Při výrobě elektrické energie spalováním fosilních paliv – uhlí, ropy a zemního plynu – se do ovzduší uvolňuje oxid uhličitý (CO2), a toto je hantýrkou Bidenovy administrativy nazýváno "znečištěním klimatu". Proto musí být využívání všech fosilních paliv v souladu s Bidenovými výkonnými nařízeními a směrnicemi potlačeno. Alternativou by bylo větší využívání jaderné energie, ale to je kvůli regulatorním překážkám neuskutečnitelné a potenciál našich vodních toků na výrobu elektrické energie je již většinou využit. Pak už nám zbývá vyrábět elektrickou energii jen ve větrných a solárních elektrárnách. Výroba elektrické energie ve větrných a solárních elektrárnách je v současnosti předmětem velké regulatorní podpory včetně rozsáhlých vládních dotací a daňových výhod.
Na loňský Den Země – 22. dubna 2021 – vydal Biden tiskovou zprávu, v níž rozšířil svá výkonná nařízení a stanovil konkrétní cíle pro odstranění fosilních paliv z ekonomiky USA. Ačkoliv Kongres USA o žádných takových návrzích nejednal, tak podle této Bidenovy tiskové zprávy se Spojené státy údajně jednostranně zavázaly k výrobě "elektřiny bez emisí CO2 do roku 2035" a k "ekonomice s nulovými emisemi CO2 nejpozději do roku 2050."
Jsme tedy zemí, která se pustila do vládou nařízeného celostátního intenzivního programu s cílem ukončit výrobu elektřiny z fosilních paliv během velmi krátkého období příštích 13 let – do roku 2035, a zároveň ukončit veškeré používání fosilních paliv během příštích 28 let – do roku 2050. Když o tom Biden a další zastánci větrné a solární energie řeční, tak se zdá, že největším problémem současnosti je příliš mnoho elektrické energie vyráběné z fosilních paliv a příliš málo s využitím větru a slunce a proto bude podle nich dosažení přechodu k "čisté nule" jen otázkou vybudování dostatečného množství větrných a solárních elektráren. A podle nich tak jednoduše dojde k nahrazení současných tepelných elektráren.
A v tom se naprosto mýlí.
Zastánci zelené energie – včetně našeho prezidenta a jeho administrativy – tento problém chápou naprosto špatně. Navrhovaný přechod k "čisté nule" prostřednictvím využití větrné a solární energie nebude jen nesnadný, ve skutečnosti jde o naprostý výmysl. "Čisté nuly" nemůžeme dosáhnout, aniž bychom dramaticky nepodkopali naši ekonomiku, životní styl a bezpečnost, a rozhodně "čisté nuly" nemůžeme dosáhnout za rozumnou cenu. Pokud bude nucený přechod na bezuhlíkovou ekonomiku pokračovat, tak v určitém okamžiku nevyhnutelně narazí na fyzikální a finanční limity a pak se katastrofálně zhroutí. Zatím ovšem nevíme, za jakých okolností k tomuto zhroucení dojde. A co je ještě horší – snaha o uskutečnění přechodu na "čistou nulu" je vysoce nebezpečným výmyslem, který ohrožuje životy, zdraví a bezpečnost všech Američanů, protože tento přechod povede k nevyhnutelnému neúspěchu.
Základním nepochopením problému je to, že výroba elektrické energie ve větrných a solárních elektrárnách je zásadně odlišná od výroby elektrické energie v tepelných elektrárnách. Elektrická energie vyráběná v tepelných elektrárnách je spolehlivá a dostupná v okamžiku, kdy ji někdo potřebuje. Množství elektrické energie vyráběné větrnými a solárními elektrárnami kolísá – a tato elektrická energie je dostupná pouze tehdy, když je vhodné počasí, což často neodpovídá poptávce spotřebitelů.
Je tady něco, co by měl vidět i slepý, ale v diskusích o přechodu na zelenou energii o tom bohužel není většinou ani zmínka: Žádný instalovaný výkon větrných a solárních elektráren sám o sobě nikdy nedokáže spolehlivě zásobovat elektrickou síť 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Spolehlivá elektrická soustava musí být schopná pokrýt poptávku spotřebitelů za jakýchkoliv podmínek. Větrné elektrárny nevyrábí elektřinu, když nefouká vítr, a solární panely nevyrábí elektřinu v noci. Systém výroby elektrické energie založený na využití větru a slunce tedy za klidné bezvětrné noci žádnou elektřinu nevyrábí. Špička v odběru elektřiny ale bohužel často nastává večer, krátce po západu slunce, kdy vítr fouká buď málo, nebo vůbec. Bez plného zálohování z nějakého jiného zdroje bude elektrická síť odkázaná jen na větrné a solární elektrárny čelit každou bezvětrnou noc úplnému výpadku – blackoutu. A je jedno, jestli větrných turbín a solárních panelů instalujete milion, miliardu nebo bilion. Za bezvětrné noci nebudou větrné a fotovoltaické elektrárny vyrábět žádnou elektřinu a bude potřeba plná záloha z jiného zdroje.
Poskytnout zálohu, kterou potřebuje systém výroby elektrické energie založený na využití větru a slunce, dokáží fosilní paliva, zejména zemní plyn. Ale náš prezident nám nyní říká, že zálohování elektrické soustavy pomocí fosilních paliv má za následek "znečištění CO2" a musí být odstraněno. Zbývá nám tedy už jen možnost skladování elektrické energie od okamžiku, kdy je vyrobena (např. u větrného/solárního systému v poledne větrného červnového dne) do doby, kdy je jí potřeba (např. během bezvětrného prosincového večera).
Což nás přivádí k druhému logickému a naprosto zřejmému konstatování: Navrhujete-li systém výroby elektrické energie založený převážně na energii větru a slunce, a zakážete zálohování pomocí systémů výroby elektrické energie z fosilních paliv, tak musíte, opakuji, MUSÍTE řešit otázku skladování elektrické energie. Bez použití fosilních paliv jako zálohy a s omezeným využitím jaderných a vodních elektráren je skladování elektrické energie jedinou zbývající možností. Kolik elektrické energie bude potřeba skladovat? Kolik to bude stát? Jak dlouho budeme muset elektrickou energii skladovat, než ji využijeme? A existují akumulační systémy, které dokážou elektrickou energii po tuto dobu uchovat a dodat ji bez významných ztrát a tak rychle, aby mohl celý energetický systém dál fungovat?
Pokud by naši vládní úředníci byli alespoň trochu kompetentní, tak by tyto otázky byly každý den v popředí jejich pozornosti, když navrhují přechod naší země na zelenou energii během tak krátkého období – s předpokládanými náklady ve výši stovek miliard, ne-li bilionů dolarů. Ještě předtím, než se USA vůbec zavázaly k přechodu na energetický systém založený převážně na energii větru a slunce, by měla být prokázána proveditelnost tohoto přechodu a měly by být odhadnuty náklady na vybudování systémů skladování elektrické energie, které by tento přechod umožnily.
Měly by již být provedeny velmi podrobné studie proveditelnosti tohoto přechodu. Měly by již být velmi přesně známy požadavky na kapacitu bateriových úložišť v gigawatthodinách. Se stejně vysokou přesností bychom již měli vědět jaké materiály a v jakém množství budeme potřebovat k jejich výrobě. Měly by být známy technické možnosti bateriových úložišť. Tak například: Jaké je optimální chemické složení baterií pro použití v tomto systému? Jaká bude ztráta elektrické energie mezi nabitím baterie a využitím elektrické energie? Kolik musíme postavit výrobních zařízení navíc, abychom tuto ztrátu pokryli? Jak dlouho vydrží baterie nabité? Bude možné nabít baterie v červnu a uloženou elektrickou energii v nich skladovat až do prosince? Budou navrhované baterie potřebovat k zajištění své funkčnosti provozně drahé systémy klimatizace? A tak dále a tak dále.
Ve skutečnosti by dnes – pouhých 13 let předtím, než budeme údajně vyrábět elektrickou energii bez emisí CO2 – měly již existovat demonstrační projekty, které by jasně ukázaly, jaká technologie bude použita a zda navrhovaná technologie funguje a může být nasazena v širokém měřítku a za rozumnou cenu.
Opak je však pravdou. V současné době americká vláda problému skladování elektrické energie věnuje jen malou nebo vůbec žádnou pozornost. Neexistuje žádný podrobný technický plán, jak tento přechod provedeme. Neexistují žádné podrobné vládou podporované studie o tom, kolik bateriových úložišť bude potřeba, jaké technologie jsou schopny tento úkol splnit a jakou cenu za to zaplatíme.
A je to ještě horší: Vzhledem k tomu, že neexistuje žádná vážně míněná vládní snaha řešit technický problém skladování elektrické energie, který je nezbytný pro zálohování elektrické soustavy založené převážně na větrné a solární energii, chopila se tohoto úkolu hrstka dobrovolníků, většinou různých inženýrů v důchodu. Několik takových lidí vytvořilo věrohodné výpočty naznačující, že pokud se má předejít riziku vybití baterií a riziku zhroucení systému, tak elektrická soustava založená na větrné a solární energii využívající k zálohování pouze bateriová úložiště bude vyžadovat skladování elektrické energie o kapacitě odpovídající přibližně 30 dnům průměrné spotřeby. Tato potřeba akumulace je z velké části důsledkem sezónnosti větrných i solárních elektráren – např. solární elektrárny vyrábí v létě mnohem více elektřiny než v zimě.
Jeden vážně míněný pokus určit, jak velká kapacita a jaký typ úložiště elektrické energie by stačily k zálohování elektrické soustavy založené výlučně na větrné a solární energii, učinil již v roce 2018 inženýr v důchodu Roger Andrews, tehdy žijící v Mexiku. Andrewsova práce byla publikována v listopadu 2018 na webu Energy Matters. Roger Andrews zvažoval dva případy, jeden pro Kalifornii a druhý pro Německo, a získal podrobné údaje o spotřebě elektrické energie a o výrobě elektřiny stávajícími větrnými a solárními elektrárnami v obou státech.
Tabulky a grafy publikované Rogerem Andrewsem ukazují, že abychom s elektrickou energií vyrobenou v solárních a větrných elektrárnách úspěšně vystačili po celý rok, tak by v důsledku sezónnosti její výroby bylo potřeba akumulovat elektrickou energii, která by pokryla spotřebu přibližně na 30 dní. Roger Andrews vypočítal, že vybudování tak velkých bateriových úložišť by v Kalifornii i v Německu stálo více, než činí jejich roční HDP, a přesto by současné baterie ani při tak enormních nákladech nebyly schopny zůstat po dostatečně dlouhou dobu nabité a nebyly by tak schopny splnit svůj úkol. Roger Andrews na konci svého článku dospěl k závěru, že bateriová úložiště nebudou ani zdaleka schopna zajistit nízkonákladovou budoucnost poháněnou "čistými" 100% obnovitelnými zdroji.
V novější studii publikované v lednu 2022 Ken Gregory – inženýr v důchodu žijící v Calgary v Kanadě – spočítal požadavky na bateriová úložiště a náklady na vybudování bateriových úložišť pro elektrickou soustavu založenou převážně na větrné a solární energii pro celé Spojené státy. Gregoryho tabulky jsou založeny na podrobných (v tomto případě hodinových) údajích o skutečné spotřebě a na údajích o elektrické energii vyrobené ve stávajících větrných a solárních elektrárnách, jejíž výroba prudce kolísá.
Hlavním závěrem Kena Gregoryho je, že plné zálohování americké elektrické soustavy by při současné úrovni spotřeby – a za předpokladu, že veškerá elektrická energie bude vyrobena ve větrných a solárních elektrárnách – vyžadovalo vybudování bateriových úložišť o celkové kapacitě 250 000 GWh. Část takto uložené elektrické energie by musela zůstat uložena déle než šest měsíců a poté by byla v průběhu několika měsíců spotřebována. Vzhledem k tomu, že roční spotřeba elektřiny je v USA v současnosti zhruba na úrovni 3,7 milionu GWh, odpovídají bateriová úložiště o kapacitě 250 000 GWh vypočítané Kenem Gregorym průměrné spotřebě elektrické energie cca za 24 dnů, což je podobný výsledek, k jakému dospěl Roger Andrews. Ken Gregory vyčíslil náklady na vybudování takového systému na více než 100 bilionů dolarů. Až poté se věnoval otázce, zda nyní vůbec existuje technologie baterií, která dokáže uchovat takové množství elektrické energie po celé měsíce a až poté během následujících několika měsíců umožnit její spotřebu. A i přes tyto obrovské náklady tento výpočet platí pouze pro současnou úroveň spotřeby elektřiny. Bidenův plán "čisté nuly" (to je "nulových emisí CO2") do roku 2050 počítá přibližně se ztrojnásobením spotřeby elektřiny, což by podle Gregoryho výpočtů zvýšilo náklady na vybudování nezbytných bateriových úložišť až na 400 bilionů dolarů. Roční HDP USA je přitom v současnosti cca 22 bilionů dolarů.
Výpočty Kena Gregoryho mohou být samozřejmě zpochybněny a mnohé z jeho předpokladů mohou být upraveny. Jeho výpočet nákladů na vybudování takového systému může být příliš vysoký nebo příliš nízký. Faktem ale zůstává, že pokud by vláda USA byla byť jen trochu kompetentní, měla by již zpracovány své vlastní podrobné inženýrské studie proveditelnosti, jak by se tento nucený energetický přechod měl provést, a v malých městech by již probíhaly demonstrační projekty, které by ověřily proveditelnost a odhalily náklady realizace. Nic z toho ale neexistuje. Ve skutečnosti se v této věci vůbec nic nedělá.
Chcete-li plně porozumět míře nekompetence, se kterou vláda USA přistupuje k tomuto energetickému přechodu, tak vezměte v potaz současný program federálního ministerstva energetiky nazvaný Energy Storage Grand Challenge. V rámci tohoto programu navrhuje ministerstvo energetiky USA přidělit granty na řešení problémů spojených s bateriovými úložišti pro zálohování elektrické sítě postavené na výrobě elektrické energie ve větrných a solárních elektrárnách, a zejména na studium otázek spojených s "trvanlivými" bateriemi, které budou potřeba k uskladnění a následné spotřebě obrovského množsttví elektrické energie v průběhu několika měsíců, aby se systém vypořádal s problémem sezónnosti.
Podle článku, který byl na webu Energy Storage News publikován v září 2021: "Ministerstvo energetiky přispělo 75 miliony dolary na vybudování centra pro výzkum dlouhodobého skladování elektrické energie v Pacific Northwest National Laboratory, jehož otevření se očekává někdy v roce 2025." Jinými slovy: Podle Bidenova výkonného nařízení máme do roku 2035 vyrábět elektřinu bez emisí CO2, bude nás to stát přibližně sto bilionů dolarů, na úspěchu tohoto přechodu závisí dostupnost světla a tepla pro nás všechny, a my nejenže nemáme žádné studie proveditelnosti a demonstrační projekty, ale dokonce jsme ještě nezahájili ani základní výzkum a budova, kde se má tento základní výzkum provádět, bude hotová až v roce 2025.
Naše vláda nám zatím nařizuje masivní instalaci větrných turbín a solárních panelů a zároveň nařizuje uzavření plně funkčních elektráren spalujících uhlí, ropu a zemní plyn. Je jen otázkou času, kdy tento systém přestane fungovat. Není možné přesně předpovědět, kdy a kde k tomu dojde, ale je nabíledni, že následky budou strašlivé. Co když se ocitnou miliony Američanů v kruté zimě bez tepla – a co když mnozí z nich v takové situaci zemřou? A co když se zhroutí náš plně elektrifikovaný dopravní systém a miliony lidí v něm uvíznou bez možnosti dostat se do práce? Co když dojde k deaktivaci některých našich obranných schopností a toto selhání umožní nepřátelský útok na USA?
Žádná rozumná a kompetentní vláda by se nikdy nevydala touto cestou.
Francis Menton je prezident organizace American Friends of the Global Warming Policy Foundation a své příspěvky publikuje na blogu manhattancontrarian.com.
Překlad původního textu: A Mostly Wind- and Solar-Powered U.S. Economy Is a Dangerous Fantasy
Překlad: Libor Popovský, Helena Kolínskázdroj: https://cs.gatestoneinstitute.org/18636/ekonomiku-usa-solarni-energii
