Žádný strom neroste do nebe, tvrdí norští vědci

V tak nejistém odvětví, jako je energetika, jsou jakékoliv prognózy ošidné. I bez kvalitní křišťálové koule lze však předpokládat, že s růstem ekonomiky i počtu obyvatel poroste i spotřeba energie, a to poměrně razantně. Čísla mluví celkem neúprosně: naše současná planeta potřebuje asi 17 TW energie a cca 80 % musí pokrýt z fosilních zdrojů. Podle konzervativních odhadů bude ta samá planeta v roce 2050 potřebovat asi 30 TW, tj. skoro dvakrát tolik! Podíl fosilních zdrojů se má přitom dramaticky snížit. Pařížská dohoda o ochraně klimatu stanovila ambiciózní cíl omezit emise skleníkových plynů o 40 až 70 % do poloviny tohoto století.

Naděje se tak celkem pochopitelně upínají k nejprogresivnějším obnovitelným zdrojům energie, především větrným a slunečním elektrárnám. Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii (IRENA) v souladu s „pařížskými“ intencemi předpokládá, že hlavně díky větrníkům a fotovoltaice se do roku 2030 zvýší globální podíl obnovitelných zdrojů na 30 %.

Je takový vývoj vůbec možný? Napřed trocha matematiky. Ve statistice se uplatňuje mimo jiné tzv. exponenciální funkce a tzv. logistická funkce. Zatímco tu exponenciální charakterizuje trvalý a neustále akcelerující růst, ta logistická má tři fáze: na začátku vypadá jako exponenciální, ale postupně se její růst zpomaluje, až se nakonec úplně zastaví.

Teď trocha historie. Vodní elektrárny se rozvíjejí v Evropě zhruba od 30. let 20. století. Zatímco na začátku jejich počet a instalovaný výkon velmi rychle stoupal, v 60. letech začal růst zpomalovat, až se v současnosti téměř zastavil. Něco velmi podobného se odehrálo s jadernými elektrárnami – po Druhé světové válce boom, v 80. letech stagnace a v současnosti takřka paralýza. Dvě zdánlivě úplně odlišná odvětví s jinými vstupy i zákonitostmi, dva stejné příběhy. Co se zpočátku tvářilo jako exponenciální funkce, to dnes při zpětném pohledu vypadá jednoznačně jako funkce logistická.

Klíčová otázka tedy zní, zda se nyní to samé děje s větrnými a slunečními elektrárnami, a pokud ano, v jaké fázi to je. Až překvapivě jasnou odpověď přináší graf, který zachycuje vývoj instalovaného výkonu evropské fotovoltaiky od začátku třetího tisíciletí (viz níže): žlutá křivka nejprve prudce roste, kolem roku 2011 však přichází bod zvratu a směrem do současnosti už se pozvolna rovná do vodorovného prohnutí. V celosvětovém měřítku je situace méně přehledná, a to pravděpodobně kvůli dynamickému rozvoji obnovitelných zdrojů v Číně. Nicméně autoři norské studie na dalších grafech ukazují, že větrná a solární energetika začíná pomalu ztrácet dech i globálně. Vývoj tedy podle nich i v tomto případě spěje k logistické funkci, jakkoliv příznivci zelené energie sní o exponenciále.

Na základě historický dat a statistických odhadů vědci z Bergenu konstatují, že globální energetický potenciál větru a slunce bude naplněn již kolem roku 2030 a celkový instalovaný výkon dosáhne dle nejoptimističtější předpovědi hodnoty 1,8 TW, pravděpodobně však spíše jen 1,6 TW. S ohledem na ambiciózní klimatické cíle jde o poněkud nedostatečná čísla.

Dalo by se samozřejmě namítnout, že statistika vždy nemusí věrně odrážet pestrobarevnou realitu a že zakřivení nějakých čar ještě nutně nesvědčí o skutečných trendech. V této souvislosti však studie z Bergenu v diskuzi předkládá argumenty, které jsou možná ještě daleko cennější než všechny výpočty. Zatímco rozvoj vodních a jaderných elektráren zastavily přírodní limity, respektive neúnosné investiční náklady, v případě větrníků a fotovoltaiky identifikovali Norové hned čtyři hlavní omezující faktory.

První upozorňuje na to, že zelený optimismus nezohledňuje negativní vlastnosti obnovitelných zdrojů, tedy zejména jejich závislost na denní době a počasí, a tím pádem ani veškeré náklady na výrobu elektřiny (zejména náklady na udržování dobře regulovatelné zálohy).  Druhý limit vyplývá z výrazné prostorové náročnosti těchto zdrojů a z faktu, že největší výkon bývá k dispozici v relativně velkých vzdálenostech od místa spotřeby. To vyžaduje nákladné budování přenosových tras. Třetím významným faktorem je relativně nízká životnost materiálů a zařízení, která tvoří základ větrných a fotovoltaických elektráren. Poslední limitující faktor je ekonomický. Nestabilní zdroje produkují elektřinu s minimálními náklady a za předpokladu dobře fungujícího trhu, který není zkreslen dotacemi, nutí majitele nabízet produkci za určitých okolností dokonce za zápornou cenu! A v takové situaci se sotva najdou zájemci o nové investice v této oblasti... Obnovitelným zdrojům tak hrozí doslova kanibalizace vlastních kapacit.

„Jsme si dobře vědomi nejistot kolem logistické předpovědi: technologický pokrok (například v oblasti větrné energie nad oceány) nebo nepředvídatelný průlom v energetice (například jaderná fúze) může vést k tomu, že vývoj nabere úplně nový směr,“ píší norští vědci v závěru své studie. Zároveň ovšem namítají: „Protože však zatím nic takového není na obzoru, současná data bychom měli považovat za včasné varování o rozšiřujícím se rozporu mezi ambicemi a skutečným růstem.“ Vzkaz pro politiky a odborníky v energetice je to poměrně srozumitelný: Je na čase oprostit se od ideologických tezí a místo nich pozorně vnímat reálný vývoj kolem sebe. Jedině pak se nám před očima vyjeví ty správné křivky...

Studie vědců z bergenské univezity