Obnovitelné zdroje energie (OZE) jsou takové zdroje, které se z lidského pohledu prakticky nevyčerpají. A dokážou se přirozenou cestou relativně rychle obnovovat. Patří sem přírodní procesy, jako je sluneční záření, proudění vzduchu, koloběh vody nebo třeba biologické procesy (např. rozklad biomasy).
Mezi jejich nevýhody naopak patří, že se výroba mnohdy nedá regulovat a je závislá na aktuálních povětrnostních podmínkách (intenzita slunečního svitu, větru, stav vodních toků apod.).
Ne každý obnovitelný zdroj musí být zcela bezemisní a ne každý bezemisní zdroj musí být obnovitelný. Bezemisní je takový zdroj energie, při jehož výrobě nedochází k produkci emisí. To splňuje většina obnovitelných zdrojů – například solární nebo větrná energie.
U jiných to ale tak úplně neplatí. Třeba při spalování biomasy – tu považujeme za obnovitelný zdroj (byť ne tak docela nevyčerpatelný), přesto při jejím hoření dochází k produkci CO2. To není až takový problém, protože tak nevzniká „nový“ oxid uhličitý, ale pouze se uvolňuje ten, který strom v průběhu svého životního cyklu pohltil.
Vedle toho ale může, zejména při nedokonalém spalování, vznikat také oxid uhelnatý, metan, oxidy dusíku, jemné částice popela apod. Podobné je to i při spalování bioplynu nebo u některých typů geotermických zdrojů, kde mohou při provozu unikat plyny z nitra Země.
Na druhou stranu tu máme jadernou energii, která se nedá považovat za čistou ani obnovitelnou. Pro její výrobu je totiž potřeba uran, kterého je na Zemi omezené množství. Zároveň je však nízkoemisní až bezemisní, protože při samotné výrobě emise nevznikají.
Moderní energetika se proto snaží kombinovat různé zdroje tak, aby se co nejvíc přiblížila uhlíkové neutralitě, nevyčerpávala přírodní zdroje a zároveň zajistila stabilní dodávky energie.
Využívá sluneční záření, s jehož pomocí vyrábí díky solárním článkům elektrickou energii. Je to v současné době nejrychleji rostoucí zdroj energie na světě. Například v roce 2024 se na světě postavily fotovoltaické elektrárny o celkovém instalovaném výkonu přibližně 597 GW. To je rekordní číslo a zhruba 33% nárůst oproti předchozímu roku.
Vyrobená solární energie tvoří zhruba 5–6 % světové produkce elektřiny.
Fotovoltaika je silně závislá na počasí a pro optimální výkon potřebuje dobré světelné podmínky. Nejvíce elektřiny dokáže vyrobit v letním období a kolem poledne.
Naprostou většinu solárních elektráren tvoří křemíkové panely, ale výzkum jde i dalšími směry, což by mohlo pomoct kompenzovat jejich limity (zejm. maximální dosažitelná účinnost, energeticky náročná výroba a relativně vysoká hmotnost panelů). Slibně vypadá například výzkum kvantových teček nebo organických solárních panelů, které by mohly být velmi lehké, ohebné nebo dokonce i průhledné.
Sluneční paprsky se dají využít i jednodušeji než pro výrobu energie – prostým zužitkováním tepla, které vyzařují. Úplně nejsnáze díky pasivním tepelným ziskům, což je jeden ze základních pilířů fungování pasivních domů. Ty mívají velké prosklené plochy namířené tak, aby se interiér mohl přirozeně prohřívat díky slunečnímu svitu.
Sofistikovaně se používá například v solárních kolektorech pro ohřev vody, solární rekuperaci a vlastně i v technologii tepelných čerpadel. Ta pomocí teplonosné látky dokáží přenášet teplo z venkovního prostředí, které tam dodaly právě sluneční paprsky, dovnitř do interiéru. Tepelná čerpadla dokáží získávat tepelnou energii ze vzduchu, půdy i vody.
Větrná energie se využívá nejčastěji k výrobě elektřiny pomocí větrných turbín. Na celosvětové produkci elektřiny se podílí asi z 8 %. V některých zemích je však, na rozdíl od ČR, výrazně víc zastoupena. Například v sousedním Německu pochází z větrných elektráren dokonce 23 % vyrobené elektřiny.
Větrná energie dokáže dobře doplňovat tu solární – největší produkce je totiž na podzim a v zimě, kdy je větrno, zatímco slunce pro výrobu solární energie tolik nesvítí.
Na rozdíl od některých dalších technologií na výrobu obnovitelných zdrojů není využívání vodní energie žádná novinka. Když „přeskočíme“ vodní mlýny a různé jednoduché vodní turbíny hojně využívané od průmyslové revoluce, máme tu vodní elektrárny, jejichž boom nastal v první polovině 20. století.
Vodní elektrárny dosahují vysoké účinnosti i mimořádně dlouhé životnosti. Díky možnosti regulace výkonu a rychlé reakci na změny poptávky po elektřině hrají důležitou roli při stabilizaci elektrizační soustavy. Samozřejmě pokud není extrémní sucho.
Elektřina pocházející z vodních elektráren tvoří asi 15 % světové produkce, v ČR zhruba 3–4 %.
Využít vodu jako zdroj energie se snaží i další technologie, které jsou zatím spíše jen v pilotních projektech a nedokáží vyrobit ani tolik elektřiny, aby zvládly zásobovat například menší rodinný dům. Současný výkon postačí nanejvýš k napájení LED světel, senzorů nebo menšího elektrického spotřebiče.
Možnost využívat energii deště je však lákavá – neomezuje se totiž na oblasti s dostupnými vodními toky. K získávání elektřiny se dá využít jak prostá kinetická energie dopadajících kapek (turbíny), tak i výroba pomocí triboelektrického generátoru, piezoelektrické membrány nebo nového čínského objevu – plovoucího generátoru.
Geotermální energie patří mezi nejstabilnější a nejspolehlivější obnovitelné zdroje na naší planetě. Je k dispozici v průběhu celého roku bez ohledu na počasí i denní dobu. Využívá teplo uložené v zemské kůře, které vzniká přirozeným rozpadem radioaktivních izotopů.
Většinou se využívá ve formě horké vody nebo páry, která se získává především z rezervoárů v oblastech se sopečnou činností. Například na Islandu, který se nachází na rozhraní tektonických desek, využívá přibližně 90 % domácností teplo pro vytápění právě z geotermální energie.
Mimo vulkanicky aktivní oblasti a oblasti s termálními prameny je však využitelnost geotermální energie nízká – vrty zde musí být daleko hlubší a tedy i dražší. Právě proto se v Česku tento typ energie využívá jen minimálně (zejm. Litoměřice, Ústí nad Labem, Děčín).
Využívání biomasy (spalování dřeva, štěpky, pelet apod.) ale i bioplynu se dá využít k decentrálnímu vytápění nebo i pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla (kogenerace). Výhodou je lokálnost a dobrá dostupnost těchto zdrojů.
Díky spalování biomasy mohou za přijatelnou cenu vytápět obnovitelnými zdroji energie i běžné domácnosti, které by si nemohly nebo nechtěly pořizovat sofistikovanější technologie, jako jsou například tepelná čerpadla nebo fotovoltaika. Navíc bez závislosti na dodávkách elektrické energie.
Obnovitelné zdroje energie hrají klíčovou roli v proměně energetiky a jednou v ní možná budou tvořit naprostou většinu. Vedle výhod, mezi něž patří nevyčerpatelnost zásob a udržitelný provoz, mají však i své slabiny. Některé jsou závislé na aktuálním počasí, na specifické lokalitě, jiné nevyrábějí dost energie a některé při výrobě produkují emise.
Proto se nejspíš nedočkáme toho, že by v budoucnu energetiku ovládl jediný, ideální zdroj energie. Půjde o to postupně budovat vyvážený energetický mix, který kombinuje obnovitelné, bezemisní i nízkoemisní zdroje tak, aby byla zajištěna dostupná, stabilní a dlouhodobě udržitelná výroba energie. Nejde tedy jen o to, odkud energii získáváme, ale jak chytře jednotlivé zdroje dokážeme vzájemně kombinovat a doplňovat.
Zdroje:
EEA.europa.eu
ERU.gov.cz
GWEC.net
IEA.org
IRENA.org
Now.solar
Solarpowereurope.org
Systém emisních povolenek EU ETS čekají změny, které mohou ovlivnit ceny energií i rozpočty domácností. Co přesně se chystá a jaké důsledky lze reálně očekávat?
Nabít si telefon tím, že si odskočíte na toaletu? Zní to jako sci-fi nebo výmysl, ale není! Výrobu elektřiny z moči už zdokonalují vědci na liberecké univerzitě.
