Dánská studie: V EU musí do roku 2033 vyrůst elektrárny o síle 40 Temelínů

Tuhle jsem brouzdal po dánských energetických serverech. Co taky chcete dělat lepšího v pátek večer? Narazil jsem na dokument s výmluvným názvem REDEGØRELSE FOR ELFORSYNINGSSIKKERHED 2023. No dobře, bez překladu to tak výmluvně nezní. Jmenuje se to Zpráva o bezpečnosti dodávek elektřiny, vydává to provozovatel dánské přenosové soustavy Energinet a je to dánská obdoba české MAFky (co je to, vysvětluji třeba v tomto lyrickém traktátu o Dukovanech).

Energinet zní jak ty bonbóny z devadesátek, co byly v takových těch plechových krabičkách, že? Jaké bonbóny? Ale nic, už jsem holt taky starý…

Protože v dánštině nejsem kovaný natolik, abych si mohl vychutnat Andersena v originále, hodil jsem text do překladače. A vypadla na mě analýza třaskavější než vodík, když se příliš intimně potká se vzduchem. Nepříliš rozsáhlý, ale úderný a srozumitelný dokument až překvapivě otevřeně pojmenovává a kvantifikuje největší bolest evropské energetiky: nedostatek řiditelných zdrojů. Pojďme se do této studie společně zahledět.

„Riziko výpadků v dánské elektrizační soustavě z důvodu nedostatku energie se v příštích letech zvýší (…). Zvyšující se riziko je do značné míry způsobeno poklesem řiditelné kapacity a zvýšenou spotřebou – jak v Dánsku, tak ve zbytku Evropy.“

Denní trh s elektřinou indikuje 24 hodin předem, zda se v dané hodině potkává nabídka s poptávkou. „Pokud tomu tak nebude, bude cena elektřiny v těchto hodinách velmi vysoká (současná maximální cena je stanovena na 30 DKK/kWh).“ To je česká stovka za jedinou kWh! Kdyby byla elektřina delší dobu tak drahá, skočili byste si do krámu pro deset rohlíků a u pokladny už byste zadávali PIN…

Nedostatek elektřiny indikovaný denním trhem však ještě nemusí být důvodem k panice a hromadnému skupování liščích ohonů a ebonitových tyčí. Provozovatel soustavy má spoustu možností, jak situaci zachránit.

Například má k dispozici tzv. vyrovnávací rezervy, které poskytují to, co v Česku nazýváme službami výkonové rovnováhy. Tyto zdroje samozřejmě primárně neslouží k lepení day ahead výkonu, ale k okamžité regulaci sítě při selhání meteorologické či spotřební prognózy nebo při nenadálém výpadku větších zdrojů. Nemá-li ovšem dispečer z čeho brát, vyrovnávacími rezervami nepohrdne. Že to bude dost důležitý prvek odolnosti dánské sítě, o tom svědčí následující graf: To tmavě zelené je čas výpadku elektřiny v minutách za rok (nepodmíněně, natvrdo), to šrafované podíl zachráněný právě rezervami.

Pozor, zde se nebavíme o nějakém trapném LOLE (Lost of Load Expectation), tedy předpokládaném počtu hodin v roce, kdy výroba nebude schopná žádným způsobem pokrýt spotřebu (však víte, ani dovozem, akumulací, modlitbami, prostě ničím). Zde se bavíme o předpokládaném počtu minut v roce ve stavu zcela bez elektřiny. Pravda, stále relativně řízeném a hodně regionálním, tedy není to na úrovni totální španělské siesty, ale nejde ani o to, že tři fabriky odloží výrobu na víkend kvůli lepší ceně. Je to něco na způsob rolling blackoutu, řízeného střídavého odpojování celých oblastí.

Aby byla panika dokonalá, dánská studie detailně popisuje, jak by probíhal „řízený odběr“:

1. Společnost Energinet kontaktuje místní rozvodné společnosti, aby je informovala o procentech spotřeby elektřiny, která musí být snížena, aby se zabránilo nerovnováze mezi výrobou a spotřebou.

2. Síťové společnosti rozhodnou, kteří odběratelé elektřiny by měli být v jejich oblasti odpojeni. Všechny rozvodné společnosti mají takové plány připraveny.

3. Spotřebitelé budou bez proudu maximálně dvě hodiny. Pokud bude výpadek trvat déle, budou spotřebitelé znovu připojeni k síti, zatímco rozvodná společnost odpojí ostatní spotřebitele.

4. V případě, že bude výpadek trvat déle, budou spotřebitelé znovu připojeni k síti. Nikdo nepřijde o elektřinu na více než dvě hodiny v kuse. Tento princip se nazývá rolling brownout a bude pokračovat, dokud výroba elektřiny opět nepokryje celou spotřebu elektřiny.

Takže klid, na všechno jsme připraveni…

Energinet dále očekává do roku 2030 přes 100 hodin s velmi vysokými špičkovými cenami na denním trhu, respektive 40 hodin po aplikaci řízeného odpojování zátěže.

Patříte-li mezi pravidelné čtenáře mého blogu, nepřekvapuje vás to. Graf níže prozrazuje, že ve 20. letech začínají Dánové považovat klasické tepelné zdroje za přežitek a s více než polovinou výkonu se velmi rychle rozloučí.

„Navzdory zvýšené flexibilitě spotřeby elektřiny se rozdíl mezi množstvím neflexibilní spotřeby elektřiny a řiditelnou výrobní kapacitou v Dánsku zvětšuje. To platí zejména pro západní Dánsko, kde se například očekává, že v roce 2040 bude tepelná výrobní kapacita odpovídat přibližně 15 % maximální neflexibilní spotřeby elektřiny. (…) Abychom předešli nedostatku výkonu, musíme zbývající poptávku po elektřině ve výši 85 procent spotřeby (přibližně 6 GW vyznačených vpravo nahoře červeně) pokrýt z obnovitelných zdrojů energie nebo z dovozu elektřiny. Pokud to nebude možné, nejspíš bude nutné přistoupit k řízenému vypínání zátěže.“

Zelená = řiditelná výrobní kapacita, šrafovaná = požadovaný zbývající výkon, žlutá čára = maximální neflexibilní spotřeba. Celkem highway to hell, což?

Bohužel velmi podobnou cestou se ubírají i ostatní evropské země. Stále vyšší podíl OZE vytváří tlak na ekonomiku tradiční řiditelných elektráren a postupně je vyřazuje z provozu. Zároveň postupuje elektrifikace, čímž stoupá spotřeba elektřiny. Objevuje se nová flexibilní spotřeba elektřiny, ale jde spíše o znouzectnost než o skutečné řešení.

„Očekává se, že do roku 2033 budou téměř všechny země, s nimiž je Dánsko elektricky propojeno, potřebovat dovoz, novou řiditelnou výrobu nebo jiná nová řešení, aby pokryly svůj maximální deficit v nejnáročnější hodině vypočtený v rámci energetické přiměřenosti.“

Takhle to bude podle Energinetu vypadat v Belgii, Dánsku, Německu (to je ten Tyksland… jako Deutschland), Nizozemsku, Norsku, Švédsku a Velké Británii. Jak čtenář snadno nahlédne, v roce 2033 bude umět pokrýt svou maximální spotřebu za každých okolností pouze Norsko a s trochou štěstí i Švédsko.

Autoři studie následně dospívají k naprosto kouzelnému závěru: „Pokud si každá země zajistí svou vlastní výkonovou přiměřenost, budou vyřešeny i problémy v Dánsku. V opačném případě jsou nutné národní iniciativy.“ Na jiném místě píší: „Riziko nedostatku elektřiny v Dánsku se sníží na minimum, pokud sousední evropské země zajistí vlastní národní přiměřenost soustavy (např. prostřednictvím řiditelné výrobní kapacity).“

Milí sousedé, koukejte si postavit řiditelné elektrárny (my na to dlabem, bude nám bohatě stačit, když si občas zavdáme z těch vašich a pak vás budeme stejně pomlouvat za to, že máte špinavou energetiku).

Taky vás zaujal termín „národní iniciativy“? Mě taky, a právě proto jsem se rozhodl napsat tento článek. Následující infografika mě odbourala.

Mapa vlevo ukazuje, co se stane s přiměřeností evropských soustav v roce 2033, když jejich rozvoj ponecháme zcela napospas trhu (nebo tomu, co dnes trhem nazýváme). Jinými slovy, když se na to vybodneme jako Dánové. Ukazatel LOLE se bude pohybovat v lepším případě v desítkách, v horším ve stovkách hodin za rok (což dramaticky překračuje veškeré normy pro zdrojovou přiměřenost).

Pokud však vybudujeme po celé Evropě 80 GW (= ekvivalent 40 Temelínů!) řiditelných kapacit, bude to zase v pohodě. Tzn. každý rok 8 GW. Už abychom pomalu začali…

„Pokud nebude foukat a v širším regionu kolem Dánska bude zataženo nebo tma, bude mít ve stejnou dobu nedostatek elektřiny i několik sousedních zemí. K výpadkům elektřiny by proto mohlo dojít v několika zemích současně.“

Je to sotva rok, co jsem psal o tom, že EU se za 10 let zbavila stabilního výkonu ve výši 33 Temelínů. To číslo jsem si nevycucal z prstu, ale z dat ENTSO-E, a aby to vyznělo dostatečně úderně, vyrobil jsem si k tomu v Excelu tři barevné grafy.

Pak jsem posčítal dohromady úplně všechno, co lze považovat za stabilní či řiditelný zdroj (nejen uhlí, jádro a plyn, ale také biomasu, ZEVO, geotermály, bioplynky či takové chuťovky jako mazut a ropné břidlice), a vyšlo mi vskutku, že EU27 za posledních 10 let přišla o 66,42 GW, tedy 13 % regulovatelného výkonu. Což výkonově odpovídá ekvivalentu 33 Temelínů. A celkem to koresponduje s odhadem Energinetu, že do roku 2033 potřebujeme postavit ekvivalent 40 Temelínů.

No nic, přestaneme fňukat, utřeme nosy, zapijeme prášek, vyhrneme rukávy a půjdeme udělat to, co už jsme v Evropě několikrát celkem obstojně zvládli. Vydáme směrnici o povinné roční výstavbě řiditelných zdrojů? Prosadíme zákon o nepřetržitém provozu solárů a větrníků? Požádáme o pomoc Američany? Ne, prostě jednou zavřeme jedno oko před dopady na životní prostředí a druhé před byrokracií a potřebné zdroje postavíme stejně jako LNG terminály (to byl tenkrát fofr, co?).

Napřed si ovšem narovinu přiznejme, jaké řiditelné zdroje reálně jsme schopni do roku 2033 skutečně vybudovat. Uhlí? To dřív pojede čert na bruslích do práce. Jádro? Do osmi let? Stavět určitě, dostavět ani náhodou (nehledě na to, že řiditelné je asi stejně jako Fabia s letňáky při novoročním výletu na Šumavu). Biomasa? Pokud nemáme lesy jako Finsko (a i to má v posledních letech problémy, takže topí i staletými stromy), nezbývá nám, než po vzoru Velké Británie či Dánska dovážet dřevní hmotu z Ameriky či Kanady (a tankery mohou být natřeny zelenou barvou, ať jsou z těch tisícikilometrových transportů aspoň hezké fotky na Instagram).

Čili zbývá zemní plyn, který je ostatně i nejflexibilnější a nejlépe odpovídá požadavkům na rychlé zálohy obnovitelných zdrojů energie. Ano, může nám vadit, že není náš, ale v nejlepším případě norský, v horším americký a ještě v horším jakýkoliv jiný (v nejhorším ruský). A může nám vadit, že při započtení úniků metanu má LNG horší uhlíkovou stopu než domácí uhlí. Z pohledu investičního rozhodnutí to ale nemusí hrát žádnou významnou roli (zatím).

Odpovězme si opět poctivě na další zásadní otázku: Co investor potřebuje k tomu, aby nalil do něčeho přebytečné (a dost často dočasně cizí) miliardy? Dobrý pocit? Skvělý záznam do ESG? Nebo snad fantastické novinové titulky? Ani jedno z toho. On na tom ten parchant chce vydělat, a proto potřebuje jen a pouze rozumnou návratnost (a to samé i banka, která mu na to dobrodružství půjčí peníze).

A teď počítejme společně, co všechno v případě ekonomiky paroplynů vstupuje do hry: Plyn je stále příšerně volatilní palivo, jen za poslední rok jeho cena v Rotterdamu oscilovala v rozmezí 30-60 eur/MWh (a to se bavíme o období, kdy už se trh jako že uklidnil).

Podobnou volatilitu vykazuje i cena emisní povolenky, která se, pravda, propisuje do cen elektřiny u plynu polovičním způsobem než u uhlí, ale ani to není zanedbatelné.

V neposlední řadě musíme počítat i s volatilitou na trhu se silovou elektřinou. Jako pro sprosté kapitalisty by pro nás bylo samozřejmě nejlepší, kdyby elektřina byla co nejdražší. Jenomže futures jako na potvoru každým rokem klesají (zejména kvůli rozvoji OZE – že to nemusí být samo o sobě výhra, to rozebírám tady).

Další nejistotu vnáší do našeho investičního rozjímání evropská snaha o dekarbonizaci. Nové plynové zdroje už mají být tzv. hydrogen ready. Což je v pohodě, prostě až se nás ve frontě na turbínu v Hornbachu zeptají, jestli má umět spalovat vodík, mrkneme na papírek od manželky a řekneme: jo (a připravíme si trochu tučnější svazek bankovek). Zádrhel tkví spíš v tom, že od roku 2035 už máme dle taxonomie spalovat pouze ten zelený vodík (případně biometan, haha) a žádný plyn.

Značné množství nejistot je uvozeno předpokladem: A co když přejdeme na plyn všichni najednou? Bude dost paliva pro každého? Budeme ho schopni v dostatečném množství přepravit přes všechna úzká hrdla? A jak dlouhá bude vlastně ta fronta na turbíny, když je na světě umí vyrábět jen tři čtyři firmy?

Aby toho nebylo málo, další čáru přes rozpočet nám udělá výhled provozního režimu. Bude-li se do energetického mixu stěhovat čím dál víc solárů a větrníků (a to teda fakt bude), nezbytně nám to zakrojí do počtu hodin, kdy budeme vyrábět. Ano, v zimě se občas zahojíme na velmi vysokých cenách, ale v létě si zas skoro nevrzneme. Bude nám to dohromady jakš takš vycházet? A jak rychle si ošoupeme turbínu a další choulostivé komponenty, když pojedeme pořád (doslova) stylem brzda – plyn?

A nakonec nutno zmínit legislativní nejistotu. Jaké nové regulace na náš byznys v nadcházejících letech dopadnou? Jak promluví do cen zemního plynu například politika namířená proti únikům metanu?

Čili abychom to shrnuli: Máme stavět něco, co poběží jen občas (a vlastně čím dál míň), bude to spalovat palivo za velmi proměnlivou cenu a s proměnlivou daní a vyrábět elektřinu za stále jiné (menší) peníze. Je otázkou, zda k nám vůbec tolik paliva doputuje (a jak ho různé okolnosti prodraží), ale cca do pěti let od zprovoznění zdroje nás to nemusí trápit, protože kvůli závazku vůči bance budeme stejně muset přejít na jiné palivo, které dnes v podstatě ještě ani neexistuje (nebo je extrémně drahé). Nevíme za kolik, nevíme jak často, nevíme jak dlouho, nevíme nic… To je terno, jdete do toho se mnou?!

Není divu, že v Evropě to zatím na žádný masivní přechod do doby plynové nevypadá. Německo ještě nedávno hovořilo o naprosté nutnosti vybudovat 25 GW nových kapacit v plynu. Pak tyto ambice před první aukcí (na kterou pořád čekáme) v tichosti zkrouhlo na 12,5 GW. A teď to vypadá s bídou na 5-10 GW! A to se bavíme o situaci, kdy investor dostane jak investiční, tak provozní podporu…

Abych nebyl jenom negativní. Nelze si nevšimnout, že transformace českého teplárenství na plyn a částečně na biomasu či odpad probíhá naopak velmi úspěšně (byť opět za cenu masivní investiční a provozní subvence, ale to už holt jinak snad ani nejde). To jsou však zdroje, které by měly běžet spíše v baseloadu (v létě na snížený výkon kvůli ohřevu TUV). My však potřebujeme kvůli regulaci kachní křivky čisté paroplyny typu Počerady. A protože na ty zatím žádné kapacitní mechanismy nejsou k dispozici, nikdo se do nich nežene.

Neklesejme ale na mysli. My, Češi, už jsme přeci mnohokrát prokázali, že si v krizi umíme poradit svépomocí. Vzpomeňme třeba na to, jak jsme šili doma roušky. Spoléhám proto na um domácích kutilů a věřím, že až půjde opravdu do tuhého, budou schopni na zahradě zbastlit nějakou tu menší turbínku pro malý kogenerační zdroj, který utáhne celou ulici.

A ještě překvapivá pointa na závěr. Studie Energinetu, z níž jsem vám citoval všechny ty hrůzy, je dnes už stará. Dá se stáhnout i novější z roku 2024. A, světe div se, tam jsou čísla mnohem příznivější, prognózy střízlivější, popisy rizik umírněnější a dvojitá mapa s požadavkem na přidání 80 GW dokonce chybí úplně! Mám tři hypotézy, proč to tak je, a předhodím vám je v podobě ankety.