Průvan v síti

Plochou krajinu protínají vodní kanály, všudypřítomná jezírka a močály prozrazují blízkost moře. Nedaleko se pase stádo krav a nad nimi v podvečerní mlze vzduchem krouží tři lopatky, každá o délce téměř 60 metrů. Protínají se 130 metrů nad zemí v elegantním útvaru připomínajícím vzducholoď. Celé monstrum, vydávající zvuk podobající se sledu hlubokých povzdechnutí, jako by skrývalo síly, proti nimž je lidský mravenec bezmocný.

To je ostatně pravda. Ačkoli se lopatky jedné z největších současných větrných turbín na světě zdánlivě loudají, ve skutečnosti jejich konce rotují rychlostí kolem 200 kilometrů v hodině a do prostoru mezi nimi by se vešly tři boeingy 747. Na horizontu krajiny nedaleko severoněmeckého pobřežního města Bremerhaven se otáčí spousta dalších podobných vrtulí. Běží zde na zkoušku kvůli nejrůznějším měřením, ale jinde tyto gigantické větrné věže už běžně fungují. Zatímco dnes Německo získává zhruba 16 procent elektřiny z obnovitelných zdrojů, tedy pomocí větru, slunce, vody, biomasy a tepla zemského nitra, do roku 2050 se má toto množství podle vládního plánu zvýšit na plných 80 procent. Podíl „zelené“ energie na celkové energetické spotřebě by pak měl do poloviny století stoupnout ze současných deseti procent na šedesát.

Suchá čísla ovšem neříkají, o co skutečně jde: o kompletní přestavbu energetického motoru, jenž pohání celou zemi. Splnění cílů zároveň vyžaduje značné energetické úspory (až o 40 procent oproti současné spotřebě), tedy například důkladnou tepelnou izolaci budov.

Ambiciózní plán si žádá technicky náročná zařízení a „mimozemská“ turbína k nim bezesporu patří. Každá z jejích lopatek vyrobených ze sklolaminátu váží přes 13 tun, a jelikož střídavě klesá a stoupá, zhruba každé tři vteřiny celá její váha „zacloumá“ osou vrtule na opačnou stranu. Obrovské rázy, které při tom vznikají, musí větrná elektrárna snášet den za dnem alespoň 20 let, celkem v řádu miliardkrát

Úkolem Arna van Wingerdeho, výzkumníka z Fraunhoferova ústavu pro větrnou energii v Bremerhavenu, je zjistit, kolik toho lopatka skutečně vydrží. „Prostě jednu z těch věcí vezmu a pokusím se ji zlomit,“ vysvětluje vědec skupince novinářů z celého světa, jejichž poznávací cestu zorganizovala Německá akademická výměnná služba pro (DAAD). Fraunhoferův ústav mu kvůli tomu staví obrovskou halu, v níž bude tento muž testovat a lámat nejen 56 metrů dlouhé lopatky, jako je ta nad našimi hlavami, ale i devadesátimetrová monstra ještě výkonnějších elektráren budoucnosti. „Když konec lopatky zatížíte asi tak 200 tun a ohnete jej o 20 metrů, lopatka se zlomí. Všechna energie se uvolní v desetině vteřiny. Je to jako zemětřesení,“ nadšeně líčí muž, který takový test pokládá za velmi zábavný a říká, že se těší na to, jak tváře jeho kolegů zezelenají, až se mu podaří zmíněné peklo rozpoutat.

Peklo se ovšem může rozpoutat také někde úplně jinde. Pesimisté varují, že tak razantní nástup obnovitelných zdrojů energie, jaký požaduje německá vláda a podstatná část obyvatel, vyvolá vážné otřesy v celé ekonomice. Zástupci průmyslu varují před rostoucími cenami elektřiny a hrozí, že přesunou své továrny do jiných zemí. Optimisté naopak předkládají studie, podle nichž k ničemu dramatickému nedojde. Jde o zásadní spor, na jehož výsledek čekají všechny země v okolí, které Němci svým přístupem o pár let předběhli.

Startovní výstřel

Zatímco začátkem 90. let se v Německu pod pojmem „obnovitelné zdroje“ skrývaly hlavně klasické hydroelektrárny, v polovině dekády se na „zeleném“ energetickém mixu začíná již výrazněji podílet právě větrná energie, biomasa a v menší míře i fotovoltaika. Experti tehdy (a vlastně už dlouho předtím) upozorňovali, že Evropě scházejí významná ložiska ropy a zemního plynu. Zároveň bylo nedlouho po černobylské havárii a německá média často plnily obrázky protestů proti transportům jaderného odpadu.

Představa, že naprostá většina elektřiny musí vznikat ve velkých centralizovaných elektrárnách a výhradně z fosilních paliv či jádra, se prostě zvolna začínala hroutit. Začalo se nahlas mluvit o tom, že stavitelé i provozovatelé atomových elektráren se těší významným daňovým úlevám a nenesou plné náklady na likvidaci vyhořelého paliva ani elektrárny samé (a jádro tedy vychází daňové poplatníky ve skutečnosti velmi draho). Podobné je to s uhlím, také tady existují skryté státní subvence a navíc nikdo neplatí za znečišťování ovzduší.

Kromě toho v průběhu 90. let postupně sílilo varování před následky změn klimatu. Jedním z vlivných lidí, kteří upozorňovali, že setrvání u jádra a fosilních paliv není moudré, byl loni zesnulý sociálnědemokratický politik Hermann Scheer, držitel „alternativní Nobelovy ceny“, kterou získal za prosazování zelené energie. Tento muž dokázal získat spojence i mimo tehdejší „rudo-zelenou“ vládní koalici a pomohl tomu, že byl v Německu v roce 2000 přijat převratný zákon, jenž měl energii z obnovitelných zdrojů prorazit cestu na trh.

Pokud „německá cesta“ přechodu k alternativní energii uspěje, je možné, že lidé v budoucnu označí tuto normu za skutečný startovní výstřel nového tisíciletí. Díky ní dnes nelze Německem projíždět, aniž by člověk každou chvíli nespatřil na horizontu větrník či lán solárních panelů. A není divu – zákon garantuje jejich provozovatelům výkupní ceny proudu, které převyšují tržní hodnoty. Předloni se tak množství elektřiny vyrobené pomocí solárních panelů zvýšilo o polovinu a slunce vyprodukovalo v Německu tolik elektřiny jako jeden blok Temelína. Vítr ještě šestkrát víc. A dnes už nejde jen o jednu zemi: princip „zeleného“ zákona později převzalo zhruba 50 států světa včetně většiny zemí Evropské unie, ale i lidnatých států, jako je Indie a Brazílie. Česká varianta této právní normy začala platit v roce 2005.

Nové cévy

Díky zákonu o obnovitelných zdrojích se roztáčejí lopatky větrných elektráren také v Severním a Baltském moři. Na německé pevnině už pro další větrníky nezbývá moc místa a v budoucnu jejich počet příliš nestoupne. Výkon instalovaný na pevné zemi se proto ze současných zhruba 26 tisíc megawattů (asi 13 temelínských elektráren) může zvýšit už jen zhruba o čtvrtinu.

Díky expanzi na moře, která právě začíná, má ale do roku 2020 stoupnout na dvojnásobek (větrné parky vyrůstají ve vzdálenosti větší než 20 kilometrů od pobřeží, aby jejich siluety neodpuzovaly turisty a nenarušovaly přírodní chráněná území). Právě vítr je dnes nejperspektivnější z obnovitelných zdrojů: výpočty ukazují, že by v roce 2050 mohl zajistit více než polovinu německé spotřeby elektřiny (slunce asi pětinu). Nestálá povaha větrné energie však může způsobit v evropských rozvodných sítích skutečný průvan.

Když se na severním pobřeží Německa zvedne vítr, valí se rozvodnou sítí příval elektřiny, pro kterou v tu chvíli nemusí existovat žádné využití. Síť ale, jak známo, nedokáže energii skladovat. A naopak, v energetické špičce může jako naschvál zavládnout bezvětří. V obou případech hrozí blackout, kolaps sítě. V podobném, i když menším měřítku se problém týká i fotovoltaiky. V zemědělské krajině na jihu země, kde je hodně slunce, ale málo lidí a elektrických drátů, rostou jako houby po dešti solární elektrárny. Za slunečného dne tu může nabídka dramaticky převýšit poptávku a proud nemá kam „odtéci“.

Energetika založená na obnovitelných zdrojích bude tedy potřebovat dokonalejší rozvodné sítě, které jednak zajistí skladování elektřiny, jednak budou umět přebytečný proud rychle distribuovat do míst, kde je ho třeba. Plány, jak je vybudovat, jsou zatím dost mlhavé. Prozatím je jasné jen to, že důležitými tepnami energetického řečiště budoucnosti musejí být nová vedení vysokého napětí táhnoucí se severojižním směrem. Přívaly elektřiny z větrných parků na severu přenesou do velkých center ve vnitrozemí.

Vybudování těchto tepen je jen první krok, už ten však bude obtížný. Mít „dráty nad hlavou“ dnes nikdo nechce a plány na nové rozvody narážejí na odpor místních obyvatel. Uvažuje se proto o tom, že by se část vedení zakopala pod zem. Přenos energie na vzdálenosti přesahující 500 kilometrů by dokonce mohl vyžadovat radikální změnu technologie: zatímco většina současných rozvodů vysokého napětí pracuje se střídavým proudem, novou sítí by mohl téct proud stejnosměrný o napětí až 800 tisíc voltů, jejž lze přepravovat s menšími ztrátami. Pod zemí by putoval kabely uzavřenými v betonových pouzdrech.

Ani nové severojižní tepny táhnoucí se Německem však nebudou k eliminaci přívalů „větrné“ elektřiny stačit. Němci proto hledí přes moře směrem do Norska a Švédska. Z těchto zemí by se totiž mohly stát „baterie“ pro celý kontinent. Existence ohromného množství přehrad s hydroelektrárnami by na severu umožnila vybudovat přečerpávací nádrže, které by dokázaly přebytečnou energii uskladnit. Když by byl elektřiny nadbytek, čerpadla by hnala vodu do vyšších poloh, odkud by pak ve špičce proudila přes turbíny zpět a vyráběla proud.

Jak se ale přebudování energetické sítě projeví na struktuře pracovního trhu? Zajistí nový sektor obnovitelných zdrojů energie tolik pracovních míst, kolik jich zanikne v klasických elektrárnách, zavřených uhelných dolech a podobně?

Čas robotů

Saská Kamenice, bývalý Karl-Marx-Stadt, působí po setmění jako město duchů choulící se pod přísným pohledem gigantické bronzové hlavy Karla Marxe. Od znovusjednocení země odtud odešla pětina obyvatel a v roce 2006 ho analytici BBC označili za město s nejnižší porodností na světě. Příčiny byly stejné jako v jiných oblastech bývalého východního Německa: nezaměstnanost, odchod mladých lidí na západ země a stárnutí obyvatelstva.

V továrně firmy Deutsche Solar AG v nedalekém Freibergu lze však spatřit úplně jiný obrázek: robot připomínající podivný hmyz natahuje mechanickou paži se třemi přísavkami a zvedá fotovoltaický panel o ploše kuchyňského stolu, který k němu posunul jiný automat. Vzápětí udělá čelem vzad, zakloní se, na okamžik zaváhá, jako by zkušeným okem měřil vzdálenost, pak se natáhne a opatrně vloží panel do komory, kde bude zkušebně ozářen umělým sluncem. Rozlehlý prostor, v němž se vše odehrává, je vyplněn sykotem, houkáním a zvuky připomínajícími řev ještěrů z Jurského parku.

V hale velké zhruba jako fotbalové hřiště pracuje směna 19 lidí, zato robotů je zde víc než čtyřnásobek. Ve dne v noci, sedm dní v týdnu vyprodukuje továrna každých 45 vteřin jeden solární panel. Podobné haly má přitom firma ještě dvě a není v oblasti jediná. Zdejším regionem, tedy spolkovými zeměmi Sasko, Durynsko a Sasko-Anhaltsko, se táhne průmyslová zóna Solarvalley Mitteldeutschland (Sluneční údolí střední Německo), pojmenovaná po kalifornském Silicon Valley. Působí v ní celkem tři desítky firem, devět výzkumných ústavů a čtyři univerzity. Zdejší solární průmysl představuje 60–70 procent německé fotovoltaiky a zaměstnává více než 11 tisíc lidí. Prognózy hovoří o tom, že jich brzy bude potřeba čtyřikrát tolik.

Kontrast vylidněného postkomunistického města a supermoderní haly plné strojů ukazuje, jaký vliv může mít rozvoj obnovitelných zdrojů na ekonomiku. Nezaměstnanost v Sasku v posledních letech výrazně klesla, k čemuž fotovoltaika přispěla – vstřebala například podstatnou část kvalifikovaných pracovníků nedávno zkrachovalé továrny na počítačové čipy společnosti Qimonda v Drážďanech – stále je tu však bez práce každý desátý člověk. Přesto firmy podnikající ve Slunečním údolí nemohou sehnat lidi s potřebnou kvalifikací. Rozhlédneme-li se po zmíněné výrobní hale, snadno pochopíme proč. Tady nejsou potřeba dělníci, ale hlavně programátoři, inženýři nebo opraváři sofistikovaných strojů. „Když mluvím se zástupci průmyslu, říkají, že potřebují přilákat vzdělané lidi ze zahraničí. Nejtěžší je sehnat mladé kvalifikované pracovníky a nahradit jimi ty, kteří odešli,“ vysvětluje profesor Hans Joachim Möller, ředitel Ústavu experimentální fyziky Technické univerzity ve Freibergu.

Podíváme-li se však na souhrnné statistiky pracovního trhu, je výhled do budoucnosti poměrně optimistický. Sektor obnovitelných zdrojů se v Německu velmi rychle rozvíjí. V roce 2004 zaměstnával 160 tisíc lidí, dnes je to více než 340 tisíc. Pro srovnání: v automobilovém průmyslu pracuje 800 tisíc osob (celkem je v Německu 40 milionů zaměstnanců). Profesorka Claudia Kemfertová, specialistka na energetický trh z Německého ústavu pro ekonomický výzkum, očekává, že do deseti let vytvoří alternativní energie rovný milion pracovních míst, což je stejný počet, jaký dnes generuje strojírenství.

Podle Hanse Möllera případný úspěch zelené energetiky závisí ještě na jedné důležité podmínce: na tom, jak se zemi podaří uspět v asijské, především čínské, konkurenci, jejíž kvalita stále roste. Mají-li německé firmy obstát, musejí snížit výrobní náklady o desítky procent. „To nebude jednoduché. Některé společnosti to nezvládnou a zkrachují,“ předpovídá profesor.

Je to závod s časem. Cena německých fotovoltaických panelů rychle klesá díky špičkovému výzkumu, expanzi výroby (její zdvojnásobení přineslo nedávno finanční úsporu o 20 procent) a zvyšování kapacity solárních článků. Během uplynulých tří let se cena fotovoltaických panelů snížila o polovinu a trend pokračuje.

Vhodná chvíle

Přechod k fotovoltaice lze s jistým zjednodušením chápat jako cestu od Edisona k Einsteinovi. Prvně jmenovaný uvedl na Manhattanu do provozu první komerční uhelnou elektrárnu, vybavenou turbínou a generátorem, jejichž princip se s obměnami používá dodnes, v roce 1882. Již o rok později však jeho krajan, americký vynálezce Charles Fritts, vytvořil první solární článek. Fotoelektrický jev, schopnost světla uvolňovat elektrony z atomů, která je základem těchto zařízení, pak v roce 1905 vysvětlil Albert Einstein, za což později dostal Nobelovu cenu.

Technologii, která k výrobě elektřiny nepotřebuje žádné turbíny, se dlouho nedařilo. V praxi byly solární články poprvé využity až v 60. letech minulého století na palubách kosmických družic, s výrobu elektřiny pro běžné užití se začalo experimentovat o dekádu později. Kvůli vysoké ceně se však nová technologie příliš nerozšířila. A bez vládní podpory by to zatím nešlo ani dnes.

Tomu, kdo uvedl v Německu začátkem loňského roku do provozu malou sluneční elektrárnu na střeše domu, se stát zaručil, že bude moci prodávat proud následujících 20 let za cenu téměř 40 centů za kilowatthodinu, což je zhruba o polovinu více než tržní cena elektřiny pro domácnosti (pro elektrárnu vybudovanou na zemědělské půdě činila táž podpora 28 centů, ale v průběhu roku 2010 byla pro nové projekty zrušena).

Systém garantovaných cen platí odběratelé elektřiny ve svých účtech za proud. V posledních deseti letech jím proteklo až 80 miliard eur, které zaplatily hlavně domácnosti (průmyslové podniky, jež ke svému provozu potřebují hodně elektřiny, se těší určitým úlevám, stejně jako železnice). I když převážná většina německé veřejnosti s rozvojem alternativních zdrojů souhlasí, rostoucí ceny proudu vyvolávají potíže. Němci dnes platí skoro nejvíc v Evropě – po Dánsku, Itálii a Nizozemsku, přičemž od roku 2000, kdy byl zákon přijat, vzrostly ceny pro domácnosti zhruba o čtvrtinu. Nemohou za to jen obnovitelné zdroje, které se ve skutečnosti podílejí na účtech za elektřinu jen asi pěti procenty, ale veřejnost tuto jemnost příliš nevnímá. Její tlak je silný a vláda podporu fotovoltaiky omezuje, například výkupní ceny proudu z malých slunečních elektráren loni snížila zhruba o 15 procent.

Brzy už však tyto spory nemusejí nikoho zajímat. V Německu se dnes totiž mluví o tom, že do tří, maximálně pěti let by se sluneční elektřina měla stát stejně levnou či levnější, než je proud z elektrické sítě pro domácnosti. Až tato situace, které se v angličtině říká grid parity (parita s elektrickou sítí), nastane, vláda rozhodne, zda systém garantovaných výkupních cen úplně zruší nebo alespoň omezí. „Kdo chce vydělávat na garantovaných výkupních cenách, měl by si pospíšit a rychle si dát pár slunečních panelů na střechu. Teď je vhodná chvíle,“ radí profesor Möller.

Je tedy možné, že často kritizovaný systém podpory nakonec sehraje dvojí pozitivní roli: jeho zavedení pomohlo nastartovat boom alternativní energie, rozumné omezování subvencí pak donutí firmy rychleji zlevňovat své výrobky, což jim pomůže lépe se vyrovnat s asijskou konkurencí.

A ve hře je samozřejmě i technologická vize. Vědci na Univerzitě Friedricha Schillera v Jeně se usilovně snaží o to, aby výrobní program většiny firem ze Slunečního údolí co nejdříve zastaral. Zatímco dnes letí „modré“ křemíkové solární články, fyzici z Jeny se vydali jinou cestou: zdokonalují levnější, ale zatím méně účinný systém tzv. tenkých filmů, jimž nyní patří asi pětina trhu. Jejich základ tvoří polovodiče o tloušťce pouhého zlomku lidského vlasu. Jsou díky tomu ohebné, a některé se dokonce zákazníkům dodávají v podobě fólie smotané v rolích, kterou lze snadno instalovat na střechy či fasády budov. Časem by dokonce mohla nahradit střešní krytinu.

Býložravci a dravci

Během čekání na solární střechu bude ovšem Německo nuceno řešit jedno obtížné dilema. Představa, že elektrárny vyrábějící proud z obnovitelných zdrojů mohou fungovat jako doplněk těch klasických, je totiž mylná. Od určitého okamžiku je nutné mezi oběma variantami nekompromisně zvolit.

Klasickou elektrickou síť si lze představit jako stádo mastodontů, kteří trpělivě, hodinu za hodinou, den za dnem přežvykují uhlí či uran a vyrábějí proud. Protože však poptávka po elektřině kolísá, doprovázejí stádo hbitější gazely, které sice také zpravidla konzumují fosilní paliva, pasou se však podle toho, jak vysoká je zrovna poptávka. Malí hlodavci se pak zapojují jen občas a dále pomáhají vyrovnávat výkyvy.

S příchodem dravců v podobě větrných i slunečních elektráren a také s tím, jak se výroba elektřiny rozšíří do domácností, se však toto společenství rozpadne. Budou-li se obnovitelné zdroje v Německu rozvíjet podle současných plánů, už v roce 2020 síť zatíží tak masivní kolísání, že se éra „mastodontů“ začne uzavírat. Klasickou velkou uhelnou či jadernou elektrárnu nelze jednoduše náhle vypnout ani prudce změnit její výkon.

Mastodonty proto musejí postupně nahrazovat jednak elektrárny schopné pružné reakce a jednak inteligentní elektrické sítě, v nichž může kolísání vyrovnávat řada různých opatření: třeba vypínání a zapínání spotřebičů i domácích zdrojů energie na dálku nebo proměnlivá cena proudu pro domácnosti, díky níž bude mít maloodběratel sám zájem na tom, aby spotřebovával elektřinu v době, kdy je jí dostatek, a je tudíž levná. Takové sítě už zkušebně vznikají, třeba v americkém Denveru. Pomoci mohou i nové způsoby skladování přebytečné energie, například v bateriích elektromobilů nebo ve formě stlačeného vzduchu v podzemních zásobnících, který potom v případě potřeby pohání větrnou turbínu.

To všechno nutně povede k deregulaci výroby a distribuce energie, tedy k omezení moci velkých energetických kolosů. Právě od těch se přitom očekává, že zaplatí část obrovských investic do přestavby energetiky (další peníze má přinést obchod s emisními povolenkami). Přijít o část vlivu a ještě za to platit, to pro šéfy energetických kolosů pochopitelně není zrovna strhující vyhlídka: „Energetičtí bossové, jako je například šéf společnosti RWE Jürgen Grossmann, stále opakují, že obnovitelným zdrojům patří budoucnost. V zákulisí však pracují na tom, aby zůstal zachován status quo, a napadají snahu vlády prosazovat zelenou energii,“ napsal loni časopis Der Spiegel.

Lze tedy německý plán vůbec uskutečnit? Z výsledků scénářů, které pro vládu sestavili akademici sdružení v Německé radě pro životní prostředí, vyplývá, že to možné je. V konečném součtu totiž „energetická revoluce“ nemusí přinést výrazné zdražení elektřiny, a už vůbec ne čtyřnásobné zvýšení výrobních cen, jehož se obávají energetické firmy. I kdyby Německo obnovitelné zdroje tvrdohlavě prosazovalo samo, v roce 2050 by podle prognóz výrobní ceny elektřiny (včetně investic do budování sítí nebo zateplování domů) nevystoupaly ani na dvojnásobek těch dnešních. Naproti tomu už pouhé sladění strategie a propojení rozvodných sítí s Norskem a Dánskem by vedlo k tomu, že by výrobní ceny v polovině století stouply oproti těm současným jen zcela nepatrně.

Je to sice jen teorie, ale německou perspektivu zlepšuje fakt, že budoucnost je čím dál častěji kreslena jako svět, v němž se tvrdě soupeří o zdroje (tak jak to naznačuje například nedávná prognóza Bundeswehru). Němci – a s nimi i všichni ostatní – dnes mohou spoléhat na to, že v této situaci se jejich experiment zatím jeví jako jedna z mála schůdných cest.

Opatrná česká cesta

Energetická koncepce je v tuzemsku k „zelené“ energii podstatně méně vstřícná než ta německá. V polovině století chce Česko získávat z obnovitelných zdrojů 15 procent energie, naopak celou čtvrtinu domácí výroby energie má zajistit jádro (dnes zajišťuje 15 procent).O zbytek českého energetického mixu se v roce 2050 zhruba rovným dílem podělí plyn, ropa a uhlí. Výpočty vládní komise, která před časem pod vedením tehdejšího šéfa Akademie věd ČR Václava Pačese zkoumala perspektivy české energetiky, přitom ukazují, že potenciál alternativní energie je daleko vyšší – z obnovitelných zdrojů lze v Česku získat 69 procent elektřiny a 44 procent tepla. Slibovanou „jadernou renesanci“ může být přitom těžké zajistit. Roku 2040 končí životnost Dukovan a stavba plánovaných nových dvou bloků Temelínase může ukázat jako nepřijatelně drahá. Pokud se Česko nerozhodne výrazněji podpořit obnovitelné zdroje a také úspory, budeme svědky obrovského tlaku na prolomení limitů pro těžbu uhlí. Tím spíš, že například nástup fotovoltaiky v tuzemsku komplikují značně rozkolísaná pravidla. Zatímco začátkem roku 2010 byla u nás podpora velkých slunečníchelektráren budovaných „na zelené louce“ o dvě třetiny vyšší než v Německu, letos od března subvence s výjimkou malých zdrojů na budovách končí. Česko tak na rozdíl od Spolkové republiky úplně přestává podporovat sluneční elektrárny budované třeba v průmyslovýchzónách či podél dopravních cest, tedy mimo zemědělskou půdu.