Toto je druhý díl článku o současnosti i budoucnosti využití větrné energie a jejím potenciálu ve světě i v Česku. První díl naleznete zde.

Jaké jsou podmínky pro využití větrné energie?

Využití větrných turbín vyžaduje vhodné geografické podmínky. Velmi důležité je tak znát co nejpodrobněji větrné podmínky území. Právě na jejich základě je pak možné plánovat umístění větrných elektráren. Pro Českou republiku mapy větrných podmínek vytváří Ústav fyziky atmosféry AV ČR.

Výchozím parametrem pro posuzování potenciálu větrné energie v nějakém místě je hustota výkonu větru, tedy výkon, který bychom získali využitím veškeré kinetické energie větru proudící jednotkovou plochou kolmou na směr proudění. Zásadní význam má rychlost větru díky tomu, že se při výpočtu výkonu vyskytuje ve třetí mocnině. Relevantní je rychlost větru v ose rotoru. Při posuzování kvality jednotlivých míst z hlediska využití pro produkci větrné elektřiny se zavádí několik pojmů. Prvním je klimatologický (teoretický) potenciál větrné energie. Ten je určen pouze hustotou výkonu větru ve výšce typické pro osu turbíny. Vhodné pro využití se pak označují většinou taková území, kde je hustota výkonu větší než mezní. Jednodušším vhodným kritériem je překročení mezní hodnoty průměrné roční rychlosti větru v dané výšce, velice často se využívá 100 m, což je výška osy rotoru současných velkých turbín. Pro efektivní využití pro produkci je vhodné mít průměrnou rychlost větru vyšší než 6 m/s. To neznamená, že se nedají využívat lokality s nižší rychlostí, ale ty mají daleko horší podmínky v síti pro konkurenci s větrnými zdroji v místech s větší rychlostí větru a také jinými zdroji.

Průměrné rychlosti větru v České republice. Podle autorů mapy je v ní však ze současné perspektivy mírná tendence k nadhodnocování hlavně v oblasti Českomoravské vrchoviny [2] (Zdroj Ústav fyziky atmosféry AV ČR).
Průměrné rychlosti větru v České republice. Podle autorů mapy je v ní však ze současné perspektivy mírná tendence k nadhodnocování hlavně v oblasti Českomoravské vrchoviny [2] (Zdroj Ústav fyziky atmosféry AV ČR).

Ještě důležitější je technický potenciál větrné energie, který je určován celkovým nominálním výkonem a celkovou roční výrobou elektřiny z větrných turbín, které odpovídají současnému stavu technologií s využitím klimatologického potenciálu. A to s respektem k zákonným a dalším podmínkám pro jejich výstavbu a provoz. Jde například o dodržení vzdálenosti od obytných budov, infrastrukturních staveb a respektování ekologických, ochranářských a památkových omezení. Zde se promítá technologický vývoj, který například může umožnit využívání i míst s menší rychlostí větru. Technický potenciál se tak v čase mění. Pro realističtější odhad se zavádí realizovatelný větrný potenciál, ten se získá redukcí technického potenciálu korekčním faktorem, který však nelze stanovit exaktním postupem. Korekce se snaží zahrnout vliv kapacity distribučních sítí, postoje veřejnosti a zastupitelstev obcí, výsledků řízení EIA, průběhu územních řízení a stavebních povolení a mnoha dalších okolností.

Průměrná rychlost větru v Německu. Je vidět zásadní rozdíl mezi severem a jihem.
Průměrná rychlost větru v Německu. Je vidět zásadní rozdíl mezi severem a jihem.

Pokud se podíváme na větrnou mapu Česka, vidíme poměrně velice malou rozlohu území s průměrnou rychlostí větru vyšší než 6 m/s a jejich rozdrobenost. Místa s průměrnou rychlostí větru vyšší než 7 m/s jsou pak ojedinělá a umístěná na horských hřebenech.

