Britské listy plně závisejí na finančních příspěvcích čtenářů. Prosíme, přispějte. ➥

Vyplatí se vůbec fotovoltaika?

27. 12. 2024 / Jan Molič

čas čtení 22 minut

Onehdá jsem oral záhon elektrickým rotavátorem. (To je takový super stroj, který s vámi cloumá, div že ho nepustíte z rukou a za pět minut máte záhon obrácený vzhůru nohama. Rýčem byste totéž dělali hodinu.) Ale proč to píšu. Ten rotavátor má příkon 2000 W stejně jako 2000 W má příkon elektrická konvice. Vidíte tu souvislost? V hrnku horké vody se ukrývá naprosto stejné množství energie, které obrátí vzhůru nohama záhon! (tím nenabádám “Brusel” k zákazu vaření čaje). Pak existují další souvislosti, které si člověk běžně neuvědomuje.

Budu psát o fotovoltaice, kterou jsem dal na střechu – a teprve potom si začal ty souvislosti uvědomovat, totiž, až když jsem začal počítat.

Předesílám, že nemám absolutně nic proti ochraně přírody, šetření energiemi ani nízkouhlíkové ekonomice. Soláry jsem dal na střechu hlavně z důvodu, že také chci přispět k šetrnosti. A samozřejmě šlo o zvědavost. (Nevím jestli se mám rovnou přiznat – no přiznám se, jsem kutil. Co zní hůř, “kutil” nebo “šotouš”? No jsem prostě kutil.)

Soláry v zimě

Než popíšu chování fotovoltaiky v létě, musím zdůraznit, jak se panely chovají v zimě. Zima je z hlediska výkonu naprosto mizerné období. Jsou to bohužel tři měsíce šera, které lidé netráví draním peří při svíčkách, ale v práci a spotřebovávají přitom energie stejně, jakoby se nechumelilo. Taky že už se nechumelí.

Je-li polojasno, osm panelů na střeše dává v poledne okolo 400 W. Řeknete si, že to je skvělé! Jenže o hodinu později (nebo o hodinu dříve) jen polovinu. Proč? Protože Slunce v zimě nesvítí na obloze kolmo dolů, nýbrž opisuje půlkruh nad obzorem. Vypadá jako by pořád zapadalo (a vypadá tak pouze tehdy, když ho zrovna vidíte, což se převážně nestává). Panely však potřebují nejlépe kolmé osvícení.

Aktuální výkon (W) není tolik zajímavý jako celková energie za den (Wh), čili kolik to “hodí”: někdy půl kilowatthodiny denně, někdy jednu kilowatthodinu. Přepočteno na peníze, jde o pět až deset korun denně. Tisícovku za zimu. No proč ne?

Protože ne: životnost celého systému je okolo 25 let a panely mě stály 8x3000 korun plus 30 tisíc korun střídač a lithiová baterie. Jelikož jde o chatu, která není v katastru, nemám nárok na dotaci Zelená úsporám. Bez dotace jsem zaplatil padesát tisíc korun a ještě jsem to na střechu namontoval sám, abych ušetřil. Návratnost provozu panelů v zimě je tedy 55 let při životnosti celého systému 25 let.

(Není něco špatně?)

Špatně je hodně věcí, nicméně mě teď díky investici hřeje u srdce, že se můžu až půl hodiny denně, a to plně soběstačně, ohřát u teplometu. Nebo půl hodiny denně orat záhon rotavátorem, kdyby mi to snad nestačilo.

Ještě jedno porovnání: Jelikož spotřebu elektřiny netvoří pouze domácnosti, je nutno výkon solárních panelů porovnat například se spotřebou elektrického vlaku. Vlak při jízdě sežere okolo dvaceti tisíc kilowatthodin za pět minut jízdy. Pokud přepočítám výkon osmi panelů, tak v zimě by bylo potřeba okolo 2400 solárů jen na hodinu jízdy jednoho vlaku. Jsou to hrubá čísla, ale i kdybych měl data z velkých solárních instalací, asi bych nebyl řádově vedle. Vezmeme-li v úvahu, kolik vlaků denně projezdí ČR, máme vůbec plochu na takové množství solárů?

