Opravdu mi do zásuvky proudí zelená elektřina?

Čtenáři Zelené fazole už vědí, že jsem si zhruba před čtvrt rokem objednal tarif se zelenou elektřinou od české energetické společnosti Nano Energies. Důvod byl pro mě jasný. Chtěl jsem nějaké nízkoemisní řešení energetických potřeb naší rodiny, abychom také přispěli svoji troškou do mlýna k řešení otázky změny klimatu.

Možnost pořídit si domů tarif se zelenou elektřinou pro mě bylo skvělé zjištění. Pokud bydlíte v domě, můžete mít na střeše nainstalované solární panely a na zahradě větrnou turbínu. My ale bydlíme v bytě a tohle všechno by se nám na balkón nevešlo 😉 Naštěstí už existují řešení, jak můžete i přes běžnou rozvodnou síť dostávat do své zásuvky zelenou elektřinu.

Byl jsem ale varován, že energie ze slunce a z větru je nespolehlivá a když nesvítí a nefouká, tak není ani elektřina. S plným vědomím tohoto nekomfortu jsem se rozhodl si přesto tarif se zelenou elektřinou pořídit pro vyšší cíl záchrany planety. Připravil jsem rodinu na situaci, kdy si nebudeme moct večer, až zajde slunce za obzor a nastane bezvětří, rozsvítit. Pro tyto situace jsem nakoupil velkou zásobu svíček a deskových her, abychom se za dlouhých zimních večerů bez světla a bez televize nenudili. A s napětím jsem čekal, co se 1. listopadu v den připojení na zelenou elektřinu stane.

A nestalo se vůbec nic 🙂 Proud nám normálně 24h denně funguje a všechno nám doma svítí, ať už venku slunce svítí, nebo nesvítí a vítr fouká, nebo nefouká. Nejsem energetik ani elektroinženýr, takže nedokážu vysvětlit, jak to borci z Nano Energies dokážou zařídit. Ale jsem ekonom, takže mám hypotézu, jak je možné, že zelená elektřina může normálně fungovat po celý den. Potřeboval jsem si k tomu provést základní analýzu energetického mixu zelené elektřiny od Nano Energies.

Zelený energetický mix

Zelená elektřina od Nano Energies pochází z několika různých nízkoemisních zdrojů – biomasa a bioplyn, vítr, slunce a voda. Každý z těchto zdrojů má svoje specifika a vzájemně se celkem dobře doplňují. Pro srovnání se také můžete podívat na složení českého energetického mixu.

Zelený energetický mix – zdroj: Nano Energies (2019) a Český energetický mix – zdroj: ERÚ (2018)

Biomasa a bioplyn (56%)

Biomasu a bioplyn můžeme sloučíme dohromady, protože princip výroby této elektřiny je stejný – jedná se o tepelné elektrárny, které nejsou závislé na vnějším zdroji a jeho (ne)stabilitě. Zkrátka fungují podle potřeby a ne podle podmínek, můžeme je tedy považovat za flexibilní zdroj. V energetickém mixu Nano Energies tvoří celkem 56 % výroby elektřiny a podle údajů na jejich stránkách se jako palivo pro elektrárny na biomasu a bioplyn používají převážně odpadní produkty jako je různý zemědělský odpad, dřevní štěpka nebo čistírenské kaly (biomasa) a prošlé potraviny nebo odpadní vody ze zemědělství (bioplyn). To je fajn zjištění, protože pěstovat zemědělské plodiny a pak je pálit v elektrárnách by moc ekologické nebylo, ale tady se nic takového neděje.

Vítr (37%)

Dalších 37 % energie pochází z větru, který nedokáže reagovat podle potřeby a naopak je závislý na vnějších podmínkách – lidově řečeno na tom, zda fouká či nefouká. Větrné elektrárny se většinou instalují v horských oblastech (jedním z dodavatelů je např. větrná elektrárna v Jindřichovicích pod Smrkem v Jizerských horách), kde vítr fouká téměř neustále, i když s různou intenzitou. S vysokou pravděpodobností tedy bude větrná elektrárna nějaký výkon dávat téměř pořád, ačkoli bude kolísat. Navíc Nano Energies kupuje elektřinu od více provozovatelů větrných elektráren, které jsou umístěny na různých místech. Pravděpodobnost, že na všech těchto místech přestane vítr foukat v jeden okamžik, bude velice nízká. Větrnou energii v zeleném energetickém mixu můžeme ale označit za kolísavý zdroj energie.

Slunce (4%)

Solární energie, která samozřejmě závisí na tom, zda slunce svítí či nesvítí, tvoří jen 4 % z energetického mixu Nano Energies. Hraje v něm tedy jen doplňkovou roli. Logicky bude solární energie dávat nejvíce energie v době vysoké intenzity slunečního svitu – přes den a hlavně v létě. Sluneční elektřinu neodebírají z velkých solárních elektráren postavených na polích, ale ze solárních panelů umístěných na střechách rodinných domů a a výrobních hal. Na balkoně si solární panel nedám, ale někdo jiný ho může mít na střeše svého domu a přebytek mi posílat přes distribuční síť 😉

Voda (3%)

A pak zde máme ještě 3 % vodní energie, která může dávat poměrně stabilní výkon v závislosti na stavu vody v řece. V současnosti zažíváme v Česku několik let sucha, kdy jsou stavy řek pod dlouhodobým průměrem, takže i výroba elektřiny na vodních elektrárnách bude nižší. Ale nebude kolísat během dne, takže ji v daném okamžiku můžeme považovat za poměrně stabilní.

Flexibilní a kolísavé zdroje

V energetickém mixu má tedy Nano Energies 56 % výroby elektrické energie zajištěno z flexibilních zdrojů, které jsou schopné reagovat na výkyvy v nabídce (výrobě energie) a poptávce (spotřebě energie). Dalších 37 % tvoří kolísavý zdroj, který dodává do sítě elektřinu neustále, ale může během dne kolísat. Pouze malou část ve výši 4 % tvoří zdroj, který je schopen dodávat energii pouze přes den a převážně v létě. A poslední 3 % tvoří zdroj, který je poměrně stabilní během dne, ale může kolísat během roku.

Většinu výroby energie tudíž zajišťují flexibilní zdroje, které mohou vykrýt výpadky anebo naopak přebytky výroby z ostatních, kolísavých zdrojů. To je asi hlavni důvod, proč mám svíčky a deskové hry stále schované ve skříni a to už je téměř polovina prosince, kdy už je ve 4 hodiny odpoledne tma jako v pytli.

Překvapivě je zelený energetický mix svoji strukturou flexibilních a neflexibilních zdrojů celkem podobný celkovému energetickému mixu v Česku. Více než polovinu výroby elektřiny obstarávají flexibilní tepelné elektrárny (56 % zelený mix, 59 % český mix), zhruba třetinu vyrábějí méně flexibilní zdroje (37 % zelený mix, 34 % český mix*) a zbytek tvoří ostatní zdroje (7 % zelený mix, 6 % český mix).

* Jaderné elektrárny jsou zcela jistě stabilnějším zdrojem než větrné elektrárny, ale za flexibilní zdroj je považovat nemůžeme, protože výkon jaderné elektrárny nelze vzhledem k probíhající štěpné reakci tak snadno regulovat jako v případě tepelné elektrárny a při nutné pravidelné údržbě se musejí odstavit. Moc hezký obrázek o tom, jak jsou které zdroje flexibilní, neflexibilní, stabilní, nebo kolísavé ukazuje v grafech správce britské národní elektrické sítě zde. Za Česko takový pěkný přehled neznám.

Pokud by se měla zelená elektřina vyrábět pro celé Česko, určitě by nebylo možné použít stejnou strukturu zeleného energetického mixu, protože by nešlo pokrýt více než polovinu celkové výroby elektřiny z biomasy a bioplynu. Ale na výrobu v malém rozsahu je to zřejmě optimální struktura. Výroba elektrické energie kompletně ze zelených zdrojů pro celé Česko by si vyžádala určitě zcela jinou strukturu s mnohem menším podílem biomasy a bioplynu a určitě by se neobešla bez systémů na ukládání energie. To je také docela zajímavé téma a budu se mu věnovat v příštím článku 🙂

Cenový systém

Skutečně nedokážu popsat ani vysvětlit, jak funguje po technické a fyzikální stránce mechanismus vyrovnávání výroby zelené elektřiny s její spotřebou v době, kdy je jí nadbytek, nebo nedostatek. Použiji ale nyní svoji ekonomickou hypotézu. Nano Energies není vlastně ani tak energetická firma, žádnou elektrickou energii totiž nevyrábí, ale obchoduje s ní – kupuje ji od malých výrobců a prodává ji malým spotřebitelům. Především je to technologická firma, která se zabývá především vymýšlením a realizováním chytrých řešení, jak se zelenou energií účinně obchodovat a dostat ji tam, kde jí je třeba v době, kdy je jí tam třeba.

Nejsem zasvěcený do tajů této technologické společnosti, ale dokážu si představit, že používají cenový systém k vyrovnání nabídky a poptávky. V době, kdy je dostatek elektřiny z kolísavých zdrojů (vítr, slunce, voda), odkupují a posílají do sítě tuto elektřinu. Naopak v době, kdy je energie z těchto kolísavých zdrojů nedostatek, pošlou flexibilním zdrojům cenový signál (= vyšší výkupní cena), aby zvýšily výrobu a poslaly do sítě více energie. Pomocí flexibilních výkupních cen tak regulují výrobu (=nabídku) elektřiny tak, aby ji vždy bylo dostatek tam, kde je jí třeba v době, kdy je jí tam třeba.

Možná tato hypotéza není zcela správná anebo není zcela přesná, ale podstatné pro mě jako pro spotřebitele je, že mi společnost Nano Energies dokáže zajistit stabilní dodávky zelené elektřiny do mé zásuvky 24 hodin denně a 7 dní v týdnu.

Emise skleníkových plynů

Výše emisí skleníkových plynů vyprodukovaných na kilowatthodinu elektrické energie je tím, co odlišuje zelenou elektřinu od běžné elektřiny. A je to také hlavní důvod, proč jsem si tarif se zelenou elektřinou pořídil. Ačkoli společnost Nano Energies na svých stránkách přímo neuvádí, jaké množství emisí vzniká u jejich energetického mixu, můžeme to hrubým odhadem spočítat.

Pro výpočet jsem použil dostupné údaje o emisích z různých zdrojů v průběhu jejich celého životního cyklu. V případě biomasy je to 46g CO2/kWh a stejnou výši jsem použil i pro elektřinu z bioplynu. Vzhledem k tomu, že se jako palivo pro elektrárny na bioplyn a biomasu používají odpadní produkty, může být skutečná uhlíková stopa dokonce i záporná. Z biologického odpadu se totiž při jeho přirozeném rozkladu uvolňuje metan, který je zhruba 30x silnějším skleníkovým plynem než oxid uhličitý, který vzniká jeho spálením. Tím, že se odpad využije na výrobu elektřiny, z něj nevznikne metan, ale oxid uhličitý, který tam nahoře v atmosféře nadělá 30x méně paseky.

U energie z větru se uvádí průměrná hodnota ve výši 5-8g CO2/kWh a energie ze slunce v rozpětí 12-24g CO2/kWh. Ze všech těchto zdrojů jsem vždy vzal tu nejvyšší hodnotu z daného rozpětí, abych zeleným zdrojům nijak nenadržoval. Výsledek za celý zelený energetický mix je v průměru 30g CO2/kWh. Pravděpodobně to ve skutečnosti bude méně, ale i tato nejvyšší hodnota je 17x menší než v případě českého energetického mixu (513g CO2/kWh), který je z více než poloviny tvořen elektřinou z uhlí.

Zelené a modré elektrony

Proti zelené elektřině je často vznášena námitka, že ji nelze distribuovat přes běžnou elektrickou síť, protože se tam ty zelené elektrony pomíchají s těmi nezelenými (třeba modrými), takže je to celé nesmysl a pouhý marketingový trik. I zelená elektřina se totiž distribuuje přes standardní energetickou přenosovou soustavu.

Fyzikálně mi tedy do zásuvky netečou jen zelené elektrony, ale pravděpodobně nějaký mix zelených a modrých elektronů. Řekl bych, že z pohledu fyziky by bylo správné říct, že ani nelze určit, z jakého zdroje se vzaly elektrony ve vaší zásuvce. Určit zdroj elektronu, který proudí ze zásuvky, fyzikálně není možné.

Ale o to ani nejde. Koncová elektřina ve vaší zásuvce je úplně stejná – je to komodita a zelená i nezelená elektřina odvede ve vaší domácnosti stále stejnou službu. Pro spotřebitele zelené elektřiny je ale rozdíl v tom, kolik se při její výrobě vytvořilo emisí skleníkových plynů. Můžeme si to ukázat na příkladu.

Dejme tomu, že si zelenou elektřinu objedná v Česku 10 % lidí. Emise z výroby běžné elektřiny klesnou zhruba o 10 %, protože poptávka po ní klesne o 10 % a o tolik budou muset běžné elektrárny snížit svoji výrobu. Emise se sníží nehledě na to, jestli vám ze zásuvky proudí zelené, nebo modré elektrony.

Příběh dvou zásuvek

Představme si, že do Česka přijede Bill Gates a řekne: „Tady máte bilion korun a můžete za to vybudovat ještě jednu elektrickou rozvodnou síť, která bude jen pro zelenou elektřinu, aby se vám zelené elektrony nepomíchaly s modrými.“. A každé domácnosti v Česku (bude-li o to mít zájem) zavedeme domů druhou zásuvku jen na zelenou elektřinu, aby bylo jasné, kam proudí zelená a kam běžná elektřina.

Vybudování kompletně nové elektrické rozvodné sítě by stálo strááášně moc peněz – asi tak bilión korun. Muselo by se kvůli tomu postavit nové vedení vysokého napětí, do krajiny umístit druhé stožáry, rozkopat ulice, aby se položily nové kabely atd. Na výrobu všech těch stožárů, kabelů, transformátorů atd. by se muselo použít gigantické množství oceli, hliníku, mědi, betonu a dalších materiálů. Ale měli bychom zcela nezpochybnitelné rozdělení distribuce zelené a běžné elektřiny.

A jaký by byl výsledek? Můžeme si opět vzít příklad, kdy 90 % domácností bude stále používat běžnou elektřinu a 10 % domácností zelenou elektřinu. Poptávka po běžné elektřině klesne o 10 % a emise CO2 také klesnou zhruba o 10 %. Takže výsledek by byl úplně stejný jako v případě, kdy máme jen jednu rozvodnou síť a prostřednictvím té distribuujeme jak běžnou, tak zelenou elektřinu.

Ale finanční náklady a dopad na životní prostředí by zcela jistě dalece přesáhly dobrý pocit z toho, že zelené a nezelené elektrony běhají odděleně. Vybudování oddělené distribuční sítě pro zelenou elektřinu by zkrátka vůbec nedávalo smysl a jediné rozumné řešení je ji distribuovat přes běžnou rozvodnou síť.

Kolik stojí zelená elektřina?

O zelené elektřině se často říká, že je strašně drahá, musí se těžce dotovat a zbytečně zatěžuje peněženky zákazníků. Provedl jsem si srovnání tarifu zelené elektřiny od Nano Energies s ostatními distributory běžné elektřiny. Pravda je, že zelená elektřina patří spíše mezi dražší tarify. Rozhodně ale není nejdražší a od nejběžnějších poskytovatelů se cenově liší jen málo. Vybral jsem pro srovnání s Nano Energies 4 další distributory elektřiny v Praze – nejlevnější (Centropol), nejběžnější (PRE), největší výrobce elektřiny (ČEZ) a nejdražší (E.ON).

Srovnání cen zelené a běžné elektřiny v distribuční oblasti Praha (PRE) při měsíční spotřebě 200 kWh – zdroj dat: Nano EnergiesEnergetický regulační úřad (ostatní distributoři)

V minulosti jsem měl tarify od PRE – Pražská energetika a ČEZ Prodej, oproti kterým je elektřina od Nano Energies dražší zhruba o 25-50 Kč měsíčně. To je pro mě zcela přijatelné navýšení ceny výměnou za podstatné snížení uhlíkové stopy naší rodiny. Ano, je to kapka v moři celého objemu vypouštěných emisí na planetě Zemi. Mohli bychom říkat, že se přece nemá smysl o cokoli snažit, když Čína, USA a další země vypouštějí mnohem více emisí, než celé Česko.

Já se na to ale divám jinak. Čína sama o sobě žádné emise nevypouští a USA také ne. Ale 1 386 000 000 Číňanů má každý svoji malou uhlíkovou stopu. A z 325 000 000 Američanů má každý svoji malou uhlíkovou stopu. A každý z 10 600 000 Čechů má také svoji malou uhlíkovou stopu. Dokud bude 7 800 000 000 lidí na planetě Zemi říkat já jsem moc malý na to, abych něco změnil, tak se opravdu nic nezmění.

Ale až začne 7 800 000 000 lidí na této planetě snižovat svoji malou uhlíkovou stopu, začnou se dít velké věci. Já nechci čekat, až začnou něco dělat ti ostatní a rozhodl jsem se, že svoji malou uhlíkovou stopu snížím už teď, i když je to jen kapka v moři. Moře je vlastně strašně moc kapek vody dohromady. I vy můžete začít s tou svoji malou kapkou. Můžete začít třeba tady.

Komentáře