Nature: Německá energetická revoluce

27. 5. 2013

Na předměstí Stuttgartu funguje pilotní projekt: síť nádrží z nerez oceli využívá elektřiny k výrobě metanu z vody a kysličníku uhličitého. Tento pilotní projekt power-to-gas (P2G) je největší svého druhu na světě a Německo by se tak mohlo octnout v popředí závodu o čistou energii. Vědci, kteří tento projekt v hodnotě 3,5 milionu euro rozvíjejí, uvádějí, že technologie P2G je ideální způsob, jak se vyrovnat s nespolehlivostí zdrojů sluneční a větrné energie. Během slunečných či větrných dnů je možno vyrobit z nadbytku elektřiny metan, který lze uložit a pak spálit na výrobu elektřiny pro dobu, kdy není vítr a nesvítí slunce.

Německo doufá, že bude do roku 2020 vyrábět aspoň pětatřicet procent své elektřiny z ekologických zdrojů, do roku 2050 má toto procento stoupnout na 80 procent. Tuto energetickou změnu podporují všechny německé politické strany a většina obyvatelstva. "Německý program energetické změny může mobilizovat globální energetickou revoluci," konstatuje Harry Lehmann, generální ředitel Světové rady pro obnovitelnou energii v Dessau v Německu.

Německo v současnosti investuje více než 1,5 miliardy euro ročně do energetického výzkumu. Jedním z hlavních cílů výzkumu je zlepšit a vybudovat nové systémy pro ukládání energie, jako je projekt P2G ve Stuttgartu. Součástí investic je také rozšiřování a posilování elektrické sítě, aby se do ní daly zapojit vzdálené větrné turbíny a bezpočet malých fotovoltaických instalací. Výzkumný program také usiluje o zlepšení efektivnosti výroby energie ze slunečního záření, z větru a z biomasy a povzbuzuje obyvatelstvo k tomu, aby snížilo spotřebu energie.

Většina expertů v Německu souhlasí, že technické překážky jsou překonatelné. "Nepotřebujeme technologické skoky na to, abychom energetickou proměnu realizovali," říká Eberhard Umbach, předseda Technologického institutu v Karlsruhe, který koordinuje výzkumnou činnost německých národních výzkumných středisek v hodnotě 500 milionů euro.

Avšak ekonomické překážky jsou velké. Očekává se, že celkové náklady na energetickou změnu budou více než 1 bilion euro.

Energetické změny jsou už viditelné pro každého, kdo cestuje po německém venkově. Drahé solární panely pokrývají více než milion domů, zemědělských usedlostí a skladišť, v důsledku rozsáhlých dotací. Podél dálnic rostou na jejich okrajích větrníky, zejména ve větrných severních regionech. Ekologické energetické portfolio v Německu roste obrovskou rychlostí. Loni tvořila energie vyrobená z obnovitelných zdrojů v Německu už 25 procent veškeré tamější hrubé energetické poptávky.

Pro německé spotřebitele se projevují náklady na energetickou změnu v jejich pravidelných účtech za elektřinu. Účty obsahují informace o množství "sdílených nákladů", které se dělí na všechny domácnosti na financování energetické změny. Důsledkem jsou nejdražší ceny elektřiny v Evropě. (Těžký průmysl je v současnosti od těchto poplatků osvobozen.)

Sdílené náklady jsou mechanismem na podporu ekologických forem energie, jejíž výroba je dražší než elektřina z uhlí a ze zemního plynu. Německý zákon o obnovitelné energii umožňuje vlastníkům solárních panelů a větrných turbin prodávat svou elektřinu do sítě za pevnou, zvýšenou cenu. Výrobci obnovitelné energie vydělali loni podle odhadů za ekologickou elektrickou energii 20 miliard euro. Ta elektřina měla ve skutečnosti na velkoobchodním trhu elektřiny hodnotu pouze 3 miliardy euro. Rozdíl zaplatili spotřebitelé.

Zákon o obnovitelné energii, který byl schválen r. 2000, pomohl Německu instalovat více větrných a slunečních energetických systémů než ve většině rozvinutých zemí. Avšak dotace způsobují groteskní zkreslení na trhu elektřiny - až tak, že energetické firmy jsou někdy nuceny prodávat konvenční elektřinu se ztrátami.

Dopad německé politiky ovlivňuje celý evropský trh s energií. Firma EON oznámila v lednu, že plánuje uzavřít několik plynových elektráren v Evropě, jejichž provoz je ztrátový, přestože daleko méně znečišťují obvzduší než uhelné elektrárny. "Neřízený růst" energie z obnovitelných zdrojů nutí plynové elektrárny být po většinu dobu mimo provoz, uvedl šéf firmy EON Johannes Teyssen.

Zároveň je Německo terčem vnějších sil, jako je rychlá expanze výroby energie ze zemního plynu v USA, která vedla k poklesu americké poptávky po uhlí. Přebytečné americké uhlí nyní směřuje do Evropy a tam vede k růstu používání uhlí v Británii a v Německu. V důsledku německého dovozu levného uhlí stouply emise skleníkových plynů v Německu r. 2012 skoro o 2 procenta, čímž se zastavil jejich dlouhodobý pokles. Loni v srpnu uvedl německý ministr životního prostředí Peter Altmaier, že Německo bude potřebovat uhelné elektrárny ještě po mnoho desetiletí. V současnosti Německo staví uhelné elektrárny schopné produkovat 11 gigawattů elektrické energie a jeho existující kapacita 55 GW nepoklesne tak rychle, jak Německo plánovalo.

Avšak němečtí činitelé uvádějí, že i když míra emisí dočasně stoupá, tento trend se zase změní. Moderní uhelné elektrárny nahradí starší, méně efektivní provozy.

Cena obnovitelné energie se však musí snížit. To je cílem německého výzkumného úsilí, které bude v letech 2011-2014 financováno německou vládou částkou 3,5 miliard euro. Asi 200 milionů euro je investováno do rozvíjení a zlepšování technologií ukládání energie.

Německo v současnosti ukládá přebytečnou elektrickou energii tím, že používá čerpadla, která čerpají vodu do kopců do rezervoárů. Když stoupne poptávka po elektřině, voda se vypouští turbínami a vyrábí tak hydroelektrickou energii. Jenže tento druh uskladňování má své hranice. Takových provozů už funguje třicet a Německo už nemá mnoho vhodných míst, kde by mohlo vybudovat další.

Obrovské množství skladovací kapacity by však mohl poskytnout systém P2G a Německo v tom stojí v čele. Avšak P2G je dosud nezralá technologie. Je nákladná a je efektivní pouze asi na 50 procent.

Syntetický plyn by se dal také používat k topení nebo jako pohonná hmota pro automobily. Zajímá se o to automobilka Audi, která v současnosti buduje svůj první testovací provoz P2G v městě Werlte v severním Německu. Provoz by měl produkovat 4000 krychlových metrů syntetického metanu denně - stačilo by to pohánět 1500 automobilů.

Rychlý růst sluneční a větrné elektrické energie vytvořil velké problémy pro provozovatele elektrické sítě, kteří čelí přemíře elektrické energie, když fouká vítr, a svítí slunce, a výpadkům, když vítr nefouká a slunce nesvítí. Elektrická síť bude muset být schopna si poradit s miliony malých solárních instalací a větrníků a s autonomními elektrickými sítěmi, které propojují větrné farmy v moři a posílají nepravidelně do pozemní elektrické sítě množství energie.

Další podrobnosti v angličtině ZDE

0
Vytisknout
3982

Diskuse

Obsah vydání | 30. 5. 2013