Jak často v Česku nefouká a nesvítí?
Německo spolu s dalšími částmi Evropy zažilo začátkem listopadu takzvaný Dunkelflaute, tedy období poklesu výroby ze solárních a větrných elektráren kvůli nepříznivému počasí. Od 4. 11. do 16. 11. vyráběly německé větrné elektrárny v průměru pouze na 6,7 % svého maximálního instalovaného výkonu a solární elektrárny pouze na 2,2 %. V takovýchto obdobích dnes přicházejí na řadu ostatní, často fosilní, zdroje, které pokles výroby obnovitelných zdrojů kompenzují. Pro dekarbonizaci elektroenergetiky a stabilní provoz sítě však bude třeba najít alternativní zdroje, které fosilní elektrárny v této roli nahradí.
Tento jev je jedním z častých důvodů skepse vůči nasazení obnovitelných zdrojů ve veřejném prostoru. Jak často však k obdobím, kdy v Česku nefouká a nesvítí, dochází a jak dlouhá jsou?
Dunkelflaute v Česku
Flotila větrných elektráren, která byla v roce 2016 v ČR v provozu, by dle modelu měla mezi lety 1980 a 2019 průměrný kapacitní faktor 0,197. To znamená, že každou hodinu v tomto období by tyto elektrárny běžely v průměru na 20 % svého instalovaného výkonu. Pro solární elektrárny byl průměrný kapacitní faktor 0,132 (do toho je však započítána i noc).
Počet dní, kdy byl klouzavý průměr kapacitních faktorů FVE a VTE v ČR mezi lety 1980-2019 za uplynulých 2-14 dní nižší než při německém Dunkelflaute na začátku listopadu 2024. Vlastní analýza, Zdroj dat: Staffell and Pfenninger (2016)
Dunkelflaute v Česku by s kapacitními faktory, jako byly na začátku tohoto měsíce v Německu trvající déle než týden, byly poměrně ojedinělé. V modelovaném období bylo v průměru pouze 6 dní ročně, kdy klouzavý průměr kapacitních faktorů VTE byl stejný nebo nižší než začátkem listopadu v Německu. V případě FVE je pak takových dní 0,6 ročně.
Frekvence různě dlouhých Dunkelflaute se může v čase měnit
Výše uvedená data o Dunkelflaute však nemusí věrně reprezentovat budoucnost. Data vychází z analýzy výstupu modelu, který pracuje s technologiemi, které byly v provozu v roce 2016, a historickými daty o počasí.
S postupnou změnou klimatu se může délka a frekvence Dunkeflaute měnit. Vliv však může mít i technologický vývoj. Nové technologie solárních a větrných elektráren mají vyšší kapacitní faktory za stejných podmínek jako starší technologie. Nové technologie tak vyrábějí více elektřiny za méně vhodného počasí než technologie starší a repowering stávajících a výstavba nových elektráren by četnost Dunkeflaute mohla snížit.
Kapacitní faktory moderních VTE s vyššími naboji korespondující s kapacitními faktory české flotily VTE z roku 2016. Vlastní analýza, Zdroj dat: Staffell and Pfenninger (2016) a CSVE
Mohlo by vás zajímat:
Nic méně i na těchto několik dní potřebujete zálohu stabilních zdrojů. Tu musíte postavit (investiční finance, emise ze stavby) a udržovat (kapacitní platby, emise z provozu).
Nejnovější MAF 2023 zmiňuje nutnost dozdrojování o 2000-4000 MW.
To je Váš omyl, nepotřebujete "zálohu stabilních zdrojů". Naopak, potřebujete zálohu rychle regulovatelných zdrojů (třeba plynové elektrárny a vodní elektrárny a bateriové systémy)
a vzhledem k tomu, že na 1-3 dny dovedeme počasí dobře předpovídat, tak doplněk zdrojů co nejlevnějších, i když pomalu nabíhajících (třeba uhelné či staré levné jaderné, ne nové drahé JE).
Hlavně investičně a provozně levných zdrojů, které lze vybudovat již v této dekádě.
Pokud zmiňuji emise z provozu, tak asi myslím plynové elektrárny, baterie na 5 dní bych chtěl vidět. Vodní elektrárny jsou omezený zdroj.
