2015)

Dnešní trh funguje na tzv. marginálních nákladech, což jsou náklady na zvýšení produkce o jednu jednotku, většinou jednu megawatthodinu. Čtenáři oenergetice.cz jsou s tímto konceptem nepochybně dobře obeznámeni. Jádro pudla je v tom, že solární panely a větrné turbíny mají tyto náklady nulové. Mohou si dovolit nabízet nulové ceny (podporu ostatně dostanou tak jako tak). To má příjemný dopad v podobě nižších burzovních cen za elektřinu, někdy dokonce záporných. To bude platit i po zrušení přednostního výkupu a garantované výkupní ceny, která vede k tomu, že provozovatelům těchto zdrojů je více méně jedno, jaká situace na trhu panuje.

V důsledku toho modrá křivka průměrné ceny elektřiny na grafu pomalu padá, alespoň tak tomu bylo v posledních letech, takže průnik křivek se oddaluje. Horší je, že za průměrnou cenou se ve skutečnosti skrývá celá řada hodin, ve kterých se elektřina obchoduje za velmi nízké ceny, někdy dokonce nulové nebo dokonce záporné. Není náhoda, že právě v těchto hodinách do sítě dodávají hlavně obnovitelné zdroje s nulovými marginálními náklady.

Opačně řečeno – když solární panely anebo větrné parky běží na plné obrátky, je elektřina často téměř zdarma, ergo jejich majitelé na burze nevydělají nic nebo jen velmi málo (graf 4 ukazuje zatím spíše ojedinělou extrémní situaci z 8. května).

4
Graf 4 – Výroba elektřiny z obnovitelných a konvenčních zdrojů v Německu 8. května 2016 a cena elektřiny (trh day-ahead). Zdroj: Agora-Energiewende Meter

S rozvojem OZE bude tento efekt jen sílit a musíme počítat se situací, kdy elektřina z flexibilních OZE na trhu pokryje veškerou poptávku. Průměrné ceny během dne (tzv. peak) jsou na německé burze zatím stále v průměru vyšší než ceny zprůměrované za všechny hodiny v roce (tzv. baseload).

Efekt vyšší výroby ze solárních panelů je zatím pozorovatelný jen na poklesu poledních cen (viz graf 5) a v důsledku i na menším rozdílu mezi cenou během nejvyšší spotřeby (peak) a průměrný cenami za celý den. Ve druhém kvartálu roku 2015 činil tento rozdíl už jen jedno euro.

5
Graf 5 – Efekt produkce z PV na ceny elektřiny v poledních hodinách (EUR/MWh). Zdroj: Aktuelle Fakten zur Photovoltaik in Deutschland, 14.10.2016, Frauenhofer ISE
– průměrné spotové ceny na německé burze pro jednotlivé hodiny
– fialová křivka označuje průměrné ceny v roce 2011, modrá pak v roce 2014
– tečky ukazují efekt výroby ze solárních panelů (v poledních hodinách je elektřina levnější až o 4,30 EUR/MWh)

Průměrná cena za celý rok, za kterou obnovitelný zdroj bude prodávat na burze, pak bude nižší než průměrná cena na celém trhu. Ve výsledku bude opět o něco těžší, aby se nám křivky protnuly. Dost dobře ani nelze vyloučit, že se neprotnou nikdy.

Například pokles nákladů na výstavbu solárních zdrojů povede k jejich většímu rozšíření a následnému poklesu ceny elektřiny v hodinách, kdy produkují. Vznikne začarovaný kruh, kdy se křivky budou honit směrem dolů a hodin s velmi nízkými cenami elektřiny bude přibývat.

Bez podpory to zatím patrně nepůjde

Bez podpory tedy nikdo další obnovitelné zdroje patrně nepostaví a solární panely a větrné turbíny zůstanou na seznamu podporovaných zdrojů, patrně až do vynálezu baterie. Není jasné, jestli například strůjci německé energetické revoluce s tímto vývojem počítali. Rozhodně ale poznatek, že podpory se jen tak nezbavíme, dnes neuniká německému ministerstvu hospodářství a energetiky, ačkoli úředníci doufají, že aukce a tržní prémie srazí její výši na dlouhodobě přijatelnou úroveň.

Kromě opuštění snu, že se za pár let křivky na grafu 3 protnou, a tím se vyřeší elektrárenské problémy dneška, vede tato úvaha ještě k jednomu závěru. Bude lepší o obnovitelných a tradičních zdrojích uvažovat jako o dvou oddělených ekosystémech, které mezi sebou sice interagují, ale například financování bude zcela odlišné.

Svět obnovitelných zdrojů, zejména těch neflexibilních, si můžeme označit jako green load  – hodiny, kdy maximálně vyrábějí pak jako (inflexible) green peak (alternativně sun peak, hodiny s nejvyšší produkcí elektřiny ze slunce). Svět zbylých zdrojů, jejichž hlavním úkolem je zaskočit za zelené zdroje, když nevyrábějí, můžeme pak nazvat grey load, případně back-up load.

Nebo se přece jen najde spasitel

Lze namítat, že OZE mohou vydělávat zejména v době, kdy se na trhu uplatňuje mix obnovitelných zdrojů a klasických zdrojů s vyššími marginálními náklady. Otázka je, jak často tato situace nastane a jaké budou panovat ceny. Není jasné, jestli podobné odhady budou investorům stačit. Další možností by byly velmi výrazné investiční cykly – v jednu dobu by bylo obnovitelných zdrojů příliš a ceny by spadly pod investiční náklady.

Ve výsledku by nikdo žádné nové nestavěl. Jak by se starým zdrojům snížil výkon, nebo skončila jejich životnost, cena by se stala atraktivnější a někdo by do OZE opět investoval. Opět ale není zřejmé, jestli by podobný systém vedl k potřebným investicím a ani se nezdá být vhodný pro zajištění dlouhodobých dodávek.

A nepomohly by vyšší odvody za emise skleníkových plynů? V krátkodobém a střednědobém výhledu by to pomoci mohlo – pokud budou mít fosilní zdroje vyšší variabilní náklady, poskočí ceny na burze nahoru. V hodinách, kdy do sítě dodávají jak tradiční tak obnovitelné zdroje, budou ceny elektřiny vyšší, takže OZE budou spíše samofinancovatelné.

Největší německá hnědouhelná elektrárna Jänschwalde s instalovaným výkonem 3 000 MW
Největší německá hnědouhelná elektrárna Jänschwalde s instalovaným výkonem 3 000 MW. Zdroj: Vattenfall

Zatím lze jen stěží odhadovat, jak velký tento efekt bude – dražší fosilní zdroje budou totiž například částečně nahrazeny jádrem, kterého se odvody nedotknou. Mimoto podstatné zatížení fosilních zdrojů za vypuštěné emise zatím není na pořadu dne a pár let si na něj budeme muset asi ještě počkat. Dlouhodobě to pak nemusí být vůbec žádné řešení – v hodinách green peaku, kdy neflexibilní OZE pokryjí celou spotřebu, cena elektřiny spadne k nule tak jako tak.

V delším horizontu se nabízí ještě jedno řešení, jak zamezit, aby se ceny na burze díky OZE blížily nule. Pokud se rozšíří flexibilní řízení poptávky anebo skladovací možnosti, ať už baterie, power-to-gas nebo cokoli jiného, začnou si zájemci o levnou elektřinu konkurovat a na trhu se začnou přeplácet. Cena opět stoupne. Pro pozdější úvahy je důležité, že podobný tržní mechanismus se spíše rozvine v rámci flexibilního tržního modelu, kde ceny elektřiny velmi přesně kopírují produkci z OZE a ideálně klesají (respektive mají potenciál klesat) až k nule. Naopak v určitých situacích stoupá cena elektřiny k výrazně vyšším částkám a megawatthodina stojí až stovky eur.

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *