Záporné ceny a fotovoltaika mění pravidla hry – mnohem rychleji, než jsme čekali
Záporné ceny elektřiny znamenají, že výrobci elektřiny platí za to, že vyrábí a zákazníci dostávají peníze za to, že spotřebovávají. Takové situace dosud byly výjimečné a krátkodobé. Teď se ale díky fotovoltaice objevují při každém slunečném víkendu a trvají několik hodin. Jaké to může mít dopady?
Během roku 2022 se v Evropě sešly vysoké ceny energie, požadavek na energetickou bezpečnost a mimořádná podpora úspor energie a obnovitelných zdrojů. Za těchto okolností každý, kdo mohl, zaváděl úsporná opatření a stavěl obnovitelné zdroje. Pracovalo se tedy na snižování spotřeby a navýšení výroby. Instalovaný výkon zejména fotovoltaických elektráren v Evropě loni vzrostl o desítky gigawattů.
Výkon evropských obnovitelných zdrojů sice stále ani náznakem nestačí na celoroční pokrytí spotřeby energie, ale v roce 2023 už se začíná projevovat v hodinových cenách elektřiny.
Jinak řečeno, dosud se obnovitelné zdroje integrovaly do konvenční energetiky. A fungovalo to, protože jich bylo málo. Teď to ale vypadá, že instalovaný výkon OZE dosáhl kritického množství, kdy proměnlivé zdroje mohou významněji ovlivňovat jak energetiku, tak chod společnosti. Zde se podíváme na některé příklady, jak fotovoltaika promlouvá do chodu sítě a zkusíme nastínit možné dopady.
První díl článku se zabývá zápornými cenami a jejich dopady na zdroje elektřiny. Druhý díl se bude věnovat nezdrojovým řešením záporných cen elektřiny – flexibilitě a akumulaci.
Odpojování fotovoltaiky od sítě poprvé v ČR
Přebytek obnovitelné elektřiny o sobě dal razantněji vědět o letošních Velikonocích. Slunečné počasí v kombinaci se svátky zajistilo nízkou spotřebu. Když svítilo slunce, bylo teplo a lidé měli volno, přestali doma svítit a topit a šli ven. Poptávka po elektřině klesla. Jenže dostatek slunečního svitu přinesl také skvělé podmínky pro výrobu elektřiny z fotovoltaiky. Ta v době nízké poptávky jela na plný výkon.
Souběh vysoké výroby a nízké spotřeby navíc nenastal jen u nás, ale i v okolních zemích. Tedy nejen, že tuzemskou nadvýrobu nebylo kam poslat, ale naši sousedé ve stejnou chvíli chtěli gigawatty obnovitelné elektřiny poslat k nám.
Nerovnováha mezi nabídkou (výrobou) a poptávkou (spotřebou) byla tak vysoká, že operátor přenosové soustavy ČEPS musel odpojit, tzn. vypnout přibližně 400 MW fotovoltaiky, aby síť zůstala v rovnováze. Pro úplnost doplňme, že se jednalo se o velké solární parky, ne o malé domácí elektrárny. Odpojení výrobci budou za nemožnost dodávat elektřinu na trh kompenzováni. Nejedná se o mimořádnou dotaci, ale standardní proces při takové situaci.
Chcete poslat do sítě čistou elektřinu? Zaplaťte za to
„Kanibalizace“ výroby fotovoltaiky znamená, že na přebytcích z fotovoltaiky se bude vydělávat hůř a hůř. S přibývajícím instalovaným výkonem se přebytky u jednoho výrobce se potkají s přebytky v celé síti a cena elektřiny dodané v tuto dobu bude nulová nebo záporná. Jinak řečeno, rozvoj fotovoltaiky ohrožuje rozvoj fotovoltaiky. Experti na tento jev upozorňují už delší dobu, asi nikdo ale nepředpovídal, že taková situace ve velkém nastane již v roce 2023.
Při záporných cenách výrobci elektřiny, kteří prodávají elektřinu do sítě za spotové ceny, doslova zaplatí za to, že dodávají elektřinu do sítě a naopak spotřebitelé se spotovým tarifem, kteří v této době odebírají elektřinu, dostanou peníze. Trh se obrací naruby – zákazníci dostávají od výrobců zaplaceno za to, že nakupují.
Tento stav vyvolává obavy u majitelů domácí fotovoltaiky, pro které je tohle všechno nové – fotovoltaiku mají necelý rok, to samé platí o spotových tarifech a hned se potkali se zápornými cenami, které byly donedávna naprosto výjimečné. Zrovna u nich je ale problém nejmenší a snadno řešitelný – buď si sjednají prodej za fixní cenu, nebo v době záporných cen jednoduše zakážou u své elektrárny přetoky, anebo ji úplně vypnou. Mohou si to dovolit, protože na nich energetika nestojí a ani to neohrozí ekonomiku domácnosti. U velkých zdrojů je to něco jiného.
Záporné ceny elektřiny na denním trhu v neděli 4. 6. 2023. Ve 12 a 17 hodin byl odběr elektřiny zadarmo (0,- Kč). Od 13 do 16 hodin byly ceny v minusu, tedy zákazníci dostali zaplaceno za odběr elektřiny ze sítě a výrobci platili za to, že elektřinu do sítě dodávali. Zdroj: OTE, a. s.
Jak při záporných cenách elektřiny stavět fotovoltaiku a vítr?
S přibývajícími obnovitelnými zdroji bude vznikat paradoxní situace. Jejich výkon nebude stačit na celoroční pokrytí spotřeby, takže by bylo potřeba jich instalovat více. Ale zároveň jejich rozvoj povede stále častěji k záporným cenám elektřiny, které způsobí, že se nové zdroje nevyplatí. Kdo by stavěl zdroj, když svou výrobu v některé dny nejenže neprodá, ale ještě za ni bude muset platit?
Samozřejmě můžeme přebytečné obnovitelné zdroje vypnout. Je to jednoduché, funkční, levné a umíme to už dnes. Ale je to neefektivní, protože odpojujeme zdroje v momentě, kdy mají nejlepší podmínky pro výrobu bezemisní elektřiny. A tím pádem také neekonomické – když budeme zdroj vypínat, vyrobí za rok méně elektřiny, než kolik by vyrobit mohl. Tím méně elektřiny se i prodá. S vidinou častého vypínání nikdo nové obnovitelné zdroje stavět nebude.
Jak při záporných cenách financovat jádro a uhlí?
Při záporných cenách během slunečných letních víkendů nezaplatí jen majitelé fotovoltaiky, ale všichni, kdo budou v danou chvíli dodávat elektřinu do sítě. Včetně jaderných a většiny uhelných zdrojů. Výkon jaderných a klasických uhelných elektráren nejde modulovat ve velkém rozsahu, tzn. lze je sice ztlumit, ale jen do určité míry. Případně může být jejich výkon potřeba i na CZT, i když to v létě není tak časté. Není ani možné je vypínat a zapínat z hodiny na hodinu. To byl i důvod, proč se o letošních Velikonocích odpojovala primárně fotovoltaika, a ne tepelné zdroje, které v tu chvíli spalovaly uhlí, dodávaly elektřinu a ještě za to platily.
Protože stejně jako je jisté, že slunce večer zapadne, tak je i jisté, že za pár hodin bude výkon tepelných elektráren potřeba. Nedává tedy smysl je přes poledne vypínat. Klasické jaderné a uhelné zdroje tak budou – zatím jen o teplých slunečných víkendech – pravidelně prodělávat. A bude-li takových dnů přibývat, bude výhodnější je na celé dny úplně vypnout.
Využití čerstvě spuštěného bloku finské jaderné elektrárny Olkiluoto 3 na jaře 2023. Při záporných cenách jede zbrusu nová jaderná elektrárna na snížený výkon. Její stavba trvala 14 let a nyní, kvůli záporným cenám, se její průměrný zátěžový faktor blíží námořní větrné farmě. Zdroj: Rosa Lemos, LinkedIn
Záporné ceny se ale zatím vyskytují jen pár dní v roce. Naproti tomu s odpojováním řiditelných zdrojů a rostoucí spotřebou energie budou přibývat i dny velmi vysokých cen elektřiny. Na rozdíl od fotovoltaiky se tak řiditelné zdroje budou moci finančně „zahojit“ v zimě, kdy vzroste spotřeba i cena elektřiny, ale slunce bude svítit méně.
Vítězem se stávají: flexibilní zdroje – plyn, voda, biomasa
Jiná situace je u plynových zdrojů. Ty zápornou cenou penalizované nejsou, protože je lze pružně regulovat a mohou na ceny elektřiny okamžitě reagovat. Paradoxní je, že díky své flexibilitě plynové elektrárny ostatním zdrojům „pěkně zatopí“. Výroba plynových elektráren je totiž nejdražší ze všech zdrojů. Pokud z trhu v době přebytků vypadnou, cena elektřiny se sníží ještě výrazněji. To znamená, že připojené zdroje, včetně obnovitelných, jaderných a uhelných, při záporných cenách prodělají o to víc. A pokud se večer po útlumu fotovoltaiky spotřeba zvýší natolik, že bude potřeba plynový zdroj, tak také tento zdroj výrazně vydělá.
Jediné zdroje, které ze situace záporných cen vychází výhodně, jsou řiditelné a vysoce flexibilní elektrárny – tzn. plynové, biomasové, a především vodní zdroje. Fotovoltaika a vítr mají sice vyšší rozvojový potenciál a nulové provozní náklady, ale nemohou si vybrat, kdy budou vyrábět.
Uhelné zdroje by mohly konkurovat v případě, že by zvládly svou výrobu regulovat ve větším rozsahu. To by si ale vyžádalo větší investice, které se při vysokých cenách emisních povolenek nevyplatí.
Stejný případ je u jaderných zdrojů. U nich ale navíc byly investiční náklady už tak obrovské, že když už se postaví, nedává smysl je mít často vypnuté.
Jinak řečeno, za těchto podmínek je fotovoltaika zabijákem jaderných zdrojů. Že by to ti Němci věděli už před 10 lety?
Nejen zdroje – řešení na straně spotřeby
I ten nejflexibilnější zdroj se umí v době záporných cen maximálně vypnout, víc udělat nemůže. Akumulace ale umí na záporných cenách vydělávat a to hned dvakrát – poprvé, když se za zápornou cenu nabije a podruhé, když v době špičky dodá elektřinu za vysokou cenu do sítě. Akumulátor se tak stává absolutním vítězem vysoce volatilních cen elektřiny. Akumulace ale není zdroj energie a sama o sobě nevyřeší celoroční pokrytí poptávky. Ani by to nebylo efektivní.
Flexibilita, neboli přesun spotřeby do doby, kdy je elektřina levná, je energeticky výhodnější a levnější než akumulace, ale klade vyšší nároky na řízení a chování lidí.
Na flexibilitu a akumulaci se podrobněji podíváme v dalším článku:
