Fotovoltaické systémy v kombinaci s bateriovými úložišti by mohly do budoucna až pomoci polovině majitelů menších nemovitostí vyvázat se ze závislosti na dodávkách komerčně vyráběné elektrické energie. Výzkumníci z Technologického institutu v Karlsruhe (KIT) společně s partnery zkoumali potenciál zcela soběstačného zásobování obytných budov. V odborném časopise Joule pak popsali, že až 53 procent rodinných domů v Evropě by se mohlo stát technicky energeticky soběstačnými. Do roku 2050 tak mohly být na komerční síti nezávislé více než dva miliony budov. Stačit by k tomu měly „jen“ o padesát procent vyšší investice k energetickým úsporám, než v současnosti činí.
Ceny elektřiny v Evropě rostou už delší dobu – po ruském útoku na Ukrajinu ale podle výpočtů Eurostatu dosáhly rekordní úrovně. Fotovoltaika a bateriová úložiště zároveň usnadňují a zmírňují závislost na dodavatelích energie.
„Investicemi do lokálních systémů zásobování energií lze pokrýt velkou část vlastní spotřeby elektřiny, a tím snížit závislost na vysokých cenách elektřiny,“ oznámil hlavní autor Max Kleinebrahm, vedoucí skupiny v Institutu průmyslového řízení a výroby (IIP) KIT.
V Evropě se proto vlastníci budov stále více rozhodují pro větší nezávislost: „Kromě ekonomické efektivity hrají při rozhodování stále důležitější roli také nepeněžní aspekty, jako je vysoký podíl obnovitelných energií, odmítání využívání jaderných a fosilních energií a vysoký stupeň soběstačnosti.“
Tým KIT společně s výzkumníky z Forschungszentrum Jülich, ETH Zurich a Paul Scherrer Institute vypočítal, jak velký by byl krok od polosoběstačnosti k úplné soběstačnosti v elektřině a teple.
Kolik stojí energetická nezávislost ve vaší domácnosti?
Jejich výpočty jsou založeny na databázi, ve které byly kombinovány geograficky vysoké rozlišení informací o evropském fondu budov a domácnostech, které v něm žijí, s místními klimatickými a ekonomickými podmínkami.
Použitím nových metod ke snížení složitosti vysoce výkonných počítačů byly původně konfigurovány nákladově optimalizované energeticky soběstačné systémy zásobování pro 4 000 reprezentativních rodinných domů. V dalším kroku pak byly neuronové sítě použity k přenosu výsledků do 41 milionů zkoumaných rodinných domů.
„Za současných podmínek je 53 procent ze 41 milionů budov technicky schopno zásobovat se nezávisle na externí infrastruktuře pomocí místního slunečního záření pouze na střeše a tento podíl by se mohl do roku 2050 zvýšit na 75 procent díky vylepšeným technologiím,“ říká Russell McKenna ze Švýcarského federálního technologického institutu v Curychu (ETH Zurich) a vedoucí laboratoře analýzy energetických systémů na Institutu Paula Scherrera ve Švýcarsku.
„Pokud nyní předpokládáme, že majitelé budov budou ochotni investovat až o 50 procent více, než by bylo nutné pro srovnatelný energetický systém s připojením k síti, pak by do roku 2050 mohly opustit elektrickou síť až dva miliony rodinných domů,“ doplnil McKenna.
Výzkumníci vidí výrazný potenciál pro energeticky soběstačné obytné budovy především v regionech s nízkými sezónními výkyvy počasí, jako je Španělsko, nebo s vysokými cenami elektřiny, jako je Německo.
„Naše výsledky ukazují, že úspěšný, nákladově optimální a soběstačný systém zásobování budov ve střední Evropě se bude skládat z fotovoltaiky pro výrobu elektřiny a kombinace krátkodobého bateriového úložiště a dlouhodobého sezónního systému skladování vodíku,“ vedoucí oddělení Forschungszentrum Jülich Jann Weinand.
Větší stabilita energetického systému
Výzkumníci hodlají v další práci podrobněji analyzovat dopady možného rozsáhlého rozšíření energeticky soběstačných zásobovacích soustav na evropský energetický systém, ale předpokládají pozitivní efekt.
„Částečně soběstačné obytné budovy by v budoucnu mohly pomoci stabilizovat energetický systém vyšší úrovně. Například méně výrazný profil poptávky domácností by mohl utlumit poptávku po elektrárnách se špičkovým zatížením,“ říká Elias Naber z IIP společnosti KIT.
„Pak by ale bylo nutné zabránit tomu, aby se majitelé budov úplně odpojili od sítě – například tím, že by byli za šetrné chování k síti odměněni speciálními cenovými tarify elektřiny,“ dodal Naber.
(nik)
