Technologie, které změní svět 2 - Výroba elektřiny

Toto je druhá kapitola povídání o technologiích, které během následujících letech budou významně měnit svět a věci, jak je děláme. Dnes je na řadě výroba elektřiny.

To, jak se dnes ve vyspělých ekonomikách (kde svět počítá i tu naši českou) vyrábí elektřina, je důsledek rozhodnutí, která byla učiněna dávno, předávno už před nějakými 30-40 lety. Tehdy se předpokládalo, že spotřeba elektřiny stabilním tempem poroste, a protože výstavba velkých centralizovaných zdrojů trvá dlouho, bylo se třeba připravit. Proto bylo vybudováno spousta gigawattů elektráren. Jenže už v v 90. letech se ten růst spotřeby zpomaloval až se po roce 2000 úplně zastavil a od roků 2005-2007 dokonce začala spotřeba mírně klesat. To znamená, že nám pořád stačí ty elektrárny, která se rozestavěly v 70. a 80. letech 20. století. Jenže ty stárnou a bude je, čistě z technických důvodů, potřeba nahrazovat. Ale čím?

V zemích, které nejsou považovány za hospodářsky vyspělé (chudé i bohatnoucí) mají jiný problém. Vidí u bohatých států, jak super věc je ta elektřina a kolik úžasných služeb dokáže poskytnout. Vidí jak i, na evropské či americké poměry, malé množství elektřiny dokáže zásadně zkvalitnit život a podpořit hopodářský rozvoj celých oblastí. Proto není překvapením, že tyto státy i jejich občané chtějí elektřinu. Ale z jakého zdroje?

Jaké jsou požadavky na nové zdroje elektřiny pro 21. století? Musí jich být dost, aby mohly nahradit postupně dosluhující starší infrastrukturu. Ve světě už docházejí oblasti, kam jde volně expandovat a plenit přírodní bohatství, proto by ty zdroje měly být co nejméně náročné na spotřebu surovin a co nejméně ničit životní prostředí všech okolo. A musí to být co nejlevnější.

Jaké jsou tedy možnosti?

Jednou možností je i do budoucna to dělat postaru. Budou se stavět velké centralizované zdroje se všemi nevýhodami a riziky s tím spojenými. Hlavní nevýhodou tohoto druhu výstavby je, že ty centralizované zdroje se staví moc dlouho a jsou to stavby, každá do značné míry unikátní. Takže využíváte průmyslový obor (stavebnictví) s obecně slabou produktivitou práce, stavíte unikátní stavby, takže se pokaždé na něčem strašně spálíte a všechno trvá hrozně dlouho, takže než se dostaví mohou se zcela změnit společensko-ekonomické podmínky provozu a v době prvního spuštění už budou významné části provozu technicky zastaralé.

V jednom ze svých starších blogů jsem psal o tom, proč považuji decentralizaci energetiky (polonazávislé zdroje v místě spotřeby, na míru zákazníkům, výkon od jednotek kW po cca 100 MW) za přínosnou. Vyjmenoval jsem celou řadu možných zdrojů elektřiny - uhlí, plyn, biomasa, bioplyn, fotovoltaika po střechách, vítr, malá vodní elektrárna, malé modulární jaderné reaktory, geotermální energie. Vše má svoje výhody i nevýhody a dají se podle místních zdrojů dělat velmi zajímavé kombinace. Jenomže tohle není žádná revoluce, to je 30 let starý koncept, který si zatím urval asi čtvrtinu světového trhu.

Takže otázka zní:

Má nějaká technologie opravdu revoluční potenciál?

Ano, ta technologie se nazývá fotovoltaika. Proč si to myslím? V čem je jiná než ostatní zdroje elektřiny? Fotovoltaické panely nejsou stavby ani konstrukce, je to elektronické zařízení. A v tom je obrovský rozdíl. Je to něco, co se komplet vyrobí ve fabrice, v místě kde dlouhodobě nejvíce roste produktivita práce. Ve skutečně tržně-konkurenčním prostředí (na rozdíl od velké energetiky). Tím pádem existuje u jejich výroby jev zvaný zkušenostní křivka. Čím více výrobků se vyrobí, tím efektivněji (neboli levněji) se umí vyrábět další. Pokud neexistují žádné omezující podmínky (příklad fotovoltaiky) - cena a dostupnost surovin, apod., je pokles cen exponenciální. V případě fotovoltaiky se nazývá Swansonův efekt. Je pro empirické pravidlo, které říká:

Každé zdvojnásobení celkového objemu instalovaných FV zdrojů sníží jejich cenu o 20%

Jenže každé snížení ceny zvětšuje oblast využití a konkurenceschopnost FV instalací a tím vzniká pozitivní zpětná vazba, krásně dokumentovaná na následujícím grafu (mám ho od z Bloomberg New Energy Finance).

Ten zub okolo roku 2010, udělala nezvádnutá (přehnaná, špatně řízená) podpora FV instalací ve Španělsku, Itálii a Česku následovaná zaříznutím podpory a šikanou.

