Jaký typ výroby elektrické energie je nejlevnější?

„Ekologické“ rovná se „drahé“? Pro elektřinu to už dávno neplatí. Překvapivým vítězem je kromě větrné energie také fotovoltaika. Pojďme vyvrátit některé mýty, panující ohledně cen výroby energie.

Kromě níže uvedených výpočtů cen výroby různých druhů elektrické energie je důležité vzít v potaz i trendy, tedy kam se ceny vyvíjejí. Již pár let je jasné, že výroba energie z obnovitelných zdrojů bude i nadále zlevňovat (zlevňují se technologie a zároveň se zvyšuje jejich efektivita), zatímco elektrická energie získaná z atomových elektráren (především kvůli neustále se zvyšujícím bezpečnostním standardům) a fosilních paliv (především kvůli zdanění emisí) neustále zdražuje.

Jak se vypočítávají náklady na výrobu elektřiny?

Pro začátek trochu teorie. Pokud vás zajímají pouze skutečné náklady, přejděte raději rovnou k další otázce. Zde si stručně vysvětlíme, jak se počítají náklady na výrobu elektřiny. Obvykle se udávají v eurech nebo dolarech za megawatthodinu nebo kilowatthodinu. V následujícím textu vycházíme ze studie Fraunhoferova institutu pro solární energetické systémy. K výpočtu nákladů se přitom používá následující vzorec:

Na tomto místě je důležité poznamenat, že výpočet LCOE slouží k porovnání různých typů výroby. Nevypovídá nic o tom, jak je konkrétní zařízení ekonomické.

Při výpočtu se také nezohledňuje možná flexibilita technologie. Například množství elektřiny, které vyrobí ta či ona elektrárna, se může v průběhu dne nebo v závislosti na ročním období značně lišit.

A co škody na zdraví a životním prostředí?

Externí následné náklady, které mají za následek škody na zdraví obyvatelstva nebo problémy s životním prostředím, nejsou při stanovení LCOE Fraunhoferova institutu brány v úvahu. Při porovnávání je třeba je ovšem také brát v úvahu.

Spolková agentura pro životní prostředí k této problematice zveřejnila údaje. Výpočet zahrnuje emisní faktory, jako jsou hodnoty znečištění jemným prachem a popílky, oxidem siřičitým, amoniakem nebo CO₂. Obvykle se udávají v gramech na kilowatthodinu vyrobené elektrické energie.

Jak vede ochrana přírody a klimatu k levnějším energiím: V budoucnu bude elektřina levnější než kdykoli předtím

Následné náklady však lze teoreticky rozšířit. Elektrárny mohou například narušit ekosystémy nebo poškodit půdu tak, že ji již nelze řádně využívat. Tyto důsledky nejsou do výpočtu externích nákladů zahrnuty vůbec nebo jen částečně, protože je zatím lze jen stěží odhadnout.

Kolik stojí energie z uhlí?

Pokud se podíváme pouze na náklady na výrobu elektřiny, vítězí mezi konvečními elektrárnami hnědouhelné elektrárny. Cena energie z hnědouhelných elektráren se pohybuje pouze mezi 4,59 a 7,98 centy za kilowatthodinu.

Elektrárny spalující černé uhlí vyrábějí obecně o něco dráž než elektrárny spalující hnědé uhlí. Jejich náklady na výrobu elektřiny se pohybují mezi 6,27 a 9,86 centy za kilowatthodinu.

Neuvěřitelných 40 % elektřiny se vyrábí v uhelných elektrárnách. To znamená, že mají celosvětově největší podíl na její výrobě. Náklady na výrobu elektrické energie z uhlí do značné míry závisí na tom, jak moc jsou příslušné elektrárny využívány.

Uhelné elektrárny jsou však z hlediska výroby elektřiny poměrně nepružné, tj. nemohou vyrábět více nebo méně elektřiny podle potřeby. Proto jsou vhodné pouze v omezené míře, pokud jde o vyrovnávání kolísavé výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie.

Emise CO₂ z elektráren by mohly trvale klesat

Vzhledem k tomu, že se v budoucnu bude stále více klást důraz na obnovitelné zdroje energie, budou konvenční elektrárny využívány stále méně. Kromě toho rostou ceny paliv a certifikátů CO₂. To znamená, že jejich výrobní náklady pravděpodobně nadále porostou.

Pokud se podíváte na náklady na životní prostředí, které způsobují uhelné elektrárny, vychází pro ně srovnání velmi špatně. Podle Spolkové agentury pro životní prostředí se v současnosti pohybují kolem 21 centů za kilowatthodinu u hnědého uhlí a téměř 19 centů za kilowatthodinu u černého uhlí. Většina nákladů pochází ze skleníkových plynů – téměř 19 centů za kilowatthodinu u hnědouhelných elektráren. A přibližně 17 centů za kilowatthodinu u černého uhlí.

Jaké jsou trvalé náklady?

Poněkud odlišná situace nastává v případě trvalých nákladů způsobených hnědouhelnými a černouhelnými elektrárnami. Jedná se o náklady, které vznikají i dlouho po ukončení těžby uhlí. Patří mezi ně mimo jiné regulace a odvádění důlních vod, čištění podzemních vod a odstraňování trvalých důlních škod. Těžba například vytváří propadliny, ve kterých by se bez pravidelného odčerpávání hromadila voda.

Spolkový úřad pro životní prostředí na vyžádání překvapivě uvedl, že trvalé náklady existují přísně vzato pouze u černého uhlí. V případě hnědého uhlí se předpokládá, že škody způsobené těžbou nebudou mít za následek trvalé náklady. Všechny postižené oblasti by měly být znovu použitelné, přinejmenším v horizontu mnoha let. Rezervy, které vykázala společnost RWE Power AG na těžbu hnědého uhlí v roce 2017, ale ukazují, že i tyto náklady budou poměrně vysoké. Tyto rezervy činí celkem činí 2,174 miliardy eur. Na přesídlení a přemístění je plánováno 172 milionů eur, na důlní škody 384 milionů eur.

V Severním Porýní-Vestfálsku je za financování věčných zátěží uhelného průmyslu zodpovědná mimo jiné Nadace RAG. Roční výdaje odhaduje na přibližně 280 milionů eur. Jedná se především o opatření pro odvodnění. Ostatní úkoly, jako jsou opravy důlních škod nebo sanace starých šachet, nejsou zahrnuty. Jejich náklady nese společnost RAG AG, protože se nepočítají mezi trvalá břemena.

Kolik stojí energie z plynových elektráren?

Na druhém místě konvenční výroby energie jsou celosvětově plynové elektrárny, které vyrábějí přibližně 22 % elektřiny. Výrobní náklady plynových a parních elektráren (paroplynových elektráren) se pohybují mezi 7,78 a 9,96 centy za kilowatthodinu.

Poradkyně německé vlády: „Nord Stream 2 nepotřebujeme“

Proto jsou o něco dražší než uhelné elektrárny, ale mají i své výhody. Jsou flexibilnější při výrobě elektřiny a mají nižší emise CO₂. Vysoce flexibilní plynové turbíny jsou ještě přizpůsobivější. S cenou 11,03 až 21,94 centů za kilowatthodinu však vyrábějí elektřinu výrazně dráž než paroplynových elektráren.

Náklady na životní prostředí v plynových elektrárnách jsou poměrně mírné. U zemního plynu se pohybují kolem 8,60 centů za kilowatthodinu.

Jednou z nevýhod však je, že zemní plyn se musí mimo jiné ve velké míře dovážet. Více než 90 % celkové poptávky Německa pochází ze zahraničí prostřednictvím plynovodů.

Kolik stojí jaderná energie?

Překvapením jsou výrobní náklady na jadernou energii: Ministerstvo hospodářství a životního prostředí na vyžádání uvedlo, že k tomu nemá k dispozici žádné aktuální údaje. Důvodem je plánované ukončení výroby jaderné energie do roku 2022, ale výrobní náklady na jadernou energii činí přibližně 13 centů za kilowatthodinu.

To potvrdil i pracovník studie Fraunhoferova institutu: o to, kolik stojí výroba jaderné energie, už prostě není zájem. Skutečnost, že v Německu je v současnosti stále v provozu celých sedm jaderných elektráren (v roce 2022 už pouhé tři), však zřejmě hraje podružnou roli.

Jaderná energie: budoucnost nebo výběhový model?

Studie Greenpeace z roku 2017 uvádí rozmezí nákladů na výrobu elektřiny od 6,2 do 15,2 centů za kilowatthodinu. Externí náklady a náklady na emise skleníkových plynů zde však byly výslovně zahrnuty. Spolkový úřad pro životní prostředí rovněž vysvětluje, že je velmi obtížné získat spolehlivé hodnoty následných nákladů na jadernou energii, protože se v jednotlivých studiích značně liší. Jako vodítko doporučuje vzít technologii s nejvyššími environmentálními náklady, tj. hnědouhelné elektrárny.

Jaderná energie má však i další náklady: postupné ukončování provozu. Provozovatelé jaderných elektráren jsou odpovědní za nakládání s radioaktivním odpadem a nesou i náklady týkající se vyřazování z provozu, demontáž a řádného balení. Za realizaci a financování prozatímního a konečného skladování je odpovědná spolková vláda. Na tento účel bylo v rozpočtu vyčleněno 24,1 miliardy eur, které poskytli provozovatelé elektráren.

Kolik stojí větrná energie?

Větrná energie zažívá konjunkturu – je to hlavní konkurent konvenční výroby energie. Za optimálních podmínek lze zelenou elektřinu vyrábět rozhodně levněji než elektřinu z fosilních elektráren. Například náklady na větrnou energii na pevnině se pohybují pouze mezi 3,99 a 8,23 centy za kilowatthodinu.

Výrobní náklady větrné energie však do značné míry závisí na lokalitě a na tom, jak intenzivně jsou turbíny skutečně využívány.

Offshore nebo Onshore?

Pokud jsou větrné turbíny umístěny v pobřežních vodách, je výroba energie dražší. Na velmi dobrých místech dosahují pobřežní turbíny výrobních nákladů 7,79 až 9,95 centů za kilowatthodinu. V méně příznivých lokalitách mohou náklady dosáhnout až 13,79 centů za kilowatthodinu.

Zpráva WWF o trendech v energetice: Nezvratně obnovitelně?

Je to mimo jiné proto, že jsou zapotřebí odolnější a dražší materiály než u větrných turbín na pevnině. Kromě toho je instalace a logistika výrazně nákladnější a údržba náročnější.

Z hlediska nákladů na životní prostředí je větrná energie v tomto srovnání jasným vítězem. Ty činí pouze 0,28 centů za kilowatthodinu, přičemž 0,18 centů za kilowatthodinu je způsobeno skleníkovými plyny.

Kolik stojí solární energie?

V závislosti na typu systému a ozáření stojí výroba elektřiny ve fotovoltaických systémech od 3,71 do 11,54 centů za kilowatthodinu. Velké pozemní systémy vyrábějí elektřinu obzvláště levně, zatímco malé střešní systémy jsou nejdražší.

Proč je solární energie stále levnější?

Důvody jsou různé. Při pohledu na fotovoltaiku vyniká v posledních letech zejména jeden vývoj: od roku 2016 vzrostl tento trh celosvětově o neuvěřitelných 30 %. Systémy instaluje stále více zemí, přičemž v čele stojí Čína.

Důvodem je v neposlední řadě skutečnost, že velkoobchodní ceny krystalických modulů klesají. Jen v Německu klesla cena z průměrných téměř 540 eur za jednotku špičkového výkonu fotovoltaické elektrárny (kilowattpeak, kWp) v roce 2016 na 440 eur/kWp v roce 2018. V Číně je rozdíl ještě větší.

Jak zvládnout přechod na obnovitelné zdroje energie?

Dalším bodem je, že na výkonnost modulů jsou nyní poskytovány záruky na více než 25 let. Protože provozní náklady fotovoltaických systémů jsou obecně poměrně nízké, prodloužená životnost systémů dále snižuje pořizovací náklady. Je tedy pravděpodobné, že elektřina z fotovoltaických systémů bude v budoucnu vyráběna ještě levněji než dnes.

S cenou 1,64 centů za kilowatthodinu jsou náklady na ochranu životního prostředí u fotovoltaických systémů také slušné. Je pravda, že také produkují skleníkové plyny. Výsledné náklady však činí pouze asi 1,2 centu za kilowatthodinu.

Obnovitelné zdroje energie jsou velmi výhodné z hlediska zátěže na věčných nákladů: ty u nich neexistují.

Jaké jsou cíle spolkové vlády?

Zatímco americký prezident Donald Trump bojoval proti větrným elektrárnám a za uhelnou a jadernou energetiku, německá vláda si vytyčila jiné cíle: jaderná energie má být vyřazena do roku 2022 a konvenční elektrárny do roku 2050.

Aby se snížily emise skleníkových plynů, mělo by 80 % spotřeby elektřiny v Německu pocházet z obnovitelných zdrojů energie. To je důležité, protože emise CO₂ související s energetikou tvoří největší podíl, přibližně 85 %.

Abychom mohli něco udělat se změnou klimatu a jejími důsledky, jako je sucho, záplavy nebo lesní požáry, musí se náš energetický systém radikálně změnit.

Proč stále ještě nevyrábíme pouze zelenou elektřinu?

Elektřina z obnovitelných zdrojů má ve srovnání s výrobou v konvenčních elektrárnách rozhodující nevýhodu: výroba energie je závislá na počasí.

Zpráva IPCC: ekologické organizace a politikové požadují okamžité jednání

Hodně slunečního svitu a vichrů znamená hodně elektřiny – mraky a bezvětří naopak znamenají málo elektrické energie. Výsledkem je, že nabídka a poptávka silně kolísají a často nejsou vyrovnané.

Kromě toho je nadšení občanů, zejména pokud jde o větrnou energii na pevnině, na mnoha místech omezené. Sbírají podpisy na protest proti výstavbě nových turbín. Větrné turbíny jsou vizuálně rušivé, mohou snižovat hodnotu jejich nemovitostí nebo jsou nebezpečné pro ptáky – to jsou časté argumenty odpůrců větrných elektráren.

Jaká existují řešení?

Navzdory veškeré kritice většina Němců energetickou transformaci podporuje – více než 60 % občanů si myslí, že jde o správnou věc, jak vyplývá z průzkumu povědomí obyvatelstva o přírodě z roku 2017, který provedlo Spolkové ministerstvo životního prostředí. Není pochyb o tom, že se německý energetický systém musí změnit.

Jednou z odpovědí by mohly být tzv. smart grids, tedy inteligentní elektrické sítě. Jejich úkolem je vyrovnávat nabídku a poptávku elektrické enegie. Funguje to tak, že výrobci energie, skladovací zařízení a spotřebitelé spolu mohou přímo komunikovat prostřednictvím informačních a komunikačních technologií.

Gazprom se vysmívá evropským zákazníkům: Jak se dostat z energetické krize?

Například větrná elektrárna se hlásí provozovateli sítě a ukazuje mu, kdy a kolik elektřiny dodává do sítě. Provozovatelé rozvodných sítí dosud takové údaje nedostávali. Inteligentní sítě jim umožňují odpovídajícím způsobem reagovat a využití přenosové sítě tak optimalizovat.