Solární elektrárny mění provoz vodních zdrojů. Přečerpávací elektrárny už nenabíjejí hlavně v noci

Evropské vodní elektrárny letos během léta čelily velmi slabým hydrologickým podmínkám. Ve vzorku deseti evropských elektrizačních soustav byla jejich výroba mezi začátkem června a polovinou srpna dokonce nižší než během suchého roku 2022. Výrazně vyšší výroba fotovoltaických elektráren však tento propad z pohledu celkové výroby více než vykompenzovala. Ještě zajímavější je změna provozu přečerpávacích elektráren, které se stále více nabíjejí během poledních hodin místo tradičního nočního čerpání.

Analýza společnosti WSP zveřejněná na webu pv magazine ukazuje, že výroba vodních elektráren v deseti evropských soustavách s kompletními dostupnými daty dosáhla mezi 1. červnem a 15. srpnem letošního roku pouze 31,65 TWh. Šlo o nejnižší hodnotu za sledovaných sedm let a přibližně o 6 % méně než během suchého léta roku 2022. Tehdy stejné soustavy vyrobily z vody 33,69 TWh elektřiny.

Situace se ale výrazně lišila podle jednotlivých částí Evropy. Zatímco sucho roku 2022 zasáhlo především Pyrenejský poloostrov, letos byly horší podmínky zejména ve Francii, Alpách a v oblasti Dunaje. Zásoby vody v nádržích sledovaných zemí byly ve 31. týdnu roku přibližně 7,7 % pod mediánem let 2015 až 2025. Francouzské zásoby se v některých týdnech dostaly dokonce pod nejnižší hodnoty zaznamenané během předchozích jedenácti let.

Slabší hydrologické podmínky se promítly i do výroby. Produkce akumulačních vodních elektráren mezi začátkem června a polovinou srpna byla proti průměru let 2020 až 2025 nižší o 43 % v Rakousku, 38 % v Itálii, 29 % v Rumunsku a 26 % ve Francii. Ještě výraznější pokles byl patrný u průtočných vodních elektráren, jejichž výrobu nelze časově přesouvat podle situace na trhu. Významný pokles výroby vodních elektráren je patrný také v České republice.

Fotovoltaika vyrobila o desítky TWh více

Ve stejném období ale dramaticky vzrostla výroba solárních elektráren. Ve sledovaných deseti soustavách se jejich produkce zvýšila z 45,27 TWh v roce 2022 na 84,44 TWh letos. Součet výroby z vody a slunce tak navzdory slabé hydrologii vzrostl proti roku 2022 ze 78,96 TWh na 116,09 TWh, tedy téměř o polovinu.

Při porovnání letošního léta s průměrem let 2020 až 2025 byla výroba vodních zdrojů nižší přibližně o 12,6 TWh, zatímco fotovoltaické elektrárny vyrobily o 34,7 TWh více. Z čistě energetického pohledu tak nárůst solární výroby více než dvojnásobně převýšil výpadek vodních zdrojů.

Neznamená to ovšem, že jsou oba zdroje vzájemně zaměnitelné. Fotovoltaika vyrábí především během několika hodin kolem poledne, zatímco voda uložená v nádržích představuje zásobu energie využitelnou v době vysoké poptávky nebo nízké výroby ostatních zdrojů. Solární elektrárny tak mohou snížit potřebu vodu během dne, nedokážou však doplnit sezonní zásobu vody v nádržích.

Přečerpávací elektrárny se přesouvají do poledne

Právě hodinová data ukazují jednu z nejvýraznějších změn evropské elektroenergetiky posledních let. Akumulační vodní elektrárny stále více omezují výrobu během poledních hodin, kdy je na trhu dostatek solární elektřiny, a vodu si ponechávají na večerní špičku.

Ještě výraznější změna nastala u přečerpávacích elektráren. Analýza Rakouska, Německa, Španělska a Portugalska ukazuje, že jejich tradiční provozní model založený na levné elektřině v noci se během několika let prakticky obrátil.

V Rakousku vzrostl podíl čerpání mezi 10. a 16. hodinou z necelých 29 % v roce 2020 na téměř 72 % letos. V Německu se zvýšil z 22 % na 72 %, ve Španělsku na 63 % a v Portugalsku na 64 %. Naopak množství energie spotřebované k čerpání mezi půlnocí a šestou hodinou ranní ve všech čtyřech zemích prudce kleslo.

Také hodina maximálního čerpání se přesunula. Z přibližně třetí až čtvrté hodiny ranní v roce 2020 se dnes maximum objevuje kolem 13. až 14. hodiny, tedy právě v době nejvyšší solární výroby. Celkový objem energie spotřebované přečerpávacími elektrárnami ve čtyřech sledovaných soustavách vzrostl z 3,99 TWh v roce 2020 na 7,71 TWh letos.

Zatímco čas nabíjení se výrazně změnil, výroba přečerpávacích elektráren zůstává koncentrována především do večerních hodin. Prakticky tak vzniká stále zřetelnější model „solární výroba přes den – akumulace – výroba během večerní špičky“.

Podobný vývoj je relevantní i pro Česko

Česká republika má v přečerpávacích vodních elektrárnách poměrně významný výkon. Dlouhé stráně mají instalovaný výkon 650 MW, Dalešice 475 MW a Štěchovice II 45 MW. Celkem tedy jde přibližně o 1,17 GW instalovaného výkonu.

Role těchto zdrojů se s rostoucím podílem fotovoltaiky může postupně měnit podobným způsobem jako v sousedním Německu či Rakousku. Ostatně ČEZ letos oznámil přípravu dalšího významného přečerpávacího zdroje na Orlíku. Modernizací dvou ze čtyř tamních soustrojí má vzniknout možnost uložit až 750 MWh elektřiny, dokončení projektu je plánováno na rok 2033.

Vývoj letošního léta tak dobře ukazuje dvě odlišné role akumulace. Fotovoltaika už dokáže v letních měsících energeticky kompenzovat významné výpadky jiných zdrojů a spolu s krátkodobou akumulací mění každodenní provoz soustavy. Sezonní nedostatek energie ale řešit neumí. Čím vyšší tedy bude podíl výroby závislé na počasí, tím větší hodnotu budou mít technologie schopné přenášet elektřinu nejen mezi polednem a večerem, ale postupně také mezi jednotlivými dny a delšími obdobími.