Charakteristický průběh produkce elektřiny v Německu v jednom týdnu, jak je možné ji zobrazit na serveru Agorameter (zelená je biomasa, nejsvětleji modrá je voda, nejtmavší modrá jsou větrníky v pobřežních vodách a méně tmavá modrá je vítr na pevnině, největší plochu zaujímají šedomodrou barvou označené klasické zdroje - jaderné a fosilní).

Německo má v současné době instalováno přes 40 GW ve slunci a 50 GW ve větru. Jeho potřeby se pohybují mezi 50 až 80 GW, konkrétní hodnoty závisí na tom, o který den v týdnu a kterou fázi dne jde. Spotřeba klesá během víkendu a svátků a nižší je také potřeba v noci. Široká špička je mezi 5 až 23 hodinou a maxima jsou kolem 12 a pak kolem 18 hodiny.

Produkce elektřiny z různých zdrojů v Německu v říjnu. Výroba je dominována klasickými zdroji. (Zdroj Agorameter).

Slunce je nyní v takové fázi roku, že dodává jen málo elektřiny. Podle počasí v maximu o poledni něco mezi 2 GW až 12 GW. Ale to se týká pouze dvou hodin kolem poledne, pak to rychle padá dolů a mezi 16 hodinou odpolední až 7 hodinou ranní ani ťuk. Pomůže to k vykrytí maxima ve 12 (ale jen částečně), ale pak už fotovoltaika nic nedá. Ovšem vítr, s kterým se v této fázi roku počítá, je kvůli povětrnostní situaci už celé září a říjen minimální. Většinou se pohybuje poskytovaný výkon v mezích od 1 GW do 10 GW. Krátké špičky, kdy by výkon německých větrných turbín dosáhl 15 GW, se dají spočítat na prstech jedné ruky. Výhled na listopad je zatím velice setrvalý. Takže je tu možnost, že nejméně tři měsíce fotovoltaika s větrem dají jen velmi malou část produkce nejen německé elektřiny. Podobné počasí je totiž nyní nejen v Německu, ale i u nás a velké části Evropy.

Říjnová produkce z klasických zdrojů. V základním režimu celou dobu běží jaderné zdroje (tmavě šedá), zdroje na hnědé uhlí (hnědá), částečně i na černé uhlí (černá) a někdy i část plynových zdrojů (světle modrá). (Zdroj Agorameter).

Pochopitelně může být na podzim a na jaře i úplně jiný charakter počasí. Takový byl například letošní jaro. Tehdy nebylo Německo schopno v některých maximech produkce větru transportovat svou větrnou elektřinu ze severu na jih a uplatnit ji. Vypínaly se tak i větrníky, nejen fosilní bloky. Ovšem pro udržení sítě musely některé klasické zdroje stejně i v maximu produkce běžet alespoň na omezeném výkonu. Ani v té době se však měsíční produkce z OZE nepřiblížila polovině produkce. Pokud by chtěli mít Němci za letošního charakteru počasí vyšší celoroční podíl OZE, museli by na jaře energii uložit a na podzim využívat (a ukládat by bylo nutné množství energie v řádu měsíční potřeby). A to je opravdu technologicky nepředstavitelné. I přečerpávací elektrárny přestávají být ekonomické a efektivní, pokud musíte přejít od vykrývání denních špiček k vykrývání byť jen týdenních změn počasí.

Situace v jarních měsících (únor) letošního roku, kdy velmi intenzivně foukalo. Ani zde však nemohly větrné elektrárny dodat, nejen kvůli neexistenci dostatečného propojení větrného severu a průmyslového jihu, dominantnější část elektřiny (zdroj Agorameter).

Celé září, říjen a teď i v listopadu zachraňují nízkoemisní produkci v Německu zbývající jádro, biomasa a voda, které fungují celou dobu v režimu základního zatížení a dodávají dohromady 17 GW (jádro 10 GW, voda 2 GW a biomasa 5 GW). Německou produkci elektřiny však nyní dominují uhelné zdroje, které fungují téměř celou tuto dobu v režimu základního zatížení a zajišťují okolo 30 GW. Dokonce někdy jedou v režimu blízkému základnímu i plynové bloky. Při současném charakteru počasí by Německu nepomohlo ani, kdyby měla celý potřebný výkon ve větru (tomu už se blíží), celý potřebný výkon ve fotovoltaice (taktéž), celý potřebný výkon v přečerpávačkách (absolutně nereálné). Stejně by muselo mít celý potřebný výkon ve fosilních zdrojích a ty by teď zase fungovaly dlouhodobě v režimu základního zatížení. Prostudování grafů a dat na Agorametru je velmi názorné.

Velice zajímavá je také situace v květnu, což je měsíc ideální pro fotovoltaiku. Slunce už je vysoko na obloze poměrně dlouhou dobu a teploty jsou nízké, takže horko nesnižuje účinnost fotovolatických panelů. Instalovaný výkon ve fotovoltaice se blíží tomu, který je potřeba. Takže o poledni může veškerou potřebnou produkci zajistit fotovoltaika. Jestliže už nyní má Německo výkon ve slunci srovnatelný s potřebným, tak v případě instalace jeho několikanásobku to povede k značně problematickým důsledkům. V květnu kolem poledne bude mít několikanásobek výkonu oproti potřebnému. Už nyní byla v případě pouze překročení potřebného výkonu záporná cena na burze až -150 EUR. V případě instalace násobku potřebného výkonu se bude muset velká část fotovoltaiky vypínat. V noci však bude při libovolném instalovaném výkonu produkce z fotovoltaiky nulová. Většina fotovoltaických elektráren pak bude v Německu pracovat pouze v době, kdy slunce svítí tak napůl a v době nejlepších podmínek budou vypnuty. Nebude to jako nyní, že mají zaručený odběr i cenu. A jejich finanční návratnost se dost zhorší. Na podzim a v zimě bude výkon o poledni vyšší než nyní (ale pořád nedostatečný pro pokrytí potřeby), ale už od čtvrté hodiny bude stejně jako nyní nula.

Ukázka průběhu produkce elektřiny v letních měsících (květen), kdy už v ideálních podmínkách dodá kolem poledne slunce téměř všechen potřebný výkon. (Zdroj Agorameter).

Z popsané situace je vidět, že i se vzrůstajícím instalovaným výkonem fotovoltaických a větrných zdrojů se budou stále střídat období s různým charakterem. V jednom bude Německo zaplavovat okolí přebytky větrné a fotovoltaické elektřiny a bude muset stále větší část těchto zdrojů v té době vypínat. V druhém pak budou větrné a solární zdroje dodávat stále minimum elektřiny. Německo už nebude mít jaderné zdroje a produkci budou tak i v budoucnu celkově dominovat zdroje fosilní.

Když chybí jaderné bloky

Současný problém s dodávkami elektřiny, která nastala bezvětřím a slabými dodávkami větrných turbín v Německu, Dánsku, Velké Británii a dalších evropských státech, zvyšuji ještě dva faktory. Nedostatek vody v evropských vodních zdrojích a hlavně výpadek dvaceti z 58 francouzských jaderných bloků. Ty jsou odstaveny kvůli kontrole některých komponent vyrobených konkrétními firmami, které by mohly mít větší obsah uhlíku v oceli, než je požadováno. To by mohlo vést k jejich menší odolnosti vůči stresu. Na příkaz francouzského jaderného dozoru je tak potřeba všechny tyto komponenty, které se vyskytují hlavně v parogenerátorech, zkontrolovat.

Na francouzských jaderných elektrárnách je hodně závislá Itálie i Velká Británie. Francie je v normální situaci vůbec největším exportérem elektřiny, který vypomáhal hlavně v podmínkách, kdy nefoukalo a nesvítilo slunce. Naopak v chladných zimních měsících v případě větrné situace odebírala Francie z Německa velkou část větrných přebytků. Ve Francii se totiž vzhledem k nízké ceně a vysoké produkci elektřiny intenzivně využívá elektrické vytápění. V době velkých mrazů se tak extrémně zvyšuje spotřeba elektřiny. Nyní však není k dispozici ani větrná elektřina a také zhruba třetina francouzských jaderných bloků.

V již zmíněném květnu, který je ideální pro fotovoltaiku, dokáže o poledni dodat slunce v Německu už veškerý potřebný výkon. Zároveň však musí běžet i zdroje udržující stabilitu sítě. Pokud tak ještě fouká, dostává se cena na burze s elektřinou do záporných hodnot (modrá křivka a stupnice napravo). Příkladem je 9. květen, kdy byla cena -150 EUR. Obnovitelné zdroje (zelená plocha) však i v tomto případě dodávají menší část elektřiny než klasické (modrošedá plocha). (Zdroj Agorameter).

Za obnovitelné a jaderné zdroje tak musí zaskakovat zdroje fosilní. V této situace má Německo výhodu. To muselo počítat s tím, že někdy nesvítí a zároveň nefouká a musí pokrýt veškerý potřebný výkon fosilními zdroji. Má tak dostatek těchto zdrojů. Vybudovalo už také většinou uhelné bloky, které mají nahradit jaderné, které se budou do konce roku 2022 vypínat. Fosilní produkce tak v Německu nyní i v situaci bez větru a slunce překračuje jeho potřeby a vyváží elektřinu hlavně do Rakouska, které svou potřebu elektřiny nepokrývá.

Francie je na tom mnohem hůře. V normální situaci, která byla řadu desetiletí, potřebovala zálohovat vždy jen několik jaderných bloků. Nepočítala se situací, kdy má v zimě odstaveno více než deset bloků. V současné době, kdy navíc klesá teplota, má Francie s udržením dostatku elektřiny hlavně ve špičkách problém. Stejný problém má Velká Británie, která spoléhala v době nedostatku větru s dodávkami jaderné elektřiny z Francie. Cena elektřiny na burze se tak sice zvětšila i v Německu, ale zdaleka ne tak dramaticky jako ve Francii a Velké Británii. Je názorně vidět, že pokud bude Francie donucena k Energiewende, bude muset postavit a také reálně často dlouhodobě provozovat velký počet fosilních zdrojů se všemi příslušnými dopady pro emise a ekologii.

Současná situace ukazuje, jak se bude vyvíjet situace v Evropě, jestliže se prosadí odklon od jádra. Bude pak potřeba postavit místo jaderných bloků fosilní. I v případě extrémních instalovaných výkonů ve větru a fotovoltaice budou poměrně dlouhá období, kdy budou tyto fosilní zdroje v produkci dominovat. A to až do doby, než se podaří zásadní technologický průlom v masivním ukládání energie. Kdy k tomu dojde, je otázka velmi otevřená. Nedá se však čekat v nejbližších desetiletích. Uvidíme, jaké poučení si tak ze současné situace v produkci elektřiny Evropa pro svou energetickou politiku vezme.