VYSOKÁ ŠKOLA EKONOMICKÁ V PRAZE Fakulta mezinárodních vztahů Hlavní specializace: Mezinárodní obchod
Potenciál obnovitelných zdrojů energie v Latinské Americe se zaměřením na vodní energii
Diplomová práce Vypracovala: Barbora Mynářová Vedoucí diplomové práce: Ing. Pavel Žamberský, Ph.D.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Potenciál obnovitelných zdrojů energie v Latinské Americe se zaměřením na vodní energii“ vypracovala samostatně. Veškerou použitou literaturu a podkladové materiály uvádím v přiloženém seznamu literatury.
V Praze dne 6. května 2013
.............................. podpis
Poděkování Tímto bych ráda poděkovala Ing. Pavlu Žamberskému, Ph.D. za vedení mé diplomové práce, za jeho cenné rady a připomínky a věnovaný čas.
Obsah Obsah Seznam zkratek Úvod 1
Obnovitelné zdroje energie ve světě ..................................................................... 1 1.1
1.1.1
Vodní energie ................................................................................................. 1
1.1.2
Větrná energie ................................................................................................. 2
1.1.3
Solární termální energie.................................................................................. 4
1.1.4
Fotovoltaická (PV) energie ............................................................................. 5
1.1.5
Geotermální energie ....................................................................................... 7
1.1.6
Bioenergie ....................................................................................................... 8
1.1.7
Ostatní obnovitelné zdroje energie ............................................................... 10
1.2
2
Charakteristika jednotlivých obnovitelných zdrojů energie .................................. 1
Využití obnovitelných zdrojů energie ve světě .................................................... 12
1.2.1
Využití obnovitelných zdrojů energie dle odvětví ....................................... 14
1.2.2
Využití obnovitelných zdrojů energie dle technologie ................................. 15
Současný stav obnovitelných zdrojů energie v Latinské Americe .................. 21 2.1
Energetická situace v Latinské Americe .............................................................. 22
2.2
Současná situace v oblasti obnovitelných zdrojů energie .................................... 25
2.2.1
Větrná energie ............................................................................................... 26
2.2.2
Solární energie .............................................................................................. 28
2.2.3
Geotermální energie ..................................................................................... 29
2.2.4
Bioenergie ..................................................................................................... 32
2.3
Strategie a programy pro obnovitelnou energii ................................................... 34
2.3.1
PROINFA, Brazílie (Programa de Incentivo a Fontes Alternativas de
Energía Eléctrica) ....................................................................................................... 35
3
2.3.2
GENREN, Argentina .................................................................................... 35
2.3.3
Zvláštní program pro využití obnovitelných zdrojů energie, Mexiko .......... 36
Využití vodní energie v Latinské Americe ........................................................ 38 3.1
Technologie vodních elektráren ........................................................................... 38
3.1.1
Druhy vodních elektráren ............................................................................. 41
3.1.2
Klasifikace podle velikosti spádu a výkonu elektrárny ................................ 43
3.1.3
Pokroky v technologii vodních elektráren .................................................... 44
3.1.4
Investiční náklady a náklady na výrobu elektřiny (LCOE) .......................... 45
3.2
Rozvoj vodní energie v Latinské Americe........................................................... 46
3.2.1
Rozvoj vodní energie ve vybraných zemích Latinské Ameriky a Karibiku . 47
3.2.2
Regionální energetická integrace .................................................................. 49
3.3
Environmentální a sociální dopady rozvoje vodní energie .................................. 51
3.3.1
Změna průtoku řek ........................................................................................ 52
3.3.2
Kvalita vody ................................................................................................. 53
3.3.3
Sedimentace .................................................................................................. 54
3.3.4
Emise skleníkových plynů ............................................................................ 55
3.3.5
Biologická diverzita ...................................................................................... 55
3.3.6
Bezpečnost .................................................................................................... 56
3.3.7
Realizace projektů vodních elektráren v oblastech s nízkou nebo žádnou
antropogenní činností ................................................................................................. 57 3.3.8
Socioekonomické dopady ............................................................................. 57
3.3.9
Lokální sdílení přínosů ................................................................................. 59
3.3.10
Konflikty kvůli stavbám vodních elektráren v Amazonii ............................ 60
Závěr Seznam tabulek, grafů a obrázků Seznam použitých zdrojů
Seznam zkratek CEPALSTAT
Statistická databáze Hospodářské komise pro Latinskou Ameriku
CSP
Koncentrovaná solární energie Concentrating Solar Power
DOE
Ministerstvo energetiky Spojených států amerických US Department of Energy
IADB
Meziamerická rozvojová banka Inter-American Development Bank
IEA
Mezinárodní energetická agentura International Energy Agency
IHA
Mezinárodní asociace pro vodní energii International Hydropower Association
IRENA
Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii International Renewable Energy Agency
LAERFTE
Zákon o využívání obnovitelných zdrojů energie a financování energetické přeměny Ley para el Aprovechamiento de Energías Renovables y el Financiamiento de la Transición Energética
LCOE
Náklady na výrobu elektřiny Levelised cost of electricity
MER
Regionální trh s elektřinou Mercado Eléctrico Regional
MGR
Minimální mezera oběžného kola Minimum Gap Runner
OECD
Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj Organisation for Economic Co-operation and Development
OLADE
Latinskoamerická energetická organizace Organización Latinoamericana de Energía
OZE
Obnovitelné zdroje energie
PROINFA
Pobídkový program pro alternativní zdroje elektrické energie Programa de Incentivo a Fontes Alternativas de Energía Eléctrica
PV energie
Fotovoltaická energie Photovoltaic energy
SHS
Solární domovní systémy Solar home systems
SIEPAC
Systém propojení elektřiny ve Střední Americe Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central
USA
Spojené státy americké United States of America
USD
Americký dolar United States Dollar
Úvod Pro většinu národů jsou základním zdrojem energie fosilní paliva zahrnující uhlí, ropu a zemní plyn, ale „čistá“ energie z obnovitelných zdrojů se stává stále důležitější, jelikož svět čelí hrozbě globálního oteplování a poznání, že se fosilní paliva nakonec vyčerpají nebo bude jejich získávání příliš nákladné. Globální trh s obnovitelnými zdroji energie zažívá v posledních letech obrovský boom, ať už jde o zavedenou technologii, kterou je využívání vodní energie nebo novější technologie, mezi které patří využití větrné, solární a geotermální energie a energie biomasy. Růst zavádění obnovitelných zdrojů zvýšil důvěru v tyto zdroje, snížil náklady a otevřel nové možnosti zejména v rozvojových a rozvíjejících se zemích, kde je poptávka po energii silná a obnovitelné zdroje jsou příznivé. To je i případ Latinské Ameriky a Karibiku, kde mají obnovitelné zdroje energie velký potenciál vzhledem k ideálním geografickým podmínkám, dostatku větru a vodních zdrojů. Mimo to obnovitelné zdroje představují velkou příležitost pro region, kde stále velký počet lidí nemá přístup k elektrické energii a kde neřízený rozvoj zemí způsobil značné ničení životního prostředí. Vodní energie je v Latinské Americe hlavním zdrojem pro výrobu elektrické energie a neexistuje region, ve kterém by podíl tohoto obnovitelného zdroje byl vyšší. Přesto je potenciál pro růst vodní energie v Latinské Americe stále značný. Cílem této diplomové práce je poskytnout přehled o potenciálu obnovitelných zdrojů energie v celém regionu Latinské Ameriky s důrazem na vodní energii a analyzovat socioekonomické a environmentální přínosy a rizika tohoto zdroje energie. Ve své práci jsem použila několik různých metod, především však srovnání, analýzu a syntézu. Mými hlavními zdroji byly zejména cizojazyčné publikace různých organizací a agentur zabývajících se energetikou či přímo obnovitelnými zdroji energie. Mezi tyto organizace patří: Mezinárodní energetická agentura (International Energy Agency, IEA), Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii (International Renewable Energy Agency, IRENA), Latinskoamerická energetická organizace (Organización Latinoamericana de Energía, OLADE), Mezinárodní asociace pro vodní energii (International Hydropower Association, IHA) a další. V první kapitole jsou popsány jednotlivé druhy obnovitelných zdrojů energie, jejich technologické charakteristiky a způsoby jejich využití. Další část kapitoly poskytuje
aktuální a komplexní přehled o využití obnovitelných zdrojů na celém světě, a to dle odvětví a jednotlivých technologií. Druhá kapitola analyzuje region Latinské Ameriky a Karibiku z hlediska jeho současného energetického portfolia. Větší část kapitoly se zabývá aktuálním stavem a posledními trendy v oblasti obnovitelných zdrojů energie, včetně zavádění podpůrných programů a strategií ve vybraných zemích Latinské Ameriky a Karibiku. Poslední kapitola této práce poskytuje podrobnou analýzu rozvoje vodních elektráren v Latinské Americe. Pro srovnání a lepší pochopení souvislostí jsou zde nejprve popsány jednotlivé druhy vodních elektráren a jejich výkonnostní charakteristiky spolu s náklady, které představují investice do těchto zařízení. Další část je zaměřena na aktuální využití vodní energie v regionu se zaměřením na vybrané země a energetickou integraci mezi nimi. Na konci kapitoly je pozornost věnována rovněž socioekonomickým vlivům vodních elektráren a jejich dopadům na životní prostředí.
1 Obnovitelné zdroje energie ve světě 1.1 Charakteristika jednotlivých obnovitelných zdrojů energie Existuje mnoho definic obnovitelné energie, které užívají vnitrostátní a mezinárodní orgány. Autor této publikace se přiklání k definici Mezinárodní energetické agentury (International Energy Agency, IEA), která zní následovně: „Obnovitelná energie je získávána z přírodních procesů, které jsou nevyčerpatelné. Různé druhy obnovitelné energie pochází přímo či nepřímo ze Slunce nebo z tepla, které vzniká v hloubi Země. Definice zahrnuje energii vyráběnou ze solárních, větrných, geotermálních, vodních a mořských zdrojů a biopaliv a vodík získaný z obnovitelných zdrojů.“1 Termín „obnovitelná energie“ je často zaměňován s termíny „udržitelná energie“ a „zelená energie“. Tyto výrazy se někdy používají pouze pro vyjádření šetrnosti zdrojů těchto energií k životnímu prostředí. Ačkoli je pravdou, že ve většině případů má užívání obnovitelných zdrojů energie (OZE) relativně malé environmentální vlivy, nemusí to platit vždy – některé mohou mít značné lokální dopady. Podobně i jaderné elektrárny (v běžném provozu) mohou mít relativně nízké dopady na životní prostředí a někteří ekologové je vidí jako technologii produkující zelenou energii, ačkoli uran rozhodně není obnovitelný zdroj. Udržitelná energie zahrnuje zdroje, které mají relativně dlouhou životnost a relativně nízké dopady. Na základě toho může být jaderná energie zřejmě po nějakou dobu udržitelná, ale není obnovitelná.2
1.1.1 Vodní energie Vodní energie vychází z energie proudící vody buďto z řek nebo z uměle vytvořených zařízení, kde voda proudí z nádrže. Turbíny umístěné v průtoku vody získávají energii a přeměňují ji na energii mechanickou a dále na elektrickou energii. Existují tři hlavní 1
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Renewables Information [online]. Paříž, 2012a[cit. 2013-0219]. ISBN 978-92-64-17388-0. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112111e.pdf?expires=1361282794&id=id&accname=ocid 195691&checksum=4665EAA633797732372EC0A79F40B7BB 2 ELLIOTT, David. Sustainable Energy: Opportunities and Limitations. Hampshire: PALGRAVE MACMILLAN, 2007. ISBN 0-2300-0800-3.
1
typy vodních elektráren podle pracovního režimu: průtočné, akumulační a přečerpávací akumulační elektrárny.3 Vodní energie je velmi flexibilní obnovitelný zdroj energie, který je schopen poskytnout energii jak pro základní, tak i pro špičkovou zátěž. Akumulační i přečerpávací elektrárny mohou uchovat velké množství energie, čímž je zajištěna flexibilita energetických systémů. Vodní elektrárny můžeme dále rozdělit např. podle instalovaného výkonu jednotky. Žádný mezinárodní konsenzus v tomto rozdělení neexistuje, avšak my se budeme řídit stále více obecně přijímaným horním limitem pro malé vodní elektrárny, který je 10 MW. Malé vodní elektrárny následně dělíme na minielektrárny (výkon 100 kW až 1MW) a mikroelektrárny (výkon do 100 kW).4 Charakteristika vodní energie je podrobněji zpracována v kapitole 3. Využití vodní energie v Latinské Americe.
1.1.2 Větrná energie Větrné turbíny získávají kinetickou energii z pohybu vzduchu a pomocí aerodynamického rotoru připojeného k elektrickému generátoru ji přeměňují na elektřinu. Množství vyrobené elektrické energie je přímo úměrné velikosti rotoru, a proto méně větších rotorů vyrobí více energie, než větší množství menších strojů.5 Větrná energie patří k nejstarším zdrojům energie, což dokazuje první zmínka o větrných mlýnech v Evropě pocházející z roku 833.6 Komerční rozvoj větrných generátorů napojených do rozvodných sítí začal až po ropné krizi v 70. letech konstrukcí z mechanických větrných strojů užívaných převážně pro čerpání vody. Na začátku 80. let byla většina komerčních větrných turbín vyráběna pomocí několika standardních
3
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Medium-Term Renewable Energy Market Report 2012: Market Trends and Projections to 2017 [online]. Paříž, 2012b[cit. 2013-02-21]. ISBN 978-92-64-17799-4. Dostupné z: http://www.oecd-ilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112231e.pdf?expires= 1361453260&id=id&accname=ocid195691&checksum=E65279AD0ECDCB7B4274E612CCF3EDDC 4 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Renewable Energy: Market and Policy Trends in IEA Countries. Paříž: OECD, 2004. ISBN 92-64-10791-6. 5 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 151. 6 LIBRA, Martin. Aktuální otázky obnovitelných zdrojů energie v souvislosti s trvale udržitelným rozvojem [online]. 2007[cit. 2013-02-26]. Dostupné z: http://vipor.czu.cz/download_file.php?path=_ data_app_downloads/cz/&filename=Obnovitelne_zdroje.pdf
2
komponentů. Avšak se zvětšujícím se trhem stále více specializovaných dodavatelů poskytuje komponenty přímo na míru.7 Komerční a technický rozvoj větrných elektráren úzce souvisí s velikostí turbíny. V polovině 70. let měly turbíny velikost v průměru 10 metrů, zatímco nyní dosahují průměrně 80 a více metrů.8 Největší turbínou na světě je od roku 2007 model Enercon E126 7,5MW s výškou 135 metrů.9 V oblasti větrných elektráren se často používají anglické pojmy „onshore“, „offshore“ a „nearshore“. Výraz onshore znamená na pevnině, na zemi. Tudíž v terminologii pro větrné elektrárny má význam umístění elektrárny na pevnině. Naopak offshore se překládá jako pobřežní či mořský a v tomto případě se jedná o větrné elektrárny stojící v moři, upevněné na mořském dně. Nearshore se pak označují elektrárny postavené v moři, jen několik metrů od pobřeží.10 Onshore větrná energie je osvědčená a vyspělá technologie. Jejich účinnost se pohybuje v rozmezí od 20 % do 35 %, místy může překročit i 40 %. Tato účinnost se výrazně liší podle zeměpisné oblasti. V oblastech s dobrými povětrnostními podmínkami je větrná energie jedním z nejvíce konkurenceschopných technologií obnovitelných zdrojů energie. Náklady projektů se liší, ale průměrně se pohybují okolo 1 800 USD/ kW.11 Vzhledem k tomu, že ta nejlepší onshore místa je stále obtížnější rozvíjet, začaly přímořské země zkoumat a využívat nearshore a offshore zdroje větrné energie. Tento proces byl zahájen v Evropě, kde Dánsko, Nizozemsko, Švédsko a Velká Británie již nashromáždily zkušenosti s nearshore větrnými poli.12 Dnešní offshore větrné turbíny jsou v podstatě založeny na velkých pozemních turbínách (většinou od 3 MW do 5 MW) přizpůsobených mořskému prostředí. Ale v současné době se již vyvíjí průmysl zabývající se speciálně offshore větrnými elektrárnami, který se zaměřuje na turbíny vhodné pouze pro mořské prostředí a na podpůrné konstrukce pro tyto turbíny. Nynější stavby
7
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2004, s. 80. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2004, s. 81. 9 10 big wind turbines. Windpower Monthly [online]. 2013 [cit. 2013-02-27]. Dostupné z: http://www.windpowermonthly.com/10-biggest-turbines 10 QUASCHNING, Volker. Obnovitelné zdroje energií. Praha: Grada, 2010. ISBN 978-80-247-3250-3. 11 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 151. 12 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2004, s. 83. 8
3
s ukotvením typu „monopile“ jsou vhodné pro vodní hloubky od 10 metrů do 30 m. Ukotvení typu „jacket“, „tripod“ a „tripile“ umožňují přístup až do hloubky 50 m.13 Oproti onshore mají offshore větrné elektrárny několik výhod – mohou být umístěny v blízkosti velkých přímořských center a vyhnout se tak dlouhým přenosovým sítím, což může být případ energetických zařízení využívajících obnovitelnou energii na pevnině. Další výhodou je silnější a stabilnější vítr vanoucí od moře.14 Co se týče životního prostředí, obecně tyto elektrárny čelí menšímu odporu veřejnosti a v současné době i menším konkurenčním bojům ve srovnání s onshore stavbami. Naopak nevýhodou je větší nákladová náročnost těchto projektů. Investiční náklady se pohybují v rozmezí od 3 000 USD/kW do 6 000 USD/kW.15
1.1.3 Solární termální energie Solární termální energie je založena na transformaci slunečního záření na teplo. Sluneční paprsky zachycuje solární kolektor a solární absorbér pak pohlcuje sluneční záření a přeměňuje je na teplo. Teplo se následně předává teplonosnému médiu, kterým je většinou voda nebo jiná kapalina. Při dostatečně vysokých teplotách je možné takto získanou tepelnou energii přeměnit na elektrickou energii.16 Solární vytápění a chlazení Solární systémy pro ohřev vody mohou být aktivní nebo pasivní. Aktivní systémy jsou obvykle dražší, ale zároveň účinnější. Fungují na principu přeměny slunečního záření na teplo prostřednictvím solárních kolektorů, které je možno ihned využít k přitápění, ohřevu vody nebo se uloží v akumulačních nádržích a využije se později.17 Obecně platí, že pasivní systémy jsou spolehlivější, jednodušší na údržbu a mají delší životnost než aktivní systémy. Jsou také méně nákladné, zároveň však méně účinné, kvůli pomalejšímu průtoku vody v systému. Pasivní systémy jsou založeny na principu skleníkového efektu, kde množství získané energie je závislé na mnoha faktorech, např. na poloze a druhu budovy, na použitých materiálech, atd.18
13
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 154. QUASCHNING, V., 2010, s. 178. 15 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 155. 16 QUASCHNING, V., 2010, s. 120–121. 17 MUSIL, Petr. Globální energetický problém a hospodářská politika: se zaměřením na obnovitelné zdroje. Praha: C. H. Beck, 2009. ISBN 978-80-7400-112-3. 18 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2004, s. 89. 14
4
Solární kolektory se využívají jak pro ohřev vody v domácnostech, tak i ve větším měřítku pro komerční a průmyslové užití nebo pro systémy dálkového vytápění. Existuje několik typů kolektorů. Pro ohřev vody a vytápění se nejčastěji instalují ploché nebo vakuové trubicové kolektory. Kolektory pro vytápění bazénů mají většinou nezasklené absorbéry, čímž se zvyšuje jejich účinnost.19 Koncentrovaná solární energie (CSP) Koncentrovaná solární energie je osvědčená technologie. První komerční elektrárny existují ve Spojených státech již téměř 30 let. Solární elektrárny vyrábí elektřinu ze slunečního záření nebo pomocí tepelného zásobníku, který skladuje přebytečné teplo vyprodukované přes den. Díky tomuto záložnímu systému mohou CSP elektrárny poskytnout energii pro špičkovou, střední či nízkou zátěž. Koncentrované solární elektrárny využívají výhod přímého slunečního záření a jsou obvykle umístěny pouze v suchých a polosuchých oblastech světa. Existují čtyři různé typy
solárních
elektráren:
parabolická
žlabová,
lineární
Fresnelova,
věžová
a s parabolickým diskovým systémem.20 Kromě parabolických diskových systémů se všechny CSP elektrárny skládají ze solárního kolektorového pole, přijímačů a generátoru. Nutný je také chladicí systém. Solární elektrárny, které využívají mokrý chladicí systém, mívají vysokou spotřebu vody, což může být problém pro oblasti s nedostatkem vody. Existují také hybridní solární systémy, kdy se solární komponent přidává do existující elektrárny na fosilní paliva nebo se integruje již při výstavbě elektrárny. Při hybridizaci zůstávají CSP elektrárny plně výkonné a zároveň šetrné k životnímu prostředí. 21 U velkých (50 MW) nejmodernějších elektráren se běžné investiční náklady pohybují od 3 800 USD/ kW do 8 000 USD/ kW, v závislosti na velikosti solárního pole, velikosti tepelného zásobníku a na nákladech práce a ceně pozemku.22
1.1.4 Fotovoltaická (PV) energie Solární PV technologie se užívaly během 50. a 60. let především pro napájení družic. Od 70. let začala cena fotovoltaických systémů postupně klesat, což umožnilo rozvoj této technologie v odlehlých oblastech, kde připojení k elektrickému vedení bylo neúnosně 19
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 164. QUASCHNING, V., 2010, s. 7. 21 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 140. 22 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 141. 20
5
drahé. Výroba elektřiny pomocí síťových fotovoltaických systémů zaznamenala vysoký nárůst od konce 90. let.23 Solární fotovoltaické systémy přímo přeměňují sluneční energii na energii elektrickou. Využívají nejen přímé sluneční záření jako CSP elektrárny, ale také difuzní (nepřímé) sluneční záření.24 Základním stavebním kamenem solárního PV systému je fotovoltaický článek. Články jsou vzájemně propojeny do PV panelu (modulu) a spojením těchto panelů vzniká fotovoltaický systém (viz Obrázek 1). PV systémy jsou vysoce modulární a mohou se skládat do celků tak, aby bylo dosaženo potřebné energie od několika wattů do stovek megawattů. 25 Existují dvě hlavní PV technologie: systémy na bázi křemíku (v současné době více než 85 % světového trhu) a tenkovrstvé systémy. Krystalické křemíkové systémy se vyrábí buď jako monokrystalické nebo polykrystalické a mají obvykle vyšší účinnost, zatímco tenkovrstvé systémy dosahují nižších nákladů na jednotku výkonu.26 Obrázek 1 Fotovoltaický systém
Zdroj: How Do Photovoltaics Work?. NASA Science [online]. 2002 [cit. 2013-03-05]. Dostupné z: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/
Cena panelů v současné době tvoří zhruba polovinu nákladů na celý systém. Podle společnosti Solarbuzz, která provádí průzkum a analýzu trhu se solárními technologiemi, byla v březnu 2012 nejnižší maloobchodní cena polykrystalického solárního panelu
23
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2004, s. 74. K difuznímu záření dochází rozptylem přímého záření v mracích a v atmosféře. 25 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 158. 26 LIBRA, M., 2007, s. 55. 24
6
1,06 USD za jeden watt a nejnižší cena monokrystalického panelu dosáhla 1,10 USD/ W. Tenkovrstvý panel se v březnu 2012 prodával za nejnižší cenu 0,84 USD/ W.27
1.1.5 Geotermální energie Geotermální energie se definuje jako teplo vyzařované z hlubin Země, obvykle ve formě horké vody nebo páry. Teplo, které neustále proudí ze zemského nitra, se odhaduje na 42 milionů MW.28 Geotermální energie se využívá pro výrobu elektřiny, pro komerční, průmyslové a bytové přímé vytápění a pro domácí vytápění a chlazení prostřednictvím tepelných čerpadel. K výrobě elektrické energie z geotermálních zdrojů jsou zapotřebí studny vrtané do tzv. geotermálního rezervoáru. Těmito studnami se dostává geotermální voda na povrch a v geotermálních elektrárnách je její tepelná energie přeměněna na energii elektrickou. Dnes se využívají čtyři druhy geotermálních elektráren: na mokrou páru, na suchou páru, binární a kombinované. Elektrárny na mokrou páru využívají geotermálně zahřátou vodu, která je pod tlakem rozdělena na páru a horkou vodu. Pára je vedena potrubím do elektrárny, kde pohání turbínu a vyrábí elektřinu. Vysrážená voda je odváděna zpět do rezervoáru. U elektráren na suchou páru se pára vytváří přímo v geotermálním rezervoáru a následně spouští turbíny, které pohání generátor.29 Obě elektrárny, na suchou i mokrou páru, vyžadují vysokoteplotní zdroj (nad 180°C). V současné době je však možno prostřednictvím tzv. binárních elektráren vyrábět elektřinu i z geotermálních zdrojů o teplotách nižších než 150°C. Geotermální voda zahřívá jinou kapalinu (např. isobutan), která má nižší bod varu než voda. Sekundární kapalina se mění v páru, jejíž silou se otáčí turbíny, které pohánějí generátory.30 Ačkoliv zdroje se středně vysokými teplotami jsou více dostupné než zdroje vysokoteplotní, tvoří binární elektrárny menšinu stávající kapacity geotermálních elektráren. Investiční náklady na tento typ elektráren jsou totiž relativně vyšší. Obvyklé náklady na vysokoteplotní geotermální elektrárny se pohybují od 2 000 USD/ kW do
27
Module Pricing. Solarbuzz [online]. 2012 [cit. 2013-03-05]. Dostupné z: http://www.solarbuzz.com/factsand-figures/retail-price-environment/module-prices 28 MUSIL, P., 2009, s. 68. 29 Geothermal Basics. Geothermal Energy Association [online]. 2009 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.geo-energy.org/Basics.aspx 30 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 143.
7
4 000 USD/ kW, zatímco náklady na binární elektrárny jsou od 2 400 USD/ kW do 5 900 USD/ kW.31 Kromě elektrické energie se geotermální energie někdy využívá i přímo jako zdroj tepla. Pro fungování není potřeba elektrárna ani tepelné čerpadlo a má celou řadu využití v průmyslu a zemědělství, jako např. dálkové vytápění a chlazení, zpracování potravin, skleníky, lázeňství a akvakultura.32 Dalším způsobem využití geotermální energie jsou tepelná čerpadla. Geotermální tepelná čerpadla těží z relativně konstantní teploty Země v hloubkách od 3 do 100 metrů po celý rok. Čerpadla mohou být instalována téměř všude na světě, neboť nemají tak náročné požadavky jako geotermální rezervoáry. K získání geotermální energie jsou zapotřebí vrty hluboké až 150 m, přičemž obecně lze říci, že na 1 kW výkonu čerpadla je potřeba 12–18 metrů vrtu.33 Čerpadla roznáší vodu nebo jiné kapaliny potrubím ukrytým pod zemským povrchem v blízkosti budovy. Zvířata se v zimě zahrabávají pod zem, aby se zahřála a v létě, aby unikla horku. Stejný princip je aplikován na tepelná čerpadla, která zajišťují jak vytápění, tak i chlazení. Při vytápění systém „vytáhne“ teplo ze Země, naopak při chlazení systém teplo odebírá z budovy a přesouvá jej do Země.34
1.1.6 Bioenergie Bioenergie neboli energie z biomasy se získává z organických látek obsažených např. v odpadech ze zemědělské, potravinářské a lesní výroby, z údržby krajiny nebo může být výsledkem záměrné výrobní činnosti (energetické plodiny).35 Bioenergie je využívána po tisíce let, od té doby, kdy lidé začali spalovat dřevo, aby se zahřáli a uvařili jídlo. I v současné době zůstává dřevo nejrozšířenějším zdrojem energie z biomasy. Ačkoliv biomasa vyprodukuje zhruba stejné množství oxidu uhličitého jako fosilní paliva, pokaždé když roste nová rostlina, je oxid uhličitý v atmosféře eliminován. K záměrnému pěstování biomasy jsou vhodné rychlerostoucí dřeviny a energetické rostliny, které oproti jiným
31
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 143. GEOTHERMAL ENERGY ASSOCIATION, 2009. 33 MUSIL, P., 2009, s. 71. 34 GEOTHERMAL ENERGY ASSOCIATION, 2009. 35 MUSIL, P., 2009, s. 61. 32
8
druhům rostlin mohou dosáhnout vyšších přírůstků nadzemní hmoty. Existují tři hlavní technologie použití energie z biomasy: biopaliva, bioelektřina a bioprodukty.36 Biopaliva37 Na rozdíl od jiných obnovitelných zdrojů energie, biomasu lze přímo přeměnit na kapalná paliva neboli biopaliva pro potřeby dopravy. Dva nejběžnější typy biopaliv jsou etanol a bionafta. Etanol se vyrábí fermentováním jakékoliv biomasy s vysokým obsahem sacharidů prostřednictvím procesu podobnému vaření piva. Většinou se používá jako příměs do paliv ke snížení oxidu uhelnatého a jiných emisí, které produkují vozidla. Bionafta se vyrábí kombinací alkoholu s rostlinným olejem, živočišným tukem či recyklovaným jedlým tukem. Může být použita jako příměs ke snížení emisí vozidla nebo v čisté formě. Bioelektřina38 Bioelektřina neboli elektrická energie z biomasy se může vyrábět prostřednictvím šesti hlavních systémů: přímého spalování, spoluspalování, zplyňování, anaerobní digesce, pyrolýzy a pomocí malých, modulárních systémů. Většina elektráren na biomasu využívá systémy přímého spalování biomasy k produkci páry, která je zachycena v turbínách a generátor ji pak přeměňuje na elektřinu. V některých odvětvích průmyslu je pára z elektrárny také použita k výrobním procesům nebo k vytápění budov (např. papírny často používají odpad ze dřeva k výrobě elektřiny a páry). Mnohé uhelné elektrárny využívají spoluspalovací systémy ke snížení emisí, kdy biomasa slouží jako doplňkový zdroj energie ve vysocevýkonných kotlích. Zplyňovací systémy využívají vysoké teploty a prostředí s omezeným množstvím kyslíku k přeměně biomasy na plyn, který pohání turbínu. Kromě plynu se mohou z biomasy vyrábět rovněž kapalná paliva a to prostřednictvím procesu zvaného pyrolýza. Pyrolýza
36
Bioenergy, Biomass Energy and Biofuels. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-0306]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/bioenergy 37 Biofuels. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/biofuels 38 Biopower. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/biopower
9
nastane, když se biomasa zahřívá za nedostatku kyslíku. Biomasa se pak změní v kapalinu (tzv. pyrolýzní olej), kterou je možno spalovat k výrobě elektřiny stejně jako ropu. Některé z těchto technologií mohou být aplikována také ve formě malých modulárních systémů. Tyto systémy vyrábí elektrickou energii o výkonu 5 MW a méně a jsou určeny pro malá města nebo dokonce pro spotřebitele (např. farmáři využívají odpad z chovu hospodářských zvířat k zásobování jejich farem elektřinou). Bioprodukty39 Veškeré produkty, které se vyrábí z fosilních paliv, mohou být vyrobeny z biomasy. Tyto bioprodukty nejsou zhotoveny pouze z obnovitelných zdrojů, ale obvykle vyžadují k výrobě méně energie než produkty na bázi ropy. Je-li biomasa zahřívána s malým množstvím kyslíku, dochází k produkci dvou plynů – oxidu uhelnatého a vodíku. Tato směs se nazývá biosyntetický plyn a používá se k výrobě plastů a kyselin. Při zahřívání biomasy bez přístupu kyslíku se tvoří pyrolýzní olej, z něhož může být extrahována látka zvaná fenol. Ten se používá k výrobě lepidel, tvarovatelných plastů a pěnové izolace. Ne každá země má velký bioenergetický potenciál, ale obnovitelný komunální odpad může přispět k produkci obnovitelné energie kdekoli na světě. Navíc, s některými bioenergetickými surovinami se mezinárodně obchoduje, což je mezi obnovitelnými zdroji nezvyklé. Náklady na výrobu energie z biomasy závisí nejen na technologii, ale také na kvalitě, typu, dostupnosti a cenách bioenergetických surovin. Investiční náklady na bioelektrárnu s výkonem nad 50 MW jsou mezi 2 400 USD/ kW a 4 200 USD/ kW. Náklady na spoluspalovací zařízení jsou mnohem nižší – od 300 USD/ kW do 700 USD/ kW.40
1.1.7 Ostatní obnovitelné zdroje energie Energie oceánů Oceán může produkovat dva typy energie: tepelnou energii ze slunečního tepla a mechanickou energii z přílivů a vln. Oceány pokrývají více než 70 % zemského povrchu
39
Bioproducts. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/bioproducts 40 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 138.
10
a ukrývají v sobě velké množství energie. Teplotní rozdíl mezi povrchovou mořskou vodou a vodou v hloubce např. jednoho kilometru umožňuje vznik tepelné energie. Tepelná energie oceánů má mnoho užití, včetně výroby elektřiny. Jsou známy tři systémy pro výrobu elektrické energie: s uzavřeným cyklem, otevřeným cyklem a hybridní. Systém s uzavřeným cyklem pracuje s teplou povrchovou mořskou vodou, která zahřívá pracovní médium s nízkým bodem varu (např. amoniak) a přeměňuje jej na páru. Pára se začne rozpínat a pohánět turbínu, která aktivuje generátor. Systémy s otevřeným cyklem pracují při nízkém tlaku a zahřívají tak mořskou vodu přímo. Ta vytváří páru, která opět prochází přes turbínu a generátor. Hybridní systémy kombinují oba cykly.41 Mechanická energie oceánů je poněkud odlišná od tepelné energie. I když má Slunce vliv na všechny aktivity oceánů, primárně jsou přílivy řízeny gravitací Měsíce a vlny poháněny především větry. V důsledku toho jsou přílivy a vlny nestabilní zdroje energie, zatímco tepelná energie oceánů je celkem stálá. Rozdíl je také v tom, že při výrobě elektřiny pomocí přílivů a vln jsou zapotřebí různá mechanická zařízení. Pro přeměnu přílivové energie na elektrickou se obvykle používá přehrada, ve které voda proudí přes turbíny a tak dochází k aktivaci generátoru. V současné době jsou tyto přílivové elektrárny zatím jedinou vyspělou technologií. Celkově je ale potenciál technologií využívajících energie oceánů významný a mnoho projektů je nyní v testovacích či výzkumných fázích.42 Energie vodíku a palivové články Vodík je nejjednodušší a nejhojnější prvek ve vesmíru. Atom vodíku se skládá pouze z jednoho protonu a jednoho elektronu. Avšak i přes svou jednoduchost a hojnost se vodík na Zemi nevyskytuje přirozeně jako plyn, nachází se vždy v kombinaci s jinými prvky. Nejznámějšími izotopy43 vodíku jsou protium (1 proton), deuterium (1 proton a 1 neutron) a tritium (1 proton a 2 neutrony).44 Vodík se nachází v mnoha organických sloučeninách, zejména v uhlovodících, ze kterých se skládá mnoho našich paliv, jako např. benzín, zemní plyn, metanol a propan. Vodík je možné od uhlovodíků oddělit použitím tepla – procesem zvaným reformování. V současné době je nejčastější surovinou pro výrobu vodíku touto cestou zemní plyn. Dalším 41
Ocean Energy. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-08]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/ocean-energy 42 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 149. 43 Izotopy jsou atomy se stejným počtem protonů, ale odlišným počtem neutronů. Jedná se o různé formy jednoho prvku. 44 MUSIL, P., 2009, s. 71.
11
způsobem je rozštěpením vody na kyslík a vodík pomocí elektrického proudu. Tento proces je znám jako elektrolýza. Také některé řasy a bakterie využívající sluneční světlo jako svůj zdroj energie mohou za určitých podmínek uvolňovat vodík.45 Energie vodíku se dá efektivně získávat pomocí palivových článků. Princip jejich fungování se často přirovnává k bateriím. Palivový článek využívá energii vzniklou chemickou reakcí vodíku a kyslíku k produkci elektrické energie, tepla a vody. Jejich palivem může být čistý vodík (v plynném či kapalném stavu) ale i zemní plyn, metanol nebo benzín, které lze reformovat a vyrobit tak potřebný vodík.46 Palivové články jsou slibná technologie, která má využití jako zdroj tepla a elektřiny pro budovy a jako zdroj elektrické energie pro vozidla na elektrický pohon.
1.2 Využití obnovitelných zdrojů energie ve světě Obnovitelné zdroje energie se v roce 2010 podílely odhadem 16,7 % na celosvětové konečné spotřebě energie. Z toho 8,2 % pocházelo z moderních OZE, mezi které se řadí energie vodní, větrná, solární, geotermální, biopaliva a moderní biomasa47. Tradiční biomasa, která se používá především pro vaření a vytápění ve venkovských oblastech rozvojových zemí a mohla by být považována za obnovitelnou, představovala přibližně 8,5 % z celkové konečné spotřeby energie (viz Graf 1). Vodní energie se podílí 3,3 % na celosvětové konečné spotřebě a její kapacita stabilně roste. Ostatní moderní OZE zažívají rychlý růst v mnoha rozvinutých i rozvojových zemích. Nejrychleji během období od konce roku 2006 do roku 2011 rostla celková světová kapacita solární fotovoltaiky, a to v průměru 58% ročním růstem. Následovala koncentrovaná solární energie, která vykázala 37% průměrný růst a větrná energie rostoucí 26% průměrným růstem.48
45
Hydrogen Energy. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-10]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/hydrogen 46 MUSIL, P., 2009, s. 72. 47 Moderní biomasa je energie získaná z pevné, kapalné nebo plynné biomasy pro moderní účely, např. pro vytápění, výrobu elektřiny, kombinovanou produkci tepla a elektřiny a pro dopravu. 48 REN21. Renewables 2012 Global Status Report [online]. Paříž, 2012[cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://new.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/%20GSR_2012%20highres.pdf
12
Graf 1 Podíl obnovitelné energie na světové konečné spotřebě energie, 2010
Tradiční biomasa 8,5%
Jaderná energie 2,7%
Fosilní paliva 80,6%
Obnovitelné zdroje 16,7%
Moderní OZE 8,2%
Zdroj: REN21. Renewables 2012 Global Status Report [online]. Paříž, 2012[cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://new.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/%20GSR_2012%20highres.pdf
Rovněž roste poptávka po solárním vytápění, geotermálních tepelných čerpadlech a některých biopalivech. Vodní a geotermální energie rostou celosvětově 2–3% ročním růstem, což je srovnatelné se světovým růstem fosilních paliv. Avšak v některých zemích růst těchto a jiných obnovitelných technologií zdaleka přesahuje světový průměr.49 Průmysl obnovitelných zdrojů energie (výroba zařízení, tržby, instalace) vykázal během roku 2011 pokračující růst. Solární PV technologie a onshore větrná energie zaznamenaly v průběhu roku dramatické snížení cen v důsledku poklesu nákladů zapříčiněným úsporami z rozsahu, technologickými pokroky a dalšími faktory. Pokračoval také dlouhodobý trend v internacionalizaci trhů a průmyslu s OZE. Všechny obnovitelné energie zažívají expanzi na nové trhy, zatímco tradiční trhy se stávají méně důležitými. Z části je to důsledkem převisu nabídky, která tlačí subjekty na rozvíjející se trhy v nových zemích a regionech. Přední místa jak na trzích, tak ve výrobě se zaplňují ve prospěch rozvojových zemí, přičemž Čína a Indie hrají stále významnější roli. Noví hráči se objevují i jinde v Asii, stejně jako v Latinské Americe, a v regionu Blízkého Východu a severní Afriky.50
49 50
REN21, 2012, s. 21. REN21, 2012, s. 22.
13
1.2.1 Využití obnovitelných zdrojů energie dle odvětví V celosvětovém měřítku se většina obnovitelné energie spotřebovává pro obytné a komerční účely a pro účely veřejných služeb. Příčinou tohoto trendu je rozšířené využívání tradičních biopaliv v domácnostech v rozvojových zemích. Konkrétně pouze 28,5 % obnovitelné energie se využívá pro výrobu elektrické energie a tepla, zatímco 52,5 % se používá pro obytné a komerční účely a pro účely veřejných služeb.51 Obnovitelné zdroje energie v roce 2011 přispívaly zhruba 20,3 % k celosvětové výrobě elektrické energie, z toho většina byla vyráběna prostřednictvím vodní energie. Zatímco kapacita obnovitelné energie roste rychlým tempem každý rok, její podíl na celkové výrobě se zvyšuje pomaleji, jelikož mnoho obnovitelných zdrojů je nestabilních (např. větrná a solární energie). Zároveň ale v některých zemích dosahuje výroba elektrické energie z těchto nestabilních zdrojů udivujících rekordů a významně se podílí na celkové produkci elektřiny. Pokud započítáme i vodní energii, v roce 2011 mezi vedoucí země v celkové instalované elektrické kapacitě z obnovitelných zdrojů patřily Čína, Spojené státy americké (USA), Brazílie, Kanada a Německo. Bez vodní energie bylo pořadí následující: Čína, USA, Německo, Španělsko a Itálie. Při přepočtení na osobu se na prvních místech umístily Německo, Španělsko, Itálie, USA a Japonsko.52 Moderní biomasa, solární a geotermální energie v současné době dodávají teplou vodu, vytápění a chlazení pro desítky milionů domácností a komerčních budov po celém světě. Jen solární kolektory pro ohřev vody používá více než 200 milionů domácností (většina z nich je v Číně) stejně jako mnoho škol, nemocnic, hotelů, vládních institucí akomerčních budov. Je možno také pozorovat rostoucí trend ve využívání solární energie k produkci tepla v průmyslu a rovněž roste zájem o použití solární energie pro účely chlazení. Energie z biomasy a geotermální energie dodávají teplo pro průmysl, domácnosti a též pro zemědělství. Pasivní solární konstrukce poskytují značné množství tepla a jejich čísla jsou také na vzestupu.53 V odvětví dopravy se obnovitelná energie používá ve formě kapalných a plynných biopaliv a elektřiny, což nabízí potenciál k pohonu vozidel vodíkem prostřednictvím palivových článků. Kapalná paliva mají malý, ale rostoucí podíl na celosvětové spotřebě 51
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012a, s. 34. REN21, 2012, s. 23. 53 REN21. Renewables 2011 Global Status Report [online]. Paříž, 2011[cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://www.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/110929_GSR2011_FINAL.pdf 52
14
paliv. V roce 2011 přispěly asi 3 %, čímž se zařadily na první místo mezi obnovitelnými zdroji energie, ze kterých se vyrábí pohonné hmoty. Světová výroba etanolu byla v roce 2011 poprvé po více než deseti letech stagnující či mírně klesající, avšak produkce bionafty nadále rostla.54 Omezené, ale rostoucí množství plynných biopaliv (zejména biometanu) pohání vlaky, autobusy a další vozidla. Elektřina se používá pro pohon vlaků, podzemního metra a zatím malého, ale rovněž rostoucího množství osobních automobilů a motocyklů. Vzhledem k tomu, že počet vozidel na elektrický pohon se zvyšuje a podíl elektřiny vyráběné z obnovitelných zdrojů taktéž, bude růst i role elektřiny z obnovitelných zdrojů v odvětví dopravy.
1.2.2 Využití obnovitelných zdrojů energie dle technologie Vodní energie Vodní energie je největším zdrojem obnovitelné energie, prostřednictvím které se v roce 2011 vyrobilo asi 3 644 TWh, což představuje více než 80 % celkové produkce obnovitelné elektrické energie. Celosvětová instalovaná kapacita vodní energie v roce 2011 dosáhla 970 GW.55 Největším výrobcem je Čína, která vykázala 740 TWh vyrobených v roce 2011. Čína také zaznamenala významný nárůst výroby v průběhu posledních několika let – od roku 2005, kdy produkce elektřiny činila 400 TWh, se téměř zdvojnásobila. Druhým největším producentem je Brazílie, kde vodní energie o zhruba 450 TWh představovala 80 % výroby elektřiny v roce 2011. Dále následovaly Kanada, USA a Rusko, které ovšem ve srovnání s Čínou a Brazílií nevykazovaly v posledních letech tak významný růst. Nejvíce nových kapacit bylo v roce 2011 nainstalováno v Číně (12,3 GW), dále ve Vietnamu, Brazílii, Indii, Kanadě a v Malajsii.56 Malý, ale slibný trh s vodními elektrárnami s nízkým výkonem (do 1 MW) se rychle rozvíjí v mnoha zemích Asie, subsaharské Afriky a Latinské Ameriky. Regiony s vyspělým odvětvím vodních elektráren, jako např. Evropa a Severní Amerika, se více soustředí na modernizaci a rekonstrukci stávajících zařízení než na budování dalších tradičních vodních elektráren.57 Nicméně stále se objevují nové projekty i v tradičních
54
REN21, 2012, s. 26. REN21, 2012, s. 42. 56 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 147. 57 REN21, 2012, s. 42. 55
15
vyspělých trzích. Příkladem může být kanadský projekt „Romaine“ s výkonem více než 1550 MW, který má být dokončen v roce 2020.58 Značné množství světových zdrojů vodní energie zůstává stále nevyužito. Zejména v rozvojových zemích, kde vodní energie může poskytnout levný a spolehlivý zdroj elektrické energie, existuje velký potenciál. Například Afrika zatím využila pouze 8 % svého potenciálu a Asie a Latinská Amerika asi 20 % a 24 % svých potenciálních zdrojů. V některých rozvojových zemích s dobrými zásobami vody se vodní energie stala primárním zdrojem – např. v Paraguaji, Albánii, Mosambiku, Zambii a Tádžikistánu tvoří vodní energie více než 95 % národní produkce elektrické energie.59 Větrná energie Během roku 2011 bylo dáno do provozu přibližně 40 GW nových kapacit větrné energie, čímž se zvýšila o 20 % na přibližně 238 GW. V období od konce roku 2006 do konce roku 2011 dosáhlo meziroční tempo růstu celkové kapacity v průměru 26 %. Nejvíce se na celkové kapacitě větrné energie podílela Čína, která s 62,4 GW představovala asi 26 % celosvětové kapacity. Druhým největším trhem v roce 2011 byly USA s kapacitou 47 GW a na třetím místě se umístilo Německo s 29,1 GW. Mnohem více nových větrných kapacit bylo instalováno v rozvojových zemích a rozvíjejících trzích než v zemích OECD. Pořadí zemí dle nových instalací v roce 2011 bylo následující: Čína (17,6 GW), USA (6,8 GW), Indie (3 GW), Německo (2 GW) a Velká Británie (1,3 GW).60 Ačkoliv podíl offshore větrné energie na celkové větrné kapacitě je stále na nízké úrovni, pokračuje toto odvětví v expanzi – v roce 2011 vzrostlo o více než 0,9 GW na celkových 4,1 GW. Více než polovina této kapacity, 2,1 GW, se nachází ve Velké Británii. Následuje Dánsko s 0,9 GW a Čína s 0,26 GW.61 Celková stávající kapacita větrné energie do konce roku 2011 stačila k výrobě 2–3 % celosvětové spotřeby elektrické energie. Některé země zaznamenaly vyšší podíly na celkové výrobě elektřiny, například Dánsko (26 %), Španělsko (15,9 %), Portugalsko (15,6 %), Irsko (12 %) a Německo (7,6 %).62
58
Romaine Complex. Hydro-Québec [online]. © 1996-2013 [cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://www.hydroquebec.com/projects/romaine.html 59 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 149. 60 REN21, 2012, s. 57. 61 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 155. 62 REN21, 2012, s. 59.
16
Solární vytápění a chlazení Solární termální systémy se v některých zemích významně podílejí na ohřevu vody a také stále více i na chlazení. Do konce roku 2011 dosáhla světová kapacita solárního vytápění (zasklené systémy) asi 232 gigawattů tepelného ekvivalentu (GWth) s nově instalovanými 49 GWth během téhož roku. Vedoucí zemí je opět Čína, do konce roku 2011 přidala 18 GWth nových instalací a dosáhla tak celkové kapacity 135,5 GWth, což představovalo 58 % instalovaných kapacit na celém světě. Druhé je Turecko, kde v roce 2011 činila celková kapacita 10,6 GWth.63 Turecko je na trhu silným hráčem a to i bez vládních pobídek a i přes stále se rozšiřující sítě zemního plynu. Důležitou roli zde hraje vysoká úroveň informovanosti veřejnosti. Třetí největší kapacitu v roce 2011 mělo Německo s 10,7 GWth.64 Německý trh prudce rostl kvůli povinnému využívání obnovitelných zdrojů energie pro vytápění v novostavbách. Více než 60 % světové kapacity nezasklených kolektorů pro vytápění bazénů se nachází ve Spojených státech. Za nimi se umístila Austrálie (17 %) a pozoruhodný nárůst byl zaznamenán v Brazílii. Solární vytápění a chlazení prostoru také zažívá expanzi a počet chladicích zařízení se v posledních pěti letech zvýšil více než desetinásobně. Celosvětově se systémy poskytující zároveň ohřev vody a prostorové vytápění podílí asi 4 %. 65 Novým trendem jsou rozsáhlé systémy – v roce 2011 byl v Rijádu (Saudská Arábie) zprovozněn největší systém na světě s kapacitou 25 MWth. Zařízení zajišťuje ohřev vody a prostorové vytápění pro 40 000 univerzitních studentů.66 Koncentrovaná solární energie (CSP) Rozvoj CSP elektráren se v současné době soustředí jen v několika málo oblastech. Španělsko a USA jsou prozatím jediné dvě země s významnými komerčně využívanými kapacitami. Světová instalovaná kapacita v roce 2011 činila 1,8 GW. Lídrem na trhu je Španělsko se 1,2 GW, následují USA s 0,6 GW.67 V roce 2011 zahájila ve Španělsku provoz elektrárna „Gemasolar“ o výkonu 19,9 MW a stala se první CSP elektrárnou, která je schopna za určitých podmínek pracovat 24 hodin denně, a to díky schopnosti uchovat
63
REN21, 2012, s. 54. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 165. 65 REN21, 2012, s. 54. 66 Saudi Arabia: World's Biggest Solar Thermal Plant in Operation. Solarthermalworld [online]. 2012 [cit. 2013-03-12]. Dostupné z: http://solarthermalworld.org/content/saudi-arabia-worlds-biggest-solar-thermalplant-operation 67 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 141. 64
17
přebytečné teplo po dobu 15 hodin.68 Ačkoliv v roce 2011 nebyl v USA dokončen žádný nový projekt, do roku 2014 by mělo být zprovozněno více než 1,3 GW nových kapacit. Další země mají mnohem menší projekty – několik elektráren o výkonu 20 MW se nachází v Alžírsku, Egyptě a Maroku. V posledních pěti letech však tato obnovitelná technologie zaznamenala vysoké tempo růstu v průměru 37 % ročně.69 Fotovoltaická energie Solární fotovoltaika je nejrychleji rostoucí technologií obnovitelných zdrojů energie. Mezi lety 2005–2011 rostla kumulativní kapacita solárních PV systémů v průměru o 54 % ročně. V roce 2011 bylo zprovozněno téměř 30 GW nových kapacit, čímž se celosvětová kapacita síťových fotovoltaických systémů zvýšila o 74 % a dosáhla 69,7 GW.70 Pořadí zemí dle celkové instalované kapacity na konci roku 2011 bylo následující: Německo, Itálie, Japonsko, Španělsko, těsně následované Spojenými státy. V Německu během roku 2011 přibylo 7,5 GW nových kapacit a celková kumulativní kapacita činila téměř 25 GW, což představovalo 3,1 % výroby elektřiny v Německu.71 Itálie zaznamenala díky velkorysým pobídkám v roce 2011 největší meziroční nárůst – více než 9 GW bylo zprovozněno v průběhu roku, čímž se celková kapacita zvýšila na 12,8 GW. Japonsko zažilo rychlý rozvoj, i když stále pomalejší než Německo a Itálie. Na konci roku 2011 činila celková kapacita v Japonsku 4,9 GW.72 Geotermální energie Geotermální zdroje poskytují energii ve formě přímého tepla a elektřiny, která celkově v roce 2011 dosáhla asi 205 TWh. Dvě třetiny této energie tvořilo přímé teplo a zbylou třetinu elektrická energie. Průměrný meziroční nárůst kapacit geotermálního tepla v letech 2005–2010 činil 10 %, přičemž z velké části je tento růst spojen s expanzí tepelných čerpadel, které ve stejném období rostly v průměru o 20 % ročně. Prvních pět vedoucích zemí v celkové kapacitě geotermálního tepla – USA, Čína, Švédsko, Německo a Japonsko – představovaly asi dvě třetiny celosvětové kapacity. Při přepočtení celkové spotřeby
68
Gemasolar thermosolar plant. Torresol Energy Investments [online]. © 2010 [cit. 2013-03-12]. Dostupné z: http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/gemasolar-plant/en 69 REN21, 2012, s. 51. 70 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 159. 71 REN21, 2012, s. 47. 72 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 159.
18
energie na osobu se na prvních místech umístily Island, Švédsko a Norsko. Na Islandu pocházelo 90 % spotřeby tepla z geotermálních zdrojů.73 Výroba elektrické energie z geotermálních zdrojů v roce 2011 dosáhla 71 TWh. Největší instalovanou kapacitu měly Spojené státy s 3,1 GW. Následovaly Filipíny a Indonésie s 2,0 GW a 1,2 GW. První pětku uzavřely Mexiko (1 GW) a Itálie (0,9 GW). Island, jakožto vedoucí země ve spotřebě na jednoho obyvatele, vyrobil prostřednictvím geotermálních zdrojů 27 % celkové elektrické energie, zatímco Filipíny vyprodukovaly přibližně 15 %.74 Nejvíce nových kapacit bylo v roce 2011 instalováno na Islandu, kde byla dokončena pátá fáze výstavby kombinované elektrárny „Hellisheidi“, která dodala dalších 90 MW energie. Elektrárna vyrobí celkem 303 MW elektrické energie a 133 MWth tepelné energie pro prostorové vytápění a ohřev vody, čímž se řadí mezi největší geotermální elektrárny na světě.75 Energie z biomasy Biomasa tvoří více než 10 % celosvětových primárních energetických zdrojů a je tak čtvrtým největším zdrojem energie (po ropě, uhlí a zemním plynu). Spotřeba biomasy rostla průměrně 1,4% meziročním tempem růstu během let 2002–2009. Okolo 86 % celkové současné spotřeby energie z biomasy se používá k vytápění (a chlazení), k vaření a pro průmyslové účely. Z toho téměř tři čtvrtiny představuje „tradiční“ energie z biomasy, která je spalována přímo a obvykle ne příliš efektivně. Ze zbývajících 14 % se téměř tři čtvrtiny používá k výrobě elektrické energie a ke kombinované produkci tepla a elektřiny a zbytek slouží k výrobě kapalných biopaliv pro silniční dopravu.76 Dále se budeme zabývat pouze moderním využití biomasy pro energetické účely. Odhadem v roce 2011 přibylo asi 10 GWth kapacit pro výrobu tepla z moderní biomasy, čímž se celková světová kapacita zvýšila na 290 GWth. Pevná paliva z biomasy poskytují významné a rostoucí množství tepla po celém světě. Během roku 2010 bylo v Evropě z pevné biomasy vyrobeno 2,8 EJ77 tepla, z toho asi polovina byla spotřebována ve Francii, Německu, Švédsku a Finsku. Bioplyn je také čím dál víc používaný pro výrobu 73
REN21, 2012, s. 40. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 144. 75 90 MW Addition to Iceland’s Hellisheidi Geothermal Power Plant. Geothermal Energy, Hydroelectric Power-Mannvit Consulting Engineers [online]. 2011 [cit. 2013-03-13]. Dostupné z: http://www.mannvit.com/AboutUs/News/Readarticle/90mwadditiontoicelandshellisheidigeothermalpowerpl ant 76 REN21, 2012, s. 31. 77 Exajoule (EJ) odpovídá 1018 joulů. 74
19
tepla. Ve vyspělých zemích se užívá především v kombinovaných elektrárnách. V roce 2010 činila celková spotřeba tepla z bioplynu v Evropě 63 PJ.78 V současné době jsou stále více populární domácí kotle a kamna na biomasu, a to především v Německu, Řecku a Itálii.79 V roce 2011 přispěla bioenergie 208 TWh na celosvětové výrobě elektrické energie, přičemž 88,3 % této energie bylo vyrobeno z pevné biomasy. První místo ve výrobě elektřiny z biomasy obsadily Spojené státy s 61 TWh energie, ačkoliv tempo růstu bylo v posledních letech pomalé. Následovaly Německo (37 TWh) a Čína (24 TWh), jejichž nárůst byl v poslední době značný.80 Kapalná paliva představují malý, ale rostoucí podíl na spotřebě pohonných hmot v dopravě, v současné době tvoří 3 % světových paliv pro silniční dopravu. V roce 2011 světová produkce etanolu poprvé poklesla od roku 2000 na přibližně 86,1 mld. litrů. Spojené státy a Brazílie se podílely 63 % a 24 % na celosvětové výrobě etanolu. I přes to, že světová výroba klesala, Spojené státy dosáhly v roce 2011 nového rekordu – 54 mld. litrů etanolu vyrobeného z kukuřice.81 Přibližně jedna třetina amerického exportu mířila do Brazílie, která v roce 2011 zaznamenala meziroční pokles v produkci o téměř 18 % na 21 mld. litrů. Třetím největším výrobcem se stala Čína s 2,1 mld. litrů. Na rozdíl od etanolu, světová výroba bionafty i nadále expandovala a došlo k růstu o téměř 16 % na celkových 21,4 mld. litrů v roce 2011. Spojené státy zaznamenaly rekordní výrobu i u bionafty – ta vzrostla o 159 % na téměř 3,2 mld. litrů, čímž se USA dostaly na vedoucí pozici. Německo kleslo z prvního místa na druhé, ačkoliv se jeho produkce zvýšila o 18 % na 3,2 mld. litrů. Následovaly Argentina (2,8 mld. litrů) a Brazílie (2,7 mld. litrů).82
78
Petajoule (PJ) odpovídá 1015 joulů. REN21, 2012, s. 31–34. 80 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012b, s. 138–139. 81 REN21, 2012, s. 35–36. 82 REN21, 2012, s. 36. 79
20
2 Současný stav obnovitelných zdrojů energie v Latinské Americe „Termín Latinská Amerika se používá k označení všech zemí, které se nacházejí na americkém kontinentě jižně od řeky Bravo (Mexko) až po mys Horn (Chile), jsou to tedy země Střední a Jižní Ameriky a Karibiku. […] Vzhledem k tomu, že se tyto země v karibské oblasti odlišují nejen jazykově, ale také kulturně a politicky, doporučuje se užívání názvu Latinská Amerika a Karibik, který budeme v této práci chápat jako skupinu 33 nezávislých států.”83 Latinská Amerika a Karibik je region s přibližně 600 miliony obyvatel a HDP na obyvatele kolem 5 760 USD (stálé ceny).84 Během let 2003–2008 dosáhl tento region průměrného ročního ekonomického růstu ve výši 5 %.85 Mimo to se zemím Latinské Ameriky a Karibiku podařilo čelit světové finanční a hospodářské krizi úspěšněji než ostatním regionům světa. Již v roce 2010 došlo k zotavení hospodářství a tempo růstu dosáhlo 5,9 %. Růst ve výši 4,3 % se udržel i v roce 2011 a podle předpovědí tomu bude podobně i v roce 2012.86 Ekonomický růst je spojen s nárůstem poptávky po energii ve většině jejích forem, včetně elektřiny. Hlavním úkolem regionu je dosažení udržitelného rozvoje společně s hospodářským růstem, energetickou bezpečností, dobrou životní úrovní a péčí o životní prostředí. Energetická bezpečnost se stává klíčovým tématem v programech vnitřních i vnějších politik kvůli změnám klimatu a kolísání cen ropy, které má vliv především na rozvojové země. Obnovitelné zdroje energie mohou významně snížit emise skleníkových plynů z výroby elektřiny, stejně jako závislost na dovážených palivech. Několik zemí regionu,
zejména
v Jižní
Americe,
zahájily programy na
nekonvenčních obnovitelných zdrojů energie k produkci elektřiny.
83
podporu
využívání
87
MYNÁŘOVÁ, Barbora. Postavení Latinské Ameriky ve světové ekonomice. Praha, 2010. Bakalářská práce. Vysoká škola ekonomická v Praze. 84 CEPAL. Anuario Estadístico de América Latina y el Caribe [online]. Santiago de Chile, 2012a[cit. 201303-18]. ISBN 978-92-1-055364-3. Dostupné z: http://www.cepal.org/publicaciones/xml/4/48864/AnuarioEstadistico2012_ing.pdf 85 CEPAL. Las alianzas público-privadas en energías renovables en América Latina y el Caribe [online]. Santiago de Chile, 2012b[cit. 2013-03-18]. Dostupné z: http://www.cepal.org/publicaciones/xml/3/46743/Lcw478e.pdf 86 CEPAL, 2012a, s. 77. 87 CEPAL, 2012b, s. 6.
21
Situace v Latinské Americe je velmi rozmanitá. Jsou zde země, které dosáhly významného pokroku v diverzifikaci své energetické základny a následném využívání obnovitelných zdrojů energie, zatímco jiné země zůstávají ve stavu velké zaostalosti.
2.1 Energetická situace v Latinské Americe Z hlediska spotřeby energie Latinská Amerika zaostává za ostatními regiony světa. Region představuje pouze 6,7 % celkové světové spotřeby primární energie i přes to, že v této oblasti žije 8,5 % světové populace. Avšak během let 2006–2010 zaznamenala Latinská Amerika růst spotřeby v průměru 2,7 % ročně, což bylo více než světový průměr za toto období, který činil 2,15 %.88 Zde opět platí, že spotřeba na obyvatele se výrazně liší napříč regionem. Například Venezuela a Argentina mají relativně vyšší spotřebu energie na obyvatele – asi 80 a 120 milionů Btu89, zatímco v Haiti a Nikaragui mají úroveň spotřeby ve výši 3 a 13 milionů Btu.90 Pokud jde o zdroje energie, ropa představovala v roce 2011 největší zdroj s přibližně 41% podílem na celkových dodávkách energie v Latinské Americe a Karibiku. Následuje zemní plyn s 28% a vodní energie s 8% podílem. Je zajímavé, že jaderná energie je využívána pouze ve 3 zemích regionu, a to v Mexiku, Brazílii a Argentině.91 Odvětví výroby elektrické energie zaznamenává v regionu velmi dynamický rozvoj z důvodu uspokojení stále rostoucí poptávky po elektřině. Odhaduje se, že poptávka poroste během příštích deseti let více, než 4% tempem ročně, což bude vyžadovat obrovské investice do nové výroby elektřiny.92 Použitím různých technologií je zde snaha o využití vlastních přírodních zdrojů a o snižování dopadů na životní prostředí při výrobě elektrické energie. Do konce roku 2011 bylo v Latinské Americe a Karibiku instalováno 88
International Energy Statistics: Total Primary Energy Consumption. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=44&pid=44&aid=2&cid=ww,r1,r2,&syid=2000& eyid=2011&unit=MBTUPP 89 Britská tepelná jednotka. Odpovídá přibližně 1 055 joulům. 90 International Energy Statistics: Total Primary Energy Consumption per Capita. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=44&pid=45&aid=2&cid=ww,r1,r2,&syid=2000& eyid=2011&unit=QBTU 91 Vlastní výpočty na základě údajů ze statistické databáze CEPALSTAT: CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 20002013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e 92 RUSSELL, Ray. Covering Latin America. Power Engineering [online]. 2012 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://search.proquest.com.ezproxy.vse.cz/docview/1024433371?accountid=17203
22
přibližně 317 GW výrobních kapacit, které v témže roce vyprodukovaly 1 147 TWh elektrické energie.93 Největší podíl na celkové produkci měly vodní elektrárny s 51,2 %, dále zemní plyn s 25,4 % a tepelné elektrárny spalující kapalné uhlovodíky a uhlí s 16,5% podílem (viz Graf 2). Geografické rozmístění přírodních zdrojů a jejich dostupnost jsou příčinou velkých rozdílů mezi subregiony Latinské Ameriky z hlediska využívaných zdrojů energie k výrobě elektřiny. V zemích karibské oblasti převládá používání kapalných uhlovodíků (asi 60 %) a zemního plynu (30 %), ve Střední Americe se také nejvíce podílí kapalné uhlovodíky (30 %), ale důležitý je rovněž podíl geotermální energie (27 %) a biomasy a jiných obnovitelných zdrojů energie (20 %). Na jihu Jižní Ameriky a v Andském regionu se používá především vodní energie a zemní plyn.94 Graf 2 Podíl jednotlivých zdrojů energie na celkové výrobě elektrické energie v Latinské Americe a Karibiku, 2011 2,3%
1,4%
3,2%
4,9% Vodní energie Zemní plyn 11,6%
Uhlovodíky Uhlí
51,2%
Jaderná energie 25,4%
Geotermální eenrgie Ostatní
Zdroj: OLADE. Tarjeta de Estadísticas Energéticas 2012 [online]. 2012[cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.olade.org/sites/default/files/img_publicaciones/IEE2012/TARJETA-IE2012ingles.pdf
Latinská Amerika se potýká s velkými problémy týkajícími se celkového rozvoje, které zahrnují také problematiku energie. Jedná se hlavně o nízkou spotřebu energie v důsledku ekonomického a sociálního vyloučení. Jedním z důvodů, proč je celková spotřeba a spotřeba na obyvatele tak nízká, je ten, že v celém regionu existuje stále velké množství venkovského obyvatelstva, které nemá přístup k elektřině. Odhaduje se, že v Latinské Americe a Karibiku je více než 7 % obyvatel bez přístupu k elektrické energii a téměř 19 % závisí na využívání tradiční biomasy pro vytápění a vaření. Chybějící přístup je 93
CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 2000-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e 94 OLADE. Informe de Estadísticas Energéticas 2010 [online]. 2010[cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://biblioteca.olade.org/iah/fulltext/Bjmbr/v32_2/old0222.pdf
23
opravdu především problém venkova, jen asi 1 % městské populace postrádá elektřinu, zatímco u venkovské je podíl 28 %.95 Avšak v porovnání s ostatními rozvojovými regiony světa je Latinská Amerika k dosažení plného energetického přístupu mnohem blíže. Vzhledem ke geografickým omezením je pro většinu obyvatelstva žijícího v odlehlých oblastech jediným možným řešením tzv. obnovitelný ostrovní systém, tedy systém bez propojení s rozvodnou elektrickou sítí. Dalším problémem spojeným s výrobou energie jsou škody na životním prostředí způsobené ekonomickým růstem a technologickým rozvojem zaměřeným výhradně na dosažení zisku. Vývoj v oblasti energetiky a zejména těžba ropy vyvolaly řadu obrovských škod na životním prostředí a biodiverzitu v regionu, neboť mnoho velkých ložisek ropy a plynu se nachází v ekologicky citlivých oblastech Amazonie. Nejzřetelnějším přímým dopadem ropných aktivit je odlesňování, ale postupem času můžeme pozorovat i další, jako např. kontaminace vodních toků, eroze a znečištění půdy, kyselé deště, aj. Mnoho indiánských obyvatel bylo vysídleno ze svých původních území a mnoho jich trpí znečištěním vody, půdy a ovzduší. Důsledkem toho je od 80. let 20. století zaznamenán vzestup indiánských organizací, které jsou velmi aktivní v boji proti těžbě ropy na jejich územích.96 Jedna z posledních takových aktivit se objevila v březnu 2013, kdy se Indiáni kmene Matsés žijící na území Peru a Brazílie spojili, aby zastavili kanadskou ropnou společnost v devastaci jejich země.97 V souvislosti s degradací životního prostředí se objevuje problém změny klimatu a emisí skleníkových plynů. V Latinské Americe a Karibiku se množství emisí oxidu uhličitého zvýšil z asi 1 milionu tun v roce 1990 na přibližně 1,6 milionu tun v roce 2009.98 Ačkoliv v procentuálním vyjádření je toto množství malé ve srovnání s průmyslovými oblastmi nebo dokonce jinými rozvojovými regiony, Latinská Amerika zapříčinila toto zvyšování emisí zejména prostřednictvím neefektivního růstu spotřeby energie ve spojení s těžkým průmyslem a neefektivní veřejnou dopravní sítí.
95
REN21, 2012, s. 89. BRAVO, Elizabeth. Impactos de la explotación petrolera en América Latina. Biodiversidad [online]. 2005, č. 43 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.grain.org/es/article/entries/1031-impactos-de-laexplotacion-petrolera-en-america-latina 97 Amazon Indians unite against Canadian oil giant. Survival International [online]. 2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.survivalinternational.org/news/9023 98 CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 2000-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e 96
24
2.2 Současná situace v oblasti obnovitelných zdrojů energie Obnovitelné zdroje energie představují užitečnou a nezbytnou alternativu v energetické politice v rozvinutých a rozvojových zemích. To je i případ Latinské Ameriky, kde, jak je již psáno dříve, současná energetická strategie má nepříznivé dopady jak na společnost, tak i na životní prostředí. Navíc studie ukazují, že region Latinské Ameriky a Karibiku má ideální podmínky pro OZE. Vzhledem k tomu, že velká část regionu se nachází v blízkosti rovníku, dostává se mu velkého množství slunečního záření s relativně malou proměnlivostí během ročních období. Také vodní a větrná energie zde mají obrovský potenciál.99 Dle statistické databáze CEPALSTAT v roce 2011 pocházelo 22,7 % dodávek energie v Latinské Americe a Karibiku z obnovitelných zdrojů. Tento podíl se v posledním desetiletí příliš neměnil, stále se pohyboval mezi 21,4 a 22,7 %. Mezi země s nejvyšším podílem OZE na celkových dodávkách energie patřily v roce 2011 Paraguay (65,6 %), Haiti (64,3 %) a Kostarika (50,8 %).100 V porovnání s daty jiných regionů světa je podíl Latinské Ameriky a Karibiku relativně vysoký – například v zemích OECD činí pouze 7,8 % a na Blízkém východě dokonce jen 0,5 %.101 Nicméně je důležité si uvědomit, že přes obrovský potenciál obnovitelných zdrojů v Latinské Americe asi 51,5 % z celkových dodávek energie z OZE pochází z biomasy (udržitelné palivové dřevo a produkty z cukrové třtiny) a přibližně 36,3 % tvoří vodní energie. Potenciál větrné, solární a geotermální energie zůstává stále značně nevyužitý, jak můžeme vidět v Grafu 3.
99
KRAUTER, Stefan. RE in Latin America: Actual State and Potential of Renewable Energies in the Region. ReFOCUS [online]. 2005, January/February [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.stefankrauter.com/info/refocus_RE_in_LA.pdf 100 CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 2000-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e 101 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012a, s. 34.
25
Graf 3 Podíl jednotlivých obnovitelných zdrojů energie na celkových dodávkách obnovitelné energie v Latinské Americe a Karibiku, 2011 Geotermální energie 3,06%
Vodní energie 36,34%
Větrná a solární energie 9,13%
Biomasa 51,46%
Zdroj: Vlastní výpočty na základě údajů ze statistické databáze CEPALSTAT
V celém regionu se obnovitelné zdroje energie v roce 2010 podílely okolo 58 % na výrobě elektrické energie a v některých zemích se tento podíl dokonce blížil 100 %, jako např. v Belize nebo v Paraguaji. Tomuto odvětví dominuje vodní energie, která představuje 92% podíl na výrobě elektřiny z OZE.102 Avšak příspěvek ostatních obnovitelných zdrojů (geotermální, větrná, solární energie, energie oceánů a z biomasy) zaznamenal v posledních letech výrazný nárůst. Během let 2006–2010 rostla produkce elektrické energie z těchto obnovitelných zdrojů v průměru o téměř 12,5 % ročně.103
2.2.1 Větrná energie Větrná energie je připravena hrát velkou roli při uspokojování rostoucí poptávky po elektřině v Latinské Americe. V roce 2011 region výrazně zvýšil svoji kapacitu větrné energie – bylo zprovozněno více než 1,2 GW nových kapacit, čímž Latinská Amerika dosáhla téměř 4 GW celkových kapacit. Polovina současné celkové instalované kapacity se nachází v Brazílii, kde mají nakročeno k překonání milníku 2 GW. 104 Předpokládá se, že do roku 2025 bude v Brazílii umístěno 69 % celkové instalované kapacity větrné 102
Vlastní výpočty na základě údajů statistické databáze IEA, International Energy Statistics: Electricity Net Generation by Type. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=alltypes&aid=12&cid= ww,r1,r2,&syid=2007&eyid=2010&unit=BKWH 103 Vlastní výpočty na základě údajů statistické databáze IEA, International Energy Statistics: Total NonHydro Renewable Electricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=6&pid= 34&aid=12&cid=r1,r2,&syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH 104 WINDPOWER MONTHLY. Latin America - Special Report [online]. 2012[cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://offlinehbpl.hbpl.co.uk/NewsAttachments/OPW/LatinAmericaReport.pdf
26
energie v Latinské Americe a Karibiku, čímž se země stane lídrem v oblasti vývoje a výroby větrných turbín a jejich komponentů. Navzdory své současné a predikované pozici v oblasti větrné energie se očekává, že se tento obnovitelný zdroj energie bude podílet pouze 8,5 % na výrobě elektrické energie v Brazílii.105 Mexiko taktéž začalo využívat obrovského potenciálu větrné energie, zejména v regionech Oaxaca a Baja California, a podle odhadů v roce 2012 zprovoznilo přes 500 MW nových kapacit, čímž celková kapacita přesáhla 1 GW.106 Ačkoliv nyní zažívá mexický trh s větrnou energií velký boom, očekává se, že do roku 2020 bude trh s větrnou energií stagnovat, a to kvůli omezené politické podpoře. Dále se odhaduje, že celkový potenciál větrné energie v Mexiku činí 30 GW. V současné době je 1,9 GW ve výstavbě a je v plánu zprovoznit tyto kapacity do roku 2015. V Mexiku se také nachází největší větrný projekt v Latinské Americe – tři větrné parky v Oaxace o celkové kapacitě 306 MW.107 Rovněž v Argentině přibyly nové kapacity, které z velké míry pocházely ze 77 MW projektu v Patagonii. Tento projekt byl prvním ze systému dražeb obnovitelných zdrojů energie, který měl napomoci ve výstavbě nových projektů v zemi. Mnoho z nich je ale nyní pozastaveno kvůli finančním potížím Argentiny. Velký argentinský potenciál tak zůstává stále nevyužitý – odhaduje se, že větrná energie v Argentině by mohla dodávat elektřinu po celé Latinské Americe.108 I v dalších zemích regionu probíhá výstavba nových větrných elektráren. Chile, Honduras, Kostarika, Panama a Peru staví elektrárny o kapacitě 120 MW109. Také Uruguay rozvíjí své větrné zdroje za podpory národní energetické politiky zaměřené na obnovitelné zdroje. V roce 2008 zveřejnila vláda 25letý plán, jehož cílem je diverzifikace uruguayského energetického mixu a snížení závislosti na fosilních palivech. Předpokládá se, že větrná energie bude dodávat 15 % elektrické energie v Uruguaji do roku 2015.110 Navzdory politickým, finančním a technickým problémům bude latinskoamerický trh s větrnou energií pokračovat v růstu. Dle studií dosáhne celková instalovaná kapacita 105
MORRIS, Lindsay. Wind Power in Latin America. Power Engineering [online]. 2012, č. 6 [cit. 2013-0322]. Dostupné z: http://search.proquest.com.ezproxy.vse.cz/docview/1024434500?accountid=17203 106 WINDPOWER MONTHLY, 2012, s. 3. 107 MORRIS, L., 2012, s. 60. 108 La energía eólica en América Latina. Energías Renovadas [online]. 2011 [cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://energiasrenovadas.com/la-energia-eolica-en-america-latina/ 109 WINDPOWER MONTHLY, 2012, s. 3. 110 Uruguay deal boosts S. America wind power. UPI [online]. 2013 [cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.upi.com/Business_News/Energy-Resources/2013/03/15/Uruguay-deal-boosts-S-America-windpower/UPI-78221363376537/
27
větrné energie 46 GW do roku 2025. Brazílie by měla být největším trhem s 31,6 GW, následovaná Mexikem s asi 6,6 GW.111
2.2.2 Solární energie Rozšířené využívání biopaliv v Latinské Americe, především palivového dřeva a cukrové třtiny, ukazuje, že fotosyntetická aktivita je v celém regionu bohatá. Úroveň fotosyntetické činnosti je indikátorem úrovně slunečního záření, jelikož solární energie je pro fotosyntézu nezbytná. Je proto logické dojít k závěru, že Latinská Amerika má opravdu velký potenciál využít tohoto hojného slunečního záření k úspěšnému rozvoji solární energetiky. Studie ukazují, že oblasti s ročním zářením přesahujícím úroveň 2 500 kWh/m2 jsou velmi efektivní v produkci elektrické energie prostřednictvím CSP elektráren. Tyto převážně pouštní oblasti, které tvoří tzv. sluneční pás Země, se nachází podél 30. rovnoběžky obou polokoulí a z Latinské Ameriky sem patří Sonorská poušť na severu Mexika a poušť Atacama v severním Chile. Okolo těchto oblastí můžeme nalézt regiony s nižší úrovní ročního záření nad 2 000 kWh/m2, které jsou však pro výrobu elektřiny pomocí CSP systémů stejně efektivní. Zařadit sem můžeme velkou část Střední Ameriky a východní cíp Brazílie.112 Solární fotovoltaické systémy sice nejsou tak efektivní jako CSP elektrárny, ale jsou zase více cenově dostupné a technologicky vyspělé, tudíž představují vhodnou volbu jako zdroj elektrické energie. Předpokládá se, že v roce 2013 bude instalováno více než 450 MW fotovoltaických systémů s připojením na rozvodnou síť, zatímco v roce 2012 to bylo pouze 100 MW. V loňském roce (2012) byly započaty rozsáhlé solární projekty s více než 8 GW kapacitou a do roku 2017 by měla celková síťová solární kapacita dosáhnout 13 GW. Největší potenciál pro růst instalovaných kapacit mají v blízké době Chile, Mexiko a Brazílie. Velká část z předpokládaných 450 MW síťových PV systémů se bude nacházet právě v Mexiku a Chile. V Brazílii bylo navrženo více než 2 GW velkých
111
MORRIS, L., 2012, s. 61. BERNARDELLI, Federico. Energía Solar Termodinámica en América Latina: Los casos de Brasil, Chile e México [online]. 2010[cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.eclac.org/publicaciones/xml/2/43962/Lcw402e.pdf 112
28
solárních projektů a mnoho menších projektů, které by měly být dokončeny před konáním mistrovství světa ve fotbale v roce 2014 a olympijských her v roce 2016.113 Většinu produkce solární energie v Latinské Americe představují ostrovní systémy bez připojení na rozvodnou síť, jejichž hlavním cílem je elektrifikace venkova zejména v odlehlých oblastech, kde je rozvodná síť neúměrně nákladná a chudoba vysoká. V posledním desetiletí Andský region, stejně jako některé země Střední Ameriky, vybudoval řadu ostrovních projektů. Instalované solární domovní systémy (SHS) v rámci hlavních projektů zahrnují například: 60 000 systémů (2 600 kW) v Bolívii, 30 000 systémů (2 843 kW) v Argentině, 10 000 systémů (1 500 kW) v Peru, 6 000 systémů (215 kW) v Nikaraguy, 5 000 systémů (250 kW) v Hondurasu a 2 200 systémů (110 kW) v Ekvádoru.114 Nedávné zvýšení cen ropy způsobilo, že se fotovoltaické systémy staly více nákladově konkurenceschopné a došlo tak k instalacím velkých PV elektráren zásobujících elektřinou odlehlé oblasti, které byly tradičně závislé na ropě.
2.2.3 Geotermální energie Dalším nevyužitým potenciálem z obnovitelných zdrojů energie v Latinské Americe je geotermální energie, jejíž potenciál se v regionu odhaduje na 125 TWh, což je mnohonásobně víc než současná kapacita ve výši 11 TWh.115 Většina současných a potenciálních zdrojů se soustředí ve Střední Americe, Mexiku, Chile a Peru. Příčinou je tzv. Ohnivý kruh, který obíhá po okraji Pacifické litosférické desky a je charakteristický častým výskytem zemětřesení a sopečných erupcí v těchto oblastech (viz Obrázek 2).
113
Latin America Report: Mapping the Solar Energy Landscape. Renewable Energy World [online]. 2013 [cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2013/01/ latinamerica-report-illuminating-countries-solar-energy-plans 114 REN21, 2012, s. 89. 115 INTER-AMERICAN DIALOGUE. Latin America’s Energy Future [online]. 2012[cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.thedialogue.org/PublicationFiles/Tissotpaperweb.pdf
29
Obrázek 2 Ohnivý kruh
Zdroj: Ring of Fire. USGS [online]. 1999 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig22.gif
Od roku 1973, kdy byla v Mexiku zprovozněna první geotermální elektrárna Cierro Prieto s kapacitou 720 MW, se země stala významným hráčem v globálním geotermálním průmyslu. Výroba elektřiny z geotermální energie se v Mexiku v současné době soustředí ve třech dalších geotermálních elektrárnách: Los Azufres (188 MW), Los Humeros (40 MW) a Las Tres Virgenes (10 MW). Do konce roku 2011 mělo Mexiko čtvrtou největší celkovou instalovanou kapacitu geotermálních zdrojů energie na světě.116 Většina zemí ve Střední Americe již využívá část svých geotermálních zdrojů k produkci elektrické energie s připojením na rozvodnou síť. Salvador a Kostarika získávají 24 % (204 MW) a 12 % (163 MW) z celkové výroby elektřiny z geotermálních zdrojů.117 Navíc Salvador v roce 2012 obdržel dotaci ve výši 2 milionů USD od Meziamerické rozvojové banky (Inter-American Development Bank, IADB) na výstavbu mezinárodního geotermálního výcvikového centra pro Latinskou Ameriku a Karibik, které by mělo pomáhat zemím v regionu s rozvojem a provozem geotermálních zařízení.118 Také Nicaragua (87 MW) a Guatemala (49,5 MW) vyprodukovaly část své elektřiny 116
GEA. Geothermal Energy: International Market [online]. 2010[cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.geo-energy.org/pdf/reports/gea_international_market_report_final_may_2010.pdf 117 GEA. Geothermal: 2012 International Market Overview Report [online]. 2012[cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://geo-energy.org/pdf/reports/2012-GEA_International_Overview.pdf 118 El Salvador to Create Geothermal Training Center. Domestic Fuel [online]. 2012 [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://domesticfuel.com/2012/05/16/el-salvador-to-create-geothermal-training-center/
30
z geotermální energie. Potenciál pro další rozvoj geotermálních zdrojů ve Střední Americe zůstává značný a odhaduje se celkem na 3 000–13 000 MW v 50 identifikovaných ložiscích geotermální energie.119 Mimo to je geotermální energie ve Střední Americe konkurenceschopná s hlavními zdroji elektrické energie v subregionu – s vodní a tepelnou energií z fosilních paliv. Geotermální zdroje v Jižní Americe představují možnost spojit energetickou poptávku s čistou a udržitelnou formou energie, a to zejména podél andského pohoří a „jižního kuželu120“ kontinentu. Zkušené energetické společnosti z Austrálie, Itálie, USA a dalších zemí mají velký zájem o rozvoj geotermálních zdrojů v této oblasti. Mnohé z nich spolupracují s tuzemskými firmami, čímž získávají projekty lokální náhled a jsou tak snáze realizovatelné. Klíčovou úlohu ve financování rozvoje obnovitelných zdrojů v Latinské Americe a Karibiku hraje Meziamerická rozvojová banka, která již přispívá na některé geotermální projekty, jako je např. projekt Copahue v Argentině.121 Vzhledem k současnému extrémnímu omezení dostupnosti kapitálu, ale nebyl tento projekt zatím dokončen.122 V roce 2009 Ministerstvo energetiky Spojených států amerických (US Department of Energy, DOE) a Chilská národní energetická komise stanovily institucionální rámec pro spolupráci mezi těmito dvěma národy a založily v Chile Centrum pro obnovitelnou energii. Reakce chilské vlády zahrnovala nabídky koncesí na obnovitelné zdroje energie tuzemským a zahraničním developerům, z nichž 20 jich bylo vydáno v dubnu 2012 na průzkum geotermální energie.123 Kromě získávání koncesí, se zahraniční a chilské společnosti zabývají také řadou již započatých projektů, které jsou ve fázích povolování, průzkumu či výstavby. První dokončenou geotermální elektrárnou by mohla být Cerro Pabellón v regionu Antofagasta, jejíž kapacita byla odhadována na 50 MW, ale podle nejnovějších studií by mohla dosáhnout až 120 MW. Její spuštění se plánuje na rok 2015.124
119
GEA, 2012, s. 9. Doslovný překlad španělského termínu „Cono Sur“, který označuje oblast jižní části Jižní Ameriky. 121 GEA, 2012, s. 12. 122 EARTH HEAT RESOURCES LTD. Operations Report October 1, 2012 to December 31, 2012 [online]. 2013[cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.earthheat.com.au/wp-content/uploads/2011/03/ EHR_Quarterly_Activities_Report_and_Appendix_5B_Dec-2012-FINALpm.pdf 123 GEA, 2012, s. 13. 124 Proyecto geotérmico Cerro Pabellón en región de Antofagasta generará 120 MW. El Mensajero [online]. 2013 [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.elmensajero.cl/?p=23590 120
31
2.2.4 Bioenergie V současné době, kromě tradičního využití palivového dřeva v nejchudších regionech, je biomasa opět uznávána jako významný zdroj pro výrobu elektrické energie a biopaliv. V roce 2010 představovala biomasa více než 15 % z celkových dodávek energie v Latinské Americe.125 Biomasa, zejména jako odpad z cukrovarnického průmyslu, se v roce 2010 podílela 3,15 % na celkové produkci elektrické energie v Latinské Americe a Karibiku. Nejvíce této elektřiny bylo vyrobeno v Brazílii (2,33 %)126, kde by se dle odhadů mohl tento podíl zvýšit na 14 % v roce 2020.127 V budoucnu se také očekává, že bude mít bioelektřina svůj podíl i v ostatních zemích. Potenciál v lokalitách, kde se využívá biomasa z cukrové třtiny, závisí na množství vypěstované cukrové třtiny, na technologii jejího zpracování a na rozsahu, v jakém lze tento odpad použít. Mechanizované sklizně a zákazy pálení zbytků cukrové třtiny po sklizni na polích umožňují zvýšení dostupnosti biomasy pro výrobu elektrické energie.128 Latinská Amerika se rovněž nachází ve výhodné pozici pro rozvoj průmyslu s biopalivy. Díky nahrazování nákladných dovozů ropy místními biopalivy se očekává zlepšení platebních bilancí – etanol již nahrazuje 20 % brazilského importu ropy.
129
Průmysl
s biopalivy také umožňuje lukrativní vývozy na trhy v Severní Americe, Evropě a Asii. Není proto překvapující, že výroba biopaliv v Latinské Americe, s Brazílií v popředí, rostla rychlým tempem. V roce 2010 se region podílel přibližně 31 % na celosvětové produkci etanolu, přičemž Brazílie tvořila 96 % celkové latinskoamerické výroby.
125
Vlastní výpočty na základě údajů ze statistické databáze CEPALSTAT: CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 20002013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e 126 Vlastní výpočty na základě údajů statistické databáze IEA, International Energy Statistics: Biomass and Waste Electricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 201303-25]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=6&pid=38&aid= 12&cid=r1,r2,&syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH 127 Industry profile. Brazil Energy S.A. [online]. 2012 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://brazilenergy.com.br/en/portfolio/brazil-biomass-energy/perfil-do-setor/ 128 WORLD BANK. Meeting the Electricity Supply/Demand Balance in Latin America and the Caribbean [online]. 2010[cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.esmap.org/sites/esmap.org/files/ REPORT%20LAC%20Electricity%20Challenge%20octubre%202010%20LESMAP%20FINAL.pdf 129 INTER-AMERICAN DIALOGUE, 2012, s. 17.
32
Odhaduje se, že do roku 2016 se podíl Latinské Ameriky na celosvětové výrobě etanolu zvýší na 34 %.130 V 70. letech, v reakci na rostoucí ceny ropy, byl v Brazílii zaveden program s názvem „Pro-Alcool“ s cílem snížit závislost na zahraničních trzích a diverzifikovat brazilskou energetickou základnu. Pro-Alcool se stal v oblasti nahrazování paliv jedním z nejrozsáhlejších programů na světě a díky němu se výroba etanolu zvýšila na 12 miliard litrů v 1989/1990, což představovalo 50 % z celkové spotřeby pohonných hmot pro lehká vozidla. Na začátku tohoto století se začala vyrábět tzv. Flex-Fuel vozidla podporující jakoukoliv směs paliva a od roku 2007 všechen benzín, který se prodává na brazilském trhu, obsahuje bioetanol.131 V ostatních zemích tohoto regionu má výroba etanolu a bionafty poměrně krátkou historii, jak můžeme sledovat v Tabulce 1 a v Tabulce 2. Od roku 2005, kdy se datuje počátek výroby bionafty v Argentině, tento průmysl expandoval obrovskou rychlostí a již v roce 2011 patřila Argentina mezi čtyři největší výrobce tohoto paliva na světě.132 Tabulka 1 Výroba etanolu (v tis. barelech za den) 2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
0,0
0,1
0,3
0,2
0,4
2,1
3,0
276,4
306,1
388,7
466,3
449,8
486,0
392,0
Kolumbie
0,5
4,6
4,7
4,4
5,6
4,8
6,0
Paraguay
0,6
0,8
1,0
1,5
2,1
2,2
2,2
Peru
0,0
0,0
0,5
0,5
1,0
1,7
2,1
Argentina Brazílie
Zdroj: International Energy Statistics: Fuel Ethanol Production. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3. cfm?tid=79&pid=80&aid=1&cid=r1,r2,&syid=2005&eyid=2011&unit=TBPD
130
INTER-AMERICAN DIALOGUE, 2012, s. 17–18. CEPAL. Implicaciones del desarrollo de los biocombustibles para la gestión y el aprovechamiento del agua [online]. 2011[cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eclac.cl/publicaciones/xml/4/45304/Lcw0445e.pdf 132 CEPAL, 2011, s. 11. 131
33
Tabulka 2 Výroba bionafty (v tis. barelech za den) 2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Argentina
0,2
0,6
3,6
13,9
23,1
36,0
47,3
Brazílie
0,0
1,2
7,0
20,1
27,7
41,1
46,1
Kolumbie
0,0
0,0
0,1
1,4
5,7
7,2
9,0
Paraguay
0,0
0,0
0,1
0,2
0,1
0,1
0,0
Peru
0,3
0,4
0,4
0,2
0,2
0,5
0,6
Zdroj: International Energy Statistics: Biodiesel Production. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3. cfm?tid=79&pid=81&aid=1&cid=r1,r2,&syid=2005&eyid=2011&unit=TBPD
2.3 Strategie a programy pro obnovitelnou energii Technologie
obnovitelných
zdrojů
energie
nemusí
být
vždy
nákladově
konkurenceschopné, a tak jejich zavádění může být zpomalováno ekonomickou bariérou. V těchto případech je možno ekonomickou podporu po omezenou dobu obhájit tím, že je potřeba, aby byly náklady těchto technologií vnímány ve spojení s výhodami pro životní prostředí a energetickou bezpečnost. Avšak i tam, kde jsou technologie obnovitelných zdrojů konkurenceschopné, mohou existovat bariéry spojené s nejistotou v oblasti regulací a
politik,
s institucionálními
a
administrativními
opatřeními
nebo
nevhodnou
infrastrukturou, které zavádění technologií OZE zpomalují nebo mu zabraňují. Proto i po odstranění ekonomické bariéry hrají různé národní politiky a programy velmi významnou roli.133 Vlády využívají širokou škálu tržně založených nástrojů k dotování obnovitelných zdrojů energie. Ty lze rozdělit do dvou kategorií: investiční podpora (kapitálové granty, osvobození od daně nebo její snížení na nákup zboží) a operační podpora (cenové dotace, zelené certifikáty, systémy výběrových řízení a osvobození od daně nebo její snížení na výrobu elektrické energie).134 Úspěšnost programů závisí na předvídatelných, transparentních a stabilních rámcových podmínkách a na vhodné strategii. Ačkoliv mnoho programů přispělo k rozšíření obnovitelných zdrojů energie, podpořilo investice a stimulovalo rozvoj průmyslu, ne 133
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Deploying Renewables 2011: Best and Future Policy Practice [online]. 2011[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6111271e.pdf?expires=1364319587&id=id&accname=ocid 195691&checksum=8392C450C6D175A68AE7C5C22687AD59 134 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Deploying Renewables: Principles for Effective Policies [online]. 2008[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6108061e.pdf?expires=1364319570&id=id&accname=ocid 195691&checksum=DB5B8259E024F40E568B685605D3421B
34
všechny byly stejně účinné v dosažení těchto cílů. Níže jsou uvedeny příklady těch úspěšnějších programů, které byly zavedeny v Latinské Americe a Karibiku.
2.3.1 PROINFA, Brazílie (Programa de Incentivo a Fontes Alternativas de Energía Eléctrica) PROINFA je brazilský pobídkový program pro alternativní zdroje elektrické energie, který byl založen s přijetím vyhlášky č. 5025 v roce 2004, která zdůrazňuje, že je třeba zvýšit podíl elektrické energie získané z větrných elektráren, biomasy a malých vodních elektráren. Na základě schválení a implementace zákona č. 11.943 v roce 2009 byl stanoven konečný termín pro zahájení realizace těchto projektů na 30. prosince 2010.135 Program PROINFA má být zaváděn ve dvou etapách. Cílem první etapy je vybudování 3 300 MW kapacit obnovitelné energie (z větrných elektráren, biomasy a malých vodních elektráren) do konce roku 2007, a to pomocí systému dotací a pobídek, které čerpají z Účtu energetického rozvoje financovaného konečnými spotřebiteli prostřednictvím zvýšení poplatků za energii. Jakmile bude první cíl splněn, nastupuje druhá etapa, ve které je cílem PROINFA zvýšení podílu elektřiny vyrobené ze tří již zmíněných obnovitelných zdrojů na 10 % z celkové roční spotřeby do 20 let. První fáze byla dokončena již na počátku roku 2005 vybudováním malých vodních elektráren o kapacitě 1 266 MW, elektráren na biomasu s kapacitou 655 MW a větrných elektráren s celkovou kapacitou 1 379 MW.136 Účelem tohoto programu je rovněž podpora diverzifikace energetické základny v Brazílii, nalezení nových alternativ pro zlepšení zabezpečení dodávek elektřiny a obnova potenciálu regionu. PROINFA je v Brazílii průkopnickým programem, který podporuje využívání obnovitelných zdrojů energie, ale největší úspěchy zaznamenal zejména u větrné energie.
2.3.2 GENREN, Argentina Argentinský program pro výrobu obnovitelné energie GENREN byl vyhlášen Ministerstvem federálního plánování, veřejných investic a služeb Argentinské republiky v roce 2007 s cílem dosáhnout 8% podílu obnovitelné energie na celkové spotřebě
135
PROINFA. Ministério de Minas e Energia [online]. 2010 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.mme.gov.br/programas/proinfa 136 Programme of Incentives for Alternative Electricity Sources (PROINFA). World Resources Projects [online]. [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://projects.wri.org/sd-pams-database/brazil/programmeincentives-alternative-electricity-sources-proinfa
35
elektřiny do roku 2016. Tento program má být realizován prostřednictvím národní energetické společnosti ENARSA, která bude provádět výběrová řízení na celkem 1000 MW elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů a poté tuto elektřinu nakupovat dle Smlouvy o nákupu elektrické energie platné na 15 let. Z tohoto 1 000 MW se očekává 500 MW z větrné energie, 150 MW z termálního biospalování, 120 MW z komunálního odpadu, 100 MW z biomasy, 60 MW z energie vodíku, 30 MW z geotermální energie, 20 MW ze solární energie a 20 MW z bioplynu.137 První kolo procesu bylo zahájeno v roce 2010, kdy společnost ENARSA udělila smlouvy o nákupu elektřiny 32 projektům s celkovou kapacitou 895 MW, z čehož 750 MW patřilo projektům větrných elektráren.138 Dle posledních zpráv je ale řada projektů stále v procesu potvrzování financování a druhé kolo výběrových řízení zůstává nejisté kvůli nedostatku financí v zemi. GENREN má však i své úspěchy, mezi které patří například větrný park Rawson s kapacitou 80 MW fungující od roku 2012.139
2.3.3 Zvláštní program pro využití obnovitelných zdrojů energie, Mexiko V souladu se zákonem o využívání obnovitelných zdrojů energie a financování energetické přeměny (LAERFTE) byl v roce 2009 představen Zvláštní program pro využití obnovitelných zdrojů energie v Mexiku. Jeho posláním je podpora energetické bezpečnosti a diverzifikace stanovením zásad pro zavádění obnovitelných zdrojů do národní energetické základny a zároveň sloučení energetických potřeb společnosti s udržitelným využíváním přírodních zdrojů. Vizí tohoto programu je to, aby Mexičané této a především příštích generací mohli využívat obnovitelné zdroje energie za účelem zmírnění dopadů změny klimatu a přispívání k hospodářskému a sociálnímu rozvoji země při plnění zásad udržitelnosti. Mezi specifické cíle programu patří urychlení rozvoje
137
Renewable Energy Generation Program (GENREN). INTERNATIONAL ENERGY AGENCY [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/argentina/name… PC9kaXY138 Renewable Energy Recap: Argentina. Renewable Energy World [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2012/01/renewable-energy-recapargentina 139 Future uncertain for Genren II renewables round. BNamericas [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.bnamericas.com/news/electricpower/future-uncertain-for-genren-ii-renewables-round
36
průmyslu s obnovitelnými zdroji energie, diverzifikace národního energetického portfolia a rozšíření elektrifikace venkova pomocí OZE.140 Cílem programu je rovněž dosažení 7,6% podílu na celkové instalované kapacitě z obnovitelných zdrojů energie (bez velkých vodních elektráren) a podílu OZE mezi 4,5–6,6 % na celkové výrobě elektrické energie do roku 2012. K naplnění těchto cílů byly navrženy následující strategie: shromažďování a šíření informací, vývoj mechanismů pro využívání OZE, elektrifikace prostřednictvím OZE, propagace a vývoj OZE, infrastruktura a regulace a výzkum a technologický vývoj. 141
140
SECRETARÍA DE ENERGÍA. Programa Especial para el Aprovechamiento de Energías Renovables [online]. 2009[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.sener.gob.mx/webSener/res/0/Programa%20Energias%20Renovables.pdf 141 Special Programme for the Use of Renewable Energy. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/mexico/name… PC9kaXY-
37
3 Využití vodní energie v Latinské Americe 3.1 Technologie vodních elektráren Mechanickou energii padající vody využívali již Řekové ve starověku k otáčení vodních kol, které sloužily k výrobě mouky. V 18. století došlo k rozkvětu využívání vodní energie, kdy bylo v Evropě v provozu 500 000 až 600 000 vodních mlýnů. V této době se mechanická energie vody používala nejen k mletí, ale sloužila také jako pohon jiných výrobních zařízení a pracovních strojů. Výkon těchto vodních kol činil v průměru pět až sedm koňských sil.142 Počátek moderní éry vodních elektráren se datuje k roku 1870, kdy byla na venkovském sídle zvaném Cragside v Anglii instalována první vodní elektrárna na světě. Komerční využívání vodních elektráren začalo v roce 1880 v Grand Rapids v Michiganu, kde dynamo poháněné vodní turbínou sloužilo k osvětlení divadla a obchodů.143 Jelikož mnoho měst a průmyslových oblastí se soustředilo v okolí řek, mohly tak vodní elektrárny dodávat elektřinu přímo do těchto center. Vodní energie přezdívaná „bílé uhlí“ se stala velmi populární a ani zavedením fosilních paliv nedošlo k úpadku jejího využívání, jako tomu bylo v případě větrné energie. Ze začátku měly vodní elektrárny podle dnešních měřítek malé výkony, staly se však průkopníky ve vývoji moderního průmyslu vodních elektráren.144 V současné době patří vodní energie mezi bezpečné, spolehlivé a levné zdroje energie. V posledních desetiletích se také podařilo výrazně zlepšit povědomí o environmentálních a sociálních dopadech vodních elektráren a jejich řízení. Vodní energie dodává na celém světě největší podíl elektřiny z obnovitelných zdrojů a stále nabízí velký potenciál pro další rozvoj. Kromě toho velké akumulační a přečerpávací elektrárny jsou schopny rychle a efektivně reagovat na výkyvy v poptávce po elektřině a v dodávkách od méně flexibilních zdrojů energie. Například tepelným elektrárnám může rozběhnutí trvat 142
QUASCHNING, V., 2010, s. 189. IRENA. Renewable Energy Cost Analysis - Hydropower [online]. 2012[cit. 2013-04-15]. Dostupné z: http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/RE_Technologies_Cost_AnalysisHYDROPOWER.pdf 144 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Technology Roadmaps: Hydropower [online]. 2012c[cit. 2013-04-15]. Dostupné z: http://www.oecd-ilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112291e. pdf?expires=1366054457&id=id&accname=guest&checksum=BA8B34BA2B8AC277C098C52B479DEAB C 143
38
i několik hodin. S tím, jak se vodní elektrárny postupně zvětšovaly, se vyvinuly i další jejich účely – zásobování vodou, ochrana před povodněmi, zavlažování, plavba lodí a rybolov.145 Vodní energie je největším obnovitelným zdrojem energie, vyrábí okolo 16 % světové elektrické energie a přes čtyři pětiny světové elektřiny z obnovitelných zdrojů. V současné době je více než 25 zemí na světě závislých z 90 % na dodávkách elektřiny vyrobené prostřednictvím vodní energie a 12 zemí je odkázáno pouze na vodní elektrárny (např. Albánie, Paraguay a Tádžikistán). Vodní energie dodává většinu elektrické energie v 65 zemích a využívá se ve více než 150 zemích na celém světě. 146 Největšími producenty elektřiny z vodní energie jsou Čína, Brazílie a Kanada (viz kapitola 1.2.2 Využití OZE dle technologie). Vodní energie není považována za variabilní ve stejném smyslu jako větrné nebo solární elektrárny, a to z části díky schopnosti uchovávat přebytečnou energii a z části díky větší předvídatelnosti její produktivity. Vodní energie je však variabilní v delších časových úsecích, jelikož závisí na srážkách a průtoku vody. Dlouhodobý trend v produkci vodních elektráren odráží zvyšování jejich celkových kapacit po celém světě s nárůstem o 52 % mezi lety 1990–2009 (viz Graf 4). Zpomalení od konce 90. let zhruba do roku 2003 vyplynulo mimo jiné i ze stupňujících se místních i mezinárodních sporů ohledně velkých přehrad. Graf 4 Produkce vodních elektráren, 1965–2011 (v TWh)
Zdroj: INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 11. 145 146
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 9. IRENA, 2012, s. 4.
39
Celosvětová kapacita vodních elektráren je stále na vzestupu, na konci roku 2011 dosáhla téměř 1000 GW. Její průměrný roční růst okolo 2,5 % se sice může zdát nízký, zejména ve srovnání s tempy růstu větrných a solárních kapacit, avšak je třeba zohlednit již existující velkou základnu.147 Výkon vodních elektráren se může pohybovat v rozmezí od několika wattů u mikroelektáren až po několik GW u velkých projektů. Větší elektrárny mají obvykle řadu turbín, zatímco ty menší spoléhají pouze na jednu turbínu. Mezi dvě největší vodní elektrárny na světě patří projekt Itaipú v Brazílii s výkonem 14 GW a Tři soutěsky v Číně s 22,4 GW. Tyto dvě elektrárny vyrobily 98,29 a 98,11 TWh v roce 2012.148 Velké systémy vodních elektráren jsou obvykle připojeny k centralizovaným sítím, zatímco menší systémy se často využívají v odlehlých oblastech bez přístupu k elektrickým rozvodným sítím. Vodní elektrárny přeměňují potenciální energii proudící vody, která má určitý vertikální spád. Množství vyrobené elektrické energie je přímo úměrné výšce tohoto spádu a množství průtoku vody. Vodní elektrárny používají relativně jednoduchý koncept, kdy energie tekoucí vody otáčí turbínu, která dodává mechanickou energii potřebnou k pohánění generátoru a výrobě elektrické energie.149 Mezi hlavní součásti konvenčních vodních elektráren patří:150 Hráz: Většina vodních elektráren spoléhá na hráz, která zadržuje vodu a vytváří velké vodní nádrže. Pomocí čistícího zařízení zvaného česle se zabraňuje proniknutí odpadků a naplavenin k turbíně. Vtoková hradidla, přívodní kanál a tlakový přivaděč: Přes přívodní kanál je vedena voda z vodního toku k turbíně. V tlakovém přivaděči se nacházejí vyrovnávací komory, které slouží k tlumení tlaku vody, jenž by mohl poškodit turbínu. Turbína: Voda udeří na lopatky turbíny a otáčí ji. Točivý moment je přenášen na generátor, který je k turbíně připojen pomocí hřídele. Existuje několik typů turbín pro vodní elektrárny, z nichž nejpoužívanější je v současné době Francisova turbína (viz níže).
147
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 11. Comparisons. Itaipu Binacional [online]. 2013 [cit. 2013-04-17]. Dostupné z: http://www.itaipu.gov.br/en/energy/comparisons 149 IRENA, 2012, s. 6. 150 IRENA, 2012, s. 6–7. 148
40
Generátor: Otáčením lopatek turbíny je spuštěn rotor umístěný v generátoru. Ten vytváří magnetické pole uvnitř pevné cívky, které indukuje elektrický proud. Transformátor: Transformátor slouží k přeměně střídavého napětí na požadované napětí v rozvodné síti. Přenosová vedení: Pomocí rozvodných sítí je vyrobená elektřina přenášena k odběratelům. Odtok: Nakonec je použitá voda odvedena potrubím do tzv. spodní vodní nádrže elektrárny nebo zpět do koryta řeky. Odtokový systém může také obsahovat bezpečnostní přepad pro odtok přebytečné vody při povodních.
3.1.1 Druhy vodních elektráren Vodní elektrárny se mohou klasifikovat podle různých hledisek: podle velikosti a druhu elektrárny, velikosti instalovaného výkonu, výšky spádu, dle jejích funkcí (produkce elektřiny nebo víceúčelová). Bývají velmi specifické a vyrobené na míru, aby vyhovovaly místním podmínkám. Primárně se vodní elektrárny třídí podle charakteru pracovního režimu na průtočné, akumulační a přečerpávací. První dva typy mohou být kombinované s kaskádovým systémem a u přečerpávacích elektráren zase lze využít akumulaci vody v jedné nebo několika akumulačních elektrárnách. Všechny tyto druhy elektráren je možno postavit v širokém spektru velikostí a o různých výkonech v závislosti na hydrologii a topologii povodí.151 Průtočné vodní elektrárny U průtočných elektráren se pro výrobu elektrické energie využívá přírodních toků, které mají k dispozici velký výškový rozdíl. Některé elektrárny umožňují krátkodobou akumulaci vody v nádrži (hodinová až denní), čímž mohou do určité míry regulovat tok vody a produkci elektřiny podle toho, kdy je nejvíce potřeba. Většinou je ale produkce závislá na přírodních podmínkách říčních toků nebo na vypouštění vody z akumulační elektrárny umístěné na horním toku řeky.152 Často jedna akumulační elektrárna reguluje produkci více průtočných elektráren. V případě absence takové horní akumulační elektrárny závisí produkce na srážkách a proudu a obvykle vykazuje značné denní,
151 152
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 11. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 12.
41
měsíční a roční odchylky. 153 Nevýhodou těchto systémů je, že i když je proud vody velký, nedá se zadržet a nadbytečné množství vody tak zůstává nevyužito. Jelikož spád u těchto elektráren se pohybuje pouze okolo několika metrů, není mnoho elektráren, které mohou dosahovat výkonu nad 100 MW.154 Akumulační vodní elektrárny155 Přehradní hráz akumulační elektrárny může zadržet velké množství vody, čímž elektrárna poskytuje flexibilitu při produkci elektrické energie a snižuje závislost na proměnlivosti proudu vody. Velké akumulační elektrárny mohou udržet přítoky po dobu několika měsíců až let a slouží rovněž jako ochrana před povodněmi a pro účely zavlažování. Obecně lze říci, že většina akumulačních systémů se používá k různým účelům. Konstrukce vodní elektrárny a typ a velikost nádrže jsou velmi závislé na možnostech, které nabízí topografie a krajina v místě elektrárny.156 Většina akumulačních elektráren je vytvořena uměle vybudováním hráze, která řídí přirozený tok řeky. Také přírodní jezera mohou fungovat jako akumulační elektrárny, pokud to místní podmínky dovolují. Akumulační elektrárny vybudované především pro výrobu elektrické energie dosahují vysokých výkonů – může se pohybovat od několika stovek až po několik tisíc MW.157 Přečerpávací vodní elektrárny V přečerpávacích elektrárnách je voda čerpána z dolní nádrže do horní, když produkce elektřiny převýší spotřebu. Pokud nastane opačná situace, že spotřeba elektřiny je větší než okamžitá produkce, je voda vypuštěna zpět z horní nádrže přes turbíny, čímž se vyrobí potřebná elektrická energie. Na rozdíl od akumulační elektrárny přečerpávací berou energii z rozvodné sítě, aby odčerpaly vodu nahoru, a později zase většinu vrátí (účinnost je 70–80 %). I přes tyto ztráty jsou přečerpávací elektrárny ekonomicky výhodné. Při přebytku elektrické energie je dodávaný proud levný, zatímco při nedostatku se proud dodává do sítě výrazně dráž. Většina přečerpávacích systémů je vybudována ze stávajících vodních elektráren přidáním buď horní, nebo dolní nádrže. Horní nádrž obvykle neleží na žádném vodním toku, zatímco do spodní vyúsťuje tekoucí řeka.158 Existují rovněž elektrárny, které jsou zcela nezávislé na vodních tocích, kdy ani jedna nádrž nemá 153
IRENA, 2012, s. 9. QUASCHNING, V., 2010, s. 195. 155 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 12. 156 IRENA, 2012, s. 9. 157 QUASCHNING, V., 2010, s. 196. 158 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 13–14. 154
42
přirozený přítok vody – tzv. čistě přečerpávací přehrady. Pro vybudování elektrárny jsou nutné příznivé geografické podmínky, jelikož spádový rozdíl mezi oběma nádržemi musí být co největší.159
3.1.2 Klasifikace podle velikosti spádu a výkonu elektrárny Klasifikace podle velikosti spádu se vztahuje k rozdílu mezi hladinami horní a dolní vody. Toto členění je však v každé zemi jiné a neexistuje žádná všeobecně přijímaná stupnice, která by konkrétně rozlišila vysoký a nízký spád. Spád určuje tlak vody na turbíny a je spolu s množstvím průtoku vody nejdůležitějším parametrem při rozhodování, jaký typ vodní turbíny má být použit. Pro vysoké spády a malé průtoky jsou vhodné především tzv. Peltonovy turbíny, v nichž voda proudí vysokou rychlostí tlakovým potrubím na oběžné kolo, jehož obvod je osázen lžícovými lopatkami. Jedná se o velmi efektivní turbínu, která dosahuje 90–95% účinnosti. Méně efektivní variantou je tzv. Ossbergova turbína, zvaná též průtočná. Tato turbína dosahuje účinnosti okolo 80 %, ale je méně závislá na množství průtoku vody a má nižší nároky na údržbu.160 Nejrozšířenějším typem jsou Francisovy turbíny, jelikož jsou použitelné pro širokou škálu velikostí spádů (zhruba od 20 m do 700 m), průtoků a pro různé výkony.161 Navíc mohou dosahovat přes 90% účinnosti. Francisovy turbíny jsou vhodné pro přečerpávací elektrárny, kdy fungují jako čerpadla. V případech, kdy jsou spády nízké (10–70 m) a průtoky velké, převažuje použití tzv. Kaplanovy turbíny s nastavitelnými lopatkami.162 Kaplanova, stejně jako Francisova turbína, využívá tlaku vodu při rozdílných výškách spádu přehrad. Účinnost této turbíny činí 80–95 %.163 Klasifikace podle instalovaného výkonu rozděluje vodní elektrárny na malé a velké, avšak žádný celosvětový konsensus o horní hranici pro malé vodní elektrárny neexistuje (viz kapitola 1.1.1). Různé země nebo skupiny zemí definují malé vodní elektrárny jinak, jak můžeme vidět v Tabulce 3. V daných zemích je toto rozdělení důležité např. pro určení, na
159
QUASCHNING, V., 2010, s. 196. QUASCHNING, V., 2010, s. 194. 161 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 14. 162 IRENA, 2012, s. 7. 163 QUASCHNING, V., 2010, s. 192. 160
43
které elektrárny se vztahují podpůrné politiky a programy. Odhaduje se, že vodní elektrárny s výkonem menším než 10 MW představují přibližně 10 % celkové světové kapacity vodních elektráren. Malé elektrárny se většinou staví jako průtočné, ale jak akumulační tak i průtočné elektrárny všech velikostí využívají stejné základní komponenty a technologie.164 Tabulka 3 Vymezení malých vodních elektráren podle země Země
Hranice výkonu (MW)
Brazílie
30
Kanada
50
Čína
50
EU
20
Indie
25
Norsko
10
Švédsko
1,5
USA
5–100
Zdroj: IRENA, 2012, s. 11.
3.1.3 Pokroky v technologii vodních elektráren165 I přesto, že jsou vodní elektrárny nejúčinnější technologií výroby elektrické energie, stále existuje mnoho oblastí, kde jsou zapotřebí malá, ale důležitá zlepšení v technologickém rozvoji. Mezi hlavní oblasti patří fyzická velikost elektráren, jejich účinnost a ochrana životního prostředí. Hydraulická účinnost vodních turbín zaznamenala v průběhu let postupný nárůst a současné moderní zařízení dosahuje účinnosti 90–95 %. Výpočetní dynamika tekutin166 umožnila podrobné zkoumání charakteristik proudění tekutin a optimalizaci konstrukce oběžného kola turbíny. Toto postupné zdokonalování technologie turbín bylo řízeno požadavky na vyšší výkon a lepší efektivitu, větší flexibilitu při provozu elektrárny, zvýšení dostupnosti a nižší náklady na údržbu. Některá vylepšení se zaměřují přímo na snížení dopadů vodních elektráren na životní prostředí, jejichž cílem je zejména zvýšení míry přežití ryb a udržení přijatelné úrovně kvality vody.
164
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 15. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 46–47. 166 Výpočetní dynamika tekutin (Computational Fluid Dynamic, CFD) je odvětví mechaniky tekutin, které využívá numerické metody a algoritmy umožňující pozorovat dynamiku proudících částic. 165
44
Neustálé zlepšování vlastností materiálů se zase řídí požadavky na zvýšení odolnosti proti kavitaci, korozi a opotřebení, čímž dochází k prodloužení životnosti a snížení výpadků. Dalším důležitým požadavkem je snížení hmotnosti oběžného kola a zlepšení účinnosti pomocí zvýšení odolnosti a obrobitelnosti167 materiálů. Náklady na stavební práce spojené s výstavbou nového projektu vodní elektrárny mohou činit až 70 % z celkových nákladů projektu, tudíž zdokonalování metod, technologií a materiálů pro plánování, návrh a konstrukci vodní elektrárny má velký význam. Například válcový beton umožňuje rychlejší stavění hrází s nižšími náklady, jelikož je mnohem sušší než tradiční beton. Sypané hráze ze štěrku a písku zase využívají více místních materiálů ke snížení nákladů a dopadů na životní prostředí. Také nedávné zdokonalení technologie tunelování snížilo náklady, a to zejména u menších projektů.168
3.1.4 Investiční náklady a náklady na výrobu elektřiny (LCOE)169 Hlavní investiční výdaje na projekt vodní elektrárny zahrnují náklady na inženýrské stavby (hráz, tunelování,…), elektromechanická zařízení, přístupové cesty, přenosová vedení a další. Rovněž musí být zahrnuty náklady na plánování, posouzení proveditelnosti, povolení, analýzu vlivu na životní prostředí a zmírnění dopadů. Náklady jsou velmi specifické pro jednotlivé projekty. Existuje řada studií nákladů vodních elektráren, které stanovují rozmezí od 1 050 USD/kW do 7 650 USD/kW pro velké projekty a mezi 1 300 USD/kW a 8 000 USD/kW pro menší elektrárny. Pro srovnání, rekonstrukce a modernizace obvykle stojí mezi 500 USD/kW a 1 000 USD/kW.170 Náklady na provoz a údržbu vodních elektráren se obvykle pohybují v rozmezí od 2 USD/MWh do 5 USD/MWh a ve vzácných případech byly zaznamenány až ve výši 24,5 USD/MWh. Výkonnostní faktory vodních elektráren se výrazně liší v závislosti na konstrukci a funkci, pro niž byly elektrárny optimalizovány. Velké vodní elektrárny jsou velmi konkurenceschopné s ostatními zdroji elektrické energie, jejich LCOE se pohybuje od 25 USD/MWh do 180 USD/MWh, přičemž průměr činí 67 USD/MWh. Menší
167
Obrobitelnost vyjadřuje, jak snadno je možno materiál obrábět, například vrtáním, broušením, protahováním, atd. 168 ICOLD. Cost Savings in Dams [online]. 2008[cit. 2013-04-22]. Dostupné z: http://www.hydrocoop.org/publications/Draft_of_ICOLD_Bulletin_on_cost_savings_22.12.2008_b.pdf 169 Levelized cost of electricity (LCOE) zahrnuje všechny náklady výroby elektrické energie po celou dobu životnosti elektrárny a slouží ke srovnání nákladů na elektrickou energii z různých zdrojů. 170 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 38.
45
elektrárny mohou mít zhruba stejné průměrné LCOE, ale některé dosáhnou až 227 USD/MWh.171
3.2 Rozvoj vodní energie v Latinské Americe Latinská Amerika a Karibik zaznamenaly významný rozvoj vodní energie, a to zejména od roku 1970. V roce 2012 činila celková instalovaná kapacita asi 164 GW.172 Přibližně polovina vyrobené elektřiny v regionu (51,2 %)173 pochází z vodní energie, přičemž v některých zemích se vodní energie podílí více než 70 % (Brazílie, Kolumbie, Kostarika, Uruguay) a v Paraguaji tvoří dokonce 100 %.174 Díky tak vysokému podílu patří latinskoamerický energetický mix k nejčistším na světě. Nejvíce instalovaných kapacit měly v roce 2012 Brazílie (84,2 GW), Venezuela (15,7 GW) a Mexiko (12 GW).175 Mezi lety
2006–2010
zaznamenal
region
průměrný
roční
růst
elektřiny
vyrobené
prostřednictvím vodní energie ve výši 2,4 %.176 Podobné tempo růstu se očekává i v příštích dvaceti letech. Odhaduje se, že celkový potenciál vodní energie dosahuje 694 GW, tudíž více než 76 % kapacit je stále nevyužito (viz Tabulka 4). Tabulka 4 Odhad potenciálu vodní energie v Latinské Americe a Karibiku Potenciál vodní energie (GW)
Instalovaná kapacita, 2012 (GW)
Nevyužitý potenciál (%)
Mexiko
53
12
77,4%
Střední Amerika a Karibik
38
8,1
78,7%
Brazílie
260
84,2
67,6%
Jižní Amerika (bez Brazílie)
343
59,8
82,6%
Latinská Amerika a Karibik
694
164,1
76,4%
Zdroj: IHA, 2013, s. 6, 9.
171
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 39. IHA. 2013 IHA Hydropower Report [online]. 2013[cit. 2013-04-22]. Dostupné z: https://iha.box.com/shared/static/54ukw5lndmvpjiyf1sd4.pdf 173 OLADE. Tarjeta de Estadísticas Energéticas 2012 [online]. 2012[cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.olade.org/sites/default/files/img_publicaciones/IEE2012/TARJETA-IE2012ingles.pdf 174 International Energy Statistics: Hydroelectricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-04-22]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm? tid=2&pid=33&aid=12&cid=r1,r2,&syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH 175 IHA, 2013, s. 6, 9. 176 International Energy Statistics: Hydroelectricity Net Generation, 1995-2013. 172
46
Podle nejoptimističtějších odhadů je v regionu dostatek vodní energie pro uspokojení očekávané poptávky po elektřině, která má v roce 2030 dosáhnout 2 500 TWh. Do tohoto roku se rovněž očekává, že podíl vodní energie na celkové výrobě elektřiny mírně poklesne (na 50 %), a to v důsledku zvýšení podílů plynu a uhlí. Množství elektřiny vyrobené prostřednictvím vodní energie však stále poroste, roční tempa růstu budou ale menší než tempa růstu elektřiny vyrobené z plynu a uhlí.
177
Pro udržení současného
podílu obnovitelných zdrojů energie do roku 2030 tak bude nutné zvýšení produkce elektřiny z dalších obnovitelných zdrojů asi o 150 TWh.178
3.2.1 Rozvoj vodní energie ve vybraných zemích Latinské Ameriky a Karibiku Latinskoamerické země zavádějí sektorové politiky pro podporu obnovitelných zdrojů a vodní energie zde hraje významnou roli v dosažení cílů v oblasti obnovitelné energie. Obecně platí, že podmínky pro rozvoj vodních elektráren jsou v Latinské Americe a Karibiku příznivé. Mnoho zemí také zavedlo právní předpisy v této oblasti se směrnicemi pro vyjednávání s dotčenými komunitami. Vzhledem k velkému potenciálu a příznivé ekonomice byl brazilský systém výroby elektřiny historicky z velké části založen na vodní energii. Ta v současné době vyrábí v Brazílii 80 % veškeré elektrické energie, ale stále zde zůstává významný nevyužitý potenciál.179 Nynější systém vodních elektráren je tvořen velkými akumulačními elektrárnami schopnými víceleté regulace a uspořádanými v systému kaskád rozloženém po několika povodích. Brazilský desetiletý energetický plán předpokládá zvýšení kapacity vodních elektráren na asi 115 GW. Také se plánuje, že podíl vodní energie na produkci elektřiny se sníží na 73 %, avšak podíl všech obnovitelných zdrojů by měl zůstat přibližně stejný, a to díky rostoucímu využívání větrné energie a cukrové třtiny k produkci elektrické energie.180 V roce 2012 byl největším zadaným projektem vodní elektrárna Estreito s výkonem 1 087 MW na řece Tocantins. Další čtyři velké projekty nacházející se v oblasti Amazonie jsou v současné době ve výstavbě nebo v částečném provozu. Jedná se
177
WORLD BANK, 2010, s. 52–53. WORLD BANK, 2010, s. 69. 179 IHA, 2013, s. 10. 180 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 21. 178
47
o Belo Monte (11 233 MW), Santo Antonio (3 150 MW) a Jirau (3 750 MW) a Teles Pires (1 820 MW).181 Mezi další země regionu, které aktivně rozvíjejí vodní energii, patří také Chile. Chilská vláda zveřejnila svou Národní energetickou strategii pro období 2012–2030, jejímž cílem je zvýšit podíl vodní energie ze současných 34 % na 48 %. Plánované projekty zahrnují HidroAysén – komplex pěti vodních elektráren o celkovém výkonu 2 750 MW a vodní elektrárnu Alto Maipo (531 MW).182 Kolumbijský plán na období 2011–2025 má za cíl zvýšit instalovanou kapacitu o 6 088 MW. Plán mj. zahrnuje největší projekt vodní elektrárny v Kolumbii s výkonem 2 400 MW. Argentina dokončila svůj energetický plán do roku 2030, který se soustředí na vodní a jadernou energii s cílem snížit podíl plynu na trhu elektrické energie z 52 % na 30 %. Pokud jde o nové projekty, Argentina v současné době řídí veřejnou soutěž pro dva projekty na řece Santa Cruz s celkovým výkonem 1 740 MW.183 Ekvádorská vláda má v plánu do roku 2032 instalovat dalších 2 590 MW výrobních kapacit. Projekt Coca Codo Sinclair o výkonu 1 500 MW by měl být zprovozněn v roce 2016.184 Peru, které v současné době produkuje asi 65 % své elektřiny z vodní energie, pokračuje s výstavbou elektrárny Chaglla (406 MW), jež má být zprovozněna v roce 2016. Mimo to byly v Peru podepsány kontrakty na vybudování elektráren Cerro de Aguila (510 MW) a Santa Teresa (98 MW). Venezuela se chystá renovovat šest jednotek projektu Simon Bolívar (10 300 MW) a v současné době buduje vodní elektrárnu Manuel Piar s výkonem 2 330 MW, jejíž dokončení se očekává v roce 2014.185 Také ve Střední Americe dochází k rozvoji vodní energie. Kostarika se zavázala dosáhnout uhlíkové neutrality186 do roku 2021 a k tomu by jí měl napomoci rozvoj vodních elektráren. Podle plánu by se měla celková instalovaná kapacita vodních elektráren zvýšit o 1 471 MW.187 V roce 2012 Kostarika schválila projekt Reventazón (305,5 MW) a rovněž se začala zabývat předběžnými studiemi dalších pěti projektů. Dominikánská republika nedávno vyjádřila svůj zájem o obnovu zastaralých zařízení
181
IHA, 2013, s. 10. IHA, 2013, s. 9. 183 IHA, 2013, s. 9. 184 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 21. 185 IHA, 2013, s. 9. 186 Uhlíková neutralita se vztahuje k dosažení nulové čisté emise uhlíku, kdy se vypuštěný uhlík kompenzuje opatřeními, které snižují tyto emise (využíváním obnovitelných zdrojů energie, vysázením stromů, atd.). 187 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 21. 182
48
včetně elektráren Tavera (113 MW) a Jiguey (98 MW). Také Panama plánuje zvýšit svoji instalovanou kapacitu, a to o 720 MW pomocí 30 nových vodních elektráren.188 V Mexiku byla v roce 2012 uvedena do provozu elektrárna La Yesca s výkonem 750 MW. Elektrárna se nachází na řece Río Grande de Santiago a je součástí komplexu vodních elektráren spolu s elektrárnami Aguamilpa a El Cajón.189
3.2.2 Regionální energetická integrace Latinská Amerika a Karibik mají velké zkušenosti s využíváním vodních zdrojů, které sdílejí několik zemí, což názorně ukazuje příkladnou regionální energetickou integraci. Prostřednictvím integrací zemí a regionů umožňují propojení optimalizaci dodávek elektřiny, čímž dochází ke zlepšení efektivity a snížení domácích investic do výrobních kapacit. Rozvoj velkých vodních elektráren (a dalších OZE) tak může těžit ze zvýšeného obchodu prostřednictvím expanze na další trhy v regionu. Další výhodou je to, že propojení umožňuje spojit povodí s různými hydrologickými vlastnostmi, čímž se zvýší stabilní množství energie, kterou je možno dodávat stejným komplexem elektráren. V Latinské Americe jsou tři hlavní seskupení, ve kterých současné době dochází k obchodu s elektřinou: Střední Amerika, Kolumbie – Ekvádor – Venezuela a Brazílie – Paraguay – Uruguay – Argentina.190 Regionální integrace a cenově dostupná a spolehlivá elektřina jsou nezbytné pro rozvoj Střední Ameriky. Systém propojení elektřiny ve Střední Americe (Sistema de Interconexión Eléctrica de los Países de América Central, SIEPAC) je stále probíhající projekt propojení šesti zemí – Kostariky, Salvadoru, Guatemaly, Hondurasu, Nikaragui a Panamy. SIEPAC je součástí Smlouvy o středoamerickém trhu s elektřinou, která byla podepsána všemi šesti zeměmi v roce 1996.191 Touto smlouvou byl vytvořen Regionální trh s elektřinou (Mercado Eléctrico Regional, MER) s cílem harmonizace právních předpisů pro usnadnění obchodování s elektrickou energií v regionu. Systém se skládá z přenosového vedení dlouhého 1 800 km o napětí 230 kV, které bude připojeno k 15 elektrárnám v regionu (viz Obrázek 3). SIEPAC měl být zprovozněn v dubnu 2013, ale
188
IHA, 2013, s. 6. Antecedentes. Comisión Federal de Electricidad [online]. 2013 [cit. 2013-04-23]. Dostupné z: http:// www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/8_HidroelectricaLaYesca/Informacionbasica/Paginas/Antecedentes.aspx 190 WORLD BANK, 2010, s. 79–80. 191 IHA, 2013, s. 7. 189
49
stále se čeká na dokončení části projektu v Kostarice. Ve druhé fází projektu se plánuje rovněž připojení MER s většími sousedními trhy, jako jsou Mexiko a Kolumbie.192 Obrázek 3 Systém SIEPAC
Zdroj: Analysis of regulatory framework of electric power market in Honduras: Promising and essential changes. ScienceDirect [online]. 2011 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957178711000816
Propojení elektrických sítí v Jižní Americe je soustředěno do dvou skupin zemí. Na severu je to Ekvádor, Kolumbie a Venezuela a skupina jižních zemí zahrnuje Brazílii, Paraguay, Argentinu a Uruguay. Vodní elektrárny Itaipú, Garabí-Panambi (ve fázi evaluace) a Yacyterá by se měly podílet více než 80 % na celkové kapacitě, která je k dispozici pro obchod s elektřinou mezi zeměmi na jihu Jižní Ameriky. Tyto tři elektrárny propojují Brazílii, Argentinu a Paraguay. Itaipú Binacional (14 GW) je joint venture mezi Brazílií a Paraguají ležící na řece Paraná na hranicích mezi těmito dvěma státy. Okolo 90 % elektřiny, kterou Itaipú vyprodukuje, je využívána Brazílií, která od Paraguaje nadbytečnou energii nakupuje. V roce 2011 vstoupila v platnost revize původní smlouvy, podle které se brazilské roční platby ztrojnásobily ze 120 na 360 milionů USD. Paraguay má právo snížit množství prodávané elektrické energie, pokud se domácí poptávka zvýší, ale nemůže ji prodávat třetím stranám.193 Itaipú je stále nejvíce produkující vodní elektrárna na světě a v Paraguaji
192
Descripción del Proyecto. SIEPAC [online]. © 2013 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://www.eprsiepac.com/descripcion_siepac_transmision_costa_rica.htm 193 Brazil reminds Paraguay that Itaipu power is jointly shared and managed. MercoPress [online]. 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://en.mercopress.com/2012/08/10/brazil-reminds-paraguay-that-itaipu-poweris-jointly-shared-and-managed
50
dodává přibližně 90 % veškeré elektrické energie, zatímco v Brazílii se podílí na celkové spotřebě elektřiny asi 20 %.194 Itaipú Binacional neposkytuje pouze elektrickou energii, ale rovněž podporuje sociálně-environmentální iniciativu zaměřenou na zachování přírodních zdrojů, kvality a kvantity vody a kvality života lidí v rámci programu s názvem Kultivování dobré vody (Cultivating Good Water). Součástí programu je také technologický park, který je zároveň i referenčním střediskem výzkumu a vývoje pro mnoho dalších obnovitelných technologií.195 Vodní elektrárna Yacyretá s výkonem 3 200 MW také leží na řece Paraná a dodává elektrickou energii Argentině a Paraguaji. V roce 2012 dosáhla produkce elektrárny rekordu, který činil 20,1 TWh.196 Binacionální projekt Garabí-Panambí, který se bude nacházet na řece Uruguay, bude vyrábět elektrickou energii jak pro Brazílii, tak i pro Argentinu. Komplex se bude skládat ze dvou přehrad o celkovém výkonu 2 200 MW. Podle plánu se odhaduje, že stavební práce začnou v roce 2016 a spuštění projektu se očekává do roku 2020.197 Dalším plánovanou výstavbou je Corpus Christi na řece Paraná (2 900 MW), společný projekt Argentiny a Paraguaje.198
3.3 Environmentální a sociální dopady rozvoje vodní energie Přestože projekty vodních elektráren přináší velké výhody, mohou být také zároveň škodlivé. Vodní elektrárny bývají v mnoha případech multifunkční. Mohou být použity k výrobě elektřiny, jako zdroj pitné vody, mohou zvýšit přívod vody pro zavlažování, přispět k ochraně proti povodním, nabídnout rekreační vyžití a rovněž zlepšit některé aspekty životního prostředí.199 Nicméně výstavba a provozování vodních elektráren mohou přinášet i významné negativní sociální a environmentální dopady na místní
194
Itaipu Hydroelectric Dam. Power Technology [online]. © 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://www.power-technology.com/projects/itaipu-hydroelectric/ 195 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 22. 196 Datos técnicos – Récords. Entidad Binacional Yacyretá [online]. 2006 - 2010 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://www.eby.gov.py/index.php?option=com_content&view=article&id=59&Itemid=86 197 Garabí-Panambí hydro first phase to begin early 2013. BNamericas [online]. 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://www.bnamericas.com/news/electricpower/first-phase-of-garabi-panambi-hydro-projectto-begin-in-early-20131 198 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 22. 199 WORLD BANK. A Guide for Local Benefit Sharing in Hydropower Projects [online]. 2012[cit. 2013-0425]. Dostupné z: http://www-wds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2012/07/ 04/000333038_20120704052020/Rendered/PDF/708440NWP0Box300Hydropower0Projects.pdf
51
komunity. Správně navržený projekt však může být hnací silou pro socioekonomický vývoj, rozhodující otázkou ale zůstává, do jaké míry jsou tyto přínosy sdíleny. Jelikož je každá vodní elektrárna navržena tak, aby odpovídala specifickým vlastnostem dané zeměpisné lokality a okolním komunitám a životnímu prostředí, je rozsah environmentálních a sociálních dopadů, jakož i rozsah jejich pozitivních a negativních vlivů silně závislý na místě instalace. I když velikost elektrárny není sama o sobě relevantním kritériem pro předvídání vlivu na životní prostředí, je mnoho dopadů spojeno s výstavbou a existencí akumulačních elektráren a proto se nemusí vztahovat na všechny typy vodních elektráren. Mezi takovéto negativní efekty patří např. proměna krajiny zaplavením mající za následek dopady na ekosystémy, biodiverzitu a místní komunity; modifikace objemu toku řeky, změny v teplotě a kvalitě vody. Naopak všechny typy vodních elektráren představují bariéru pro migraci ryb a transportu sedimentů, úpravu koryta a břehů řeky a vliv na splavnost řeky. Ačkoli jsou některé dopady nevyhnutelné, lze je minimalizovat nebo kompenzovat. Zdaleka nejúčinnějším opatřením je vyřazení méně udržitelných alternativ již v rané fázi projektování.200 Podrobnější shrnutí ekologických dopadů je popsáno v kapitolách 3.3.1–3.3.7 a kapitola 3.3.8 se zaměřuje na socioekonomické dopady rozvoje vodních elektráren.
3.3.1 Změna průtoku řek Vodní elektrárny mohou modifikovat režim průtoku řeky v případě, že elektrárna zahrnuje i nádrž. Průtočné vodní elektrárny mění průtok jen nepatrně. Ty s nádrží podstatně mění režim průtoku za elektrárnou a mohou také v krátkých úsecích upravit teplotu vody. S tím následně souvisí fyzikální a biologické proměny, schopnost transferu sedimentu a eroze. Tato modifikace může také ovlivnit ústí řeky, kde rozsah proniknutí slané vody závisí na sladkovodním proudění.201 Změna v ročním režimu průtoku může mít značný vliv na přirozené vodní a suchozemské prostředí v řece a podél břehů. Vymizení velkých povodní v důsledku regulace řečišť mění přirozený životní cyklus záplavových oblastí od stavby dále po proudu. Takovéto výrazné omezení celé sezóny záplav může mít závažné negativní dopady na ekosystém v těchto
200
IPCC. Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [online]. 2011[cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Full_Report.pdf 201 IPCC, 2011, s. 463.
52
oblastech.202 Rozsah změn lze zmírnit správným provozem elektrárny a řízením odtokového systému, regulováním nádrží a využíváním informačních a varovných systémů. Dalšími opatřeními ke zmírnění rizik mohou být řízená zaplavování v určitých obdobích a výstavba jezů s cílem udržet hladinu vody v řekách se sníženým průtokem nebo zabránit proniknutí soli z ústí řeky.203 V souvislosti s tímto problémem definuje Světová banka tzv. Environmentální toky (Environmental Flows), které stanovují minimální průtok vodních toků pro zachování funkcí, procesů a odolnosti vodních ekosystémů. Projekty Světové banky podporují udržování environmentálních toků a zohledňují potřeby řek, mokřin a rovněž rybolovu při navrhování a provozování nových nádrží.204
3.3.2 Kvalita vody Ačkoli vodní elektrárna používá vodu jako svoje palivo, proces výroby sám o sobě nespotřebovává žádnou vodu – stejné množství vody, které je vháněno do turbín, je poté vypuštěno do vodního toku dále po proudu. Nicméně může docházet k odpařování vody z horní nádrže zadržující vodu, což bylo nedávno definováno jako spotřeba vody vodní elektrárnou.205 V současné době probíhají různé mezinárodní výzkumy, které by měly kvantifikovat tyto dopady. Avšak výsledky těchto výzkumů mohou být použitelné pouze na určitý region a určitou technologii. Zatím neexistuje metodika pro posouzení dopadů výroby elektřiny na vodu, které by umožnily komplexní srovnání mezi technologiemi.206 V roce 2010 zahájila Mezinárodní asociace pro vodní energii (International Hydropower Association, IHA) první zjišťovací řízení a provedla průzkum týkající se měření odpařování. Tato studie ale zatím nebyla dokončena.207 Vliv vodních elektráren na kvalitu vody závisí na několika faktorech: na klimatu; na typu elektrárny, konstrukci a hloubce nádrže; na tom, jak dlouho je voda zadržována v nádrži; na kvalitě vody přítoků, na množství a složení zatopené půdy a vegetace a na rychlosti
202
ICOLD. The role of dams in the XXI century: Achieving a sustainable development target [online]. 2006 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://www.hydrocoop.org/publications/Role_of_Dams_new.pdf 203 IPCC, 2011, s. 464. 204 Environmental Flows. World Bank [online]. © 2013 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://water.worldbank.org/topics/environmental-services/environmental-flows 205 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 28. 206 IHA. 2012 IHA Hydropower Report [online]. 2012[cit. 2013-04-28]. Dostupné z: https://iha.boxcloud. com/bc/1/138ee7a156c4c55cb29e7329bb556cc9/JolueqOGpciD6dgYhecNBoVpYxkvmYe1ZLheZor6BF4 DUBIelMQTkFwYIys3nIibNIIEHUp447tBZLaXDzIbNQ,,/e49dc90d58f590ecea9d1b7d768066b1/ 207 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 28.
53
napouštění nádrže. Také samotný provoz vodní elektrárny může výrazně ovlivnit kvalitu vody, a to jak kladně, tak i záporně.208 V některých hustě osídlených oblastech s poměrně špatnou kvalitou vody jsou průtočné vodní elektrárny často využívány ke zlepšení hladin kyslíku, k přefiltrování plovoucího odpadu z řeky nebo ke snížení vysoké teploty vody z tepelných elektráren. Avšak v případě, že je vodní tok před elektrárnou velmi znečistěný, může být řízení kvality vody v nádrži velmi náročné. U velkých hlubokých nádrží je problémem nízká hladina kyslíku u dna, kam vodní toky zanáší množství organických sedimentů. Pokud má elektrárna spodní přívodní kanál, může tato nízká hladina kyslíku způsobit poškození vodního prostředí jak uvnitř nádrže, tak na vodním toku za elektrárnou. Absence kyslíku taktéž přispívá k tvorbě metanu během několika prvních let po napuštění nádrže.209 Problém kvality vody může být úspěšně řešen výběrem vhodné lokality a konstrukce. Hlavním cílem by měla být minimalizace zaplavené plochy a zadržované vody v nádrži. Vpuštění nekvalitní vody do nádrže lze zmírnit např. několikaúrovňovým přívodním kanálem v nádržích. V některých případech se pro zlepšení kvality vody doporučuje vyčištění plochy nádrže před napuštěním nebo naplnění a poté vypuštění nádrže před zahájením komerčního provozu elektrárny.210
3.3.3 Sedimentace Všechny řeky přenášejí usazeniny, jako je písek, štěrk, různé naplaveniny či kusy hlíny, které se po vpuštění do nádrže uloží na dno. Schopnost řeky přenášet sedimenty závisí na jejích hydrologických vlastnostech (tzn. sklon, rychlost proudu, hloubka vody) a na povaze sedimentů v jejím korytě. Přehrady snižují rychlost a sklon vodních toků, čímž dochází ke snížení schopnosti řeky přenášet sediment a ke zvýšení jeho usazování. To může zapříčinit zvýšení koryta řeky a zhoršení rizika povodní.211 Rozsah dopadů je závislý na množství přirozeného sedimentu
v řece, které se
odvíjí
jak od
geomorfologického složení koryta, tak od složení půdy a vegetačního porostu v povodí řeky. Také změna klimatu může výrazně ovlivnit tvorbu usazenin a proces přenosu, a to v důsledku změn v hydrologických činnostech zahrnující zejména povodně.
208
IPCC, 2011, s. 464. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 29. 210 IPCC, 2011, s. 465. 211 ICOLD, 2006, s. 103–104. 209 209
54
Jestliže se nelze nadměrné sedimentaci v nádrži vyhnout vhodným výběrem lokality, je nutné navrhnout náležité zajištění objemu zadržované vody, které je v souladu s požadovanou životností elektrárny. Pokud dojde k sedimentaci, je možno ji snížit v případě povodní otevřením přepadových bran, čímž se voda pročistí nebo vybudováním propustí v hlavní nádrži. Často se také využívají různá zařízení zachycující sediment či bagrování dna, kde je sediment usazen. Nicméně nejlepší ochranou před erozí a sedimentací je dostatečné zajištění břehů a ochrana přírodní vegetace v povodí řeky.212
3.3.4 Emise skleníkových plynů Emise skleníkových plynů pocházejících z vodních elektráren vychází především z konstrukce, provozu a údržby elektrárny. V porovnání s emisemi elektráren na fosilní paliva jsou však o jeden až o dva řády nižší. Metan a oxid uhličitý proniknou do atmosféry pomocí difuze přes hladinu nádrže, kam se dostanou např. vyplavováním organického uhlíku z půdy v povodí řek, prostřednictvím fotosyntézy vodních rostlin či rozkladem biomasy nebo sedimentů na dně nádrží.213 Mnoho různých faktorů ovlivňuje vypouštění skleníkových plynů vodními nádržemi. Těmi hlavními jsou: tvar nádrže, hloubka vody, teplota vody, klimatické a povětrnostní podmínky, kolik uhlíku a rostlin je ve vodě, převládající typ půdy v povodí, jak dlouho voda zůstává v nádrži a stáří nádrže.214 V 90. letech byla vydána řada studií měření emisí skleníkových plynů z nádrží vodních elektráren, které uváděly, že by vodní elektrárny mohly přispívat k emisím těchto plynů zejména v prvních letech po napuštění. Nicméně všechny sladkovodní útvary, ať už přírodní nebo umělé, vypouštějí podobné úrovně skleníkových plynů kvůli rozkladu organické hmoty.215
3.3.5 Biologická diverzita Doposud bylo provedeno pouze omezené množství studií, které by umožnily predikci vlivů vodních elektráren na ryby, savce a ptáky. Obecně rozlišujeme čtyři typy narušení životního prostředí: změny přirozeného prostředí živočichů, geologické a klimatické změny, přímá úmrtnost a zvýšení lidské činnosti v oblasti. Dopady na místní faunu jsou
212
IPCC, 2011, s. 465. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 30–31. 214 Greenhouse Gas Emissions from Freshwater Reservoirs FAQ. IHA [online]. © 1995-2013 [cit. 2013-0428]. Dostupné z: http://hydropower.org/iha/development/ghg/faq.html 215 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 31. 213
55
však vysoce specifické pro jednotlivé druhy, oblasti, roční období a typy konstrukcí vodních elektráren. Mezi nejzávažnější příčiny ekologických dopadů vodních elektráren na život ve volné přírodě patří: trvalá ztráta přirozeného prostředí a zvláštních biotopů kvůli zaplavení; vymizení přirozených povodní; kolísání hladiny vody; nasazení a rozšíření cizokrajných druhů a překážky v migraci ryb.216 Ryby jsou jednoznačně jeden z nejvíce zasažených organismů. Starší vodní elektrárny se často stavěly bez patřičného zohlednění migrace ryb. Mnoho těchto starších zařízení však bylo renovováno. Nové účelně vybudované rybí přechody snižují bariéry a zajišťují rybám přirozený pohyb při migraci ve vodních tocích. Byly provedeny rozsáhlé průzkumy ke snížení úmrtnosti ryb proplouvajících přes turbíny, na základě kterých došlo k výraznému pokroku v konstrukcích turbín.217 Společnost Voith Hydro vyvinula technologii zaručující minimální mezeru mezi oběžným kolem a rozváděcími lopatkami turbíny (Minimum Gap Runner, MGR), čímž se zvýšila míra přežití ryb na více než 95 %. 218 Změna průtoku řek, teploty a přirozeného prostředí patří rovněž mezi negativní vlivy poznamenávající ryby. Dalším negativní dopad může mít rychle se měnící hladina vody, která je řízena potřebou vodní elektrárny při výrobě elektřiny. Rozvoj vodních elektráren může mít kromě ryb vliv také na savce, ptáky a bezobratlé. Při naplňování nádrže je mnoho živočichů rozehnáno a někdy utopeno. Tento problém lze částečně zmírnit zavedením programů na záchranu volně žijících živočichů. Dalšími účinnými opatřeními mohou být: založení chráněných oblastí, výběr vhodné lokality, vzdělávání a osvěta v oblasti flory, fauny a specifického prostředí v rámci konkrétní oblasti.219
3.3.6 Bezpečnost Dosažení nulového rizika je prakticky nemožné, přesto lze však říci, že v současné době jsou vodní elektrárny velmi bezpečné. Ztráty na životech byly v posledních 30 letech jen velmi ojedinělé a podle studií činí průměrné roční riziko úmrtí způsobené havárií přehrad asi 10-6. Modernizace přepadů a zabezpečovacích zařízení výrazně snižují toto riziko
216
IPCC, 2011, s. 465–466. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 29. 218 VOITH. Environmentally-friendly turbine design [online]. 2011[cit. 2013-04-29]. Dostupné z: http://www.voith.com/en/Voith_Eco_friendly_turbine_design.pdf 219 IPCC, 2011, s. 466. 217
56
a budou nutné i během příštích desetiletí, jelikož se očekává zvýšení rozsahu a četnosti extrémních povodní v důsledku klimatických změn.220
3.3.7 Realizace projektů vodních elektráren v oblastech s nízkou nebo žádnou antropogenní činností Vybudování vodních elektráren často představuje rozsáhlé stavební práce v odlehlých oblastech, které mohou trvat několik let. Stovky někdy i tisíce pracovníků potřebuje bydlet v blízkosti, což vyžaduje zakládání velkých osad jak pro dělníky, tak pro jejich rodiny včetně zajištění infrastruktury zahrnující školy, místa pro konání bohoslužeb, rekreační objekty a nemocnice. Dopady a důsledky těchto aktivit silně závisí na stávající úrovni antropogenní činnosti. V obydlených oblastech mohou mít dopad zejména na domorodé obyvatelstvo (popsáno níže), zatímco v odlehlých oblastech s nízkou nebo žádnou antropogenní činností je hlavním cílem minimalizace dopadů na životní prostředí.221 V současné době se v Brazílii vyvíjí inovativní přístup k realizaci projektů vodních elektráren na těchto odlehlých územích. Konstrukce těchto vodních elektráren je založena na stejném konceptu jako ropné těžební plošiny s cílem zmírnění dopadů na životní prostředí. Přehrada bude postavena menším počtem pracovníků a po dokončení bude celé staveniště demontováno a odstraněno a oblast kolem elektrárny se znovu zalesní. „Plošinové“ elektrárny pracují s větší mírou automatizace než tradiční vodní elektrárny a nepotřebují ani vybudování přístupových cest, jelikož pracovníky bude na místo přepravovat vrtulník. Trvalé osídlování v okolí elektrárny bude výslovně zakázáno.222
3.3.8 Socioekonomické dopady Podobně jako vlivy vodních elektráren na životní prostředí, liší se i rozsah jejich sociálních dopadů na místní a regionální komunity, využití půdy, hospodářství, zdraví a bezpečnost a kulturní dědictví v závislosti na typu vodní elektrárny a specifických místních podmínkách. Zatímco průtočné elektrárny obecně představují malou sociální změnu, vybudování akumulačních vodních elektráren v hustě osídlených oblastech může být spojeno se značnými problémy souvisejícími s přesídlením a dopady na živobytí
220
ICOLD, 2006, s. 102–103. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY, 2012c, s. 29. 222 Platform Hydroelectric plant in the Amazon should be tendered by 2014. Portal Brasil [online]. 2012 [cit. 2013-04-30]. Dostupné z: http://www.brasil.gov.br/news/history/2012/05/10/platform-hydroelectricplant-in-the-amazon-should-be-tendered-by-2014 221
57
obyvatel sídlících dál po proudu za elektrárnou. Obnova a zlepšení životních podmínek dotčených komunit je dlouhodobý a náročný úkol, který v minulosti nebyl vždy úspěšně zvládnut. Vodní elektrárny mohou mít také pozitivní dopady na životní podmínky místních komunit a regionální hospodářství, a to nejen díky výrobě elektrické energie, ale také umožněním, prostřednictvím vybudování sladkovodních nádrží, dalších s vodou souvisejících aktivit, jako např. zavlažování, cestovní ruch, rybolov nebo zásobování obcí a průmyslu vodou současně s ochranou před povodněmi a suchem.223 Nedobrovolné vysídlení je jednou z nejcitlivějších socioekonomických otázek kolem rozvoje vodních elektráren, ačkoli ne všechny projekty vodních elektráren přesídlení vyžadují. Skládá se ze dvou blízce souvisejících, ale odlišných procesů – přemístění a přesídlení lidí, jakož i navrácení jejich živobytí prostřednictvím znovuobnovení jejich komunit. Pokud se nedobrovolnému vysídlení nelze vyhnout, mohou určitá opatření přispět k úspěšnému a šetrnému přesídlení. Tato opatření zahrnují přemístění osob ve skupinách při poskytnutí zvláštní péče domorodým lidem a dalším ohroženým sociálním skupinám; propagaci a šíření cílů projektu a souvisejících informací k zajištění veřejného přijetí; zlepšení živobytí přijetím vhodných regulačních rámců, kompenzačních programů a alokaci zdrojů a sdílení přínosů založených na přesném vyhodnocení nákladů a úměrném financování.224 V průběhu posledních 50 let došlo k přesídlení okolo 25 milionů lidí z důvodu výstavby vodních elektráren. Největší přesídlení proběhlo při stavbě čínské elektrárny Tři soutěsky, kdy bylo přemístěno asi 1,3 miliony osob. Na druhou stranu přehrady každoročně snižují počet osob, které ztratily své domovy v důsledku záplav.225 Jak již bylo zmíněno výše, masivní příliv pracovníků a vytváření dopravních koridorů mají potenciální dopad na životní prostředí a okolní komunity, pokud nejsou správně regulovány a řízeny. Ačkoli je velmi obtížné zmírnit nebo zcela kompenzovat sociální dopady vodních elektráren na domorodé nebo jiné kulturně ohrožené komunity, pro které jsou větší zásahy do jejich fyzického prostředí v rozporu s jejich základním přesvědčením, je třeba těmto skupinám věnovat zvláštní pozornost. Tyto komunity vyžadují dostatek času, vhodné zdroje informací a komunikační nástroje, aby si promysleli a rozvážili
223
IPCC, 2011, s. 463. IPCC, 2011, s. 467. 225 ICOLD, 2006, s. 105. 224
58
veškeré následky projektu a aby na základě konsenzu stanovili podmínky, za kterých by měla postupovat navrhovaná výstavba. 226 Od samého počátku projektu by měly být rovněž zváženy a posouzeny dopady vodních elektráren na veřejné zdraví. V teplejších klimatických pásmech může vést vytváření stojatých vod, jako jsou nádrže vodních elektráren, ke zvýšení vodou přenosných chorob, jako je malárie, říční slepota, horečka dengue nebo žlutá zimnice, které je třeba vzít v úvahu při projektování a stavbě nádrží. V ostatních pásmech by se mělo kontrolovat dočasné zvýšení rtuti, která se může uvolnit z půdy pomocí bakterií.227
3.3.9 Lokální sdílení přínosů Vodní elektrárny mohou přinášet značné výhody (viz výše), které jsou však vnímány odlišně mezi zainteresovanými subjekty, zejména mezi vládami, komunitami a firmami. Zatímco hlavní příjemci užitků z vodních elektráren mohou žít daleko od místa stavby, jiné skupiny žijící v oblastech zasažených výstavbou elektrárny často snáší většinu negativních dopadů a navíc nemusí mít ani přístup k elektřině vyrobené touto elektrárnou. Lokální sdílení přínosů z projektů vodních elektráren lze definovat jako systematické úsilí zastánců projektu pro udržitelné poskytování užitků místním komunitám zasažených těmito projekty.228 Sdílení přínosů je slibným přístupem pro realizaci projektů vodních elektráren udržitelným způsobem, jenž může poskytnout také spravedlivý rozvoj a plynulou realizaci projektu. Klíčové podmínky pro správné fungování mechanismů sdílení přínosů jsou vládní politiky, právní a regulační rámec, strategie společenské odpovědnosti firem a schopnosti místních komunit. Běžně využívané mechanismy jsou buď peněžní, nebo nepeněžní. Mezi peněžní mechanismy sdílení přínosů patří: přímé platby, preferenční sazby za elektřinu, platby na ochranu životního prostředí, fond místního rozvoje a sdílené vlastnictví elektrárny. Příklady nepeněžních mechanismů jsou: modifikace elektrárny podle potřeb místních komunit (např. pro potřeby zavlažování), řízení povodí, doprovodná infrastruktura a investice do veřejných služeb, vytváření pracovních míst.229
226
IPCC, 2011, s. 467. IPCC, 2011, s. 468. 228 WORLD BANK, 2012, s. 2, 7. 229 WORLD BANK, 2012, s. 11, 15. 227
59
3.3.10 Konflikty kvůli stavbám vodních elektráren v Amazonii Stále více je povodí Amazonie předmětem mnoha projektů výroby elektrické energie prostřednictvím velkých vodních elektráren, což vzbuzuje obavy u různých organizací. Pouze v brazilské části Amazonského pralesa je plánováno více než 60 velkých přehradních nádrží a v sousedních zemích, jako je Ekvádor, Peru či Bolívie mají rovněž v plánu desítky projektů.230 Výstavba vodních elektráren je čím dál důležitější pro uspokojení poptávky po energii v těchto zemích, ale na druhou stranu je třeba zvážit případné environmentální a sociální dopady těchto činností na amazonské ekosystémy a místní obyvatelstvo. V regionu Latinské Ameriky a Karibiku existují případy konfliktů i mimo oblast Amazonie, ale konflikty na tomto území se staly symbolem série argumentů odborníků v oblasti životního prostředí a sociální mobilizace či protestů, které pořádají organizace místních a indiánských obyvatel. Kromě environmentálních a socioekonomických dopadů popsaných výše, se zde mohou objevit vlivy specifické pro tuto oblast. Mezi takovéto dopady na životní prostředí Amazonie patří: odlesňování a zničení přirozeného prostředí, devastace fauny a flóry při napouštění přehrady a dopady na živočichy využívající břehů při hnízdění (ptáci a želvy), riziko vyhynutí endemických druhů a zhoršení dostupnosti a rozšiřování semen lesních porostů s dopadem na obnovu lesa. Mezi specifické sociální dopady lze zařadit: porušení práv indiánských obyvatel, ztrátu archeologických nalezišť a kulturních památek, změnu tradičních zvyků a zvýšení trestné činnosti v průběhu výstavby a po dokončení s přílivem lidí ze zemí mimo region, zadržování cenných minerálů, jako např. zlata v nádržích, pod nimiž byly tyto minerály dříve těženy, což může způsobit konflikty s horníky nebo jejich šíření do dalších oblastí.231 Asi nejvíce kontroverzním projektem je výstavba vodní elektrárny Belo Monte (11 233 MW) na řece Xingu v Brazílii. Protesty a soudní spory započaly v roce 2005, kdy se projekt dostal z fáze návrhu do fáze výstavby. Zatímco brazilská vláda pokračuje s budováním elektrárny, která je nedílnou součástí jejich plánů na snižování emisí uhlíku a udržení energetické bezpečnosti, domorodé obyvatelstvo a skupiny zabývající se životním prostředím se ostře staví proti projektu, neboť se obávají, že by mohl vést
230
Quiénes Somos. Represas en Amazonia [online]. [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://damsinfo.org/es/about/us/ 231 FES a DAR. Hidroeléctricas y conflictos sociales: recomendaciones para una mejor gestión ambiental [online]. 2012[cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://library.fes.de/pdf-files/bueros/peru/09004.pdf
60
k nevratným a katastrofálním důsledkům pro amazonský ekosystém a místní domorodé národy. Odpůrci tvrdí, že by kvůli elektrárně muselo být přemístěno až 40 000 lidí a že stavba poznamená téměř 579 čtverečných mil povodí řeky Amazonky, jíž je Xingu přítokem. Vláda zase tvrdí, že jakmile bude elektrárna zprovozněna, poskytne čistou a cenově dostupnou energii téměř 60 milionům Brazilců. Nicméně odpůrci přehrady trvají na tom, že potenciální přínosy Belo Monte jsou mnohonásobně převáženy jejími negativními dopady na životní prostředí. Mezi těmi, kdo nejvíce protestují proti Belo Monte a dalším projektům v celé Amazonii, jsou tisíce indiánských obyvatel, kteří žijí podél Xingu a sousedních řek. V srpnu 2012 nařídil soud okamžité pozastavení výstavby Belo Monte za nedodržení povinnosti konzultovat stavbu s domorodými obyvateli. O dva týdny později ale bylo toto rozhodnutí zrušeno Nejvyšším soudem, který povolil obnovení výstavby. Toto rozhodnutí podnítilo pobouření domorodých skupin a v říjnu téhož roku obsadilo 150 domorodců a místních rybářů území Belo Monte a ochromili konstrukci po dobu deseti dnů.232 V návaznosti na tento pokojný protest došlo v listopadu k více násilné akci, kdy dělníci zapálili vozidla a zničili počítače během jednání společnosti s odborovým svazem.233 Poslední protesty byly zaznamenány v březnu roku 2013, kdy více než 150 demonstrantů opět obsadilo staveniště. Brazilská vláda na tento protest reagovala rozmístěním vojenských jednotek okolo vodní elektrárny. Demonstranti nakonec ukončili obléhání po tom, co provozovatel elektrárny souhlasil s projednáním dodatečných kompenzací místním komunitám.234
232
The True Cost of Belo Monte, Life on the Amazon and Brazil's Energy Crisis. The International [online]. 2013 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://www.theinternational.org/articles/324-the-true-cost-of-belomonte-life-on-the 233 Labor violence halts work on Brazil's Belo Monte dam. Reuters [online]. 2012 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://www.reuters.com/article/2012/11/13/brazil-dam-idUSL1E8MDBHS20121113 234 Brazil sends troops to ensure safety at 11.2-GW Belo Monte hydropower project. HydroWorld [online]. 2013 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://www.hydroworld.com/articles/2013/03/brazil-sends-troops-toensure-safety-at-11-2-gw-belo-monte-hydro.html
61
Závěr Světové trhy s energií z obnovitelných zdrojů se v posledních letech vyvíjely rychlým tempem. V roce 2010 se obnovitelné zdroje energie podílely 16,7 % na celosvětové konečné spotřebě energie, přičemž moderní obnovitelné zdroje tvořily 8,2 % a zbytek (8,5 %) připadl na tradiční biomasu. V průběhu roku 2011 pokračoval silný růst moderních obnovitelných zdrojů ve všech odvětvích konečné spotřeby: v odvětví elektrické energie, vytápění a chlazení a v dopravě. Obnovitelné zdroje přispívaly v roce 2011 zhruba 20,3 % k celosvětové výrobě elektrické energie, z toho většina byla vyráběna prostřednictvím vodní energie. Mezi vedoucí země v celkové instalované elektrické kapacitě z obnovitelných zdrojů patřily v roce 2011 Čína, USA a Brazílie. Odvětví vytápění a chlazení nabízí obrovský, a z většiny ještě nevyčerpaný, potenciál k využívání obnovitelné energie. Teplo z biomasy, solární a geotermální energie již představuje významnou část energie získané z obnovitelných zdrojů. Trendem v oblasti vytápění a chlazení je zvětšování velikostí systémů, širší využívání kombinované výroby tepla a elektřiny a využívání obnovitelných zdrojů tepla v průmyslu. V dopravě se obnovitelná energie používá ve formě plynných nebo kapalných biopaliv, které v roce 2011 poskytovaly asi 3 % světových paliv pro silniční dopravu. Elektrická energie v současné době pohání vlaky, metra a malý, ale rostoucí počet osobních automobilů a motocyklů a stále více roste iniciativa spojit elektrickou dopravu s obnovitelnou energií. Nejrychleji rostoucí obnovitelnou technologií je solární fotovoltaika s průměrným ročním růstem celkové světové kapacity ve výši 58 %, následuje koncentrovaná solární energie s 37% a větrná energie s 26% tempem růstu. Rychle roste také poptávka po solárních tepelných systémech, geotermálních tepelných čerpadlech a rovněž po pevných palivech z biomasy. Rozvoj kapalných biopaliv byl v posledních letech proměnlivý – v roce 2011 zaznamenala produkce bionafty expanzi, zatímco výroba etanolu mírně poklesla. Vodní a geotermální energie rostou na celém světě v průměru 2–3% tempem ročně. V některých zemích však růst těchto a dalších obnovitelných technologií daleko převyšuje celosvětový průměr. Latinská Amerika a Karibik představují asi 6,7 % celkové světové spotřeby primární energie, přičemž v této oblasti žije 8,5 % světové populace. Je proto zřejmé, že v regionu existuje stále velké množství obyvatelstva, které nemá přístup k elektrické energii a závisí na využívání tradiční biomasy pro vytápění a vaření. Největším zdrojem energie je ropa
s přibližně 41% podílem na celkových dodávkách energie v regionu. Pokud bereme v úvahu pouze elektrickou energii, jejím největším zdrojem je vodní energie, která se podílí 51,2 %. Díky rozšířenému využívání vodní energie, tak obnovitelné zdroje energie tvoří asi 58 % produkce celkové elektrické energie v Latinské Americe a Karibiku. Avšak ani výroba elektrické energie z jiných obnovitelných zdrojů není zcela zanedbatelná a vykazuje vysoké tempo růstu. Například kapacita větrné energie se v roce 2011 zvýšila o 1,2 GW na celkových 4 GW, přičemž hlavní roli v instalování větrných elektráren zaujímá Brazílie. Odhaduje se, že do roku 2025 dosáhne celková instalovaná kapacita v celém regionu 46 GW, přitom Argentina má tak velký potenciál větrné energie, že by mohla dodávat elektřinu po celém regionu. Latinská Amerika disponuje rovněž obrovským potenciálem sluneční energie vzhledem k vysoké úrovni slunečního záření. V současné době probíhají rozsáhlé projekty a předpokládá se, že do roku 2017 bude instalováno 13 GW fotovoltaických systémů s připojením na rozvodnou síť. Většinu produkce solární energie však představují ostrovní systémy bez připojení na rozvodnou síť. Geotermální energie představuje další nevyužitý potenciál, který se v celé Latinské Americe a Karibiku odhaduje na 3–13 GW. Ložiska geotermální energie se nacházejí především ve Střední Americe, Mexiku, Chile a Peru, přičemž v některých zemích Střední Ameriky je geotermální energie konkurenceschopná s konvenčními zdroji elektrické energie. Energie z biomasy, především ve formě biopaliv, je dalším významným zdrojem energie v Latinské Americe. V roce 2010 se region podílel asi 31 % na celosvětové produkci etanolu s Brazílií jako hlavním producentem. Jelikož technologie obnovitelných zdrojů nemusí být vždy konkurenceschopné s tradičními zdroji energie, vlády často využívají různých podpůrných nástrojů k dotování obnovitelných zdrojů a zavádění programů pro stimulaci jejich rozvoje. Příkladem úspěšného zavedení je brazilský pobídkový program PROINFA, jehož cílem je zvýšení podílu elektřiny vyrobené z větrných elektráren, biomasy a vodních elektráren na 10 % z celkové roční spotřeby během příštích 15 let. Vodní energie patří mezi bezpečné, spolehlivé a levné obnovitelné zdroje energie. Její výhodou oproti jiným obnovitelným zdrojům je schopnost uchovávat přebytečnou energii a větší předvídatelnost její produktivity. Podle charakteru pracovního režimu rozlišujeme vodní elektrárny průtočné, akumulační a přečerpávací. Výška spádu a průtok vody určují,
jaký typ vodní turbíny je vhodné použít. Díky technologickému pokroku dosahuje hydraulická účinnost vodních turbín 90–95 %. Dle instalovaného výkonu pak můžeme vodní elektrárny rozdělit na malé a velké. Celosvětový konsensus o horní hranici pro malé vodní elektrárny však neexistuje. Velké vodní elektrárny jsou velmi konkurenceschopné s ostatními zdroji elektrické energie, jejich celkové náklady na výrobu elektřiny se pohybují průměrně okolo 67 USD/MWh, přičemž některé mohou dosáhnout pouze 25 USD/MWh. Region Latinské Ameriky a Karibiku disponuje asi 1/6 celkové světové instalované kapacity vodní energie. I přes již velké množství instalovaných vodních elektráren, je v současné době využito pouze asi 24 % celkového z potenciálu vodní energie v Latinské Americe a Karibiku. Největší vodní elektrárnou je Itaipú ležící na řece Paraná v Brazílii, která v roce 2012 vyrobila nejvíce elektrické energie na světě. V Brazílii se bude rovněž nacházet třetí největší vodní elektrárna na světě, Belo Monte, která je v současné době ve výstavbě spolu s dalšími velkými projekty. Mezi latinskoamerické země, které aktivně rozvíjejí vodní energii, patří taktéž Chile, Kolumbie, Argentina, Ekvádor, Peru a Venezuela. Menší projekty jsou v plánu v Kostarice, Dominikánské republice, Panamě a v Mexiku. V Latinské Americe se hojně objevuje regionální energetická integrace, kdy dochází k propojení elektrické energie mezi několika zeměmi umožňující optimalizaci dodávek elektřiny, zlepšení efektivity a snížení domácích investic do výrobních kapacit. Mezi takovéto integrace patří například SIEPAC – Systém propojení elektřiny ve Střední Americe, Itaipú Binacional dodávající elektrickou energii Brazílii a Paraguaji či vodní elektrárna Yacyretá poskytující elektřinu Argentině a Paraguaji. Vodní elektrárny mohou kromě výroby elektřiny přinášet i jiné výhody, mezi které patří poskytování pitné vody, zavlažování, ochrana proti povodním či rekreační vyžití. Velké vodní elektrárny, kterým se dává přednost kvůli úsporám z rozsahu, však vyvolávají rostoucí odpor environmentálních organizací a místních komunit kvůli jejich možným vlivům na životní prostředí a obyvatele, které by neměly být přehlíženy. Z hlavních environmentálních dopadů lze jmenovat změnu průtoku řek a s tím související dopady, vliv na kvalitu vody, tvorbu sedimentů, emise skleníkových plynů (která je však řádově nižší než u fosilních paliv) či vliv na biodiverzitu v okolí elektrárny. Mezi nejzávažnější socioekonomické dopady patří především nedobrovolné vysídlení místních obyvatel.
Lokální sdílení přínosů z vodních elektráren by mělo přispět ke spravedlivému rozdělení užitků plynoucích z těchto projektů a k jejich realizaci udržitelným způsobem. Region neustále vykazuje silný ekonomický růst, který se očekává i do budoucna. S hospodářským růstem je spojena větší potřeba energií, zejména však elektrické energie, jejíž poptávka by se měla do roku 2030 více než zdvojnásobit. Pro dosažení udržitelného rozvoje regionu tak představují obnovitelné zdroje energie vhodnou alternativu pro uspokojení této rostoucí poptávky. Jelikož se očekává postupný pokles podílu vodní energie na celkové výrobě elektrické energie, bude nutné zvážit, jaké změny energetického mixu budou třeba pro udržení stávajícího podílu energie z obnovitelných zdrojů. Dva závěry jsou ale zřejmé: region musí tvrdě pracovat na dosažení plánů pro nové vodní elektrárny a výrazně rozšiřovat využívání jiných obnovitelných zdrojů energie, jejichž potenciál je v Latinské Americe značný. Rozvoji vodních elektráren však brání skutečné a vnímané sociální a environmentální rizika velkých elektráren. Proto je potřeba zlepšit celý proces, kterým se identifikují a řídí sociální a environmentální otázky spojné s vodními elektrárnami, jakož i konzultace v oblasti životního prostředí, udělování licencí a procesu pověřování.
Seznam použitých zdrojů 10 big wind turbines. Windpower Monthly [online]. 2013 [cit. 2013-02-27]. Dostupné z: http://www.windpowermonthly.com/10-biggest-turbines 90 MW Addition to Iceland’s Hellisheidi Geothermal Power Plant. Geothermal Energy, Hydroelectric Power-Mannvit Consulting Engineers [online]. 2011 [cit. 2013-03-13]. Dostupné z: http://www.mannvit.com/AboutUs/News/Readarticle/ 90mwadditiontoicelandshellisheidigeothermalpowerplant Amazon Indians unite against Canadian oil giant. Survival International [online]. 2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.survivalinternational.org/news/9023 Analysis of regulatory framework of electric power market in Honduras: Promising and essential changes. ScienceDirect [online]. 2011 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957178711000816 Antecedentes. Comisión Federal de Electricidad [online]. 2013 [cit. 2013-04-23]. Dostupné z: http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/8_HidroelectricaLaYesca/ Informacionbasica/Paginas/Antecedentes.aspx BERNARDELLI, Federico. Energía Solar Termodinámica en América Latina: Los casos de Brasil, Chile e México [online]. 2010[cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.eclac.org/publicaciones/xml/2/43962/Lcw402e.pdf Bioenergy, Biomass Energy and Biofuels. Renewable Energy World [online]. © 19992013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/bioenergy Biofuels. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/biofuels Biopower. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/biopower Bioproducts. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/bioproducts BRAVO, Elizabeth. Impactos de la explotación petrolera en América Latina. Biodiversidad [online]. 2005, č. 43 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.grain.org/ es/article/entries/1031-impactos-de-la-explotacion-petrolera-en-america-latina Brazil reminds Paraguay that Itaipu power is jointly shared and managed. MercoPress [online]. 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://en.mercopress.com/2012/08/10/brazilreminds-paraguay-that-itaipu-power-is-jointly-shared-and-managed Brazil sends troops to ensure safety at 11.2-GW Belo Monte hydropower project. HydroWorld [online]. 2013 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://www.hydroworld.com/ articles/2013/03/brazil-sends-troops-to-ensure-safety-at-11-2-gw-belo-monte-hydro.html CEPAL. Anuario Estadístico de América Latina y el Caribe [online]. Santiago de Chile, 2012a[cit. 2013-03-18]. ISBN 978-92-1-055364-3. Dostupné z: http://www.cepal.org/publicaciones/xml/4/48864/AnuarioEstadistico2012_ing.pdf
CEPAL. Las alianzas público-privadas en energías renovables en América Latina y el Caribe [online]. Santiago de Chile, 2012b[cit. 2013-03-18]. Dostupné z: http://www.cepal.org/publicaciones/xml/3/46743/Lcw478e.pdf CEPALSTAT Estadísticas de América Latina y el Caribe. CEPAL - Comisión Económica para América Latina y el Caribe [online]. 2000-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://estadisticas.cepal.org/cepalstat/WEB_CEPALSTAT/Portada.asp?idioma=e CEPAL. Implicaciones del desarrollo de los biocombustibles para la gestión y el aprovechamiento del agua [online]. 2011[cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eclac.cl/publicaciones/xml/4/45304/Lcw0445e.pdf Comparisons. Itaipu Binacional [online]. 2013 [cit. 2013-04-17]. Dostupné z: http://www.itaipu.gov.br/en/energy/comparisons Descripción del Proyecto. SIEPAC [online]. © 2013 [cit. 2013-04-24]. Dostupné z: http://www.eprsiepac.com/descripcion_siepac_transmision_costa_rica.htm Datos técnicos – Récords. Entidad Binacional Yacyretá [online]. 2006 - 2010 [cit. 201304-25]. Dostupné z: http://www.eby.gov.py/index.php?option=com_content&view=article&id=59&Itemid=86 EARTH HEAT RESOURCES LTD. Operations Report October 1, 2012 to December 31, 2012 [online]. 2013[cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.earthheat.com.au/wpcontent/uploads/2011/03/EHR_Quarterly_Activities_Report_and_Appendix_5B_Dec2012-FINALpm.pdf ELLIOTT, David. Sustainable Energy: Opportunities and Limitations. Hampshire: PALGRAVE MACMILLAN, 2007. ISBN 0-2300-0800-3. El Salvador to Create Geothermal Training Center. Domestic Fuel [online]. 2012 [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://domesticfuel.com/2012/05/16/el-salvador-to-creategeothermal-training-center/ Environmental Flows. World Bank [online]. © 2013 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://water.worldbank.org/topics/environmental-services/environmental-flows FES a DAR. Hidroeléctricas y conflictos sociales: recomendaciones para una mejor gestión ambiental [online]. 2012[cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://library.fes.de/pdffiles/bueros/peru/09004.pdf Future uncertain for Genren II renewables round. BNamericas [online]. 2012 [cit. 201303-26]. Dostupné z: http://www.bnamericas.com/news/electricpower/future-uncertain-forgenren-ii-renewables-round Garabí-Panambí hydro first phase to begin early 2013. BNamericas [online]. 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://www.bnamericas.com/news/electricpower/first-phase-ofgarabi-panambi-hydro-project-to-begin-in-early-20131 GEA. Geothermal: 2012 International Market Overview Report [online]. 2012[cit. 201303-23]. Dostupné z: http://geo-energy.org/pdf/reports/2012GEA_International_Overview.pdf GEA. Geothermal Energy: International Market [online]. 2010[cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.geoenergy.org/pdf/reports/gea_international_market_report_final_may_2010.pdf
Gemasolar thermosolar plant. Torresol Energy Investments [online]. © 2010 [cit. 2013-0312]. Dostupné z: http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/gemasolar-plant/en Geothermal Basics. Geothermal Energy Association [online]. 2009 [cit. 2013-03-06]. Dostupné z: http://www.geo-energy.org/Basics.aspx Greenhouse Gas Emissions from Freshwater Reservoirs FAQ. IHA [online]. © 1995-2013 [cit. 2013-04-28]. Dostupné z: http://hydropower.org/iha/development/ghg/faq.html How Do Photovoltaics Work?. NASA Science [online]. 2002 [cit. 2013-03-05]. Dostupné z: http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/ Hydrogen Energy. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-10]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/hydrogen ICOLD. Cost Savings in Dams [online]. 2008[cit. 2013-04-22]. Dostupné z: http://www.hydrocoop.org/publications/Draft_of_ICOLD_Bulletin_on_cost_savings_22.1 2.2008_b.pdf ICOLD. The role of dams in the XXI century: Achieving a sustainable development target [online]. 2006 [cit. 2013-04-26]. Dostupné z: http://www.hydrocoop.org/publications/Role_of_Dams_new.pdf IHA. 2012 IHA Hydropower Report [online]. 2012[cit. 2013-04-28]. Dostupné z: https://iha.boxcloud.com/bc/1/138ee7a156c4c55cb29e7329bb556cc9/JolueqOGpciD6dgY hecNBoVpYxkvmYe1ZLheZor6BF4DUBIelMQTkFwYIys3nIibNIIEHUp447tBZLaXDz IbNQ,,/e49dc90d58f590ecea9d1b7d768066b1/ IHA. 2013 IHA Hydropower Report [online]. 2013[cit. 2013-04-22]. Dostupné z: https://iha.box.com/shared/static/54ukw5lndmvpjiyf1sd4.pdf Industry profile. Brazil Energy S.A. [online]. 2012 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://brazilenergy.com.br/en/portfolio/brazil-biomass-energy/perfil-do-setor/ INTER-AMERICAN DIALOGUE. Latin America’s Energy Future [online]. 2012[cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://www.thedialogue.org/PublicationFiles/Tissotpaperweb.pdf INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Deploying Renewables 2011: Best and Future Policy Practice [online]. 2011[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6111271e.pdf?expires=1364319587&id=i d&accname=ocid195691&checksum=8392C450C6D175A68AE7C5C22687AD59 INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Deploying Renewables: Principles for Effective Policies [online]. 2008[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6108061e.pdf?expires=1364319570&id=i d&accname=ocid195691&checksum=DB5B8259E024F40E568B685605D3421B INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Medium-Term Renewable Energy Market Report 2012: Market Trends and Projections to 2017 [online]. Paříž, 2012b[cit. 2013-0221]. ISBN 978-92-64-17799-4. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112231e.pdf?expires=1361453260&id=i d&accname=ocid195691&checksum=E65279AD0ECDCB7B4274E612CCF3EDDC INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Renewable Energy: Market and Policy Trends in IEA Countries. Paříž: OECD, 2004. ISBN 92-64-10791-6.
INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Renewables Information [online]. Paříž, 2012a[cit. 2013-02-19]. ISBN 978-92-64-17388-0. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112111e.pdf?expires=1361282794&id=i d&accname=ocid195691&checksum=4665EAA633797732372EC0A79F40B7BB INTERNATIONAL ENERGY AGENCY. Technology Roadmaps: Hydropower [online]. 2012c[cit. 2013-04-15]. Dostupné z: http://www.oecdilibrary.org.ezproxy.vse.cz/docserver/download/6112291e.pdf?expires=1366054457&id=i d&accname=guest&checksum=BA8B34BA2B8AC277C098C52B479DEABC International Energy Statistics: Biodiesel Production. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=79&pid=81&aid=1&cid=r1,r2, &syid=2005&eyid=2011&unit=TBPD International Energy Statistics: Biomass and Waste Electricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=6&pid=38&aid=12&cid=r1,r2, &syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH International Energy Statistics: Electricity Net Generation by Type. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=alltypes&aid=12&cid= ww,r1,r2,&syid=2007&eyid=2010&unit=BKWH International Energy Statistics: Hydroelectricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-04-22]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=33&aid=12&cid=r1,r2, &syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH International Energy Statistics: Total Non-Hydro Renewable Electricity Net Generation. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=6&pid=34&aid=12&cid= r1,r2,&syid=2000&eyid=2010&unit=BKWH International Energy Statistics: Total Primary Energy Consumption per Capita. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=44&pid=45&aid=2&cid=ww,r1 ,r2,&syid=2000&eyid=2011&unit=QBTU International Energy Statistics: Total Primary Energy Consumption. U.S. Energy Information Administration [online]. 1995-2013 [cit. 2013-03-19]. Dostupné z: http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=44&pid=44&aid=2&cid=ww,r1 ,r2,&syid=2000&eyid=2011&unit=MBTUPP IPCC. Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation [online]. 2011[cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://srren.ipccwg3.de/report/IPCC_SRREN_Full_Report.pdf IRENA. Renewable Energy Cost Analysis - Hydropower [online]. 2012[cit. 2013-04-15]. Dostupné z: http://www.irena.org/DocumentDownloads/Publications/RE_ Technologies_Cost_Analysis-HYDROPOWER.pdf Itaipu Hydroelectric Dam. Power Technology [online]. © 2012 [cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://www.power-technology.com/projects/itaipu-hydroelectric/
KRAUTER, Stefan. RE in Latin America: Actual State and Potential of Renewable Energies in the Region. ReFOCUS [online]. 2005, January/February [cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.stefankrauter.com/info/refocus_RE_in_LA.pdf Labor violence halts work on Brazil's Belo Monte dam. Reuters [online]. 2012 [cit. 201305-02]. Dostupné z: http://www.reuters.com/article/2012/11/13/brazil-damidUSL1E8MDBHS20121113 La energía eólica en América Latina. Energías Renovadas [online]. 2011 [cit. 2013-0322]. Dostupné z: http://energiasrenovadas.com/la-energia-eolica-en-america-latina/ Latin America Report: Mapping the Solar Energy Landscape. Renewable Energy World [online]. 2013 [cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/ rea/news/article/2013/01/latin-america-report-illuminating-countries-solar-energy-plans LIBRA, Martin. Aktuální otázky obnovitelných zdrojů energie v souvislosti s trvale udržitelným rozvojem [online]. 2007[cit. 2013-02-26]. Dostupné z: http://vipor.czu.cz/download_file.php?path=_data_app_downloads/cz/&filename=Obnovit elne_zdroje.pdf Module Pricing. Solarbuzz [online]. 2012 [cit. 2013-03-05]. Dostupné z: http://www.solarbuzz.com/facts-and-figures/retail-price-environment/module-prices MUSIL, Petr. Globální energetický problém a hospodářská politika: se zaměřením na obnovitelné zdroje. Praha: C. H. Beck, 2009. ISBN 978-80-7400-112-3. MYNÁŘOVÁ, Barbora. Postavení Latinské Ameriky ve světové ekonomice. Praha, 2010. Bakalářská práce. Vysoká škola ekonomická v Praze. Ocean Energy. Renewable Energy World [online]. © 1999-2013 [cit. 2013-03-08]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/tech/ocean-energy OLADE. Informe de Estadísticas Energéticas 2010 [online]. 2010[cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://biblioteca.olade.org/iah/fulltext/Bjmbr/v32_2/old0222.pdf OLADE. Tarjeta de Estadísticas Energéticas 2012 [online]. 2012[cit. 2013-03-20]. Dostupné z: http://www.olade.org/sites/default/files/img_publicaciones/ IEE2012/TARJETA-IE2012ingles.pdf Platform Hydroelectric plant in the Amazon should be tendered by 2014. Portal Brasil [online]. 2012 [cit. 2013-04-30]. Dostupné z: http://www.brasil.gov.br/news/history/ 2012/05/10/platform-hydroelectric-plant-in-the-amazon-should-be-tendered-by-2014 Programme of Incentives for Alternative Electricity Sources (PROINFA). World Resources Projects [online]. [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://projects.wri.org/sdpams-database/brazil/programme-incentives-alternative-electricity-sources-proinfa PROINFA. Ministério de Minas e Energia [online]. 2010 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.mme.gov.br/programas/proinfa Proyecto geotérmico Cerro Pabellón en región de Antofagasta generará 120 MW. El Mensajero [online]. 2013 [cit. 2013-03-24]. Dostupné z: http://www.elmensajero.cl/?p=23590 QUASCHNING, Volker. Obnovitelné zdroje energií. Praha: Grada, 2010. ISBN 978-80247-3250-3.
Quiénes Somos. Represas en Amazonia [online]. [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://dams-info.org/es/about/us/ REN21. Renewables 2011 Global Status Report [online]. Paříž, 2011[cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://www.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/110929_GSR2011_FINAL.pdf REN21. Renewables 2012 Global Status Report [online]. Paříž, 2012[cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://new.ren21.net/Portals/0/documents/Resources/%20GSR_2012%20highres.pdf Renewable Energy Generation Program (GENREN). INTERNATIONAL ENERGY AGENCY [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/argentina/name,24759,en.php?s=dHlwZT1 yZSZzdGF0dXM9T2s,&return=... Renewable Energy Recap: Argentina. Renewable Energy World [online]. 2012 [cit. 201303-26]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2012/01/ renewable-energy-recap-argentina Ring of Fire. USGS [online]. 1999 [cit. 2013-03-23]. Dostupné z: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/Fig22.gif Romaine Complex. Hydro-Québec [online]. © 1996-2013 [cit. 2013-03-11]. Dostupné z: http://www.hydroquebec.com/projects/romaine.html RUSSELL, Ray. Covering Latin America. Power Engineering [online]. 2012 [cit. 201303-20]. Dostupné z: http://search.proquest.com.ezproxy.vse.cz/docview/1024433371?accountid=17203 Saudi Arabia: World's Biggest Solar Thermal Plant in Operation. Solarthermalworld [online]. 2012 [cit. 2013-03-12]. Dostupné z: http://solarthermalworld.org/content/saudiarabia-worlds-biggest-solar-thermal-plant-operation SECRETARÍA DE ENERGÍA. Programa Especial para el Aprovechamiento de Energías Renovables [online]. 2009[cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.sener.gob.mx/webSener/res/0/Programa%20Energias%20Renovables.pdf Special Programme for the Use of Renewable Energy. INTERNATIONAL ENERGY AGENCY [online]. 2012 [cit. 2013-03-26]. Dostupné z: http://www.iea.org/policiesandmeasures/pams/mexico/name,24764,en.php?s=dHlwZT1yZ SZzdGF0dXM9T2s,&return=... The True Cost of Belo Monte, Life on the Amazon and Brazil's Energy Crisis. The International [online]. 2013 [cit. 2013-05-02]. Dostupné z: http://www.theinternational.org/articles/324-the-true-cost-of-belo-monte-life-on-the Uruguay deal boosts S. America wind power. UPI [online]. 2013 [cit. 2013-03-22]. Dostupné z: http://www.upi.com/Business_News/Energy-Resources/2013/03/15/Uruguaydeal-boosts-S-America-wind-power/UPI-78221363376537/ VOITH. Environmentally-friendly turbine design [online]. 2011[cit. 2013-04-29]. Dostupné z: http://www.voith.com/en/Voith_Eco_friendly_turbine_design.pdf
Wind Power Looking Strong in 2013. Renewable Energy World [online]. 2013 [cit. 201303-22]. Dostupné z: http://www.renewableenergyworld.com/rea/news/article/2013/01/ wind-power-looking-strong-in-2013 WINDPOWER MONTHLY. Latin America - Special Report [online]. 2012[cit. 2013-0322]. Dostupné z: http://offlinehbpl.hbpl.co.uk/NewsAttachments/OPW/LatinAmericaReport.pdf WORLD BANK. A Guide for Local Benefit Sharing in Hydropower Projects [online]. 2012[cit. 2013-04-25]. Dostupné z: http://wwwwds.worldbank.org/external/default/WDSContentServer/WDSP/IB/2012/07/04/00033303 8_20120704052020/Rendered/PDF/708440NWP0Box300Hydropower0Projects.pdf WORLD BANK. Meeting the Electricity Supply/Demand Balance in Latin America and the Caribbean [online]. 2010[cit. 2013-03-25]. Dostupné z: http://www.esmap.org/sites/esmap.org/files/REPORT%20LAC%20Electricity%20Challen ge%20octubre%202010%20LESMAP%20FINAL.pdf
Seznam tabulek, grafů a obrázků Tabulky Tabulka 1 Výroba etanolu (v tis. barelech za den) ............................................................. 33 Tabulka 2 Výroba bionafty (v tis. barelech za den) ........................................................... 34 Tabulka 3 Vymezení malých vodních elektráren podle země ............................................ 44 Tabulka 4 Odhad potenciálu vodní energie v Latinské Americe a Karibiku ..................... 46
Grafy Graf 1 Podíl obnovitelné energie na světové konečné spotřebě energie, 2010 .................. 13 Graf 2 Podíl jednotlivých zdrojů energie na celkové výrobě elektrické energie v Latinské Americe a Karibiku, 2011 .................................................................................................. 23 Graf 3 Podíl jednotlivých obnovitelných zdrojů energie na celkových dodávkách obnovitelné energie v Latinské Americe a Karibiku, 2011 ................................................ 26 Graf 4 Produkce vodních elektráren, 1965–2011 (v TWh) ................................................ 39
Obrázky Obrázek 1 Fotovoltaický systém .......................................................................................... 6 Obrázek 2 Ohnivý kruh ...................................................................................................... 30 Obrázek 3 Systém SIEPAC ................................................................................................ 50