Že je něco omezený zdroj (a v podstatě všechno je nějak omezené), neznamená, že to neexistuje. Každá troška dobrá, něco z vodních elektráren, něco z biomasy a bioplynu, něco skrz přeshraniční obchod, něco pořeší pružná spotřeba, něco akumulace a potřeba plynu pro plynové elektrárny bude úměrně tomu menší.
Je nezodpovědné stavět energetiku na nespolehlivých zdrojích. Ten (nízký) kapacitní faktor neznamená, že takový zdroj dodává pořád energii, ale popisuje to, že občas ten zdroj dodává 5x tolik a pak zase nic.
Není na tom vůbec nic nezodpovědného. Se zálohami je ten systém stejně funkční jako konvenční zdroje. Jako distribuovaný systém je v mnoha ohledech bezpečnější, trpí samozřejmě tím, že v ČR nemáme zemní plyn a nebudeme schopni za rozumnou cenu nejspíš schopni vyrábět vodík. To nás činí závislými na dovozu paliva více něž jádro. Celkově je to jenom otázka ceny a v dnešní době bohužel i ideologie a politických rozhodnutí.
A jaké jsou ty konvenční nízkoemisní zdroje?
Pokud ne vodík, protože ho jednak nemáme a za druhé, pokud bude, tak velmi drahý, zbývá už jen jádro.
Takže z toho vyplývá: co nejvíce JE, doplněných OZE, ale nejlépe VE, nebo něčím co vyrábí i v zimě.
A v období dunkelflaute budeme elektřinu vyrábět z uloženého vodíku (pokud bude k dispozici) "se skřípěním zubů" při pohledu na její cenu a na kapacitní platby na to všechno záložní po celý rok. Přitom stavba celé té infrastruktury od elektro lyzérů až po vodíkovou elektrárnu nebude o moc méně náročná a určitě ani levnější, než JE s odpovídajícím výkonem.
Jakou logiku má stavět jádro bez ohledu na cenu?
Bavíme se o energetice za zhruba 30-80 let. Kolik bude stát vodík za 30 let, kdy je možné jeho masivnější nasazení? Jakou dobu bude v tu dobu potřeba vykrýt? Nebude náhodou ta cena vodíku cenu elektřiny ovliňovat jen minimálně? Těch otázek by mohly padnout stovky. Hlavní problém velkého jádra je v extrémní délce plánování a stavby a s tím související velmi dlouhé návratnosti investice. Což je v době velmi rychle se měnící energetiky zásadní problém. Ostatně i proto se otevírá prostor pro modulární reaktory.
Z nové JE je předběžně cena elektřiny vyčíslena na 90 €/MWh, což je méně, než současná průměrná cena. Přitom dlouhodobě cena elektřiny stoupá. A bude ještě více, pokud to bude přes vodík.
Vodík sice může být o něco levnější, ale elektrochemické a fyzikální zákony budou platit stejně i za 100 let. To znamená, že bude stále nízká účinnost celého cyklu, stále stejné ztráty energie při kompresi a vodík bude mít stále stejně malou molekulu a bude mít stále stejnou snahu "utíkat" při skladování a dopravě. Pokud bude chtít někdo z vodíku vyrábět složitější sloučeniny (třeba metanol), budou stále platit stejné chemické rovnice včetně energií jednotlivých sloučenin.
Stejně bude i za 100 let vycházet a zapadat slunce a cca stejná bude i oblačnost, takže bude nutno stejně (v %) doplňovat jejich výrobu. Akorát, když bude těch FVE v absolutní hodnotě více, bude potřeba více i těch zdrojů záložních.
A určitě budou stále dražší ocel, hliník, křemík, měď, beton, vzácné prvky, kterých je pro OZE potřeba daleko více a vznikne při jejich výrobě více emisí, než ze současného jádra.
Nehledě na to, že se už stavějí i reaktory 4 generace a v horizontu 100 let bude snad i jaderná fůze.
90 €/MWh je postavená na tom, že všechno poběží, jak má. Nikdy se to v euroatlantické civilizaci v tomto století nestalo. Samotné stavby trvají průměrně 15 let a trpí násobným předražením.
Zákony se měnit logicky nebudou, ale ve všech oblastech, které jste zmínil, dojde k výraznému pokroku. Nehledě na to, že v horizontu desítek let je krajně nepravděpodobné, že by nepřišla průlomová řešení. Muselo by se úplně otočit kormidlo a státy a firmy by musely přestat investovat do výzkumu a vývoje. Realita je přesně opačná, všechny vyspělé země naopak tyto investice zvyšují.
