Jak se s měnícím klimatem poperou obnovitelné zdroje energie?

Na klimatickou změnu se adaptujeme zdroji, které se mohou právě v důsledku této změny nepředvídatelně měnit.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | Patrick Poendl / Shutterstock

Klimatická změna neznamená nutně jen to, že se někde o pár stupňů oteplí. Značí to i poněkud chaotičtější počasí, hůře předvídatelné meteorologické události, odchylky od zažitých průměrů a norem, extrémní projevy počasí. Může to znamenat ovlivnění oblačnosti, atmosféry, distribuci a podobu srážek, proměnu teploty, směru a rychlostí větru. A může dojít k situacím, kdy se OZE – působící na nás dojmem receptu k řešení klimatické změny – samotné kvůli projevům klimatické změny dostanou do úzkých.

Pro příklady nemusíme chodit daleko: z kraje letošního roku udeřily nebývalé mrazy v Texasu a naprosto odstavily od provozu zdejší větrné elektrárny. Texas v době nejvyšší nutnosti přišel o 30 000 MW, respektive o 18 % výroby elektřiny. Z kolapsu sítě se vzpamatovával měsíce. Podobně se pak nebývale suché a nevětrné léto promítlo do výkonností bilance britských příbřežních elektráren. Letos vyrobily o 32 % méně energie, než se předpokládalo, že zvládnou. Nikdo na ostrovech nemohl tušit, že letošní rok bude nejméně větrný za posledních 70 let, stejně jako v Texasu podobný mráz také nepamatují. Odchylky počasí, připisované klimatickým změnám, se propisují do výkonu energetických instalací, budovaných vesměs právě kvůli klimatickým změnám. Problémy nemusí mít jen ti, kteří dnes spoléhají na instalace větrných elektráren.

Budoucnost přináší nejistotu

V kontextu sucha a úbytku sněhu v Himalájích se dlouhodobě neperspektivní jeví být i vodní elektrárny v Indii a Číně. Častější písečné bouře se mohou negativně promítnout do životnosti a výkonu solárních farem v Africe. A je otázkou, jestli je rozumné v rychle měnícím světě reagovat na současný stav, anebo ten příští, nastávající. Velké větrné parky, solární farmy či hydroelektrárny budované dnes v provozně optimálních podmínkách, totiž v horizontu následujících dekád mohou pozbýt svého významu. Toto téma – poměrně zásadní k tomu, jak masivně nyní OZE propagujeme – zatím nepatří k akcentovaným oblastem výzkumu. Aktuálně se na ně soustředí dvě studie.

Tým Hannah Bloomfieldové z univerzity v Bristolu řešil citlivost evropských větrných elektráren na projevy klimatické změny a tým Davida Gernaata z Koperníkova institutu udržitelného rozvoje při univerzitě v Utrechtu se soustředil na celkovou dostupnost a potenciál OZE ve světě ovlivněným klimatickými změnami. Obě studie pracovaly ve svých analýzách s různými projekcemi, modely a simulovanými scénáři. A ani jedna nepřináší úplně dobré zprávy. V Bristolu upozorňují na to, že spolu s tím, jak klesá rozdíl teplot mezi rovníkem a polárními oblastmi, se proměňuje rozvrstvení oblastí tlakových nížin, snižuje se i větrné proudění a tedy i rychlost větru.

Některé regiony USA, Evropy, východní Číny se mohou těšit na navýšení potenciálu domácích solárních instalací.

Licence | Všechna práva vyhrazena. Další šíření je možné jen se souhlasem autora

Foto | chuttersnap / Unsplash

Z šesti možných scénářů se jako průměr do dalších let dá nad Evropou očekávat snížení rychlosti/síly větru o 8-10 % v důsledku klimatických změn. „Je ale velmi důležité si uvědomit, že i malá změna rychlosti větrů může vést k významně velké změně ve výrobě energie, protože výkon turbíny souvisí s třetí mocninou rychlosti větru,“ dodává Bloomfieldová. „Současný výpadek produkce větrných elektráren je připomínkou toho, jak nejistou investicí pro budoucnost a spolehlivost elektrických sítí může být sázet čistě jen na jeden obnovitelný zdroj energie.“

S jedním receptem nepochodíme

Řešením je diverzifikace energetického portfolia, mixu několika různých OZE. Větrných elektráren doplněných o solární, vodní a další. Tady už je třeba zmínit studii z Utrechtu. Ta rozsáhlými analýzami hodnotí budoucí potenciál OZE, konkrétně pak domácí střešní fotovoltaiky, koncentračních solárních elektráren, příbřežních a vnitrozemských větrných farem, bioenergie a vodních elektráren.

„V současnosti OZE zásobují svět 15 % energie, přičemž největší díl (10 %) si osobuje bioenergetika,“ uvádí Gernaat. V roce 2040 by se čisté alternativy fosilních paliv mohly podílet už na 30 % celosvětové produkce energie. Vliv klimatických změn přitom za 20 let slabší nebude, naopak. Dá se tedy předpokládat, že některé regiony budou v oblasti produkce čisté energie více či méně postiženy. Někdy i pozitivně.

Například temperátní regiony USA, Evropy, východní Číny se mohou těšit na navýšení potenciálu domácích solárních instalací. Zatímco vodní elektrárny sníží svou dosavadní užitečnost na jihu Evropy, v Jižní Americe, Austrálii. Prostor se jim naopak otevře na východě Afriky (na jihu Afriky se ovšem jejich potenciál sníží). Komplikace vychází z toho, že celkový globální potenciál pro OZE a léta budoucí spíše narůstá – u vodních elektráren o 6 %, u solárních instalací o 2 % a u bioenergetiky o celých 32 % - jenže tento pozitivní růst nevypovídá o regionálních odchylkách, které mohou mít naopak negativní charakter.

„Dlouhá období sucha, bezvětří nebo snížená předvídatelnost počasí mohou v budoucnu působit u některých energetických systému komplikace, zvláště v těch zemích, kde bude vysoký podíl OZE v národním mixu,“ říká Gernaat. „A tato období výpadků se mohou projevovat častěji, se stupňující se klimatickou změnou.“ Přechod na obnovitelné zdroje by podle něj měl vycházet spíše z regionální praxe a dat vztažených ke konkrétnímu území než z nějakého povšechného popudu.

Volba jen jednoho modelu bezemisní energetiky by totiž v budoucnu mohla přijít celé státy hodně draze. Na klimatickou změnu se adaptujeme zdroji, které se nepředvídatelně mohou právě v důsledku této změny měnit. „Většina obnovitelných zdrojů energie totiž přímo závisí na klimatických procesech,“ uzavírá Gernaat.