Investice do decentrálních zdrojů energie – 1. díl: Fotovoltaická elektrárna

Tímto článkem startuje seriál o investicích do tzv. decentrálních zdrojů energie, tedy malých lokálních elektráren, jež převážně vyrábí energii z obnovitelných zdrojů energie.

Postupně se podíváme na to, jak propočítat investici do rezidenčních solárních, větrných a geotermálních zdrojů i kotlů na biomasu. Prozkoumána bude také finanční návratnost u „domácích baterií” Sonnenbatterie a Tesla Powerwall.

První díl přináší finanční analýzu střešní fotovoltaiky – jak správně odhadnout výkon modelové elektrárny a zhodnotit návratnost investice.

Stanovení předpokládané produkce elektřiny

Prvním krokem při investiční analýze fotovoltaické elektrárny (FVE), je stanovení její předpokládané koncové produkce elektřiny v průběhu uvažované životnosti solárních panelů (nejčastěji 25 let). Přestože dnes již máme k tomuto úkonu k dispozici různé online kalkulačky,  může být přínosné základům produkce rozumět.

Zjednodušeně (ale s dostatečnou přesností pro domácí FVE) lze říct, že roční koncová produkce elektřiny (v kWh) bude dána součinem plochy solárních panelů (v m2), jejich účinností, globálním úhrnem slunečního záření a výkonnostním poměrem.

Účinnost polykrystalických křemíkových solárních článků, jež představují stále nejběžnější technologii na trhu, se běžně pohybuje okolo 15-17 % za tzv. standardních testovacích podmínek. Globální úhrn slunečního záření na správně nakloněném a orientovaném panelu se v ČR pohybuje okolo 1050-1450 kWh/m2.

Nesmíme zapomenout na ztráty

Výkonnostní poměr pak započítává ztráty systému (přibližně 20 % u nejlepších FVE), jakými jsou přeměna stejnosměrného na střídavý proud, tepelné ztráty, střídač, ztráty ve vodiči, atd.).

FVE s panely o ploše 35 m2, účinností 16 %, s ročním úhrnem dopadajícího záření 1300 kWh/m2 s 20 % ztrátami tedy vyprodukuje přibližně 5824 kWh elektřiny za rok.

Relativně často se u podobných výpočtů můžeme setkat s opomenutím snižování účinnosti solárních panelů v průběhu jejich životnosti. Kvalitní solární články budou totiž každý rok ztrácet okolo 0.7 % svého výkonu – v průměru za 25 let (tradiční záruka výrobce) tedy pracují přibližně na 90 % své udávané původní produkce.

Užitný objem elektřiny produkovaný touto modelovou FVE tak bude 5241 kWh ročně, při uvažované životnosti 25 let.

Pořizovací investice, náklady na provoz a údržbu, výnosy z produkce elektřiny

Obecně platí, že částka, za kterou se dají fotovoltaické systémy pořídit,  není přímo úměrná instalovanému výkonu. Elektrárny s větším výkonem jsou levnější v přepočtu na kWp (maximální výkon za standardních testovacích podmínek), a rozdíl v ceně bude také mezi vlastní instalací a provedením tzv. na klíč. Státní dotace na podporu rozvoje fotovoltaiky v současné době v ČR dostupná není.

U FVE se v rámci nákladů na provoz a údržbu uvažuje především s cenou střídače, který je nutné v průběhu 25 let alespoň jednou vyměnit (s cenou okolo 50 000 KČ za 5,5 kW střídač) . Ostatní výdaje na provoz jsou marginální, nicméně je dobré panely čas od času omýt.

V ČR od roku 2014 nefunguje pro nové zdroje státní podpora výkupu elektrické energie z FVE. Rovněž zde není uzákoněn ani tzv. net metering, který umožňuje nadprodukci prodat za cenu nákupu elektřiny ze sítě (neboli přetáčení elektroměru nazpátek). Cena, za kterou jednotlivec elektřinu nakoupí od dodavatele je tedy několikanásobně vyšší (okolo 4 Kč/kWh), než za kterou je ji případně schopen dodat zpět do sítě (0,3 – 0,6 Kč/kWh).

