Solární elektrárny
V roce 2021 vyrostlo v ČR 9 000 nových elektráren. Do roku 2030 by mohla roční produkce elektřiny ze slunce přesáhnout výrobu jednoho bloku Temelína
Solární elektrárny zažívají nový boom a aktuálně rostou nejrychleji ze všech obnovitelných zdrojů EU. Důvodem je kromě vysoké ceny elektřiny i zájem o vlastní energetickou bezpečnost a zelenou elektřinu. Cena elektřiny navíc výrazně zkrátila návratnost investice. V Česku by slunce mohlo do roku 2030 dodávat tolik elektřiny jako jeden blok Temelína. K tomu je ale potřeba masivní výstavba. S tou pomohou dotace, zjednodušení pravidel i inovativní využití.
Zájem o solární elektrárny se nebývale zvýšil už v minulém roce, kdy bylo podle dat Solární asociace v Česku instalováno přes 9 000 nových elektráren s celkovým výkonem 62 megawattů. „Od růstu cen v druhé polovině loňského roku je zájem o nové instalace rekordní u domácností i firem. Loni bylo do Nové zelené úsporám podáno dvakrát tolik žádostí než v roce 2020 a letos jsme stejný počet pokořili už v polovině roku,“ potvrzuje Martin Sedlák, programový ředitel Svazu moderní energetiky. Většinu tvořily menší instalace na rodinných domech. Do budoucna se ale neobejdeme bez velkých solárních parků. „Velký zájem je i mezi firmami. Ministerstvo průmyslu postupně zvyšuje alokaci letošní výzvy na podporu pořízení solární elektrárny s nebo bez baterií. V květnu bylo podáno cirka 4 000 žádostí, v druhé polovině září to bylo již více než 8 000 žádostí,“ dodává Martin Sedlák. Podobný trend panuje v celé Evropě, podle Eurostatu jsou solární elektrárny nejrychleji rostoucím obnovitelným zdrojem v celé EU.
V roce 2021 se od ledna do září podílely solární elektrárny na českém energetickém mixu ze 3,4 %, letos to bylo ve stejném období ze 3,8 %. Pokud bychom chtěli nahradit výrobu paroplynových elektráren, které jsou aktuálně nejdražším zdrojem a od počátku tohoto roku pokrývají 7,3 % energetického mixu, museli bychom přinejmenším zdvojnásobit počet solárních elektráren v Česku. Podle všeho jsme ale na dobré cestě.
Energie ze slunce se brzy vyrovná jednomu jadernému bloku
Důležité je nejen umístění panelů například na střechy domů, průmyslových objektů nebo zemědělsky využitelnou půdu, ale především sluneční svit. „V rámci České republiky jsou z pohledu osvitu podmínky pro instalaci fotovoltaických elektráren (FVE) téměř po celém území totožné, a záleží tak zejména na orientaci jednotlivých panelů,“ říká Zdeněk Hruška, ředitel sekce Rozvoj a technická koncepce přenosové soustavy, provozovatele přenosové soustavy ČEPS.
Vhodné pro instalaci solárních parků jsou brownfieldy a specifické postavení mají území po těžbě, jak jsme psali v článku Rekultivace uhelných regionů. Jen v Karlovarském a Ústeckém kraji je potenciál pro instalaci solárních elektráren na území po těžbě 180 megawatt. Druhý největší producent elektřiny v ČR, skupina Sev.en, připravuje aktuálně pět projektů nových FVE na Mostecku. „Celkový výkon těchto pěti stacionárních elektráren přesahuje hodnotu 130 megawatt, to představuje 6 % celkové kapacity v současnosti existujících fotovoltaik v ČR a jejich roční výroba se bude pohybovat kolem 130 gigawatthodin. Takové množství čisté zelené energie by samo o sobě pokrylo přes dvě procenta roční spotřeby Ústeckého kraje,“ říká Pavel Farkač, manažer rozvojových a transformačních projektů Sev.en. Solární elektrárny by mohly dodávat elektřinu do sítě už v roce 2025.
„V aktuálních podmínkách předpokládáme podle progresivního scénáře dosažení 10 000 až 12 000 megawatt ze solárních elektráren kolem roku 2030, přičemž jejich celková roční výroba by mohla přesáhnout výrobu jednoho bloku jaderné elektrárny Temelín,“ dodává Zdeněk Hruška z ČEPS. Předpokladem pro úspěšný a bezpečný rozvoj solárních elektráren je samozřejmě dostatečná kapacita přenosové a zejména distribuční soustavy, do které se zdroje připojují. Pro větší flexibilitu a stabilitu sítě je ideální instalovat solární elektrárny spolu s bateriovým úložištěm.
Licence na provoz nově až od 50 kilowatt
Novela energetického zákona, kterou ministerstvo průmyslu poslalo v září do mezirezortního připomínkového řízení, zjednoduší podmínky pro nové solární elektrárny a obnovitelné zdroje obecně. „Každý, kdo dnes provozuje zdroj elektřiny o výkonu vyšším než 10 kilowattů, je povinen žádat o licenci na provoz a stává se tak výrobcem. Upravený energetický zákon tento limit zvýší na 50 kilowattů,“ vysvětluje Kateřina Novotná, analytička Evropy v datech.
Úpravou stavebního zákona se navíc zjednoduší povolovací proces pro stavbu. Zjednodušeně řečeno, pokud na budovu umístíte solární panely o maximálním výkonu 50 kilowatt, nebudete potřebovat stavební povolení, ani ohlášení úřadu (pro srovnání průměrný výkon nové instalace na rodinném domě je dnes 6 kilowattů). S novým energetickým a stavebním zákonem bude možné snáze stavět i větší instalace.
Sdílet elektřinu se sousedy
Lepší využití obnovitelných zdrojů pro občany by přineslo také uzákonění tzv. energetických společenství, která jsou již zakotvená v evropské legislativě (směrnice o pravidlech pro vnitřní trh s elektřinou) a čekají na „překlopení“ do české legislativy. Prostřednictvím energetických společenství by měli přístup k vlastním obnovitelných zdrojům třeba i lidé v panelových či bytových domech. „V Česku zatím pro společné projekty komunitní energetiky nemáme podmínky. Příkladem dobré praxe je však sousední Rakousko. Nové podmínky umožní sdílet elektřinu mezi občany, kteří vytvoří energetické společenství. K předávání elektřiny mohou využívat veřejné distribuční sítě za snížený poplatek, tzv. místní tarif a takto sdílená elektřina bude také osvobozena od daně z elektřiny,“ uzavírá Martin Sedlák.
Soláry v číslech
O 100 % vyšší účinnost panelů
Účinnost solárních panelů je dnes o 100 % vyšší než před deseti lety, jak vysvětluje Jan Krčmář, předseda představenstva Solární asociace: „Účinnost stále stoupá. Před 10–15 lety měly solární panely výkon mezi 200–250 kilowatt, dnes je to okolo 400 kilowatt. Z jednoho m2 panelu tedy lze dnes vyrobit víc energie. Solární elektrárny mají velice nízké a stabilní provozní náklady a samozřejmě jsou bez nákladů na palivo.“ A potenciál pro další zvyšování efektivity zde je stále zásadní, jak doplňuje Martin Libra z Katedry fyziky České zemědělské univerzity: „U běžně sériově vyráběných FV panelů je účinnost přeměny energie stále maximálně cirka 20 %. U laboratorních vzorků či speciálních panelů může být i trochu vyšší.”
a 30 let zlevnily solární elektrárny o 92 %
„Slunce je zdarma. Hned první den si každý může spočítat, kolik energie solární elektrárna vyrobí a za jakou cenu. Technologie za posledních 30 let zlevnila o 92 procent,“ říká Jan Krčmář. Podle dat Fraunhofer-Institut je dnešní cena panelů jen 7,4 % z ceny, kterou bychom platili v roce 1990, kdy cena průměrné střešní solární elektrárny byla 14 000 eur za kilowatt peak (jednotka špičkového výkonu). „Návratnost investice pro domácnosti začíná většinou od šesti let, ale záleží, jakou spotřebu má konkrétní rodinný dům a jaká paliva před pořízením fotovoltaiky využívá. Také je potřeba vzít v potaz, zda má rodina fixované ceny před růstem, nebo by spořila současné vysoké ceny elektřiny či zemního plynu. Při cenách elektřiny z posledních měsíců může fotovoltaika domácnosti ‚vydělat‘ i více než 70 tisíc korun ročně ve smyslu úspory za nekoupenou elektřinu a část elektřiny prodané do sítě,“ říká Martin Sedlák ze Svazu moderní energetiky.
Navíc na každý typ solární elektrárny lze požádat o příspěvek. Domácnosti i firmy mohou čerpat různé formy investičních dotací z evropských fondů – pro domácnosti je určen program Nová zelená úsporám, pro firmy Národní plán obnovy a pro velké instalace Modernizační fond. „Kromě toho se ale solární elektrárna vyplatí s návratností pod 10 let i bez dotace vzhledem k aktuálním cenám energie,” dodává Jan Krčmář.
Pěstovat maliny pod soláry?
„Běžně dostupné solární panely mohou vyrábět čistou elektřinu pomocí instalací na střechách budov, zastřešením parkovišť nebo využitím průmyslově znečištěných lokalit či půdy nevhodné pro zemědělství. Jen tyto plochy dávají do konce tohoto desetiletí potenciál přes 10 tisíc megawattů instalovaného výkonu fotovoltaiky – tedy asi čtyřikrát více, než máme solárních elektráren dnes,“ říká Martin Sedlák.
Inovativním přístupem je například agrivoltaika, tedy solární panely umístěné na zemědělsky obdělávané půdě. Částečné zastínění vhodným druhům neškodí, ale naopak v době změn klimatu poskytuje stín či chrání před přívalovými dešti. Solární panely pro takové využití mohou být poloprůsvitné nebo umisťované v řadách svisle. Agrivoltaické projekty jsou už dnes testovány ve Francii, Německu nebo Holandsku, kde se agrivoltaika osvědčila v kombinaci s hrozny, malinami, ale i některými druhy zeleniny. „Fotovoltaika má i pozitivní vliv na půdu, což potvrzují studie ze zahraničí a u nás mimo jiné Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy. Konstrukce se dnes staví bez betonových základů a instalace je obecně šetrná. Půda si odpočine a pozemní solární elektrárny prospívají biodiverzitě, protože se zde po celý rok skoro nic neděje,“ dodává Jan Krčmář ze Solární asociace. V Česku pro agrivoltaiku zatím nejsou ideální podmínky, český zákon totiž bohužel neumožňuje dvojí využití půdy.
Další relativně novou cestou jsou solární elektrárny umísťované na hladině vodních ploch. „Fotovoltaika umístěná na vodě může nabídnout výrobu energie o 10-15 % vyšší než je tomu u pozemní nebo střešní elektrárny ve stejné oblasti,“ říká Martin Sedlák a dodává: „Studie Světové banky kalkuluje možné využití dostupných vodních ploch v Evropě pro plovoucí fotovoltaiku. Pokud by se využilo pouhé jedno procento dostupných nádrží a jezer, byl by využitelný výkon pro fotovoltaiku 20 000 megawatt.“
Recyklovat lze až 90 % panelu
Solární panely mají životnost v desítkách let, ačkoli odhady se často liší. „Výrobci uvádějí životnost 20–30 let, ale my víme, že to je údaj silně nadsazený, jak potvrzují praktické zkušenosti z řady solárních elektráren,“ říká profesor Martin Libra. I tak je ale „energetická návratnost“, tedy doba, za kterou panely vyprodukují elektřinu potřebnou k jejich výrobě, v délce několika let, jak potvrzuje Jan Krčmář.
Co ale dělat se solárním panelem, který doslouží? „Recyklovatelnost FV panelů i jejich životnost je dána jejich typem, záleží na složení. Sklo a některé z kovů lze recyklovat prakticky z 90 %. V současné době se zpracovávají především panely 1. generace. Zařízení na kompletní recyklaci FV panelů u nás není v provozu, ale vývoj jde dopředu a některé firmy, které mají oprávnění nakládat s FV odpadem, svoje zařízení připravují,“ říká Lenka Wimmerová z katedry aplikované ekologie České zemědělské univerzity. „Dále se vyvíjí nové metody využití plastové fólie EVA, která má v panelech 3. generace významný podíl a testují se například technologické postupy vytěžující silikáty ze starých panelů,” dodává Wimmerová. Podle Jana Krčmáře se ale dosud instalované panely neničí v takovém měřítku, že by se vyplatilo do recyklace investovat. Větší zájem očekává Krčmář za 5–10 let.