Na vlnách evropského větru se bojuje s cenami i čínskou konkurencí

ABSTRACT: Offshore wind power development is gaining prominence in both USA and the EU. However, sea-based wind projects require substantial state support (often through contracts for difference) and network developments. Furthermore, without protection from Chinese competition, European producers of wind power technologies may be ousted from the market – as demonstrated by the choice of a Chinese supplier in the recently announced Waterkant offshore wind project.

PLÁNY EU A REALITA

Statistika Světové asociace větrné energie uvádí, že celkový globální instalovaný výkon větrné energie vzrostl v roce 2023 na více než 1000 GW. Odvětví výroby elektřiny z větru se tak již neoddiskutovatelně stalo nezbytnou součástí energetické transformace. Přehnaný optimismus však není na místě, především proto, že větrné elektrárny nejsou rozprostřeny rovnoměrně po všech kontinentech, a navíc jsou většinou umístěny na pevnině, kde pro jejich další rozšiřování může chybět prostor.

V Evropské unii dosáhl v roce 2023 celkový instalovaný výkon větrných elektráren historického maxima 221 GW (z toho 19 GW na moři), což představuje více než pětinu celosvětové kapacity. Evropská unie si však ve snaze snížit emise skleníkových plynů stanovila pro rok 2030 náročné cíle, v nichž má větrná energie hrát významnou roli: do roku 2030 by měla zajišťovat 35 % veškeré spotřebované elektřiny a do roku 2050 dokonce více než polovinu.

Podle asociace Wind Europe bude EU k dosažení prvního cíle potřebovat do roku 2030 instalovat větrné elektrárny o výkonu 425 GW. To vyžaduje nejen významné urychlení dosavadního meziročního růstu (v letech 2013–2022 každý rok přibývalo mezi 12,2 a 19,2 GW), ale také rychlejší tempo růstu než 29 GW ročně, které asociace aktuálně předvídá.

Naštěstí se technická úroveň větrných elektráren soustavně zvyšuje, takže jeden větrník nyní vyrábí více elektřiny než před nejen dvaceti či třiceti, ale dokonce i pouhými pěti lety. Expanzi na pevnině může omezovat nedostatek společenskopoliticky akceptovatelného volného prostoru, nová technická řešení ale umožňují stavět vysoce výkonné větrné elektrárny v pobřežních vodách. Evropská rozvodná síť je však zastaralá a její rekonstrukce si do roku 2030 vyžaduje investice ve výši stovek miliard eur. S tím souvisí i nutnost zrychlit systematickou výstavbu síťových připojení umožňujících přenos energie z moře do pevninských energetických sítí.

NĚMECKO SI VYBRALO ČÍNU

Jeden z největších offshore projektů v Evropě – Waterkant – připravila německá investiční společnost Luxcara. Jejím plánem je postavit na místě bývalé uhelné elektrárny Moorburg poblíž Hamburku elektrolyzér na zelený vodík s instalovaným výkonem 100 MW a pohánět jej větrnými turbínami na moři asi 90 kilometrů od ostrova Borkum. Turbín má být do roku 2028 instalováno šestnáct, každá o výkonu 18,5 MW s průměrem rotoru 260 metrů, a dodá je čínská firma MingYang Smart Energy.

Po elektrických vozidlech jsou tedy nyní na řadě větrné turbíny vyrobené v Číně. V tomto ohledu se jedná o bezprecedentní krok, vzhledem k roli, kterou dosud ve využívání obnovitelné energie z větrných farem v EU hráli evropští výrobci. Společnosti jako General Electric, Vestas, Siemens a další totiž mají výrobní závody v Evropě a pravidelně dodávají turbíny pro větrné elektrárny na pevnině i na moři. Proto není divu, že zpráva o výběru čínského dodavatele vyvolala v Evropě doslova bouři, která by se vyvoláním tlaku na posílení pozice evropských výrobců mohla ukázat jako klíčový moment, jež určí směr, kterým se plány unijní zelené transformace budou ubírat v příštích několika letech.

Německé ministerstvo hospodářství již potvrdilo, že bude dohodu podrobně prošetřovat, a to poté, co evropská lobby větrného průmyslu argumentovala, že smlouva umožňuje Číně přístup ke kritické energetické infrastruktuře v Evropě. Průmysl také usiluje o spravedlivou soutěž pro všechny strany. Evropská komise si je vědoma možných následků, a proto nařídila přezkoumat možné narušení trhu ze strany čínských výrobců.

Tento vývoj pravděpodobně dále zvýší obchodní napětí mezi Evropou a Čínou: po zavedení cel na levná elektrická vozidla vyrobená v Číně totiž nyní Evropská unie zvažuje uvalení dalších cel na čínský dovoz a spuštěna již byla s pilotní fáze „uhlíkového cla“ (tj. Mechanismu uhlíkového vyrovnání na hranicích, CBAM), které od roku 2026 finančně znevýhodní mimoevropské exportéry s vysokou emisní stopou výroby. Přes své slibované benefity pro evropský průmysl by v případě větrných turbín tento krok mohl eskalovat projektové náklady a zpomalit energetickou tranzici.

PODPORA Z EU

Luxcara se obhajuje tím, že evropské firmy nevyrábějí turbíny o srovnatelně velkém výkonu. General Electric však už loni uvedl, že vyvíjí turbínu o výkonu 17 až 18 MW, jejíž uvedení na trh by mohlo proběhnou během příštích několika let. Argument firmy Luxcara odmítla také německo-španělská společnost Siemens Gamesa, jež prý do konce letošního roku nainstaluje větrnou turbínu o výkonu přibližně 21 MW a průměru rotoru 270 až 280 metrů.

Zprávy z počátku letošního roku uvedly, že společnost Siemens Gamesa obdržela od Evropské unie finanční prostředky ve výši 30 milionů eur na testování tohoto údajně „nejvýkonnějšího prototypu větrné turbíny na světě“ v Národním testovacím centru pro velké větrné turbíny v dánském Østerildu, rovněž částečně financovaném Evropskou komisí.

Turbíny Siemens Gamesa si pro své americké projekty vybral také developer Ørsted. Výstavba větrné farmy Sunrise Wind o celkovém instalovaném výkonu 924 MW začala ve státě New York, asi 48 km východně od Long Islandu, letos v červenci a po dokončení má poskytovat dostatek čisté energie pro 600 000 newyorských domácností. Další větrná farma Ørstedu, Revolution Wind, se nachází na moři asi 24 kilometrů od pobřeží Rhode Island a provoz zahájí v příštím roce. Hodnota investice se v jejím případě odhaduje na 1,5 miliardy dolarů. V projektu bude nasazeno 88 větrných turbín Siemens Gamesa SG 8.0-167 DD, vybavených převodovkou s přímým pohonem. Každá větrná turbína má jmenovitý výkon 8 MW a tři listy rotoru, každý o délce 81,4 metrů (celkový průměr rotoru Siemens uvádí v délce 167 metrů).

Tyto turbíny jsou navrženy pro provoz i za extrémních povětrnostních podmínek, jakými jsou například tropické bouře. Provozní rychlosti větru turbíny se pohybují od 3 m/s do 25 m/s, což je rychlost, kterou Beaufortova stupnice větru označuje za vichřici, při níž může dojít k menším škodám na stavbách (např. strženým komínům či střešním taškám).

Energie z větrné farmy Revolution Wind bude do pevninské elektroenergetické soustavy přenášena prostřednictvím nově navrhovaného vysokonapěťového podmořského přenosového systému o výkonu 1,6 GW.

Plavidla, s jejichž pomocí jsou na moře umisťovány větrné turbíny, v Polsku kotví například v gdaňském přístavu. Největší takové stroje zvládnou instalovat základy o váze až 3000 tun v hloubce 70 metrů a větrníky s nosnou věží vysokou 300 metrů

TRANSATLANTICKÉ SROVNÁNÍ

Přinejmenším na americkém východním pobřeží by offshore větrné farmy propojené podvodní energetickou sítí mohly způsobit takřka revoluci ve výrobě elektřiny. Plány předpokládají, že do roku 2050 budou Spojené státy provozovat větrné elektrárny na moři o celkovém výkonu 85 GW. To by mělo stačit k napájení 40 milionů domácností, americký cíl nainstalovat do konce poloviny století celkem 110 GW výkonu by však zůstal nenaplněn. V současnosti jsou navíc v USA v provozu offshore projekty s celkovým instalovaným výkonem pouhých 242 MW, plánované a připravované projekty již o něco optimističtěji slibují celkem 53 GW.

Evropské cíle pro větrnou energii na moři jsou však ještě mnohem ambiciónější než ty americké. Podle historicky prvního Plánu na rozvoj sítí pro větrné elektrárny na moři, vypracovaného Evropskou síti provozovatelů přenosových soustav elektřiny (ENTSO-E), by totiž Evropa měla přidat 142 GW instalovaného offshorového výkonu jen do roku 2030. V polovině století by pak mořské větrné elektrárny měly mít výkon skoro 500 GW.

Instalovaný výkon by se tudíž měl během těchto 26 let téměř zpatnáctinásobit. To však vyžaduje bezprecedentní rychlost výstavby: zatímco za posledních deset let dosahoval roční přírůstek kapacity 2,5 GW, k dosažení daných cílů je v období 2024–2040 třeba zrychlit na zhruba 22 GW/rok, mezi lety 2040–2050 by pak už stačilo tempo „jen“ 11 GW/rok.

AMBICE VERSUS CENY

Pro splnění jakýchkoliv plánů na rozvoj větrných farem nicméně bude zásadní především snížení nákladů, které u offshore projektů mezi lety 2021 a 2023 vzrostly až o 50 %. Zatímco některé zásadní příčiny pominuly nebo alespoň oslabily (to se týká mj. inflace a narušení globálního dodavatelského řetězce), úrokové sazby zůstávají vysoké.

Zvrátit trend zdražování by snad mohla pomoci nová technologická řešení, například pro přenos energie z farmy na pevninu. Dnešní pobřežní větrné projekty využívají systém point-to-point, v němž je každá pobřežní větrná farma individuálně připojena k pobřežní síti. Tento princip se sice osvědčil, ale jen pokud má region pouze několik projektů. V případě několika farem s řadou větrných elektráren se totiž prodraží, protože vyžaduje mnohem více přenosové kabeláže. Navíc tyto trasy působí rušivě v přímořských městech a negativně ovlivňují mořský život. Koordinovaný přenos elektřiny hlavními koridory z offshore elektráren do pevninských sítí, o který v rámci plánovacích desetiletek usiluje ENTSO-E, může tyto problémy vyřešit – byť ani ten nebude zadarmo.

Dalším nástrojem, který by měl mořské větrné energii vrátit vítr do lopatek, je finanční záštita v podobě smluv o rozdílu ceny (contracts for difference). Tento mechanismus investorovi, většinou na období patnácti let, garantuje výkupní cenu elektřiny: pokud tržní cena tuto mez podkročí, provozovatel elektrárny od státu obdrží kompenzaci ve výši cenového rozdílu – v případě vysokých cen elektřiny je tomu naopak. Smlouvy o rozdílu ceny byly poprvé využity před lety ve Spojeném království, jehož nová labouristická vláda v šestém kole aukcí – které proběhlo srpnu letošního roku – připustila výrazné zvýšení výkupní ceny z mořských větrných farem poté, co v pátém kole aukcí žádný offshore projekt neuspěl.

Pro šesté kolo se proto cenový strop v aukci zvedl ze 44 GBP/MWh na 73 GBP/MWh pro standardní offshorové farmy a ze 116 GBP/MWh na 176 GBP/MWh pro plovoucí zařízení. Výsledkem je například garance výkupní ceny ve výši 58,87 GBP/MWh pro projekty Hornsea 4 (celkový výkon 2,6 GW) a East Anglia 2 (963 MW), které by měly zahájit dodávky elektřiny v letech 2028–2029.

Mechanismus smluv o rozdílu ceny využijí i v Polsku. Například elektrárna Baltica 2 o celkovém výkonu 1,5 GW, která bude umístěna asi 40 km od severního pobřeží a čítat bude 107 větrných turbín s výkonem 14 MW, získala pojistku v podobě výkupní ceny ve výši 319,60 PLN/MWh (zhruba 68 EUR/MWh, 63 GBP/MWh).