Jaké jsou skutečné náklady elektřiny z obnovitelných zdrojů? Porovnání parametrů LCOE a VALCOE

ABSTRACT: The standard measure to estimate the costs of electricity generation from different sources was historically the Levelized Cost of Electricity (LCOE). However, LCOE omits the system costs of renewable sources, which become greater as the share of intermittent energy sources in the grid increases. Therefore, a more accurate measure of electricity generation costs is the VALCOE (Value-Adjusted Levelized Cost of Electricity), which accounts for the energy, flexibility and capacity values provided by each energy source.

Každého člověka, neřkuli podnikatele, zajímá pochopit skutečné náklady svých projektů. Bezezbytku to platí i pro výrobu elektřiny, což má pochopitelně zásadní význam pro výběr a stanovení priorit současných i budoucích energetických systémů. V létě 2021, už půl roku před vpádem ruských vojsk na Ukrajinu v únoru 2022, se v důsledku neočekávané exploze cen energie – v prvé řadě zemního plynu, a v důsledku jeho používání v nejdražších závěrných paroplynových elektrárnách následně také elektřiny – začalo v Evropské unii a posléze po celém světě diskutovat o energetické bezpečnosti. Ruská válka tak energetickou krizi nezahájila, nýbrž umocnila a ukázala v jasných souvislostech.

Stojí za to připomenout, že vedoucí hospodářská mocnost EU Německo se v rámci své Ostpolitik a přesvědčení, že ruský imperiální režim může být „zcivilizován“ vzájemně výhodným obchodem (vlády v Berlíně hovořily o „Wandel durch Handel“, tedy o „Proměně prostřednictvím obchodu“) nechalo během posledních dvaceti let putinovým režimem zavléct do osudové závislosti na ruských energetických surovinách, zejména na zemním plynu. V Moskvě ruské špičky tleskaly rozhodnutí kancléře Gerharda Schrödera (SPD) postavit první větev podmořského plynovodu Nord Stream a sponzorsky, hlavně pomocí peněz ruské státní firmy Gazprom, podporovaly přechod na tzv. obnovitelné zdroje energie (OZE), jimž samozřejmě v době, kdy slunce nesvítí a vítr nefouká, „vypomohou“ paroplynové elektrárny. Vše završila kancléřka Angela Merkelová (CDU) svým rozhodnutím odstavit všechny německé jaderné elektrárny v reakci na havárii japonské jaderné elektrárny Fukušima v roce 2011. Do doby před energetickou krizí tak během dvou desetiletí německá energetika zvýšila svou závislost na dovozu plynu z 50 na 150 miliard m³ levného zemního plynu ročně, dováženého dominantně právě z Ruska.

Putin takto svou strategií navlékl nejen Německu, ale většině zemí západní Evropy (včetně ČR, jejíž plyn a ropa pocházely z bezmála 100 % z Ruska) smyčku energetické závislosti na Rusku. Když ji utáhl, domníval se, že EU nebude s to reagovat na jeho imperiální agresi vůči Ukrajině. Jak vidno, mýlil se, i když válka stále pokračuje navzdory západním sankcím a prudkému poklesu odběru ruských energetických surovin členskými státy.

Za této situace si vedení Evropské unie vytyčilo přechod od závislosti na fosilních zdrojích k využívání OZE, především solární a větrné energie. Energetická tranzice se stala klíčovým elementem dekarbonizační politiky Zelené dohody pro Evropu (Green Deal for Europe), schválené Evropskou radou na úrovni premiérů všech členských zemí Unie (za ČR ji podepsal v roce 2019 Andrej Babiš) a vycházející z mezinárodní Pařížské dohody z roku 2015. Poté Evropská komise, Evropský parlament a Evropská rada schválily legislativní balíček Fit for 55, obsahující klíčové politiky, které realizují politiku Green Dealu. Například zákaz prodeje aut se spalovacími motory od roku 2035 byl schválen za předsednictví České republiky v roce 2022 a nese podpis premiéra Petra Fialy, stejně jako další dekarbonizační politiky, jež mají do roku 2030 snížit emise CO₂ o 55 % proti roku 1990 a pokračovat v eliminaci emisí oxidu uhličitého tak, aby se EU do roku 2050 stala klimaticky neutrálním regionem.

ILUZE BEZPROBLÉMOVÉ TRANZICE

Zdánlivě je všechno tak jednoduché a pozitivní: proč všude nepostavit solární panely a obří větrné elektrárny, když slunce a vítr faktury neposílají? Prvním problémem je, že fotovoltaické panely a větrné technologie nespadly z nebe: dnes devět z deseti solárních panelů v EU pochází z Číny, stejně jako podstatná část větrné technologie. Na tuto asijskou mocnost připadá rovněž 77 % světové (vysoce emisní) výroby baterií pro elektroauta. Čína přitom vše vyrábí ve své z 60 % stále uhelné energetice, když říše středu spaluje ročně přes polovinu z více než 8,5 miliard tun uhlí využívaných ve světě pro energetiku. V Číně se navíc v průměru kaž­dý týden zprovozní dvě nové velké uhelné elektrárny.

Stejně jako Rusko i Čína pečlivě sledovala západní odhodlání přesedlat na obnovitelné zdroje a v posledních dvaceti letech si ve světě obsadila klíčové zdroje surovin a technologií, mimo jiné pomocí mohutné dotační podpory svého průmyslu. Takže z geopolitického hlediska je oprávněná otázka, zda jsme se po opuštění drtivé náruče ruského medvěda neocitli kvůli OZE hluboko v tlamě čínského draka? A to i pokud ponecháme stranou pokrytectví spojené např. s tím, že Evropané tak rádi jezdí plně elektrickými auty, jejichž baterie obsahují několik kilogramů kobaltu těženého dětmi při otrocké práci v Čínou kontrolovaných dolech v Demokratické republice Kongo.

Ovšem to nejzásadnější se skrývá v samé podstatě dominantních obnovitelných (terminologicky však lépe řečeno „občasných“) zdrojů, které jsou postaveny na nestabilních a přerušovaných službách slunce a větru. Dle oficiálních statistik je využitelnost solár­ních panelů v Česku necelých 13 % z času celého roku (tedy kolem 1000 hodin), u větrných elektráren je využitelnost na optimálních místech 23 % (tedy něco málo přes 2000 hodin). Rok má ovšem hodin 8760; co tedy s tím „zbytkem“ času a požadavkem na stabilní, bezpečnou, cenově dostupnou a ekologicky udržitelnou dodávku elektřiny?

SKUTEČNÉ NÁKLADY OZE

Hlavní výzvou pro energetickou soustavu vybudovanou primárně na větrné a solární energii je tudíž jejich přerušovanost, v důsledku které prakticky každý větrník nebo solární panel vyžaduje buď zálohu, nebo skladování. To zcela zásadně zvyšuje systémové náklady. Stoupenci OZE tudíž sice prohlašují, že jejich Levelized Cost of Electricity (LCOE, vyrovnané náklady na elektřinu) jsou velmi nízké, protože na rozdíl od například plynové elektrárny nejsou závislé na dodávce vstupního paliva – v tomto případě cenově volatilního plynu. Vzhledem k systémovým nákladům OZE však modernější a nákladově spravedlivější hledisko poskytuje měřítko Value-Adjusted Levelized Cost of Electricity (VALCOE, hodnotově upravené vyrovnané náklady na elektřinu), které vzniklo obohacením konvenční metody výpočtu LCOE o tři další aspekty nákladů (Tabulka č. 1).

Jedním z nich je cena elektřiny, kterou může elektrárna získat na trhu, na němž působí. Elektrárny spalující fosilní paliva totiž mohou využívat špičkové poptávky v době nefunkčnosti OZE ke zvýšení výroby, a tedy i příjmů. Druhým je hodnota pramenicí z flexibility elektrárny a její schopnosti poskytovat „systémové služby“, jako jsou regulace frekvence nebo rezervní výkon, které lze těžko zajistit nestabilními a na počasí závislými OZE. Třetím je hodnota podílu kapacity elektrárny, který by byl k dispozici na požádání. Všechny tři aspekty přitom obvykle vyznívají příznivě pro elektrárny spalující fosilní paliva (viz Obrázek č. 1).

Obrázek č. 1: Modelová predikce vlivu započítání systémových nákladů různých technologií dle měřítka VALCOE do cen výroby elektřiny v Evropské unii v roce 2025 (modelový scénář: Mezinárodní energetická agentura, Stated Policies 2019)

Zdroj: Mezinárodní energetická agentura (IEA) a Agentura pro jadernou energetiku (Nuclear Energy Agency), Projected Costs of Generating Electricity 2020

Kritérium LCOE je tudiž vzhledem k požadavkům dispečerských služeb stability sítě nedostatečné pro posouzení hodnoty přerušovaných forem výroby elektřiny a rozhodování na společenské nebo státní úrovni. Naopak metodika VALCOE slouží k vysvětlení, proč větrná a solární energie nemusí být levnější než konvenční paliva (ani jedna metodika však nezahrnuje cenu environmentálních externalit spojených s výrobou elektřiny z daného zdroje, pozn. red.).

OZE jsou totiž ve skutečnosti tím dražší, čím vyšší je jejich penetrace v energetickém systému. Proto Mezinárodní energetická agentura ve svém Světovém energetickém výhledu 2023 (World Energy Outlook) konstatovala, že z pohledu VALCOE zůstanou (v modelovém scénáři „Stated Policies“, vycházejícím ze současného regulatorního rámce) uhelné elektrárny v Číně cenově konkurenceschopné a v Indii dokonce nejlevnější až do roku 2050 (viz Tabulka č. 2).

Nutno však dodat, že právě charakter modelovaného scénáře do velké míry zastírá systémové náklady obnovitelných zdrojů a tudíž snižuje jejich VALCOE, protože je do cen elektřiny z nich vyrobené již započten vliv klimatických opatření (dotací, daní,...), která ovlivňují trh a znevýhodňují fosilní paliva i jádro oproti OZE. Tato opatření však samozřejmě mají značné náklady, financované z veřejných rozpočtů. Jejich vliv lze pozorovat při srovnání více pro-klimaticky regulovaných trhů (EU, do menší míry USA) s trhy, kde jsou fosilní paliva penalizována méně (Čína, Indie).

CENA PODCENĚNÍ NÁKLADŮ OZE

Připomeňme si nyní dilemata německé energetické tranzice, s proslulým názvem Energiewende, která německé daňové poplatníky za dvacet let stála už na 500 miliard eur (12,5 bilionu korun). Dnes má Německo v solárních a větrných elektrárnách instalovaný výkon přes 152 GW, tedy fakticky dvojnásobek nejvyšší denní zátěže elektrické soustavy. Přesto kvůli nespolehlivosti a přerušovanosti OZE Němci dle portálu Electricity Maps nadále drží obří kapacitu v uhelných (38 GW) a paroplynových elektrárnách (35 GW), neboli emisních zdrojích schopných v případě potřeby zastoupit OZE v plném baseloadu (69 GW).

Uhlí má být dokonce v Německu využíváno až do roku 2038 a může být nahrazeno až s výstavbou nových plynových elektráren, jež mají podle taxonomie EU od roku 2035 ovšem místo emisního zemního plynu spalovat zelený vodík. A do těchto projektů se při vypisovaných aukcích nikdo nehrne. Německo navíc může růst kapacity OZE na cílových, sotva představitelných, 350 GW v roce 2030 a fantasmagorických 700 GW v roce 2040 zvládnout pouze výstavbou nových elektrických sítí a zajištěním jejich inteligentní správy za 500 miliard eur, což se nakonec samozřejmě promítne i do koncové ceny elektřiny.

Němci přitom už nyní platí po Dánech v EU i na světě jednu z nejvyšších cen elektřiny, která masivně vyhání německé podniky do levnějšího zahraničí. Německo má přitom po desetiletích obrovských investic do dekarbonizace osmi až desetinásobné emise CO₂ ve srovnání se sousední Francií, která spoléhá ze 70% na jadernou energetiku.

JÁDRO SE VYPLATÍ

Proč však objevovat v tématu LCOE versus VALCOE Ameriku, když dravý kapitalismus v této největší ekonomice světa nabízí jasný závěr: nejefektivnější, vysoce návratnou a nejekologičtější investicí v energetice je jádro, zatímco solární a větrné zdroje jsou ekonomicky životaschopné „jen s věčnými dotacemi“. Konstatovala to v květnu 2023 analýza s názvem „The nuclear necessity“ (Nezbytnost jádra, pozn. red.) od výkumné divize druhého největšího bankovního domu v USA, Bank of America, která nese název BofA Global Research a loni se umístila první v celosvětovém žebříčku nejlepších poskytovatelů akciových doporučení dle časopisu Institutional Investor.

Stručný závěr BofA doporučuje investorům po celém světě: jděte své peníze zhodnotit investicí do jádra, protože jaderná energie je nejlevnější čistou alternativou s celkovými náklady 122 USD/MWh (v přepočtu 2 764 Kč/MWh) ve srovnání s 291 a 413 dolary za stejné množství energie vyrobené z větru a slunce. Jaderná energie přináší investorům dle BofA návratnost ve výši 75násobku počáteční investice do energie oproti 28násobku u plynu a jen dvojnásobku u solární energie.

Analýza BofA rovněž konstatuje, že metodika LCOE měří jen náklady na zdroj energie po dobu jeho životnosti vydělené energetickým výkonem, a nezohledňuje faktory, jako jsou rezervní stabilní zdroje a drahá záložní energie, které musí kompenzovat obrovské odmlky v dodávkách elektřiny. Při započtení těchto externích faktorů se solární a větrná energie jeví jako dražší než téměř jakákoli jiná nedotovaná alternativa. To platí zejména při započtení úplných systémových nákladů (BofA používá místo v EU obvyklého označení VALCOE výraz LFSCOE, Levelized Full System Costs of Electricity), které zahrnují náklady systémového zálohování a dorovnávání.

BofA dále konstatuje, že ačkoliv jsou počáteční kapitálové náklady jaderné energie vysoké, její energetická návratnost, měřená pomocí „energetické návratnosti investice“ (EROI), je na špičkové úrovni. Naopak EROI větrné energie, energie z biomasy a nekoncentrované solární energie naznačuje ekonomickou neživotaschopnost bez „věčně trvajících dotací“.

Mnohé nahrává atomu také pokud jde o životní prostředí: OZE se při použití sice nevyčerpávají, ale výstavba větrných/solárních/akumulátorových kapacit vyžaduje velké množství betonu a vytěžených kovů vzácných zemin. Zatímco jaderné elektrárny potřebují na jednu TWh vyrobené elektřiny přibližně 900 tun cementu, betonu a skla, solární elektrárny vyžadují k výrobě stejného množství energie více než 16 000 tun materiálu. Moderní jaderné elektrárny navíc mohou při správné údržbě vydržet až 100 let. Solární farmu tak může být nutné vyměnit během provozní životnosti jaderné elektrárny až pětkrát.

Výstup analýzy BofA podporuje rovněž zpráva Evropské hospodářské komise OSN (EHK OSN) z roku 2021 (Carbon Neutrality in the UNECE Region: Integrated Life-cycle Assessment of Electricity Sources), která tvrdí, že jádro má z pohledu celého životního cyklu nejmenší spotřebu půdy i materiálu a nejnižší emisní stopu ze všech zdrojů elektřiny.

O AUTOROVI

PhDr. MILAN SMUTNÝ vystudoval bohemistiku a germanistiku na FF UK Praha a posléze MBA studia ekonomiky a managementu. V roce 1983 získal na Univerzitě Karlově titul PhDr. První část svého profesního života působil jako novinář, zahraniční zpravodaj (Moskva, Hanoj), po roce 1990 pak šéfredaktor a ředitel mezinárodního a obchodního odboru ČTK. Poté se přesunul do automobilového průmyslu, kde působí dodnes a své dlouholeté působení jako mluvčí Škoda Auto (1992–2002) považuje za profesně nejbohatší období. Byl též šéfem komunikace a vrcholového managementu významných korporací v ČR i zahraničí a ředitelem komunikace Ministerstva průmyslu a obchodu. Věnoval se též vysokoškolské pedagogické činnosti. Obava o osud největší české automobilky kvůli politicky násilně prosazované elektromobilitě ho před třemi lety přivedla do think-tanku Realistická energetika a ekologie. V posledních letech publikoval na hojně čtených českých zpravodajských portálech i v tisku více než sto autorských komentářů věnovaných dominantně energetické politice.

Kontakt: milan.smutny@seznam.cz, www.realisticka.cz