Srovnání emisní stopy jednotlivých technologií mají velký rozptyl a výrazně závisí na parametrech, které jsou individuální pro daný projekt nebo se nedají přesně vyjádřit. Ale podle dostupných studí nemá jádro v přepočtu na jednotku vyrobené energie nižší emisní stopu než OZE a plynové elektrárny.
Kdybyste napsal: OZE mají nižší emisní stopu za provozu, než JE, tak bych Vám i možná věřil.
Dejte sem ale odkaz na studii, kde kombinace OZE (VtE + FVE) s doplňkovou výrobou elektřiny ze ZP má nižší emisní stopu při takové výrobě elektřiny, než JE, aby u nás byla pokryta celoroční poptávka!
A potom můžete ještě zjišťovat, kolik bylo nutno použít těch surovin (ocel, beton...) na výstavbu jednotlivých zdrojů v přepočtu na energii vyrobené tím zdrojem za dobu jeho životnosti.
Není na tom vůbec nic nezodpovědného. Se zálohami je ten systém stejně funkční jako konvenční zdroje. Jako distribuovaný systém je v mnoha ohledech bezpečnější, trpí samozřejmě tím, že v ČR nemáme zemní plyn a nebudeme schopni za rozumnou cenu nejspíš schopni vyrábět vodík. To nás činí závislými na dovozu paliva více něž jádro. Celkově je to jenom otázka ceny a v dnešní době bohužel i ideologie a politických rozhodnutí.
Není na tom vůbec nic nezodpovědného. Se zálohami je ten systém stejně funkční jako konvenční zdroje. Jako distribuovaný systém je v mnoha ohledech bezpečnější, trpí samozřejmě tím, že v ČR nemáme zemní plyn a nebudeme schopni za rozumnou cenu nejspíš schopni vyrábět vodík. To nás činí závislými na dovozu paliva více něž jádro. Celkově je to jenom otázka ceny a v dnešní době bohužel i ideologie a politických rozhodnutí.
Není na tom vůbec nic nezodpovědného. Se zálohami je ten systém stejně funkční jako konvenční zdroje. Jako distribuovaný systém je v mnoha ohledech bezpečnější, trpí samozřejmě tím, že v ČR nemáme zemní plyn a nebudeme schopni za rozumnou cenu nejspíš schopni vyrábět vodík. To nás činí závislými na dovozu paliva více něž jádro. Celkově je to jenom otázka ceny a v dnešní době bohužel i ideologie a politických rozhodnutí.
Když nefouká tady, nefouká ani jinde v rozumné vzdálenosti pro transport elektřiny. Když nesvítí slunce tady, jinde na tom jsou stejně. Takže ve stejném nedostatku je celá oblast a celá oblast musí mít záložní zdroj. Proto je celý mix založený na OZE tak drahý. Platíte zdroje, které čekají. Je to úplně stejné, jako když k vám bude dodávat elektřinu nespolehlivý dodavatel, který bude mít náhodné výpadky. Vy si k tomu pořídíte elektrocentrálu a hned je váš energetický mix drahý.
Z jakých dat vycházíte? Není pravda, že když nefouká a nesvítí v ČR, že se totéž děje i okolních zemích.
Vycházím ze situace v Německu, které je násobně větší než my a dochází tam právě k tomu. Někdy je větrné (solární) energie tolik, že je bezcenná a jindy zase nedávají skoro nic.
Ta situace byla stejná v celé Evropě ne, jen Německu.
Je irelevantní vyzobnout jedno krátké období. Všechny scénáře se dají spočítat, přiřadit jim pravděpodobnosti a na základě toho nadimenzovat zálohu. Plyn je ideální, protože může rychle reagovat na výkyvy OZE a nese ve srovnání s jádrem extrémně nízké fixní náklady.
Není.
Záložní zdroje musíte mít připraveny právě i na tyto situace. Navíc v článku máte napsáno, že nejsou zase tak výjimečné (máte tam počet hodin za 39 let).
Taky všechny ty záložní zdroje budou muset dostávat po celý rok kapacitní platbu.
Není irelevantní "vyzobnout jedno krátké období", energetika musí fungovat i v tom jednom krátkém období, dokonce musí počítat s ještě horším obdobím. Plyn není ideální, protože to je fosilní palivo kterých se chce EU zbavit, musí ho dovážet z geopoliticky rizikových oblastí a ještě je drahý.