Co to znamená? Znamená to také to, že FV panely tvoří, v závislosti na území, něco mezi 20-50% ceny instalace. Další náklady tvoří invertor, instalace, povolování a administrativa, financování, marže a daně. Když jsem se naposledy díval byla celková cena solární instalace na klíč v Česku okolo 2.5 $/W. To v Česku znamená (podle lokálních podmínek) 2.5-3 Kč/kWh při 20-letém investičním horizontu a 100% využití vyrobené energie. V Česku pořád žádná hitparáda. Ale pojďme se podívat jinde, použijme jinou zemi jako náhled do budoucnosti.

V Austrálii je asi 2-2.5x více slunečního svitu než v Česku. Každý Watt solárního planelu tedy vyrobí 2-2.5x více elektřiny. Navíc australské energetické koncerny přepískly výstavbu rozvodných sítí a prostý Australan platí za přenos a distribuci elektřiny 2x tolik, co Čech. Protože tam existuje mnoho instalačních firem (konkurence) a administrativa je jednoduchá, je i cena instalace FV elektrárny na klíč skoro o polovinu levnější než v ČR.

Jaký je důsledek, jednoduchá aritmetika říká, že fotovoltaika na střeše australského domu má při 50% nebo vyšším využití vyrobené elektřiny asi 5 letou návratnost. Každý, kdo má dnes volné prachy, si na barák nechává dávat FV panely, vláda je proti tomu, ale nemůže nic dělat, energetické koncerny přicházejí o nejziskovější segment. Dokonce není problém, i když jste bez investičního kapitálu, uzavřít smlouvu a firma vám nainstaluje a zprovozní na baráku FV elektrárnu s tím, že ji budete 10 let splácet podle odebraných kWh, kdy vám za každou bude účtována cena cca 4 Kč/kWh (ze sítě tam stojí 5.5-6 Kč/kWh). Stejně se začínají chovat i další maloodběratelé, provozovatelé obchodních a administrativních budov a méně energeticky náročná průmyslová odvětví.

Tohle všechno by bylo teoreticky možné zastavit právní a administrativní šikanou, ale už je do toho zainteresováno tolik lidí, že na to žádný politik nikdy nesebere odvaha a pokud sebere, tak je brzy po něm. Energetické koncerny se snaží bránit svoje (kdysi zaručené) zisky, vymýšlejí si fixní poplatky podle jističe nebo za připojení do distribuční sítě (Líbil by se vám queenslandský pokus o fixní poplatek 1000 Kč/měsíc za připojku?). Má to za následek jen to, že lidi jsou na ně čím dál více nakrknutí a přestávají mít zájem být vůbec připojení. Cena baterií jde taky dolů.

Kdy se něco podobného stane v ČEZku? Zkoušel jsem si to propočítat a vyšla mi cena 100 000 Kč za 4 kW FV instalaci se vším všudy. Ta cena je v principu dosažitelná pro nadšence již dnes, pokud si online sežene levné panely a invertor a vše nainstaluje sám. Těch je ovšem celkem málo.

Hodně by pomohla pomoc státu, která by nestála skoro nic. Stačilo by maximálně zjednodušit administrativu spojenou s instalací a připojováním. Něco jako v Německu - jednoduchý online formulář vyplněný za pár minut a po instalaci revize elektrikářem.

Hodně by pomohla ochota bank a spořitelen financovat tuhle výstavbu z "levných peněz", tj. hypoték nebo stavebního spoření.

Hodně by pomohl  vznik stabilního, mírně rostoucího trhu a konkurence mezi instalačními firmami.

Jisté je, že cena panelů půjde pořád dolů.

Jako mnohem realističtější scénář do českých podmínek spíše ovšem vidím, že někdy mezi roky 2020-2025 přijde befel z Bruselu, že se musí sjednotit (a zjednodušit) podmínky pro instalace. Proběhne obrovská mediální kampaň (fuj Unie), vláda a parlament nařízení po několika zmršeních, zdrženích a výhrůžkách z EU implementuje a následně jako lavina ovládnou obrovský, náhle vzniklý trh německé, americké a bůhvíjaké firmy. ČEZ a EPH hořce zapláčou.

Mezitím se po chudých oblastech světa šíří jako stepní požár jeden vynález z Bangladéše. Chudí lidé z míst bez elektrické přípojky si mohou koupit na splátky komplet tvořený FV panelem, baterií, LED lampou a 5V DC nabíječkou (jako do auta). Tihle lidé jsou to schopni splácet a za 2 roky splatit jen z peněz ušetřených za petrolej do lamp. Ta nabíječka bez potíží utáhne nabíječku na mobil, malou televizi nebo malou ledničku.

Proč se to šíří tak rychle? Mohou si to dovolit i chudí a není to charita je to obchod. Indický premiér byl nedávno v USA a vracel se se smlouvami s americkými firmami, které mu zainvestují celou takhle provedenou základní elektrifikaci venkova (400 milionů zákazníků) a na všechno v Indii postaví fabriky. S Číňany už podobné smlouvy uzavřel taky.

Jako bonus přidávám video: