Srpnové zprávy vydané laboratoří Lawrence Berkeley v Kalifornii, stejně jako další údaje poskytnuté průmyslem, ukazují, že ceny větrné a solární energie dosáhly zlomového bodu, kdy se staly konkurenceschopnými ve srovnání s konvenčními zdroji elektrické energie. Ben Paulos se dívá na mílové skoky v solární a větrné energetice a co znamenají pro energetickou transformaci v USA.

V kukuřičných polích ve státě Iowa se točí tisíce větrných turbín. Dodávají více než 30 % celkové energie Iowy, což je nejvyšší podíl energie ve srovnání s ostatními zeměmi. Zejména během jarních větrných dnů je dostatek větrné energie na zabezpečení chodu celého státu.

Největší dodavatel elektřiny MidAmerican Energy ve státě Iowa - částečně vlastněn miliardářským investorem Warrenem Buffettem - si klade za cíl poskytnout 100 % energie z obnovitelných zdrojů. Nedávno schválil plán na připojení dalších 2 000 megawatt do sítě, takže bude získávat 85 % své energie z obnovitelných zdrojů, většinou z větru.

I když je toto číslo samo o sobě impozantní, ještě působivější je fakt, že MidAmerican Energy přitom nebude muset zvyšovat cenu elektřiny. Díky trvalému poklesu cen a zlepšené výkonnosti je větrná energie nyní nejlevnějším novým energetickým zdrojem v některých částech USA.

Ceny solární energie také rychle klesají. Ze všech amerických států je to Kalifornie, která zdaleka nejvíce vede ve využití sluneční energie. Kalifornie nyní hostí 14 tisíc megawatt fotovoltaických panelů, včetně více než 4 tisíce megawatt instalovaných na více než 400 tisících střech. Výrobci elektřiny sepisují smlouvy na prodej solární elektřiny za méně než 3 centy za kilowatthodinu [pozn. asi 72 haléřů k září 2016].

Vítr

Klesající náklady na instalaci větrných turbín se významně promítají do nižších cen za jimi vyrobenou energii, ale největší snížení cen v posledních letech pochází z vylepšení výkonu turbín.

Abychom pochopili proč, pojďme začít od základů. Větrná energie vzniká přeměnou kinetické energie větru. Čím více větru zachytíte, tím více energie si můžete vyrobit. Takže se vývojáři turbín soustředí na navrhování turbín s ještě delšími lopatkami. Aby se lopatky větrné turbíny nezabořily do země a aby zároveň nabraly vítr, který je ve větších výškách silnější, technici se zabývají také prodlužováním sloupů.

Větší rozhodně znamená lepší. Podle zprávy Berkeley Lab o stavu větrné energie se průměrná kapacita nově instalovaných větrných turbín v USA zvýšila o 180 % od roku 1999. Průměrná výška sloupu vzrostla až o 47 % a průměr rotoru je na 102 metrech, to znamená nárůst až o 113 %.

Vyšší sloupy a delší lopatky měly původně vylepšit výkon větrných elektráren v oblastech s nižší rychlostí větru, například v jihovýchodní části USA. Ale vývojáři si rychle všimli, že se stejným způsobem dá získat ještě lepší výkon ve větrných částech Států. Výsledkem je, že standardní vyhodnocení využití výkonu větrných elektráren, tzv. „kapacitní faktor“, se stále zvyšuje.

Berkeley Lab se podívala na kapacitní faktory v roce 2015 a zjistila, že jejich hodnoty se u nových projektů pohybovaly v průměru kolem 41,2 %, ve srovnání s průměrem 31,2 % u projektů postavených v období 2004-2011 a 25,8 % u projektů z let 1998-2003. Jinými slovy, účinnost větrných turbín se zvýšila o 60 % v průběhu posledních 15 let.

Lepší výkon a větší velikost turbín mají za následek nižší náklady na výrobu elektrické energie. U vnitrozemských projektů klesly smluvní ceny z 55 dolarů za megawatthodinu v roce 2009 na dnešních asi 20 dolarů za MWh [pozn. asi 480 korun k září 2016]. To jsou asi 2 centy za kWh - méně než provozní náklady u mnoha existujících elektráren.

Samozřejmě, do toho je zahrnutá federální sleva na dani z výroby. V současné době se pohybuje na 2,2 centech za kWh a s jejím zrušením se počítá do roku 2020.

Solární energie

Náklady na solární energii jsou ovlivňovány svými vlastními faktory, ale v jednom ohledu se solární energie podobá větrné energii: samotná cena fotovoltaických panelů už dávno nerozhoduje.

Protože ceny panelů klesly tak nízko – na pouhých 80 centů za watt [pozn. asi 19 korun k září 2016] - tvoří nyní pouze jednu pětinu celkových nákladů na rezidenční střešní systém. Některé z těchto nákladů jsou obsažené v jiném technickém vybavení, jako jsou stojany a elektronika. Ale především jsou drahé tzv. „měkké“ nevýrobní náklady potřebné k instalaci těchto panelů na střechu, například marketing, získávání zákazníků a obstarávání povolení.

Další studie Berkeley Lab z roku 2012 bila na poplach, když poukazovala na to, že měkké náklady na  solární elektřinu v Německu – v oblačném a chladném podnebí Německa – byly mnohem levnější než v USA. Díky vyspělosti trhu, výkonnosti instalatérů a procesu nezatíženému přehnanou vládní byrokracií stál rezidenční střešní fotovoltaický panel v Německu jen 2,51 dolarů/watt v roce 2012 ve srovnání s 5,52 dolary ve Spojených státech.

Od té doby bylo snížení měkkých nákladů prioritou pro iniciativu SunShot v rámci amerického Ministerstva energetiky (DOE), která si dala za cíl srazit tyto náklady na výrobu fotovoltaické elektřiny na 1 dolar/watt. Jedním z projektů SunShot byla pomoc místním komunitám ve formě zefektivnění povolovacích procesů.

Podle údajů poskytnutých od Berkeley Lab a GTM Research, Spojené státy americké jsou na dobré cestě ke splnění cílů iniciativy SunShot. Cena za distribuci elektřiny mezi zákazníky prostřednictvím sítě poklesla ve srovnání s obdobím 2007-2009 o téměř 60 % na 2,70 dolarů za watt. Projekty s nejnižší cenou stály kolem 1,70 dolarů za watt. Rezidenční solární ceny klesly na 4,10 dolarů za watt v roce 2015 [pozn. asi 99 korun k září 2016], tzn. ve srovnání s rokem 2009 klesly o více než polovinu. Velké střešní komerční systémy, například ty pokrývající střechy skladišť, stály v průměru pouze 2,50 dolarů/watt.

V obou případech cena FVE modulů rovnoměrně klesala během několika posledních let, takže zisky pocházejí z jiného technického vybavení a měkkých nákladů. Ale u cen solární elektřiny v USA, které stále více než dvakrát převyšují ceny v Německu a Austrálii, je prostor pro zlepšení. To se daří realizovat například pomocí vzrůstajícího výkonu.

Fotovoltaické parky stále více používají sledovací systém pro natáčení se ke slunci, čímž se zvyšuje jejich výkon. Smlouvy s odběratelem elektřiny uzavřené pro nové systémy v roce 2015 byly kolem 50 dolarů za MWh a některé i za 30 dolarů/MWh.

Podle GTM Research mají Spojené státy instalovaných celkem 29,3 gigawatt solárních elektráren. Solární parky připojené do sítě byly v posledních několika letech nejrychleji rostoucím segmentem na trhu s elektřinou, což představuje více než polovinu z instalovaného výkonu 7,5 GW v roce 2015.

Kalifornie i nadále dominuje na trhu, s asi polovinou všech svých solárních elektráren instalovaných ke konci roku 2015. Ale tento podíl klesá se vzrůstajícím podílem v ostatních státech.

Některé části Spojených států vykazují velmi vysokou nasycenost trhu s fotovoltaikou. V okresu San Diego má jeden z osmi rodinných domů na střeše FVE panely a některá místa ještě více. Hawai s velmi vysokými cenami elektřiny a vynikajícím slunečním svitem má více FVE panelů na jednoho obyvatele než jakýkoliv jiný stát. V roce 2014 tu pocházelo 6 % elektřiny ze slunce a 17 % domů mělo instalované FVE panely.

I když byl tento růst působivý, všechny známky poukazují na ještě větší nárůst v příštích letech. Na konci roku 2015 bylo ve Státech přinejmenším 56,8 gigawatt FVE elektráren připojených do sítě a čeká se rychlý nárůst. Od větru se očekává alespoň 8 gigawattový růst za rok: jen v samotné oblasti Midwest existuje 29 gigawatt větrných projektů, které čekají na připojení. Brzy můžeme očekávat ještě lepší a levnější větrnou a solární energii.

Originál článku: Wind and solar get cheaper and better, German Energy Transition, autor: Bentham Paulos, datum: 14. září 2016

*****
(C) Olga Kališová, Sonne und Freiheit// Foto: Wikimedia Commons