Emil: na vše už jsou odpovědi v předchozích příspěvcích.
Nejsou.
Děkuji za velmi přínosný článek a doporučuji jako povinnou četbu všem bezbřehým optimistům, kteří by naši energetiku chtěli založit většinově na kombinaci FVE a VtE.
Navíc při současných cenách elektřiny je u nás nutno FVE i VtE dotovat investičně a VtE i provozně. Pokud by se ještě podstatně měly rozšířit FVE, musely by být alespoň doplněny akumulátory na pokrytí doby, kdy nesvítí (cca 14 hodin) a to je bez dalších dotací také nereálné. Aby si na sebe vydělaly, musela by cena elektřiny razantně stoupnout.
Několik poznámek:
Sice lze počítat do budoucna s poněkud lepšími technickými parametry OZE, ale zase ty budoucí budou postaveny v méně vhodných lokalitách, když ty nejlepší už budou obsazeny. Zvláště v případě masové stavby VtE. Takže s nějakým podstatnějším nárustem kapacitního faktoru se počítat spíše nedá.
Ješte rozvedu údaje z článku, aby problém dunkelflaute u nás bez uhelných elektráren, i kdyby byly nahrazeny kombinací FVE a VtE, byl zřejmější.
Vezměme ten případ, kdy by dunkelflaute v intenzitě, jako v Německu (ale v téměř celé Evropě současně) trvala 2 dny. To už opravdu akumulátory nepokryjí, ani kdybychom jejich stávající kapacitu zvětšili třeba tisíckrát a dovážet nebude odkud.
Pro VtE vychází taková situace průměrně na 39 hodin za rok. Přitom klesne kapacitní faktor z průměrného 20% na 6,7%, bude tedy scházet 67% jejich výkonu.
Pokud to bude v zimě, FVE ani nemusíme uvažovat, ale pro úplnost:
FVE průměrně 8 hodin za rok a kapacitní faktor klesne z 13,2% na 2,23%, tj. chybělo by 83% jejich výkonu. To je ovšem hodnota za celý rok, pokud by to nastalo v zimě, lze očekávat, že by chybělo cca 97% jejich výkonu a ty 3% výroby už opravdu lze zanedbat.
Při současných cenách elektřiny je nutné "dotovat" i stavbu jádra.
Jak budou vypadat ta čísla, se kterými operujete, vypadat za 30-70 let, kdy by se mělo splatit jádro, které teď plánujete stavět?
Jak jste na to přišel, že "při současných cenách elektřiny je nutné "dotovat" i stavbu jádra"? ČEZ naopak požaduje nižší výkupní cenu než jsou současné ceny elektřiny.
Na nic jsem nepřišel, je to realita.
Proč do jádra nechce investovat žádná soukromá společnost, když je to tak skvělý kšeft?
Žádná fixní výkupní cena není stanovena.
Proč bude Hinkley C v okamžiku spuštění dodávat elektřinu někde blízko 200 EUR/MWh?
Ve světě do jádra investuje hodně soukromých společností. Třeba pro napájení datových center. Dokonce vyvíjejí i nové typy reaktorů. V USA se aktuálně 2 nové typy staví.
V blízkém sousedství o tom uvažuje třeba PKN Orlen.
Bob: PKN uvažuje o stavbě SMR, stejně jako ČEZ. To je ale úplně jiný příběh než velké jádro. Psal jsem to v předchozím příspěvku. Datová centra jsou opět specifický příklad naprosto nepřenositelný do české energetiky. Úplně jiná charakteristika zatížení.
@Grmela:
1) Není to žádná realita, je to váš výmysl. Jak vláda tak ČEZ se shodují na tom, že výkupní cena bude nižší než jsou současné tržní ceny, za takových okolností nic "dotovat" potřeba není. Stanovení fixní výkupní ceny je základním předpokladem celého projektu.
2) Není pravda že "do jádra nechce investovat žádná soukromá společnost".
3) Hinkley Point C je vašimi slovy "úplně jiný příběh" kvůli extrémně drahému způsobu financování, který se nikde jinde neopakuje, takže se nikde jinde neopakuje ani jeho vysoká cena, která je momentálně kolem 150 €/MWh. Kolik to údajně bude "v okamžiku spuštění" jsou opět jen spekulace.
1) Na ničem se neshodují.
2) Je.