Návratnost investice u FVE tedy významně závisí na poměru elektřiny spotřebované přímo na místě a množství dodaném zpět do sítě.

Návratnost investice

Doba, za kterou se investice do FVE navrátí, je velice populárním ukazatelem profitability takovéhoto projektu mezi širokou veřejností. Podobný výpočet má nicméně alespoň jednu zásadní vadu, jelikož ignoruje tzv. časovou hodnotu peněz.

Implicitně tak říká, že lidé nedělají rozdíl mezi tisícikorunou obdrženou dnes nebo za rok. To je nicméně vysoce nekonzistentní s pozorovatelným chováním, protože jednotlivci vnímají devalvaci peněz prostřednictvím inflace a tzv. nákladů obětované příležitosti u dlouhodobějších investic.

Prostá návratnost investice (NI) do FVE se dá vyjádřit jako NI = Počáteční investice / (Cena ušetřené elektřiny + Cena prodané elektřiny – Roční náklady na údržbu a provoz). Dosazením parametrů výše uvedené modelové elektrárny, při uvažované pořizovací ceně 200 000 Kč, výkupu za 0,6 Kč/kWh a poměrem spotřeba/prodej 75:25, vychází návratnost na cirka 14 let.

Čistá současná hodnota (NPV)

NPV je nejčastěji používanou finanční metodou pro zjištění ekonomické opodstatněnosti projektu. Zde se budoucí výnosy a náklady sníží o příslušnou diskontní sazbu (tedy mají menší hodnotu v budoucnosti, než v současnosti).

Pokud po odečtení diskontovaných nákladů od diskontovaných výnosů vychází kladné číslo, finanční návratnost projektu je ekonomicky přijatelná. Na rozdíl od jednoduché návratnosti, ukazuje NPV přesný obnos, který představuje buďto profit, nebo ztrátu. NPV je také možno omezit maximální dobou návratnosti investice, např. 10 let. Pokud tedy NPV v desátém roce není v černých číslech, projekt se v této časové periodě nevyplatí.

V tabulce níže jsou ukázány dva výpočty NPV pro uvedenou modelovou elektrárnu. Nalevo jsou budoucí výnosy a náklady snižované diskontní sazbou. V tabulce na pravé straně je pak zobrazeno, co se stane s kalkulací pokud je zahrnuta také eskalace cen elektřiny (tj. míra v procentech, o kterou se meziročně zvýší ceny elektřiny v koncovém prodeji).

Diskontní sazba a vnitřní výnosové procento

Jak lze vidět na předchozím výpočtu, diskontní sazba (DS) zásadně ovlivňuje ekonomiku projektu FVE. Přestože pocitově může být její význam poněkud matoucí, je nesmírně důležité rozumět dvěma základním faktorům. Zaprvé, co diskontní sazba dělá. Za druhé, jak ji správně určit.

1. Diskontní sazba je úroková míra, jež místo zhodnocování finančních prostředků (např. uložením peněz na spořící účet) tyto prostředky v budoucnosti znehodnocuje. Tedy ukazuje rozdíl mezi hodnotou toho samého obnosu dnes a v budoucnosti.
2. Správné nastavení diskontní sazby není jednoduché, protože je často závislé na mnoha faktorech.
   1. Pokud existuje srovnatelný investiční záměr, bez znatelného rizika, s čistým výnosem např. 5 %, pak bude zvolená DS pravděpodobně stejná – k zjištění, zda je investice do FVE efektivnější.
   2. Nastavení podle míry inflace – v případě, že jsou finanční prostředky k dispozici, ale nejsou investovány, dochází ke snižování jejich kupní síly o inflaci. Zvolená DS zde bude korespondovat s dlouhodobým výhledem míry devalvace měny.
   3. Úroková míra půjčky – jestliže je FVE financována úvěrem, bude roční procentní sazba nákladů použitou diskontní sazbou. Tímto je možno analyzovat, zda se zvolený úvěr vyplatí.

