Dopad německého odstoupení od jaderné energetiky

6. 6. 2011 / Vladimír Wagner

Upozornění k mé profesi a odbornosti (disclaimer)

Redakce Britských listů považuje za nutné u mých článků uvádět moji odbornost, profesi a další zdroje mého "potenciálního nedostatku objektivity" ZDE ZDE ZDE ZDE . Raději si však příslušný disclaimer napíši sám, než bych jej nechával na redakci. Jsem absolventem jaderné fyziky na MFF UK v Praze, což by mohlo naznačovat, že mám určitou větší míru znalostí fyziky a matematiky než běžná populace. Pracuji jako vědecký pracovník v Ústavu jaderné fyziky AVČR, což je veřejná výzkumná instituce zaměřená hlavně na základní výzkum. Nemá žádné spojení se společností ČEZ či jinou energetickou firmou. Nezaměňovat s Ústavem jaderného výzkumu a.s., který je také v Řeži, jak už se to stalo Karlu Dolejšímu. Přednáším studentům jaderných oborů na FJFI ČVUT v Praze. Začátkem května jsem se zúčastnil mimořádného jednání Energetického panelu EASAC (European Academies Science Advisory Council) svolaném na žádost německé Leopoldiny. Ta měla na požádání německé kancléřky Angely Merkelové vypracovat posouzení dopadů odstoupení od jádra a návrhy pro změny v krátkodobém a dlouhodobém zaměření vědeckého výzkumu v oblasti energetiky. Leopoldina pak požádala o zmíněné mimořádné zasedání pro získání evropského kontextu pro vypracování své zprávy. Zdůrazňuji, že následující text i další články, ve kterých se vyslovují nejen k energetice, jsou čistě mé soukromé názory a nemají nic společného s mými zaměstnavateli čí zmíněnými organizacemi. Prezentované úvahy nemusí odpovídat stanoviskům žádné z nich.

Historické pozadí německého rozhodnutí

I když první komerční energetický jaderný reaktor byl v Německu spuštěn v roce 1969, hlavní vlna výstavby přišla v sedmdesátých a osmdesátých letech. Relativně silná podpora jádra v té době byla důsledkem ropné krize a cenového šoku v této oblasti v roce 1974. Je však otázka do jaké míry i v té době byla její podpora silná i u německé veřejnosti. Ta byla a je silně protiválečná a řada zelených a protiválečných hnutí spojovala jadernou energetiku s jadernými zbraněmi. Od havárie reaktoru v Černobylu se tak plně projevily protijaderné nálady. Poslední německý jaderný reaktor byl dokončen v roce 1989. Útlum ve výstavbě nových reaktorů nastal v celé Evropě. Byl do značné míry vyvážen faktem, že životnost reaktorů se ukázala být mnohem větší, než se předpokládalo. Staré reaktory tak mohly fungovat o desetiletí déle a navíc se zlepšoval jejich výkon a efektivita využití.

V roce 1998 vznikla koalice SPD a Strany zelených, která se dohodla na postupném odstoupení od jaderné energetiky. Jednak zakázala výstavbu nových jaderných reaktorů a zároveň se pustila do hledání cesty, jak co nejdříve uzavřít ty existující. V roce 2001 byla podepsána dohoda mezi vládou a elektrárenskými společnostmi, která omezovala životnost reaktorů a v principu vedla k úplnému odstoupení od jádra okolo roku 2020. Ovšem přesný termín nebyl stanoven, protože dohoda byla stanovena na omezení celkovou životnosti, která se dala přenášet mezi reaktory. Dohoda měla poskytnout dostatek času na přechod od jaderných zdrojů, které vyráběly téměř čtvrtinu elektrické energie, k jiným. Původní představa hlavně Strany zelených byla, že půjde o obnovitelné zdroje. Postupně se však ukazovalo, že tato představa nebyla realistická. Ačkoliv celkový instalovaný výkon silně dotovaných větrných a slunečních elektráren rychle rostl, s jejich podílem na produkci elektřiny to bylo mnohem horší. I v roce 2008 se jednalo o pouhých sedm procent, přičemž na jádro připadalo stále přes 23 %. Stále jasnější bylo, že v případě splnění plánovaného rozvrhu odstoupení od jaderné energetiky nelze z technických a ekonomických důvodů splnit přijaté cíle ve snižování produkce oxidu uhličitého. A i když by se tyto cíle obětovaly, povede plánované uzavření jaderných elektráren k velmi velkému zvýšení závislosti na dovozu zemního plynu i ceny elektřiny. To byl důvod, proč v roce 2010 nová koalice v čele s kancléřkou Angelou Merkelovou projednala a schválila prodloužení životnosti reaktorů z původních 32 let na 60. Kromě toho, že by se roztáhla doba poskytnutá pro přechod k nejaderným zdrojům, získaly by se finanční prostředky na intenzivnímu dotování výstavby obnovitelných zdrojů. Mělo to být zajištěno pomocí několika druhů plateb, které vlastníci jaderných elektráren měli odvádět do fondu pro obnovitelné zdroje.

Tato dohoda však padla po událostech ve Fukušimě, kdy bylo jasné, že německá veřejnost není schopna pochopit a přijmout reálnou situaci v energetice a její protijaderné nálady jsou natolik silné, že politická strana, která nebude chtít co nejrychleji odstoupit od jádra, nemá ve volbách šanci. Vláda kancléřky Angely Merkelové se tak vrátila na cestu rychlého odchodu od jaderné energie.

Současný plán opuštění jaderné energie

Ihned po událostech ve Fukušimě I bylo odstaveno sedm nejstarších reaktorů a kancléřka Angela Merkelová vyhlásila rychlé odstoupení od jádra a přechod k obnovitelným zdrojům. Na základě doporučení tzv. Etické komise pak vláda rozhodla o tom, že zmíněných sedm nejstarších reaktorů a reaktor v Krümmelu zůstanou už odstaveny, většina dalších reaktorů se odstaví do roku 2021 a tři nejmodernější pak v roce 2022. Tento plán není nijak příliš vzdálen od původního plánu z počátku tohoto století. Pochopitelně tedy nezmizely důvody, proč současná koalice chtěla před zemětřesením v Japonsku životnost německých jaderných elektráren prodloužit. Stejně jako výrok českého premiéra Petra Nečase jsou i výroky kancléřky Angely Merkelové a dalších německých politiků vyhlášeními politickými. Odrážejí jen velmi omezenou část reality. Jedná se o tu, o které chce německá veřejnost slyšet.

Je pravda, že Německo plánuje v následujícím desetiletí postavit velký výkon větrných turbín a fotovoltaických elektráren. U větrných turbín by měly nejvíce elektřiny vyrobit velké mořské větrné parky, o kterých se lze podrobněji dozvědět v tomto článku. U fotovoltaických elektráren zase půjde o velká pole solárních panelů. Ve výrocích německých politiků už však není obsaženo, že díky fluktuacím těchto zdrojů se daleko nejvíce elektrické energie vyrobí ve fosilních zdrojích, hlavně plynových elektrárnách, které je budou zálohovat. Představu, jaký bude poměr mezi výrobou v jednotlivých zdrojích může dát i koeficient využitelnosti instalovaného výkonu, který je u větrných parků podle podmínek reálně zhruba do 30 % a u solárních polí do 12 %. A to je v ideálním případě, když mají obnovitelné zdroje prioritu v připojení do sítě a v případě přebytku elektřiny v síti se vypínají a snižuje výkon u ostatních zdrojů. Což pochopitelně v případě většího podílu obnovitelných zdrojů nebude možné. Pokud tak třeba budou ideální větrné podmínky na severu Německa, tak se bude muset část větrných parků vypínat.

Bez linií velmi vysokého napětí bude využití obnovitelných zdrojů značně omezené

Německo tak při náhradě elektrické energie z jaderných elektráren dominantně spoléhá na kombinaci větrných a fosilních zdrojů. Což odpovídá i předchozím tendencím. Dostavuje se nebo plánuje řada velkých uhelných a plynových elektráren i větrných parků. To, jaká část výroby elektřiny z jaderných zdrojů bude reálně nahrazena zdroji obnovitelnými, je velmi silně závislé na tom, kolik se podaří postavit linek velmi vysokého napětí. Ty jednak musí přivést elektřinu z větrného severu do průmyslového středu a jihu Německa, kde se jaderné zdroje vypínají, a také do oblastí Rakouska nebo Norska s velkým počtem vodních i přečerpávacích elektráren. Přečerpávací elektrárny jsou zatím jedinou možností ukládání energie, která je technologicky a ekonomicky realizovatelná ve větším měřítku. Podle studie Spolkové energetické agentury (DENA) z roku 2009 by bylo potřeba vybudovat zhruba 3500 km těchto vedení. Je ovšem třeba připomenout, že každá taková stavba naráží na obrovský odpor obyvatelstva a v posledních pěti letech se v Německu podařilo postavit jen 80 km těchto vedení. Na menší problémy by mohlo narazit budování podmořských kabelů do Norska. Je však třeba si uvědomit, že zálohování německé větrné energie znamená budování nových hydroelektráren v Norsku a hlavně sítě, která energii povedou k vyústění podmořského kabelu. A zatím nic z toho nebylo s Norskem konzultováno. Pokud se tyto sítě velmi vysokého napětí nepodaří postavit, bude mít sice Německo velký instalovaný výkon obnovitelných zdrojů, ale jejich reálné využívání bude značně omezené. Pokud navíc nebude mít spolehlivě zajištěno jejich vypínání v případě pro ně ideálních podmínek, bude ohrožována stabilita sítě nejen v Německu ale i u jeho sousedů. Podrobnější rozbor plánu a důsledků německého odchodu od jaderné energetiky spolu s konkrétními čísly si lze přečíst ZDE.

Import elektřiny ze zahraničí

Jak bylo řečeno, Německo s odstavováním jaderných zdrojů počítalo. Proto se postavila řada uhelných a plynových zdrojů, které je nahrazují. Další se pak dokončují. Navíc je ve studené záloze několik starých fosilních zdrojů, které by případný nedostatek výkonu mohly vykrýt. Německo tak má dost výkonu, který by dokázal pokrýt zimní špičku, která je zhruba 80 GW. Kritické by mohly být v případě velmi neblahé souhry povětrnostních a dalších podmínek pouze první dvě zimy, kdy ještě měly pracovat v současnosti již odstavené jaderné reaktory. To je důvod, proč chce německá vláda některé z nich následující dva roky držet jako zálohu pro krizovou situaci. V principu se Německo i po odstavení jaderných elektráren obejde bez importu elektrické energie a je schopno výrobu pokrýt z vlastních zdrojů. Ovšem v Evropě existuje alespoň částečně jednotný trh s elektřinou a německá produkce založená hlavně na plynu a větru s vysokou složkou fotovoltaiky bude drahá. To bude podporovat import levné jaderné energie hlavně z Francie. I když se třeba Německo pokusí čistý import omezit, tak se neobejde bez už zmiňovaného transferu elektřiny. Ovšem velké přebytky fluktuující obnovitelné energie a nedostatek pohotových stabilních zdrojů v Německu i celé Evropě povede k nízké ceně exportu prvního druhu elektřiny a vysoké u toho druhého. Linie do zahraničí mají nyní kapacitu zhruba 17 GW, což není mnoho. I když se Německo bude snažit import uměle omezit, kvůli zmíněným transferům bude muset tyto kapacity výrazně posílit.

Cena elektřiny v Německu a vliv na situaci v Česku

Už v minulých částech jsme se několikrát dotkli ceny elektřiny. Problém energetického mixu, ke kterému Německo spěje, je relativně vysoká cena elektřiny z něj. Je třeba si uvědomit, že cena stavby větrné elektrárny a tím více fotovoltaické překračuje v přepočtu na jednotku produkované energie značně cenu moderních jaderných či fosilních zdrojů. Pokud chtějí Němci zmíněné obnovitelné zdroje využívat, musí postavit fosilní zdroje, které je budou zálohovat. Navíc se ještě musí postavit zmíněná elektrická vedení pro transport elektřiny na velké vzdálenosti. Německo chce obnovitelné zdroje zálohovat hlavně plynovými elektrárnami. Proto pro cenu elektřiny v tomto státě bude kritická cena plynu. Problém je, že podobnou cestou jako Německo se vydávají i další evropské státy, takže poptávka po plynu se bude v Evropě rychle zvyšovat. Například Švýcarsko, které doposud jen jedno procento elektrické energie produkovalo ve fosilních zdrojích, chce od jádra přejít také ke kombinaci plynu a obnovitelných zdrojů. Zdroje plynu, ze kterých se budou potřeby Evropy uspokojovat, jsou stejné. A jeden z nejvýznamnějších je Rusko. Tlakům na zdražování plynu se tak nelze vyhnout. Takže nejen větrné a solární, ale i plynové zdroje budou o dost dražší než jaderné a uhelné. Cena elektřiny se tak odstoupením od jádra v Německu významně zvedne. Všechny relevantní studie to berou jako fakt. Jaká bude hodnota tohoto růstu, závisí na konkrétní kombinaci zdrojů, které jaderné nahradí, a ceně plynu. Hodně se dnes mluví o velký zásob plynu z břidlic. Podle mého názoru jsou ovšem technologické i ekologické problémy této těžby natolik velké, že v nejbližších desetiletích nelze čekat, že by vedl k výraznému snížení ceny této komodity v Evropě.

Ceny energie se tak v Německu budou zvyšovat. Jak už bylo zmíněno funguje v Evropské unii alespoň částečně jednotný trh s elektrickou energií. Německo patří k ekonomicky nejsilnějším státům tohoto společenství. Zvýšení cen elektrické energie v Německu tak zákonitě povede ke zvýšení cen hlavně u jeho nejbližších sousedů. Je třeba si uvědomit, že Německo bylo dosud exportérem elektřiny a elektřinu ze stabilních jaderných zdrojů dodávalo například do Rakouska. V současné době ve střední části Evropy zůstane jediný stát, který má přebytek levné elektrické energie ze stabilních zdrojů -- Česká republika. Rakousko tak najednou bude závislé čistě na zdrojích od nás a navíc mu bude při nákupu konkurovat Německo. Síla naší ekonomiky i produkce elektrické energie je nesrovnatelně menší než u Německa, takže nedostatku a růstu ceny této komodity nemůžeme zabránit, když ve středoevropském prostoru jsou kromě nás pouze importéři elektřiny. Situace se zlepší u naších slovenských sousedů po dostavbě dvou nových bloků jaderné elektrárny Mochovce, které by měly být postupně spuštěny v příštích dvou letech. Stejně tak tomu bude na jihozápadě Evropy, tam německé rozhodnutí velmi ztíží situaci Itálii. Ta je silně závislá na dovozu jaderné energie z Francie a v tom ji teď začne konkurovat Německo.

V Česku poroste nejen cena elektřiny ale i plynu

Česká republika nemá vyjednánu v oblasti vnitřních cen elektřiny výjimku jako Francie. Navíc je nesrovnatelně menší než její soused a má s Německém velmi silné ekonomické vazby. Nemůže tak dopadům německého rozhodnutí na cenu elektřiny i ekonomiku u sebe zabránit. Ovšem k růstu cen dojde vlivem nejen německého rozhodnutí i u plynu. A pro korigování těchto dopadů už Česká republika nemá možnosti žádné. To, že se nejedná o nemístné obavy, ukazuje i okamžitý růst cen elektřiny po zastavení sedmi německých reaktorů. A to máme léto, kdy je spotřeba na minimu. Dalším významným signálem je zvýšení cen plynu Ruskem a jeho jistota, že s odběrem libovolného množství plynu i za vysokou cenu nebude mít problémy. Problém nejen pro nás naopak představuje, že společný růst ceny elektřiny i plynu má významné ekonomické i sociální dopady.

Hlavní česká energetická firma ČEZ je z velké části vlastněna státem. Ten má v držení 70 % akcií a i letos obdrží okolo dvaceti miliard z dividend. Další peníze obdrží z daní na dividendové výnosy u ostatních akcionářů a dalších daní, které tato firma státu odvádí. V rámci České republiky je ČEZ velká firma, v rámci Evropské unie však už svou velikostí nijak nevybočuje. Stavba velké uhelné či plynové elektrárny i stavba mořského větrného parku s rozlohou desítek kilometrů čtverečných, na které spoléhá Německo při své cestě k bezjaderné energetice, potřebuje silné investory a firmy. Státní podpora obnovitelných zdrojů si nejen v Německu v ničem nezadá s podporou jaderné energetiky. Podle mého názoru by likvidace firmy ČEZ nebyla ku prospěchu české energetiky. Nemám moc valné mínění o znalostech Karla Dolejšího v oblasti techniky, fyziky či přírodních věd, ale jeho přehledu o zákulisí zelených aktivit, kde se dlouho pohyboval, nepochybuji. Proto bych si dovolil citovat z jeho hodnocení účelu podpory fotovoltaiky Stranou zelených v době, kdy byla ve vládě:

"Ministr Bursík se pokusil prakticky monopolní postavení ČEZu na českém trhu zlomit využitím globální vlny spekulativních investic do solární energie přelévající se od západu na východ."

"Když se Bursík pokusil nalákat do ČR silné investory a rozbít ČEZu jeho energetické impérium, udělal to tak humpolácky, že se mu podařilo v rekordně krátkém čase zdiskreditovat alternativní energetiku jako takovou."

Pokud by byly zelené aktivity ve svém tažení proti jaderné energetice a firmě ČEZ úspěšné, tak by česká energetika neměla dva jaderné bloky v Temelíně a místo toho solární elektrárnu nebo zábavní park, jak navrhovaly některá rakouská i česká zelená hnutí. A energetika založená hlavně na plynu a zdražená silně dotovanou elektřinou z velkého počtu velkých fotovoltaických elektráren by byla v rukou silných zahraničních investorů. Fundovanost pohledu na energetiku současné Strany zelených je možné posoudit z tohoto prohlášení Ondřeje Lišky. I na Britských listech se často objevují teze, že zisky státu z ČEZu jsou na nic, když je vláda stejně neúčelně prošustruje. Myslím však, že je podstatný rozdíl, když stát vlastní prosperující energetickou firmu, která dokáže produkovat dostatek elektřiny levněji než jeho sousedi a zajistí mu každý rok desítky miliard, než když takovou firmu nemá a zmíněné desítky miliard za ještě dražší elektřinu plynou do kapsy zahraničních investorů. Pokud si dokážeme zvolit schopnou reprezentaci, tak v prvním případě tyto peníze může použít pro blaho všech. V druhém případě můžeme zvolit kohokoliv a nic mít nebudeme. Jen ještě větší cenu elektřiny.

Nejsem ekonom, takže si netroufám odhadovat, o kolik během deseti let, ve kterých bude odstavování německých jaderných bloků trvat, cena elektřiny díky tomu stoupne. Vzhledem k tomu, že řada parametrů tohoto procesu není známa, tak si myslím, že přesná čísla není schopen v současné době poskytnout nikdo. Dovoluji si však předpovědět, že to asi spíše nebude méně než uvádí premiér Petr Nečas. Bylo by dobré, aby se v té době nové bloky Temelína už dostavovaly. Mohly by mít stabilizující vliv na energetickou situaci ve středoevropském prostoru. Protože postupně bude končit životnost starých uhelných bloků i dostupné uhlí u nás, je podle mého názoru jejich spuštění pro naši energetiku a i cenu elektřiny u nás velmi důležité.

Závěr

Ve svém článku jsem se snažil ukázat některé z dopadů německého odstoupení od jaderné energetiky. Je třeba zdůraznit, že i podle německých zdrojů současné odstavení sedmi jaderných reaktorů a opětný návrat k rychlému uzavírání dalších nejsou způsobeny nějakou reálnou změnou hodnocení jejich bezpečnosti. Havárie ve Fukušimě způsobená vlnou cunami nevedla k reálné nutnosti odstavení jaderných bloků. Podrobný popis současného stavu řešení problémů ve Fukušimě si lze přečíst ZDE na Oslovi. V něm jsou i odkazy na články, které popisují postupný vývoj i dopady události od jejího počátku. Je vidět, že havárie neměla reálné zdravotní dopady na civilní obyvatelstvo a i další důsledky byly lokální a omezené vzhledem k ostatním dopadům obrovské přírodní katastrofy. V Německu jde o reakci politiků na velmi zvýšenou a přehnanou citlivost veřejnosti na rizika výroby elektřiny z jádra. Právě toto riziko pociťuje německá veřejnost jako za žádných okolností neakceptovatelnou, i když každý zdroj elektřiny má svá rizika a ve většině případů jsou reálně vyšší než u zdrojů jaderných. Je však otázkou, jestli si stejná veřejnost uvědomuje všechny dopady, které rozhodnutí o odstoupení od jádra bude mít.

Německo se bude pochopitelně snažit o drastické úspory energie. Doufá například, že úspory v oblasti produkce tepla i jinde budou tak velké, že budou kompenzovat vliv produkce oxidu uhličitého daného nárůstem podílu fosilních zdrojů při produkci elektřiny. Je však otázka, zda jsou tyto představy reálné. Zároveň se bude snažit hledat nové možnosti pro výrobu a hlavně ukládání energie, co nejefektivnější využití lokálních zdrojů například s pomocí chytrých sítí. Je však třeba zdůraznit, že zlom v tomto směru nelze očekávat v blízkém horizontu. Ve většině případů je třeba ještě hodně udělat v oblasti výzkumu a vývoje než se případně podaří technologicky a ekonomicky využít jejich možnosti ve větším měřítku. Nejen obnovitelné zdroje však mají řadu fyzikálních omezení, která nelze překonat a většina nejen zelených aktivistů je nebere v úvahu. Velice srozumitelně je pro veřejnost popisuje David McKaye, který napsal knihu Obnovitelné zdroje s chladnou hlavou. Ta už byla na Britských listech několikrát propagována. David McKay je michodem členem Energetického panelu EASAC, který jsem zmínil na začátku článku. Další omezení jsou pak technologická a ekonomická, která se však v čase mohou měnit se změnami podmínek. Intenzivní výzkum a vývoj hlavně v oblasti efektivity jednotlivých zdrojů a možnosti ukládání energie je tak jedním z doporučení Leopoldiny.

V dlouhodobějším horizontu chce Německo prosazovat stavbu integrálního systému vedení velmi vysokého napětí Evropské unie (supergrid), který by propojoval velký počet slunečních tepelných elektráren (podrobný popis těchto zařízení ZDE) na jihu Evropy a rozsáhlý systém větrných parků na severu s centrálními oblastmi a umožnil tak ještě větší využití obnovitelných zdrojů. Problém bude v tomto případě nutnost ještě větší integrace energetické politiky Evropské unie, vysoké náklady a značné dopady v celoevropském měřítku.

Odstoupení od jádra má v Německu velice silnou podporu veřejnosti. Je cílem všech relevantních politických uskupení. Strana zelených má šanci se stát velmi významným členem budoucí vládních struktur, takže bude moci realizovat své představy. Uvidíme, jestli dokáže výrobu elektrické energie zajistit z obnovitelných zdrojů. I když já tomu moc nevěřím. Rakousko se snaží se stejně silnou podporou veřejnosti zajistit výrobu energie bez jádra již čtvrt století. Přestože má ideální podmínky pro využití vody a hydroelektrárny mu poskytují šedesát procent elektrické energie, tak přes čtvrtinu musí zajistit fosilní zdroje a neobejde se bez dovozu elektřiny z německých a českých jaderných elektráren. Ale třeba budu v případě Německa překvapen.

Reakce na události v Japonsku jsou v různých evropských státech různé, i když nikde tak dramatické jako v Německu. Přehled těchto reakcí je rozebrán v tomto článku. Zatímco Německo od jádra ustupuje, například Francie se k tomu nechystá. Francouzská státní firma EDF, která je jednou z největších světových energetických firem, chce naopak i prostřednictvím stavby nových jaderných bloků své dominantní postavení v evropské energetice ještě zvýraznit. V každém případě bude v následujících letech velmi poučné sledovat vývoj energetiky v různých zemích Evropské unie a srovnávat je. Velmi zajímavý bude i vývoj Evropské unie v této oblasti jako celku.