3) Není to spekulace. Je jako všechny stavby jádra nekonečným příběhem s násobným prodražením.
ad Emil 15:51 Zachování současných vysokých cen elektřiny ještě zvýrazní velký rozdíl mezi růstem USA a Číny a stagnací EU (měřěno vývojem HDP v posledních 10 letech). My potřebujeme elektřinu za poloviční cenu (my= většina průmyslu a polovina chudších občanů EU).
A nevšiml jsem si že by u nás bylo levnější financování (=nižší úroková míra, nižší inflace) než ve Velké Britanii. U nás to bude ještě dražší než Hinkley point 3.
Ad 1) Samozřejmě že se shodují, v médiích to bylo opakovaně uváděno z obou stran.
Ad 2) Není to pravda, několik případů už zmiňoval Bob, tři poslední spuštěné bloky v Evropě a USA také stavěly soukromé společnosti atd.
Ad 3) Je to spekulace a všechny stavby jádra nejsou nekonečným příběhem s násobným prodražením. Další váš výmysl.
Že jste si vy něčeho nevšiml vůbec nic neznamená, Vaněčku. Že e si český stát půjčuje podstatně levněji než soukromé společnosti je prostý fakt, se kterým nic nenaděláte.
Dejte jádru investiční dotace 65 % a už nebudou třeba ani ty provozní jako u větrníků a elektřina bude za hubičku.
Co bude za hubičku, vždyť ty dotace za nás nezaplatí nějaký bohatý strýček, to zaplatíme my, odběratelé elektřiny a daňoví poplatníci v EU.
Kdo platí uhlíkové povolenky? Myslíte že Křetinský nebo Tykač? Ti naopak vystoupali v současnosti na vrchol nejbohatších lidí v ČR. My to platíme, v ceně elektřiny. Jen oni (a akcionáři ČEZu, jak jeden známý diskutér zde) jsou spokojeni.
A kdo platí ty dotace pro OZE? A že jich je.
A rozhodně se ze zadotovaných OZE vyrobí méně elektřiny, než kdyby se stejně investovalo do JE.
Divím se že všichni zapoměli na to, co umožnilo průmyslovou revoluci a vyvedlo především Evropu a USA z bídy. Byl to technický pokrok, hromadná velkovýroba a levná energie. A najednou na to chcete zapomenout, a začínáte skandovat pořád: "bezemisní, bezemisní". Připomíná mi to situaci před více než 50 lety, Rudé gardy Mao ce Tunga, taky skandovaly po Paříži svoje jednoduchá hesla. A celá Čína podle Maa jela do záhuby.
Teprve když v Číně zvítězil pragmatizmus, je najednou Čína nejrychleji se rozvíjející světová ekonomika. A současně Čína nejvíce na světě rozvíjí levné obnovitelné zdroje.
Je to pragmatizmus, racionální myšlení, ten pragmatizmus který udělal z USA největší světovou velmoc.
A někteří rádi zapomínají, co vyvedlo Evropu z ropné krize 70. let. Byla to stavba JE.
Ano Čína je pragmatická, rozvíjí OZE, ale nejvíce z nich staví VE, ale také nejvíce na světě rozvíjí JE.
Bobe, neopravujte skutečnou historii, vždyť to ani nepamatujete, kolik Vám bylo v sedmdesátých letech? Já už měl 2 děti a staré auto...
Nemusím nic opravovat. Jestli Vám už nesvědčí paměť, je Váš problém.
Odkaz třeba: kryptomagazin.cz/ropna-krize-budou-se-opakovat-70-leta
A na to se v 80. letech masově stavěly JE.
P.s. Jsem už také důchodce.
Ale hromadná velkovýroba a nízké ceny, jak píšete, jsou v energetice právě jaderky, a navíc bezemisní.
Pane Šťastný, jen ty staré, již zaplacené a z principu nebezpečné (3 mile island, Černobyl, Fukušima) jaderky vyrábí relativně levně (samozřejmě dráž než hnědouhelné elektrárny stejného typu výroby elektřiny, kdyby neměli pokuty ("povolenky"od EU).
Ty nové, již trochu bezpečnější jsou velmi drahé, zvláště v reálné situaci vysokých úroků. A už je neumíme v EU stavět rychle a levně.
Když vládne ideologie nad pragmatizmem, tak to dopadne jako za Mao Ce Tunga.... (snad, snad nakonec zvítězí opět racionalita)
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se