Pokud se podíváme na větrnou mapu Německa, je vidět, že je naše situace odlišná od stavu na severu Německa, kde území s průměrnou rychlostí větru vyšší než 6 m/s a dokonce přesahující 7 m/s pokrývají spojitě rozsáhlé plochy. Naše situace je naopak podobná situaci v Bavorsku, a právě ono je velmi dobou referencí, jak by se mohla situace s využíváním větru u nás vyvíjet v podmínkách intenzivní podpory tohoto zdroje.

Podmínky podobné těm na severu Německa panují na celém pobřeží Severního a Baltického moře i v některých dalších evropských přímořských oblastech. Podstatně lepší podmínky jsou pak například na větrných pláních nebo horských hřbetech v USA a Číně. To je jedním z důvodů, proč jsou právě Čína, USA, Německo, Velká Británie nebo Čína v čele využívání větru.

Současný stav větrné energetiky

Po desetiletích kralování Dánska mají v současné době největší instalovaný výkon v Číně, USA, Německu a Velké Británii. V Evropě dosáhl na začátku roku 2017 instalovaný výkon 153,7 GW a během roku 2016 se instalovalo 12,5 GW nových turbín. Z toho 10,9 GW bylo instalováno na pevnině a 1,6 GW na moři. Podívejme se na některé příklady států s velmi rozvinutou produkcí větrné elektřiny.

Čína se stává největším producentem větrné elektřiny a také nejrychleji roste její instalovaný výkon větrných turbín. V roce 2016 instalovala 19,3 GW výkonu a dosáhla na začátku roku 2017 celkového výkonu 149 GW. V roce 2016 vyrobila celkově 241 TWh elektřiny. Čína má ve větru obrovský potenciál, rozsáhlé větrné a málo osídlené oblasti jsou ideální pro budování velkých větrných farem. Velký výkon ve vodních zdrojích umožňuje reagovat na fluktuace větrných zdrojů. Problémem je v propojení a elektrická síť, které by umožnily přepravu elektřiny do vzdálených průmyslových oblastí. Problémy s transportem značně snižují koeficient ročního využití výkonu, který je nyní jen lehce přes 20 %. Čína potřebuje nutně snížit emise škodlivin ve městech hlavně na průmyslovém východním pobřeží. Proto intenzivně podporuje budování nízkoemisních zdrojů. Po vodních zdrojích je právě vítr spolu s jádrem hlavní komponentou ekologizace čínské elektroenergetiky.

Spojené státy stavěly už v osmdesátých a devadesátých letech obří větrné farmy v průsmycích mezi pobřežím Pacifiku a vnitrozemím. Koncem roku 2016 byl instalovaný výkon okolo 82,2 GW a v roce 2016 vyrobily větrné turbíny 226,5 TWh, což bylo 5,55 % z vyrobené elektřiny v USA. Největší instalovaný výkon má větrný Texas, který je druhým největším a nejlidnatějším státem USA. V roce 2016 překročilo 18 států instalovanou kapacitu ve větru 1 GW. Ve 14 státech produkuje vítr více než 10 % elektrické energie. V Iowě to bylo 36,6 %. Průměrný roční koeficient využití výkonu je v USA okolo 32 %. Největší větrnou farmou je Alta Wind Energy Center v Kalifornii, která má výkon 1548 MW. Díky přírodním podmínkám mají Spojené státy velmi vysoký potenciál zejména na pevnině, ale i v pobřežních vodách, podobně jako v případě Číny u hustě zalidněného východního pobřeží. Rozvoj mořských větrných farem může být v USA zpomalován rozsáhlými možnostmi stavět levnější systémy na pevnině.

Větrná farma Alta Wind Energy Center (AWEC) v Kalifornii (zdroj power-technology.com).
Větrná farma Alta Wind Energy Center (AWEC) v Kalifornii (zdroj power-technology.com).

Dánsko je příkladem země, ve které se vyrobí největší podíl elektřiny z větru. Ve velmi větrném roce 2015 to bylo 42 % její spotřeby (49 % dánské produkce elektřiny), když Dánsko z větru vyrobilo 14,1 TWh. Celkový instalovaný výkon v té době byl 5,1 GW. Což reprezentuje průměrný roční koeficient využití výkonu 32 %. Byla to jedna z prvních zemí, které začaly větrnou energetiku rozvíjet. Výhodou Dánska je, že jde o zemi, která celá leží na pobřeží moře a velká její část je poloostrovem. Vanou zde tak velmi stabilní a silné větry. Mají velice dobré podmínky na pevnině, ovšem ještě lepší v pobřežních vodách. Zaplnění vhodných míst na pevnině přispělo k tomu, že se Dánsko stalo i průkopníkem intenzivního rozvoje větrných turbín v pobřežních vodách. Dánsko si v roce 1985 zakázalo zákonem rozvoj jaderné energetiky. Podmínky pro rozvoj fotovoltaiky jsou vzhledem ke geografické poloze omezené, stejně jako možnosti produkce elektřiny z domácí biomasy. Z nízkoemisních zdrojů tak zde má významný potenciál právě jenom vítr. Dánsko tak chce i v budoucnu větrnou energetiku rozvíjet. Schváleny byly dvě velké větrné farmy v pobřežních vodách. Horns Rev 3 s výkonem 400 MW v severním moři a Kriegers Flak s výkonem 600 MW v Baltickém moři blízko hranic s Německem. Poslední bude mít navíc propojení s kapacitou 400 MW s Německem přes německou větrnou farmu Baltik 2, čímž se posílí propojení s Německem.

Jedna z nejmodernějších mořských větrných farem (zdroj Vattenfall).
Jedna z nejmodernějších mořských větrných farem (zdroj Vattenfall).

Dánsko může těžit z výměny elektřiny se sousedy. Dánský instalovaný výkon ve větrných zdrojích tak značně překračuje jeho potřeby. V době větrného počasí Dánsko vyváží kvanta větrné elektřiny, v dobách s nízkým prouděním vzduchu naopak velké množství elektřiny dováží. Výhodou je dobré propojení Dánska se Skandinávií, která díky své velké kapacitě vodních elektráren částečně funguje jako velká baterie pro vyrovnávání výchylek v produkci větrné elektřiny, a řadou dalších sousedů. Je však třeba zmínit, že i tak má Dánsko dosti značný podíl produkce ze spalování fosilních zdrojů a dovezené dřevní hmoty, překračuje v současné době 40 % produkce. Dále má silně fluktuující, ale relativně velmi vysokou hodnotu čistého importu elektřiny. Problémem může být, že v dobách s velmi dobrými větrnými podmínkami je v regionu obecně přebytek elektřiny a nízké její ceny. Střední jednotková cena vyvezené větrné elektřiny je tak nižší než cena dovezené elektřiny. Tato situace se postupně zhoršuje, jak i sousedé Dánska zvyšují výkony svých větrných zdrojů. V budoucnu by to tak mohl být velký problém, který by vymazal vliv snižujících se cen větrných instalací.

Dánsko je jeden z největších producentů větrných turbín, tento obor je jednou z významných částí jeho exportu. Největší podíl výroby zde mají firmy Vestas a Siemens, přičemž právě Vestas je dlouhodobě největším výrobcem větrných elektráren na světě. Investice z minulých dob, kdy bylo Dánsko průkopníkem větrné energie, se tak nyní jeho ekonomice bohatě vracejí.

Jedním z hlavních nástrojů německé Energiewende byla podpora připojení obnovitelných zdrojů k síti a stanovení zaručené ceny výkupu elektřiny (tzv. „feed-in“ tarify) a povinnosti výkupu elektřiny z nich. To způsobilo velmi rychlý rozvoj produkce elektřiny z větrných zdrojů hlavně v rovinatém přímořském severu Německa. Na konci roku 2016 tak už byl instalovaný výkon 50,0 GW, produkce byla v tomto roce trochu nižší než ve velmi větrném roce 2015, i tak dosáhla téměř 78 TWh, což představovalo 17,8 % celkové produkce německé elektřiny. Reprezentuje to tak průměrnou hodnotu koeficientu ročního využití zhruba 18,2 %. U mořských instalací se průměrný koeficient ročního využití blíží 30 %. Vítr je hlavním nízkoemisním zdrojem, na kterém je postavena německá Energiewende. Výstavba větrných turbín tak má velmi intenzivní podporu, která postupně přechází k podpoře určované pomocí aukcí. Ta pomáhá snížit velikost dotovaných cen elektřiny z větru. Jde o jediný z obnovitelných zdrojů, jehož instalovaný výkon i produkce v Německu stále rychle rostou. V první polovině roku 2017 to bylo o 3,2 GW. Instalovaný výkon ve větru se tak blíží úrovni průměrného potřebného momentálního výkonu zdrojů elektřiny.

Čínská větrná farma v oblasti Xinjiang (foto Chris Lim).
Čínská větrná farma v oblasti Xinjiang (foto Chris Lim).

V nejbližší budoucnosti lze v důsledku tohoto vývoje narazit na dva velké problémy. Prvním je velký nedostatek vedení, které by transportovalo elektřinu z větrného severu na průmyslový jih. Na severu je nejen v Německu velký přebytek větrného výkonu a stále roste. Na jihu naopak elektřina chybí a nelze ji tam přepravit. Dochází tak k velké nestabilitě. Druhý problém, který s předchozím souvisí, nastane pro turbíny, které ztratí podporu. Ta je nastavena na dvacet let. Začala v roce 2000 a to i pro turbíny postavené před tímto datem. V roce 2020 tak přijdou o podporu turbíny o celkovém výkonu zhruba 4,5 GW. K roku 2002 mělo Německo již téměř 12 GW instalovaného výkonu ve větrných elektrárnách. Stejné množství výkonu proto přijde nejpozději v roce 2022 o podporu výroby elektřiny. Pokud se podmínky nezmění, budou se muset tyto zdroje uplatňovat na trhu s elektřinou a tam jsou ceny nízké. Zvláště v době, kdy je ideální větrné počasí. Je tak možné, že se tyto zdroje odstaví a nově postavené tak budou muset z části nahrazovat výkon odstavovaných.

Pro Česko je nejzajímavější situace v Bavorsku, které je svou polohou, geografií, vysokou hustotou obyvatel a průmyslovým charakterem nám nejbližší. V této německé spolkové zemi byl na konci roku 2016 instalován ve větru výkon 2,2 GW s celkově více než tisíci turbín. V roce 2016 bylo instalováno 124 turbín s výkonem okolo 340 MW. V Bavorsku jsou horší podmínky pro využití větru než na severu Německa. Navíc je zde vysoká hustota obyvatel a jejich poměrně silný tlak proti výstavbě. To vedlo k přijetí tzv. zákona 10H, který nedovoluje bez souhlasu obyvatel stavět turbíny do vzdálenosti desetinásobku její výšky od obydlených budov. Takové pravidlo poměrně radikálně omezilo místa možné výstavby, pokud se nevyjedná souhlas obyvatel.

Jak v České republice?

Nejstarší větrná elektrárna, o které se našly zmínky, byla z roku 1910. V třicátých a čtyřicátých letech dvacátého století se u nás objevovaly malé elektrárničky sloužících v objektech bez přístupu k elektrické síti. S rozvojem elektrifikace a sítě postupně zanikly. Také později šlo o velmi výjimečné a malé projekty. První elektrárna se jmenovitým výkonem přes 10 kW se objevila u Bánova na pomezí Moravy a Slovenska v roce 1988. Zařízení Windane 12/35 s dvoulistým rotorem mohlo dosáhnout výkonu 35 kW, ale v daném místě jej kvůli větrným podmínkám nedosahovalo.

V současné době je nejdéle fungující větrná turbína na Hostýně (foto Daniel Baránek).
V současné době je nejdéle fungující větrná turbína na Hostýně (foto Daniel Baránek).

Nejstarší v současné době fungující větrná elektrárna v Česku je turbína VESTAS V27 s jmenovitým výkonem 225 kW, která byla instalována v roce 1994 na vedlejším vrcholu hory Hostýn vedle rozhledny v nadmořské výšce 735 m. Průměrná rychlost větru v dané lokalitě je pro danou výšku turbíny 5,9 m/s. Zmíněného jmenovitého výkonu dosáhne elektrárna při síle větru 14,4 m/s. Minimální rychlost větru potřebná pro zapnutí elektrárny je 3,5 m/s. Výška stožáru je 30 m a průměr rotoru 27 m. Roční produkce elektřiny se pohybuje mezi 300 až 400 MWh (koeficient využití mezi 15 až 20 %). Zásobuje elektřinou církevní areál na Sv. Hostýně, který tak je tímto mediem i vytápěno.

Jde o jedinou větrnou elektrárnu ve Zlínském kraji. Ten je relativně malý a značně kopcovitý s poměrně ostrými zalesněnými vrchy. Což není moc vhodná krajina pro větrné systémy. Vhodné jsou rozsáhlé větrné pláně nebo oblé holé vrchy. Dalším problémem je, že nejvhodnější podmínky jsou v chráněných územích a také postoj veřejnosti při stavbě v relativní blízkosti obydlí je negativní.

Největším českým větrným parkem je v současné době Farma větrných elektráren Kryštofovy Hamry na hřebeni Krušných hor, která využívá právě oblý holý hřeben hor. Komplex patřící německé společnosti Ecoenerg Windkraft GmbH, do provozu byl uveden v roce 2007 a v té době měl 21 turbín s celkovým výkonem 42 MW, později se k nim přidaly ještě čtyři stroje v lokalitách Dolina a Rusová. Farma je v nadmořské výšce 800 až 850 m, kde je ve výšce použitých turbín průměrná rychlost větru 7,2 až 7,5 m/s. Instalované turbíny mají výšku gondoly 78 m průměr rotoru 82, celková výška elektrárny je 119 m. Vypínací rychlost větru je 28 až 34 m/s. Jmenovitý výkon je 2 MW.

Větrná elektrárna Pchery (zdroj EP ENERGY).
Větrná elektrárna Pchery (zdroj EP ENERGY).

Většina velkých větrných elektráren u nás využívá jednotky se jmenovitým výkonem právě okolo 2 MW. Největší turbíny využívá větrná elektrárna Pchery, která byla uvedena do provozu v roce 2008. Zde jsou dvě jednotky WinWinD – WWD3 s výkonem 3 MW, výškou osy rotoru 88 m a průměrem rotoru 100 m.

Celkový instalovaný výkon větrných elektráren v Česku se blíží 300 MW (2014 – 283 MW) a roční produkce pak dosáhla 0,5 TWh, což je zhruba 0,6 % produkce elektřiny a 0,7 % její spotřeby u nás. V roce 2015 tuto hodnotu díky velmi větrnému průběhu roku v této části Evropy výroba elektřiny z větru u nás poprvé překročila. Koeficient využití větrných zdrojů je tak u nás zhruba okolo 20 %. Je vidět, že relativní příspěvek větrné výroby elektřiny je v Česku velmi malý. Studie Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, ke které se podrobněji ještě dostaneme, ukazuje další potenciál pro stavbu větrných zdrojů. Je však dost omezený. Značná jeho část je také na hřebenech pohraničních hor v chráněných územích.

Na omezené možnosti ukazuje i příklad Bavorska. To má velmi podobné geografické i další podmínky pro tento typ zdroje a je součástí německé Energiewende, která vytváří velmi silný tlak na budování obnovitelných zdrojů. Přesto zde dosahuje produkce větrných turbín okolo 4 % procenta celkové potřeby elektřiny. Je sice skutečností, že se zde narazilo na silný odpor obyvatel vůči výstavbě velkých turbín v blízkosti lidských sídel. Nelze však předpokládat, že by u našich obyvatel byl postoj k výstavbě větrných zařízení příznivější.

