Technologie – klíčová otázka

Fotovoltaika (FV)

V minulém desetiletí bylo Německo kritizováno za svůj příklon k fotovoltaice pro její vysokou cenu. Fotovoltaika však nyní stojí méně než mořská větrná energie, konkuruje biomase a v dohledné době bude schopná konkurovat pevninským větrným elektrárnám. Německo napomohlo zlevnění solární energie, teď stojí před úkolem začlenit velké množství solární energie do energetických dodávek v zemi.

Jako fotovoltaika se označují solární panely, které vyrábějí elektřinu. Termální solární panely produkují teplo, například pro ohřev vody nebo k topení. Solární teplo se také může využít k výrobě elektřiny – prostřednictvím technologie koncentrované solární energie (CSP), i když tato technologie je užitečná hlavně na pouštích, nikoliv v Německu.

Přestože Německo nepatří k nejslunnějším zemím, rozvinulo největší trh s fotovoltaikou na světě. Cena fotovoltaiky během posledních dvaceti let prudce klesla – více než u jakéhokoli jiného typu obnovitelné energie. Odborníci věří, že v příštích deseti letech bude schopná konkurovat uhelné energii. Solární energie dokáže již nyní v Německu na několik hodin pokrýt až 50 procent poptávky během slunných dní s nízkou spotřebou energie . Německý příklad ale také ukazuje, že energetické trhy se budou muset změnit, pokud má solární energie expandovat, protože stlačuje velkoobchodní ceny energie, čímž se zálohovací elektrárny stávají stále méně rentabilními.

Většina lidí si pod slovem „solární“ představí fotovoltaiku (FV). I když byla FV dlouho považována za nejdražší široce komerčně využívaný druh obnovitelné energie, v posledních letech ceny prudce klesly (o zhruba 70 procent mezi roky 2008 a 2015) a FV je nyní levnější než elektřina ze solárních koncentračních elektráren

V absolutních číslech Německo instalovalo více FV než jakákoliv jiná země s výjimkou Číny (asi 39 gigawattů na podzim 2015), avšak patrně ještě důležitější srovnání přináší instalovaná kapacita FV v poměru k letní poptávce po energii ve špičkovém zatížení. Většina solární energie se přece jen vyrobí během letních odpolední.

V Německu je poptávka po energii nižší v létě než v zimě, protože Němci se z velké části dokážou v létě obejít bez klimatizace, kdežto v zimě spotřebují mnoho elektřiny na topení, svícení a podobně. Rekordní výkon solárních elektráren byl v Německu zaznamenán 30. dubna 2017, kdy dosáhl 27,6 gigawattu a krátkodobě pokryl třetinu poptávky po elektřině, z pohledu celého dne pak solární elektřina zajistila šestinu německé spotřeby.

Zastánci fotovoltaiky dlouhou dobu poukazovali na to, jak se produkce solární energie shoduje se špičkovou poptávkou okolo času oběda, takže relativně drahá fotovoltaika nakonec vychází jako dobrý způsob jako dobrý způsob náhrady ještě dražších zdrojů, které mají pokrýt tuto špičkovou poptávku.

Elektřina z fotovoltaiky již pokrývá třetinu poptávky ve špičce

Během normálního pracovního dne se v Německu solární energie (žlutá barva v grafu) vyrábí přesně ve stejnou dobu, kdy vrcholí poptávka po energii. Graf ukazuje, že produkce konvenční energie (šedá barva) musí narůst pouze z asi 33 gigawattů ve 3 hodiny ráno na přibližně 42 gigawattů v 8 hodin a znovu večer. Zásluhou větrné energie (v grafu není ukázána) a solární energie nemusí konvenční elektrárny uprostřed dne zintenzivnit produkci na 60 a více gigawattů, což ještě před 20 lety musely.

Téměř všude představuje fotovoltaika skvělou cestu k pokrytí poptávky ve špičkovém zatížení – všude kromě Německa, které instalovalo tolik fotovoltaiky, že špička už nepředstavuje problém. Fotovoltaika vyvažuje během léta v Německu velkou část pološpičkového zatížení, a dokonce může vyrovnat malou část produkce v základním zatížení.

Jedním z důsledků takového množství solární energie jsou drasticky nižší zisky pro majitele konvenčních elektráren, jejichž zařízení již nemohou pracovat na plný výkon. Navíc nemohou prodávat za vysoké ceny, protože fotovoltaika odstranila potřebu špičkové elektřiny v poledne. Změny se udály tak rychle, že politici nyní hledají způsoby, jak přebudovat německý energetický trh, aby zůstalo připojeno dost produkční kapacity nezávislé an počasí k pokrytí zimních hodin, kdy Německo dosahuje absolutní roční špičky v poptávce (asi 80 gigawatt) a zároveň není k dispozici žádná solární energie. V tomto ohledu nabízí Německo ostatním zemím unikátní pohled do budoucnosti, kdy budou energetické systémy postaveny na obnovitelných zdrojích.

Během nejkratšího dne roku 2016 dokázala německá instalovaná kapacita fotovoltaiky po dobu dvou hodin produkovat 7 GW elektřiny- tedy tolik jako pět velkých jaderných reaktorů, čímž pomohla vyrovnat špičkovou poptávku.