Lidstvo prochází nebývalou energetickou revolucí. Klíčovou roli přitom hrají zejména větrné a solární elektrárny. Pohled na energetickou transformaci některých zemí ukazuje nápadnou souvislost.
Světové společenství dosud v rámci energetického přechodu instalovalo více než 4 000 gigawattů (GW) obnovitelných zdrojů energie. To odpovídá vypočtenému podílu téměř 45 % instalovaného výkonu elektráren.
Stejně jako některé další země je i Německo známo tím, že v oblasti energetické transformace šlape na plyn. Spolková vláda intenzivně podporuje zejména rozšiřování větrné energie a fotovoltaických systémů.
Jak si Německo stojí v mezinárodním srovnání? Existují národy, které rozšiřují kapacitu obnovitelných zdrojů ještě více než Německo?
Stav německé energetické transformace
Podle německé vlády se obnovitelné zdroje již podílejí na výrobě elektřiny lvím podílem. V prvním čtvrtletí roku 2024 pocházelo 58,4 % celkové výroby elektřiny z větrných, fotovoltaických a vodních elektráren a elektráren na biomasu.
Je pravda, že provozovatelé sítí musí v případě nadprodukce stále častěji vypínat větrné a solární elektrárny, aby ochránili sítě. Toto řízení výkupních cen znamená, že každoročně nelze využít několik miliard kilowatthodin zelené energie. V roce 2022 to představovalo 1,4 % celkové výroby elektřiny. Není také jasné, kolik elektřiny vyrobené v Německu se využije v Německu a kolik se vyveze do zahraničí.
To však německé vládě nebrání v dalším rozšiřování obnovitelných zdrojů energie. Cílem stanoveným pro rok 2030 je vyrábět nejméně 80 % elektřiny spotřebované v Německu ze solárních, větrných a dalších zdrojů.
Podle Fraunhoferova institutu (ISE) bylo v loňském roce v Německu instalováno přibližně 3,7 milionu fotovoltaických systémů. Podle údajů Mezinárodní energetické agentury činí instalovaný jmenovitý výkon 81,4 GW. Na konci roku 2023 bylo na pevnině 28 638 větrných elektráren s výkonem 61 GW a dalších 1 566 elektráren u severských pobřeží s celkovým výkonem 8,47 GW.
Celkem tedy činil instalovaný výkon fotovoltaických a větrných elektráren přibližně 150,9 GW. Všechny obnovitelné zdroje, které zahrnují také biomasu, vodní energii a další zdroje energie, dosáhly celkového výkonu necelých 170 GW. V loňském roce činil nárůst 17 GW, tedy jedenáct procent. Pro srovnání: instalovaný výkon konvenčních elektráren činil 76 GW.
Rozvoj měřený HDP
Aby bylo možné v následující části porovnat instalovanou kapacitu „obnovitelných zdrojů“ s jinými zeměmi, lze ji poměřovat s ekonomickým výkonem země. Ten se vyjadřuje v hrubém domácím produktu (HDP). V Německu to bylo v loňském roce necelých 4,2 bilionu eur.
Obecně zde lze pozorovat, že instalovaný výkon zelené energie roste s vyšším hospodářským výkonem. V tomto ohledu lze obnovitelné zdroje energie označit za luxusní zboží. USA se vymykají trendu vybraných zemí. Jak je patrné z následujícího grafu, expanze obnovitelných zdrojů energie ve Spojených státech není tak intenzivní jako v ostatních průmyslových zemích – měřeno z hlediska HDP. Japonsko rovněž staví podprůměrný počet obnovitelných zdrojů, zatímco Španělsko a Indie jsou nad trendem.
Německo má sice tendenci stavět méně fotovoltaických elektráren, to je však kompenzováno větším množstvím větrných elektráren, což znamená, že celkový instalovaný výkon obnovitelných zdrojů je přesně v souladu s trendem.
Vysoký HDP zatemňuje energetickou transformaci v USA
Instalovaný výkon systémů obnovitelných zdrojů energie v USA se v roce 2023 již pohyboval hluboko v trojciferném gigawattovém pásmu. Větrné elektrárny měly nominální kapacitu necelých 150 GW, solární instalace činily téměř 170 GW a celkový objem všech obnovitelných zdrojů činil 388 GW. Jen v loňském roce přibylo 32 GW.
Jelikož jsou Spojené státy mnohem větší než Německo a mají odpovídající vyšší výrobu elektřiny, znamená to, že obnovitelné zdroje se na výrobě elektřiny v USA podílejí zhruba na 22 %. Pro srovnání, Německo dosáhlo v roce 2023 vypočteného podílu energie z obnovitelných zdrojů zhruba 56 %.
V mezinárodním srovnání vynikají USA z hlediska rozšíření obnovitelných zdrojů energie také proto, že jsou z hlediska HDP nejsilnější ekonomikou světa. Jejich HDP dosáhl v roce 2023 ekvivalentu přibližně 24,7 bilionu eur. Na druhém místě se umístila Čína s přibližně 16 biliony eur. Německo je v tomto seznamu na třetím místě.
Čína trumfuje v množství
Pokud jde o počet instalací obnovitelných zdrojů energie, Čína je na prvním místě. Na konci roku 2023 bude instalovaný výkon činit 1 454 GW – 3,7krát více než v USA a 8,5krát více než v Německu. Jen v loňském roce přibylo v zemi, kde vládne Komunistická strana Číny, tolik nové energie z obnovitelných zdrojů jako v Německu celkem.
Srovnáme-li však jednotlivé země, zjistíme, že výkonnost čínských instalací již není tak impozantní. Tato komunisty řízená země je rozlohou téměř 27krát větší než Německo, má více než miliardu obyvatel, přibližně 17krát více obyvatel a zhruba čtyřikrát větší ekonomický výkon.
Podíl obnovitelných zdrojů energie v Číně navíc činí 30 %. Hlavními zdroji energie jsou stále uhlí, zemní plyn a ropa. I v této oblasti země pokračuje v expanzi. Dálněvýchodní země schvaluje v průměru dvě nové uhelné elektrárny týdně. Důvodem je obrovský apetit země po energii. V loňském roce to bylo celkem 8,392 TWh. To je více, než kdykoli předtím spotřebovala kterákoli jiná země. A tento trend má stoupající tendenci.
Indie a Japonsko za Německem
Ve srovnání HDP následují za Německem asijské země Japonsko a Indie. Nejlidnatější země světa měla na konci roku 2023 s přibližně 176 GW jen o málo větší instalovaný výkon v oblasti OZE než Německo. Z toho 45,2 GW pocházelo z větrných elektráren a 95,3 GW z fotovoltaiky. Celkový podíl OZE na výrobě elektřiny činil 23 %. Skutečnost, že Indie s 1,45 miliardy obyvatel spotřebuje pouze třikrát více elektřiny než Německo, je způsobena výrazně nižší spotřebou na obyvatele.
Pokud jde o obnovitelné zdroje, jdou však indické cíle ještě dále: do roku 2030 se má kapacita nefosilních elektráren zvýšit na celkových 500 GW. Díky „National Green Hydrogen Mission“ (Národní zelená vodíková mise) se má země rovněž stát předním světovým výrobcem „zeleného vodíku“. Iniciativa si stanovila cíl dosáhnout do roku 2030 roční výrobní kapacity nejméně pěti milionů tun. To odpovídá přibližně 167 TWh.
Japonsko je na podobné úrovni jako Německo, pokud jde o expanzi fotovoltaiky a mezinárodní křivku HDP. Zejména po havárii reaktoru ve Fukušimě v roce 2011 země vycházejícího slunce modernizovala a diverzifikovala svůj energetický sektor. Výrazně se zvýšil podíl elektráren využívajících obnovitelné zdroje energie – především solárních elektráren.
V loňském roce dosáhlo Japonsko 127 GW instalovaného výkonu obnovitelných zdrojů energie, přičemž jen fotovoltaické systémy představovaly 91,4 GW. Větrná energie je v této zemi stále málo zastoupena. Na konci roku 2023 bylo instalováno pouze 5,2 GW. Podíl obnovitelných zdrojů na skladbě zdrojů elektrické energie činil 24 %. Japonská vláda si klade za cíl zvýšit tento podíl do roku 2050 na nejméně 50 procent.
Změny v Japonsku směrem k obnovitelným zdrojům však zatím nemají žádný vliv na emise CO₂ v zemi. Ty jsou na úrovni roku 1990, v mezidobí byly vyšší.
Dostatek solárního potenciálu v jižní Evropě
Ale zpět do Evropy. Jak probíhá přechod na novou energetiku u našich sousedů? Je známo, že Francie se při dodávkách elektřiny nadále spoléhá na jadernou energii. Země se ve své strategii energetické transformace zaměřuje na dekarbonizaci – a zároveň na bezpečnost dodávek. Mnoho odborníků a společností je nyní toho názoru, že větrné elektrárny a fotovoltaické systémy zvyšují nestabilitu elektrické sítě kvůli své závislosti na počasí. Přesto Francie v posledních letech zaznamenala mírný rozvoj obnovitelných zdrojů energie. Na konci roku 2023 měla země instalovaný výkon 69 GW a podíl obnovitelných zdrojů energie 29 %.
Slunečné Španělsko mělo loni podobně vysoký podíl obnovitelných zdrojů jako Německo, a to 57 %. Celkový instalovaný výkon španělských „obnovitelných“ elektráren činil zhruba 80 GW – tedy méně než polovinu výkonu Německa. Jak to lze vysvětlit? Na jedné straně je to způsobeno častějším, ale také intenzivnějším slunečním zářením. Země na jihozápadě Evropy dosahuje ročně více než 1 800 kilowatthodin na metr čtvereční (kWh/m²), zatímco v Německu se roční hodnoty ozáření pohybují kolem 1 000 kWh/m². Výtěžnost fotovoltaiky je proto odpovídajícím způsobem vyšší.
Na druhou stranu je to způsobeno nižší spotřebou elektřiny ve Španělsku, která v roce 2023 dosáhla 226 terawatthodin (TWh). V Německu byla i přes pokles v loňském roce stále více než dvakrát vyšší, a to 467 TWh. To znamená, že Španělsko potřebuje celkově menší kapacitu elektráren.
Itálie, která je hýčkána sluncem, také šlape na plyn se svou energetickou transformací Jejich 80 GW z obnovitelných zdrojů pokryje v roce 2023 téměř 37 % poptávky po elektřině v zemi. Velkou část této elektřiny z obnovitelných zdrojů vyráběla fotovoltaika, ačkoli země zakázala výstavbu velkých pozemních systémů. Cílem je zabránit „dezertifikaci“ zemědělských oblastí. Přechod na novou energetiku pohání také 30,6 GW větrných elektráren. Itálie si však také stanovila ambiciózní cíle. Podle vlády má do roku 2030 pocházet 70 % elektřiny z elektráren využívajících obnovitelné zdroje energie.
Polsko: jaderná energie místo obnovitelných zdrojů?
Polsko má v oblasti emisí CO₂ stále co dohánět. Tyto hodnoty vynikají průměrnou hodnotou více než 600 gramů CO₂ na kilowatthodinu (gCO₂eq/kWh). To je způsobeno tím, že Polsko vyrábí 70 % elektřiny z hnědouhelných a černouhelných elektráren. Pro srovnání, Francie se dvěma třetinami jaderné energie a Norsko s téměř 90 % vodní energie mají hodnoty 20 až 40 gCO₂eq/kWh. Pro Německo a rok 2023 uvádí portál „Electricity Maps“ 425 gCO₂eq/kWh.
Podíl obnovitelných zdrojů energie v Polsku činí 24 %. Větrná a solární energie, zdaleka největší obnovitelné zdroje elektřiny, budou mít v roce 2023 celkový instalovaný výkon 14 GW. Polsko se v současné době zaměřuje na přechod k jaderné energetice.
Podobně jako ve Francii dominuje ve Finsku jaderná energie. Uhlí a plyn hrají v současnosti při výrobě elektřiny spíše podřadnou roli. Stejně nevýznamná je zde i solární energie, která je vzhledem k severní poloze méně výhodná.
Větrná energie je však přibližně od roku 2010 na vzestupu. V letošním roce by mohla z hlediska ročního množství vyrobené elektřiny předstihnout vodní energii, která byla po mnoho let druhým nejdůležitějším zdrojem energie ve Finsku. Spolu s biomasou se obnovitelné zdroje podílejí na výrobě elektřiny 44 %.
Afrika: mezi chudobou a vysokým energetickým potenciálem
A jak probíhá energetická transformace na druhém největším světovém kontinentu, v Africe? Podívali jsme se do Egypta na severu kontinentu a do Jihoafrické republiky.
Egypt je předurčen k využívání solární energie díky vysoké délce slunečního svitu a ještě vyšší energii slunečního záření, která přesahuje 2 000 kWh/m² za rok. Podle zveřejněných údajů se zatím nerealizovalo mnoho instalovaného výkonu. Pouštní stát do roku 2023 instaloval pouze 6,7 GW zařízení na výrobu energie z obnovitelných zdrojů.
Egyptská vláda však možná letos zažehla první jiskru průlomu v energetické transformaci. Podepsala sedm prohlášení o záměru v oblasti zeleného vodíku a obnovitelných zdrojů energie.
Tyto projekty mají objem investic odpovídající 36 miliardám eur v příštích deseti letech. Cílem je zvýšit podíl obnovitelných zdrojů energie na výrobě elektřiny ze současných 12 % na 60 % do roku 2040.
Také v Jihoafrické republice dosud hrály obnovitelné zdroje spíše podřadnou roli, ačkoli i zde dosahuje energie slunečního záření přibližně 2 100 kWh/m² ročně. V loňském roce měly obnovitelné zdroje instalovaný výkon necelých 15 GW a dodávaly přibližně 13 % elektrické energie. Uhelná energetika je však s podílem kolem 80 % hnacím motorem života obyvatel Kapska, kteří se kvůli zchátralé infrastruktuře musí potýkat s několikahodinovými výpadky proudu – prakticky každý den.
Jihoafrická vláda již informovala mezinárodní společenství, že přechod na novou energetiku a dosažení klimatických cílů jsou možné pouze s pomocí dalších zemí. Kromě Německa přislíbily africkému státu podporu také Francie, Velká Británie a USA. Dárcovské země poskytly na tento účel celkem téměř 7,7 miliardy eur. Německo přispělo do kasičky více než 1,1 miliardy eur. Prostředky jsou určeny na podporu výstavby energetické infrastruktury a obnovitelných zdrojů energie, poradenství v oblasti trhu s elektřinou a vzdělávací programy pro „zelená“ pracovní místa.
Kdo již dosáhl 100 % obnovitelných zdrojů energie
Existuje však několik zemí, které již oficiálně využívají 100 % energie z obnovitelných zdrojů a dosáhly tak „energetického přechodu“. Patří mezi ně Etiopie, Albánie, Bhútán, Demokratická republika Kongo, Island, Nepál a Paraguay.
S výjimkou Islandu jsou všechny tyto země silně postiženy chudobou. Kromě toho každá z nich spotřebuje méně než 20 TWh elektřiny ročně. Dodávky elektřiny v těchto zemích jsou navíc z velké části založeny na vodní energii, která na rozdíl od větrné energie a fotovoltaiky není téměř závislá na počasí.
Například Bhútán vyrábí většinu své roční poptávky po elektřině, která činí méně než 10 TWh, z vodních elektráren, které jsou schopny pokrýt základní zatížení, a malou část z dovozu elektřiny. Evropská investiční banka poskytuje zemi finanční podporu na výstavbu nových fotovoltaických elektráren. Je třeba také zmínit, že Bhútán nemá téměř žádný průmysl a je jednou z nejchudších zemí světa. Přesto je považován za nejšťastnější zemi světa.
Island je podstatně bohatší, ale také potřebuje jen asi 19 TWh elektřiny ročně. Tento severský ostrovní stát získává více než 99 % energie z vodních a geotermálních elektráren, které jsou navíc schopné základního zatížení.
Pokud jde o obnovitelné zdroje energie, Norsko se rovněž pohybuje na úrovni 100 %. V závislosti na zdroji je tento podíl vyšší než 100 %, protože tato skandinávská země vyrábí více „obnovitelné“ elektřiny, než sama spotřebuje. Ta pak proudí do zahraničí v podobě vývozu elektřiny.
–etg–