Dalším omezujícím faktorem pro využívání větrné energie u nás se stává vysoký instalovaný výkon těchto zdrojů v sousedním Německu. Zpravidla je v době dobrých větrných podmínek u nás velmi podobná situace i v Německu. Tam se pak produkují velké přebytky větrné elektřiny, které se uplatňují i u nás a cena na trhu s elektřinou v té době je tak velmi nízká. Naše instalace mohou těžko konkurovat farmám vybudovaným na větrném mořském pobřeží na severu Německa. Tento problém bude třeba řešit pro libovolné větrné instalace u nás, které budou dodávat elektřinu do sítě. Výhodné tak zůstanou pouze decentralizované instalace v blízkosti spotřeby pokrývající právě místní požadavky a například se zdrojem využívajícím místní odpadní biomasu mohou vzájemným doplňování vytvářet téměř ostrovní režim.

Turbínu WinWinD – WWD3 používá i větrná elektrárna Pchery (zdroj WinWinD).
Turbínu WinWinD – WWD3 používá i větrná elektrárna Pchery (zdroj WinWinD).

Zmíněné důvody, hlavně odpor obyvatel a místních samospráv, a také zrušení dotací do cen elektřiny z větrných elektráren způsobil prakticky zastavení výstavby nových instalací a stabilizaci celkového výkonu v posledních letech na úrovni zmíněných zhruba 280 MW. Jistou vlaštovkou, která by mohla znamenat změnu, je dokončovaná farma Václavovice u Hrádku nad Nisou, který by měl být hotový v říjnu 2017. Bude mít 13 turbín s celkovým výkonem 26 MW a instalovaný výkon by v České republice měl překročit 300 MW.

Jelikož jde o nejnovější instalovaný systém turbín u nás, je zajímavé se podívat na jeho parametry. Předpokládaná průměrná roční výroba je 52 GWh, což při výkonu 26 MW předpokládá průměrný roční koeficient využití výkonu 22,8 %. Jde o hodnotu, která velice dobře odpovídá reálným možnostem u nás. Investiční náklady se uvádějí v sumě 1,1 miliardy korun. Předpokládaná životnost 20 let. Čistě v investičních nákladech je tak cena pro jednu MWh na hodnotě 1058 Kč.

I když i v budoucnu nejspíše bude počet instalovaných zařízení v Česku omezený, je velmi důležité, aby se v tomto oboru pohybovaly a uplatňovaly české firmy. Naštěstí několik z nich dokáže své výrobky dostat na trhy v Německu a severských zemích. Jde například o firmu Wikov, která vyrábí převodovky pro větrné elektrárny. Významným subdodavatelem je i firma CEBES a.s.. Tubusy a rámy velkých větrných elektráren vyrábí firma SIAG CZ s.r.o. v Chrudimi, což je česká dcera německé firmy SIAG. Malé větrné elektrárny vyrábí i firma AERPLAST s.r.o., která se zaměřuji na hybridní a ostrovní systémy. To jsou jen příklady některých úspěšných podniků.

Technický a realizovatelný potenciál větru v Česku

Velice podrobnou studii potenciálu větru vypracovali odborníci z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR. Ve své studii z roku 2007 oceňují technický potenciál větru u nás na 29 GW a 71 TWh. Vychází z větrné mapy, která je na obrázku. Je třeba zmínit, že podle jejich sdělení v aktualizaci studie v roce 2012 tato mapa mírně rychlost větru nadhodnocuje zvláště v oblasti Českomoravské vrchoviny. Oblastmi s největším větrným potenciálem jsou právě oblast Českomoravské vrchoviny, Nízkého Jeseníku a Krušných hor. I po započtení korekcí způsobených technologickým rozvojem turbín a uvedené korekci mapy zůstal odhad technického potenciálu v aktualizaci z roku 2012 zhruba stejný, mírně sice poklesl celkový výkon, ale předpokládaná roční výroba zůstala stejná.

Malá větrná elektrárna AP300 o výkonu 300 W (zdroj stránky Aeroplast s.r.o)
Malá větrná elektrárna AP300 o výkonu 300 W (zdroj stránky Aeroplast s.r.o)

Je třeba připomenout, že technický potenciál ukazuje maximální možný rozvoj větrné energetiky při úplném využití současných technických možností a respektování platných legislativních omezení. Plné využití ovšem je z velké části nereálné a je tak třeba určit realizovatelný potenciál. Toto určení však není exaktní, výsledek se může pohybovat v dosti velkém intervalu a je velmi silně ovlivněn odhadem budoucích společenských i ekonomických podmínek v tomto odvětví.

