Solární energie v bodu zlomu. Už za pár let bude hlavním zdrojem, tvrdí vědci

Bod zvratu v solární energii je ta chvíle, kdy se stane solární energie hlavním zdrojem energie a nebude už potřebovat výraznější podpory, protože to prostě už nebude potřeba. A podle výzkumu Univerzity Exeter, který publikovala v časopise Nature Communications, jsme právě na hraně tohoto bodu zlomu.

Proč to tak je? Dostali jsme se do fáze, kdy je fotovoltaika natolik rozšířená, že se stává dominantou na trhu s energiemi. Vyrábět tak elektřinu jinak než fotovoltaikou je náhle nerentabilní. Výroba elektřiny ze slunce se tak bude stále více rozrůstat, aniž by někdo musel někoho neustále pobízet, například skrze dotace apod. Pokud opravdu v tomto bodu jsme, pak se v roce 2050 stane solární energie dominantním zdrojem, což znamená, že přesáhne padesátiprocentní hranici výroby elektřiny.

Doktorka Femke Nijsseová z institutu Exeter's Global Systems pro Science Daily vysvětluje: „Nedávný pokrok v oblasti obnovitelných zdrojů znamená, že návrat k energiím s převahou fosilních paliv již není realistický. Jinými slovy, v energetickém sektoru jsme se vyhnuli scénáři 'obchod jako obvykle'.“

Čtyři hlavní bariéry

Výzkum zároveň varuje před čtyřmi základními oblastmi, které mohou do všeho ještě „hodit vidle“. Především je to odolnost energetických sítí, kdy je třeba předpokládat velkou variabilitu energetických toků ve dne a v noci, v zimě a v létě a vytvářet koncepční trasy pro přenos energie z míst s jejím přebytkem do míst s nedostatkem.

Přestože stát se plně soběstačným nemusí být ekonomicky výhodné, výzkumníci prokázali, že částečná soběstačnost – kdy budova zůstává připojena k elektrické síti, ale také investuje do fotovoltaického systému, tepelného čerpadla a izolace – by mohla snížit celkové náklady na energii v domácnosti.

Druhým bodem je neustálá nutnost dotovat rozvoj fotovoltaiky v zemích se středními a nízkými příjmy, především v Africe. Je třeba si uvědomit, že právě Afrika by mohla být nedostatkem energií zasažena extrémně a mohla by způsobit zbylému světu nemalé problémy.

Třetím bodem je zabezpečení dodavatelských řetězců a vyhledávání dalších zdrojů potřebných surovin, jako je lithium, měď, kobalt či nikl. Bohužel tuto problematiku jsme v minulých letech hrubě zanedbali a dodavatelské řetězce se dostaly do rukou jen několika států.

Posledním problémem je politická a sociální opozice, protože v oblasti energetiky může celosvětově rychle přijít o práci až 13 milionů lidí pracujících v energetice.

Pokud se politici budou snažit překonat tyto bariéry, nějaké přesvědčování, že fotovoltaika je dobrá, vhodná, ekologická a levná, již dále nebude potřeba.

Odpojíme se?

Ovšem s tímto tématem také souvisí to, že díky fotovoltaikám můžeme být výrazně samostatnější. Můžeme si totiž sami pokrýt velkou část své energetické poptávky, přičemž někteří z nás se mohou dostat až do bodu, kdy svůj dům zcela odpojí od veřejných sítí. Takzvané ostrovní domy to ovšem nebudou mít úplně jednoduché.

Max Kleinebrahm, výzkumník v oblasti energetiky na Karlsruhe Institute of Technology v Německu, zveřejnil v časopisu Joule zajímavou studii ohledně možnosti odpojení rodinných domů od sítí. Výzkumníci v ní uvádějí, že 53 % evropských samostatně stojících domů mohlo v roce 2020 pokrýt veškerou svou vlastní energii pouze pomocí místního střešního slunečního záření, a tato technická proveditelnost by se v roce 2050 mohla zvýšit na 75 %. To jsou zajímavá čísla, ovšem mají jeden velký problém. A to jsou peníze.

Dostali jsme se do fáze, kdy je fotovoltaika natolik rozšířená, že se stává dominantou na trhu s energiemi. Vyrábět tak elektřinu jinak než fotovoltaikou je náhle nerentabilní.

Dnes neexistuje prakticky ekonomická výhoda, která by lidi přesvědčila o tom, aby se od veřejných energetických sítí odpojili a vyráběli si elektřinu z vlastních fotovoltaických a dalších zdrojů (například kogenerací apod.)

Nejlepší varianta

Aby vědci identifikovali regiony a typy budov, které jsou přístupnější soběstačnosti, sestavili databázi domů v celé Evropě a identifikovali 4 000 domů, které reprezentovaly různé regiony z hlediska architektury, poptávky domácností po elektřině, klimatických podmínek a místní ekonomiky.

Poté navrhli optimální energetické systémy pro každý reprezentativní dům, které by plně pokryly potřeby elektrické a tepelné energie a zároveň minimalizovaly náklady. Tyto systémy zahrnovaly opatření, jako jsou střešní solární panely, malé větrné turbíny, různé typy akumulačních systémů, instalace tepelných čerpadel, efektivní izolaci a podobně.

Poté vědci své výsledky srovnali, aby odhadli technickou a ekonomickou proveditelnost energetické soběstačnosti pro 41 milionů volně stojících rodinných domů v Evropě. Samozřejmě, že domy na Maltě, ve Španělsku nebo v Itálii mají výrazně vyšší potenciál pro odpojení od sítě než ve Švédsku nebo v Norsku. Pokud bychom vše ale zprůměrovali a hlavně do toho zařadili i ekonomickou stránku věci, kdy investice do odpojeného domu jsou výrazně vyšší než u domu připojeného do sítě, pak i v roce 2050 bude ekonomicky nevýhodné to provést.

Přestože plná soběstačnost nemusí být ekonomicky výhodná, výzkumníci prokázali, že částečná soběstačnost – kdy budova zůstává připojena k elektrické síti, ale také investuje do fotovoltaického systému, tepelného čerpadla a izolace – by mohla celkové náklady na energii v domácnosti snížit. Optimální stupeň soběstačnosti se pro různé budovy a regiony lišil, ale jako příklad můžeme uvést jednu reprezentativní budovu v Německu. Výzkumníci ve studii odhadli, že nákladově optimální by bylo ze 73 % být soběstačný v roce 2020 a ze 78 % v roce 2050.