Je-li známa míra výnosu srovnatelného záměru, či je-li FVE financovaná nějakou formou půjčky s úrokovou mírou, představuje takováto procentní sazba tzv. minimální přijatelnou míru výnosu (MARR). Pokud výnos z FVE nepřekročí MARR, investice se nevyplatí. Ke slovu tady přichází druhý důležitý investiční nástroj, tzv. vnitřní výnosové procento (IRR).

IRR je diskontní sazba, při níž se současná hodnota toku nákladů a výnosů (tj. cashflow v rámci NPV) rovná nule. Provedení, nebo neuskutečnění takovéto investice má tedy stejný (ekonomický) význam.

Často se tedy porovnává IRR oproti MARR, je-li IRR vyšší, investice se vyplatí. Jinými slovy, pokud výnosy z FVE převýší náklady na kapitál, nebo výnosy ze srovnatelné bezrizikové investice, je FVE ekonomicky efektivní.

IRR modelové fotovoltaické elektrárny je ilustrováno v následující tabulce.

Zde vidíme, že IRR modelového projektu je 5.22 %. Protože je možné nalézt pozitivní IRR, je efektivnější FVE zakoupit, než nechat peníze ležet na bankovním účtu s nízkou úrokovou mírou.

Jestliže má nicméně potenciální kupec alternativu ve formě jiné investice, je vhodné porovnat jejich IRR a také NPV. V situaci, kdy je potřeba výstavbu elektrárny financovat formou úvěru, musí být roční procentní sazba nákladů nižší než 5.22 %.

Dojít může také k paradoxní situaci, kdy projekt A má vyšší NPV a zároveň nižší IRR, než projekt B. V takovémto případě je nutné zapojit selský rozum. Projekt A tedy přinese celkově více peněz, projekt B naopak prostředky lépe zhodnotí, nicméně nebude jich v součtu tolik jako u projektu A. Zde záleží na preferenci investora.

Shrnutí

Návratnost investice je mezi laickou veřejností rozhodně nejpoužívanějším nástrojem k zhodnocení investice do FVE; její předností je jednoduchost a rychlost. Takovýto výpočet nicméně opomíná několik zásadních faktorů: inflaci, alternativní investice, změnu cen energií či cenu původního kapitálu.

Čistá současná hodnota přináší do výpočtu toky peněz (cashflows), které je možno v každém časovém kroku (např. jeden rok) uzpůsobit tak, aby lépe reprezentovaly realitu. Takovýto finanční nástroj umožňuje určit, kolik peněz investiční projekt ve zvoleném období přinese, či sebere.

NPV je životně závislé na kvalitním odhadu budoucích výnosů a nákladů a na zvolené diskontní sazbě. Vyplatí se tedy pečlivě tyto hodnoty zvážit a provést i analýzu citlivosti – tedy co se stane s výsledkem, pokud se změní jedna proměnná (např. růst cen elektřiny).

Vnitřní výnosové procento pak slouží k porovnání finanční efektivity různých projektů, a také k určení maximální možné úrokové míry úvěru, jež slouží k financování projektu.

Modelová FVE v tomto článku, jež si naklade nároky na absolutní přesnost, vykazuje návratnost investice při jednoduchém započítávání okolo 14 let.

Při nastavení diskontní sazby 5 % nicméně celková finanční výnosnost projektu za 25 let činí pouhých 4489 KČ. Toto číslo se několikanásobně zvýší, je-li uvažována také rostoucí cena elektřiny (3 % ročně), a to na 91969 KČ. Vnitřní výnosové riziko, neboli miximální přijatelná míra výnosu, činí 5.22 %.

Na příkladu výše je jasně vidět, jak důležité je správně zvolit metodiku výpočtu na základě požadovaného použití.