Situace s elektromobily není jiná. Abyste v zimě pět minut jeli, potřebovali byste mít na střeše deset panelů. Pro jízdu z Prahy do Brna a zpět mi to vychází tak, že byste k nim museli přimontovat dalších 500. Nebo je alternativa v zimě nikam nejezdit - člověk se třeba může doma zahřívat tím teplometem.

A konečně máme velké provozy jako pekárny, ocelárny a datacentra. Má-li ocelárna příkon 300 MW, potřebovali bychom 76 923 077 panelů. Každý občan, včetně novorozenců, by na střeše musel mít 80 panelů. (Naštěstí už žádné velké ocelárny nemáme, takže problém byl vyřešen. Teď zbývá dořešit ty pekárny.)

Čili záviset pouze na fotovoltaice a předpokládat, že budeme soběstační v zimě, je čirá fantasmagorie. Problém se zimním výkonem by nevyřešilo, ani kdyby střechy všech paneláků pokryly soláry a na balkonech byly taky, a třeba ještě na všech domech po babičce.

Soláry v létě

Naprosto odlišná situace nastává v létě. Soláry vyrábějí tolik energie, že nevíte co s ní. Uvaříte celý bojler a pak se můžete pokusit přebytky prodat ČEZu. Jenže v tutéž dobu svítí slunce taky v Německu, kde nainstalovali tolik fotovoltaiky, že cena na spotovém trhu klesá až pod nulu, pročež výrobci musejí za odběr do sítě platit!

Proč to tedy dělají? Vždyť to ekonomicky nedává smysl? Dává, dotace. (K nim se ještě vrátím.)

Kvůli nízkým spotovým cenám se ukazuje, že v Evropě bez dotací už těžko najdete investora, který by postavil další velký solární park. Haléřové ceny bývají už i na jaře, takže návratnost investice stále klesá, vizhttps://oenergetice.cz/elektrina/evropa-zacina-byt-saturovana-solarnimi-parky-navratnost-novych-projektu-je-nejista.

Vtom někoho napadne: tak tu přebytečnou energii ze solárů ukládejme v létě na zimu! Bravo! Představte si to ale v souvislostech:

Spotřeba elektřiny v zimních měsících může v ČR dosáhnout až 7,5 TWh za měsíc. Jedna lithiová baterie o kapacitě 2,4 kWh, kterou používám ke svým solárům, váží 18 kilogramů. Je to krabice cca půl metru na půl metru. Pro uložení energie na pouhý jeden zimní měsíc by bylo potřeba 93 milionů takových krabic! Podotýkám, že jedna stojí skoro dvacet tisíc korun a má životnost patnáct let.

Recyklace bude snad možná, ale už od pohledu se mi nezdá, že recyklovat 93 milionů baterií by bylo environmentálně šetrné. Navíc z lithiových baterií nelze ždímat maximum, tím je ničíte, doporučuje se vybíjet je do 20%. Olověné akumulátory jsou na tom ještě hůř, z nich můžete vyždímat pouhých 50%, aniž byste je ničili.

Vtom někdo dostane další brilantní ideu: tak energii uložme do vodíku. Hurá, vodík!

No, nechci kazit radost, ale kam s ním? To už se ptal Neruda a popravdě je to jako s tím jeho gaučem. Napadá mne jediné místo, kam by šlo tak obrovské množství vodíku nacpat: do zásobníků zemního plynu. To jsou staré doly nebo porézní horniny, jejichž jílové nadloží je nepropustné. Do zásobníků u Dolních Dunajovic, Uhřic nebo Třanovic můžeme souhrnně napumpovat až 38 TWh zemního plynu (https://www.zasobyplynu.cz/).

Zemní plyn má energetickou hustotu asi 39 MJ/m³, vodík pouze 10,8 MJ/m³ při stejném tlaku a teplotě. Přepočítal jsem to a vyšlo mi, že by se do těch zásobníků vešlo okolo 10 TWh vodíku. Zhruba na jeden měsíc elektřiny v zimě, kdybych zohlednil ztráty při konverzi vodíku na elektřinu. Problém je však jeden: už tam je ten zemní plyn.

Snad by šlo nalézt další lokality pro nové zásobníky, ale tolik vhodných lokalit asi nemáme. Podotýkám, že tady se nejedná o nějaké cisterny se stlačeným plynem; ty existují, ale vejde se do nich řádově méně, takže slouží jen jako krátkodobá záloha.

Možná by šlo postupně nahradit zemní plyn vodíkem. Takové projekty existují a ukázalo se, že směšovat vodík se zemním plynem (hydrogen blending) a pouštět ho do stávající plynové soustavy by bylo možné, ovšem maximálně 20% vodíku ve směsi.

(Pokud si pamatujete hodiny chemie s ukázkou třaskavosti vodíku, lze také očekávat podobné vedlejší efekty s celými domy. Vodík nebude legrace a rozhodně se ho nedočkáme v domácnostech ani za třicet let. Vařit na vodíku na sporáku opravdu nepůjde.)

Jakž takž jsme vodíkem pokryli prosinec, ale co leden a únor? (A co ten zemní plyn?)

Takže?

Dotace

Spousta fotovoltaiky byla postavena díky dotacím. Nebyl jsem tehdy proti když to začalo, neboť jinak by se obnovitelné zdroje asi ani nedaly “nakopnout” a dál bychom pálili uhlí. Bohužel nejen u nás jsou výsledkem těchto dotací solární baroni, kteří si nyní nenechají na svůj dotační byznys sáhnout. Takže dál dotujeme i pálíme uhlí a točíme se v kruhu.

V Německu provozovatelé solárních parků dostávají dotace, a proto se jim vyplatí vyrábět elektřinu i v době, kdy je spotová cena záporná. Musí sice tamějšímu “ČEZu” za odběr platit, jenže platí méně než kolik dostávají na dotacích na výrobu – a tak jsou pořád v zisku.

Namísto toho, aby se v době přebytku solární elektrárny vypínaly, jedou dál a vyrobená energie se maří. Existují za tím účelem dokonce mařiče energie. (Můžete si ho koupit domů a nabízet maření jako službu a ještě za to možná něco dostat, viz https://www.eskogenerator.cz/p/maric-energie-plm1000-pro-podpurne-sluzby-1000kw ).

Problém je, že takto zmařená energie podle mě pořád představuje nějakou hodnotu, která byla zmařena. Nejde o elektřinu, nýbrž právě o ty dotace, které jsou fakticky mařeny. Jsou mařeny vaše peníze vybrané z daní. Čili v létě se dotují solární baroni a topí se pánubohu do oken. Ať žije klima.

Řekl bych, že jedině díky trhu pokřivenému dotacemi se vám vyplatí mít vlastní fotovoltaiku. Běžný občan neplatí spotové záporné ceny, ale platí po celý rok stejně – a o to jde. Platí mnohem víc než reálně stojí kilowatthodina. Platí osm korun jak v zimě tak v létě, ačkoli kilowatthodina v létě nestojí ani halíř. Chápete tu pokřivenou dotační matematiku? Abyste neprodělali, musíte si nainstalovat fotovoltaiku a uměle zvýšenou cenu si zase snížit.

Celý dotační byznys funguje takhle: majorita odběratelů zaplatí zvýšenou cenu elektřiny (prodělá nejvíc). Několik procent lidí si pořídí fotovoltaiku a uměle zvýšenou cenu elektřiny si sníží, navíc dosáhnou na dotaci Zelená úsporám (prodělají středně). Největší dotace dostanou ve finále solární baroni (kteří jako jediní vydělají).

Pak se nedivte, že v Bulharsku, kde to s fotovoltaikou tolik nepřehnali a před lety dokonce vyhnali ČEZ, mají nejnižší ceny elektřiny v EU. Zato my v ČR s pocitem šetrnosti k přírodě platíme českou a německou energooligarchii.

Jediné, co snad hraje ve prospěch individuální fotovoltaiky, a to je můj další důvod, proč jsem si ji pořídil, je určitý pocit soběstačnosti. Je jako vlastnictví auta, které většinu času stojí na ulici. Z ekonomického hlediska se takové auto nevyplatí, ovšem pocit, že se můžete někam dostat kdykoli budete chtít, vám za to asi stojí. Nakonec, lidé dělají spoustu jiných věcí, které čistě z ekonomického pohledu nedávají smysl; jsou to všechny ty zábavy a kratochvíle, kupříkladu kouření.

A ještě jedna věc. Kdyby fotovoltaika nebyla dotovaná, cena kilowatthodiny nebyla uměle navýšená, tak by vaše balkonová elektrárna ani pár panelů na střeše nemohly obstát v konkurenci s velkými producenty. Sami nemáte spotřebu takovou, abyste stoprocentně využili produkci své fotovoltaiky.

Naproti tomu velké zdroje rozkládají produkci na mnoho odběratelů, čímž výkon naplno využijí. Je to zase podobné jako s tím autem. Když ho nastartujete jen občas, bude prodělávat, kdežto pokud s ním budete jezdit denně jako řidič taxíku nebo ho budete půjčovat ostatním, nejen že se zaplatí, ale vydělá vám i na mzdu.

Elektrická síť

Fotovoltaika a větrníky představují velkou výzvu z hlediska stability sítě. Způsobují totiž skokové výkyvy produkce podle toho, jestli zrovna přišel mrak nebo víc/míň zafoukalo. Produkce se navíc nedá snadno plánovat, někdy předpověď počasí vyjde, jindy je počasí aprílové. Proč je to takový problém?

Protože elektrická síť nefunguje způsobem, že by do ní šlo elektřinu nalít (jako vodu) a po nějaké době z ní elektřinu vylít. Vše se odehrává v jediném okamžiku. Celková výroba se musí každou sekundu rovnat celkové spotřebě. Proč?

Pokusím se zjednodušeně vysvětlit princip výroby elektřiny v síti. Klasický generátor (mechanický, točivý) se do sítě připojuje tak, že se s ní nejdřív zfázuje. Jeho “sinusovka” musí pulzovat stejně rychle a shodně jako ta v síti. Generátor se roztočí na frekvenci sítě (50 Hz) a v okamžiku, kdy se jeho sinusovka překryje se sinusovkou v síti, se připojí. Od té chvíle začne síť udržovat rychlost generátoru. Vynucuje si ji. Kdybychom s ním dál netočili, točil by se podle frekvence sítě.

Když budeme ale generátor popohánět, bude se jakoby snažit frekvenci sítě zvednout, což nepůjde. Síť bude klást odpor, a tudíž vnikne napětí – to je výroba elektřiny.

Naopak kdybychom generátor zpomalovali, snažil by se snižovat frekvenci sítě. Opět by to nešlo, vznikalo by obrácené napětí. Stroj by se sice točil pořád stejně rychle jako frekvence sítě, jenže elektřinu by z ní spotřebovával. Tomu se říká motor.

Mechanický generátor i motor je tentýž, takzvaný synchronní stroj, který dokáže pracovat buď v generátorickém nebo motorickém režimu. Záleží jestli ho roztáčíte nebo zpomalujete, buď energii do sítě tlačí nebo z ní bere.

A teď ten problém.

Aby se udržela konstantní frekvence sítě 50 Hz, musí výroba i spotřeba být neustále v rovnováze. Kdyby spotřeba byla menší než výroba, generátorům by nic nebránilo roztáčet se rychleji a frekvence sítě by rostla. Naopak kdyby spotřeba byla vyšší než výroba, docházelo by ke zpomalování generátorů.

Síť se proto musí neustále regulovat. Regulace se provádí pomocí plynových a uhelných elektráren, kterým je možné v průběhu několika minut změnit výkon. Existují další možnosti regulace, kupříkladu pumpovat vodu na kopec a následně ji pouštět dolů, jak to dělají přečerpávací elektrárny.

Bohužel solární a větrné elektrárny mění produkci až tak nárazově, že ani toto nestačí. Proto se stavějí velká bateriová úložiště. Nikoli proto, abychom do baterií ukládali energii na zimu, ale pouze za účelem rychlejší reakce na výkyvy OZE. Nebo se přebytky maří. Také pomáhají dieselgenerátory, například v několika pražských datacentrech mají záložní agregáty, které navíc slouží jako doplněk při nedostatku elektřiny v síti. Jinak řečeno, v Praze pálíme naftu tehdy, když v Německu náhle nesvítí nebo nefouká.

Jaká asi bude celková bilance zavádění OZE, když veškeré náklady sečteme dohromady? V podstatě bude nutno překopat celou infrastrukturu, elektrickou i plynovou! Opravdu si myslíte, že to bude za pár korun? Mnohým lidem zároveň nečiní problém jednoduše poukazovat na předraženost jaderných elektráren, které, ano, jsou drahé, jenže se může ukázat, že v porovnání s tou kompletně překopanou infrastrukturou jsou drahé úplně stejně.

Zákon zachování peněz

Stejně jako ve fyzice, také v ekonomii platí obdoba zákona zachování energie. Jde o “zákon zachování peněz”, má dáti - dal = 0.

(Jistou výjimku představují banky, které mohou peníze tisknout nebo půjčovat více, než mají. Ovšem také pro ně ten zákon platí, pouze ono “dal” se odkládá na roky příští.)

Vzhledem k tomu zákonu, odkud si myslíte, že se berou peníze na dotace pro OZE? Z daní a uměle zvýšené ceny kilowatthodiny. A odkud se berou daně a poplatky za uměle zvýšenou cenu elektřiny? Od lidí. A kde ti lidé pracují? Nejspíš ve špinavém a nezeleném průmyslu.

Můžeme sice tvrdit, jak jsme s fotovoltaikou zelení, ale je to falešné stejně jako tvrdit, že elektromobily jsou bezemisní. Ne, nejsou, jde jen o to, že emise vypouštějí jinde, a možná ve větším množství. My jsme taky zelení jen proto, že zbytek řetězce nevidíme.

(A vůbec nejlepší je podle mě politika, kdy “zelené a šetrné státy” outsourcují špinavou výrobu do jiných států. Jejich spotřeba je třeba ještě násobně větší než těch jiných států. Má-li člověk vztah k přírodě, opravdové šetrnosti a disponuje trochu ekonomickým uvažování, je mu z toho až ouzko. Tohle má být ta ochrana přírody? Ne, to je předstírání, to je totální hnusná faleš.)

A tohle je taky realita německé Energiewende. Čeho jiného Němci dosáhli než výsledku, že nyní vypouštějí více emisí skleníkových plynů než předtím? Co to má za logiku? Zejména když klimatičtí vědci bijí na poplach, že je za pět dvanáct, že máme deset let na to, abychom prudce snížili emise jinak bude pozdě? A Němci je zvýší? (Chápu že to s přírodou mysleli dobře, ale dopadlo to jako komunismus, který byl v základu taky dobrá myšlenka.)

To jsou holt ty souvislosti, to je o tom, dohlédnout dál než k vlastnímu elektroměru.

A tak se jako ti Němci budeme kolektivně utvrzovat ve falši, že fotovoltaika se vyplatí, protože cena elektřiny je vysoká, protože jsme ji uměle zvýšili, aby z ní šlo dotovat fotovoltaiku, aby se vyplatila.

Děje se pouze tolik, že peníze z místa A se přesouvají do místa B, přičemž se ještě dost zakutálí do místa C.

Jakmile se někdo přiživuje, celková bilance nemůže být pro vás dobrá. Proto už taky vidím, že dotace zkřivily trh a hrají jen do karet energetickým oligarchům a nikdo s tím už nic neudělá, protože si to nejrůznějšími zákony pojistili. V principu jde pořád o stejnou písničku. Bohatí bohatnou na úkor chudých. Těm chudým se to dá vždycky prodat v líbivém obalu, nyní třeba v zeleném. Bláhově se domnívají, že se chovají ekologicky a šetří. Pchá!

Závěr

Fotovoltaika zimní problém neřeší, ale přináší další problémy, jejichž řešení může být nákladnější než kolik se ušetří. Má proto smysl stavět další solární parky? Dávat si to na střechy? Co s recyklací baterií? Panelů? Je celková bilance pro přírodu lepší?

Slýchám zelené aktivisty tvrdit, kterak postačí nainstalovat dalších x desítek panelů a větrníků a postavit stovky bioplynek. Ne, přátelé, ty panely nás v zimě opravdu nezachrání. Jak jsem psal výše, nezměnilo by se nic, ani kdybychom pokryli všechny paneláky.

A větrníky? Když lidé v referendech odmítají pouhé tři kusy? Nebo bioplynky? Tak si zkuste vypěstovat množství biomasy pro výrobu byť 1 TWh elektřiny. Nebo někam uložit ten vodík.

Fotovoltaika má smysl u ostrovních instalací, kde není k dispozici síť. Má smysl jako část energetického mixu. Ale není možné na ní postavit úplně všechno, a to ani v kombinaci s větrníky, biomasou a bioplynem.

Z hlediska snížení emisí potřebujeme něco jiného: Najít způsob, jak pokrýt zimní období, aniž bychom museli pálit naftu, uhlí nebo plyn. Bavíme se o 7,5 terawatthodinách za měsíc. Ani kdybychom spálili všechny lesy na biomasu, nedáme to. A co se týká biomasy, nechtěl bych vidět plantáže monokultur s chemizací okolo. Potřebujeme vymyslet zdroje, které půjde nastartovat jenom na zimu. Jediný téměř bezemisní zdroj je zatím jádro.

Němci už také zjistili, že zimní měsíce nebude jednoduché pokrýt, proto v době Dunkelflaute dovážejí elektřinu - z jádra - vyrobenou v ČR a ve Francii.

Příroda ostatně v zimě řeší naprosto tentýž problém. Našla také jediné udržitelné řešení: na zimu se prostě vypne. Kdyby existoval udržitelný zdroj energie, stromy by neopadávaly a zvířata by se neukládala k zimnímu spánku. Dovolím si proto tvrdit, že žádný udržitelný zdroj nebude nalezen. Udržitelné je jedině to, co má stejnou bilanci vklad-výběr z hlediska celého roku.

Nikoho tím nenabádám, aby na zimu uléhal k zimnímu spánku nebo aby si na střechu či balkon nedal pár panelů. Je to skvělá zábava, sledovat, kolik právě vyrábějí a kolik jste s nimi “ušetřili” (je to ještě lepší než sledovat průběh kopírování souborů). Minimálně si taky zvýšíte šanci že vyhoříte a budete mít o další zábavu postaráno. Nebo v době, kdy bude v Evropě kvůli Němcům blackout, aspoň si nabijete mobil (kterým se ovšem nikam nedovoláte, protože mobilní síť se rozpadne po osmi hodinách bez proudu).

Nezbývá než popřát, příjemné dotace! A sladké sny o udržitelnosti!

" " £

Pozn JČ: Jediným řešením je zaplnit solárními panely Saharu a vybudovat příslušné sítě do Evropy.

Jsem zvědav, jestli se na to lidi zmůžou.