Velice fundované odhady realistického potenciálu větru u nás provedli stejní autoři v analýze z roku 2008 a v roce 2012 jej v již zmíněné studii aktualizovali. Posuzovali tři scénáře. Nízký scénář, který se předpokládá v případě, že podmínky v daném odvětví nebudou příznivé. V tomto případě byl realistický potenciál větru v hodnotách instalovaného výkonu 991 MW a ročního objemu vyrobené elektřiny 2,4 TWh. Roční využití výkonu se v tomto případě odhaduje na 27,6 %. Ve středním scénáři se předpokládá podpora veřejnosti i státu větrné energii, instalování větrných zdrojů nebudou kladeny zásadní překážky. V tomto případě se v realistickém scénáři dospělo k výkonu 2,5 GW a hodnotě roční výroby 5,6 TWh. Vysoký scénář předpokládá velmi vysokou podporu a potřebu těchto zdrojů. V tomto případě obdrželi autoři výkon 6,0 GW a roční výrobu 14,7 TWh. Při aktualizaci se autoři soustředili na střední scénář, který považovali za nejpravděpodobnější. Aktualizované hodnoty jim vyšly 2,3 GW výkonu a roční produkce 5,9 TWh. To reprezentuje koeficient ročního využití větrných turbín 29,3 %. Je třeba připomenout, že střední koeficient ročního využití současných větrných zdrojů v Česku je okolo 20 %. Je jasné, že větší modely turbín a další technologický pokrok je posune výše, v opačném směru bude působit potřeba využívat i méně příznivé lokality. Je tak otázkou, jestli v odhadu není hodnota koeficientu ročního využití výkonu příliš optimistická.

Svou interpretaci popsaných studií vypracovala za účasti jejich hlavního autora v roce 2015 Komora obnovitelných zdrojů. Ta z nich odvozuje dva scénáře. První označovaný jako konzervativní odpovídá střednímu scénáři ve studii ovšem se snížením některých redukčních faktorů. Dostává se tak hodnota instalovaného výkonu 3,1 GW a roční výroby elektřiny pak 9,8 TWh. Druhý optimistický scénář odpovídá vysokému scénáři ve studii pracovníků Ústavu fyziky atmosféry AV ČR se zvýšenou roční produkcí elektřiny. Instalovaný výkon je v ní 5,8 GW a roční produkce 18,29 TWh.

Pokud vezmeme scénáře, které jsou v současné aktualizaci Státní energetické koncepce, předpokládá zelený scénář v roce 2050 s roční výrobou 4,5 TWh a ve vybraném scénáři se předpokládá výroba 2,3 TWh. Zelený scénář se tak blíží střednímu scénáři popisovaných studií a vybraný tomu nízkému.

Ve studiích z roku 2007 a 2012 byly také odhady vývoje větrné energetiky v následujících letech. Pokud je srovnáme s reálným průběhem, který jsme popsali v předchozí části, je třeba konstatovat, že i ty, které autoři považovali za pesimistické, se nakonec ukázaly být příliš optimistickými. V roce 2017 jsme na hodnotě instalovaného výkonu 0,3 GW a roční výrobě zhruba okolo 0,5 TWh.

rovnání některých scénářů, tak jak je ukázáno ve studii Komory obnovitelných zdrojů.
rovnání některých scénářů, tak jak je ukázáno ve studii Komory obnovitelných zdrojů.

Je možné, aby se podmínky pro vítr změnily v pozitivním směru tak, aby se dosáhlo alespoň středního scénáře ve studii? Základní problém tkví ve faktu zdůrazněném ve studii: „Základním důvodem pro výstavbu VtE je výnos vyplývající z prodeje vyrobené elektřiny do elektrické sítě. Tento výnos závisí jednak na větrných podmínkách lokality a použité technologii, jednak na prodejní (výkupní) ceně za jednotku vyrobené elektřiny.“ Současné nedotované ceny elektřiny dodávané do sítě jsou mnohem nižší, než nutné pro zaplacení investice do větrné turbíny. Je sice možné, že ceny turbín klesnou a jejich efektivita stoupne, ale u systémů ve vnitrozemí to pravděpodobně nebude příliš radikální. Zvláště s uvážením faktu, že náklady na produkci klesají se zvětšováním velikosti turbín. Čím větší však zařízení je, tím je větší pravděpodobnost, že bude obyvatelům v krajině vadit.

Zároveň se ekonomické podmínky pro větrné zdroje u nás budou s růstem instalovaného výkonu v Německu ještě více zhoršovat. Stále více budou právě v době velmi vhodné pro využití větru ceny silové elektřiny velmi nízké nebo dokonce záporné. Bez zaručené ceny přesahující cenu elektřiny na trhu a jejího uhrazení i v době, kdy nebude elektřina z tohoto zdroje potřeba, nemohou naše větrné elektrárny těm německým na mořském pobřeží konkurovat. A žádné snížení nákladů a vylepšení turbín toto nezmění, protože tato zlepšení budou probíhat i u turbín využívaných na severu Německa. S největší pravděpodobností je tak střední scénář z prezentovaných analýz nyní tím nejoptimističtějším realizovatelným. Místa, kde jsou vhodné podmínky v blízkosti spotřebitelů elektřiny a dá se využít výhoda decentralizace a blízkosti zdroje a spotřebitele, jsou v případě větru u nás hodně omezené a nejspíše nestačí k naplnění ani nízkého scénáře.

Zatímco ekonomické podmínky pro větrné zdroje u nás vytvářené naším ekonomicky silným sousedem nemůžeme ovlivnit, je možné snížit byrokratické překážky, které budování větrných zdrojů brání. Je třeba také vytvořit rozumný systém, který by umožnil podpořit efektivní projekty v této oblasti v podmínkách deformovaného trhu s elektřinou. Je také nutné informovat širší veřejnost o výhodách i problémech s využíváním větru, aby se vytvářel racionální pohled na tuto problematiku. Určitě by bylo škoda nevyužít potenciál, který v této oblasti je. Současná státní energetická koncepce s tím počítá a bylo by dobře, aby se v této oblasti začalo konečně něco i reálně dělat.


Poděkování: Děkuji za velmi podnětnou diskuzi a komentáře k článku kolegovi Davidu Hanslianovi.

Poznámka: Článek je první z cyklu, který bude rozebírat možnosti jednotlivých energetických zdrojů u nás, a jehož cílem je iniciovat diskuzi o budoucím rozvoji české elektroenergetiky a jeho úskalích i možnostech. Hlavně v souvislosti s tím, že od poslední aktualizace energetické koncepce uplynulo již pár let a v oblasti energetiky se u nás reálně nic moc neudělalo. Zároveň se objevuje řada rizik a tak je velmi důležité udělat si přehled o vývoji a stavu energetiky ve světě i u nás.

Článek byl původně publikován na webu OSEL.CZ

Práce rozebírající potenciál větru u nás:

[1] Hanslian D., Hošek J., Chládová Z., Pop L., Svoboda J., Štekl J. (2007): Určení technického potenciálu větrné energie na území České republiky. Výzkumná zpráva. Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, 78s + přílohy.

[2] Hanslian, D., Hošek, J., & Štekl, J. (2008). Odhad realizovatelného potenciálu větrné energie na území České republiky. Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, 32s.

[3] Hanslian, D., & Hošek, J. (2012): Aktualizovaný odhad realizovatelného potenciálu větrné energie z perspektivy roku 2012. Ústav fyziky atmosféry AV ČR, Praha, 23s.

[4] Štěpán CHALUPA a David HANSLIAN. Analýza větrné energetiky v ČR. Komora obnovitelných zdrojů energie, březen 2015.

Doporučená literatura:

Velice pěkný cyklus článků o větrné energii od Břetislava Koče na serveru TZB.

David Vobořil: Větrné elektrárny – princip, rozdělení, elektrárny v ČR

Stránky České společnosti pro větrnou energii

Komentáře

0 komentářů ke článku "undefined"

Přidat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *