Elon Musk, americký miliardář známý výrobou elektromobilů a soukromými lety do vesmíru, chce podpořit změnu v energetice. Chce osvobodit domácnosti od závislosti na fosilních palivech a pomoci solárním panelům. Klíčem má být nový systém chytrých baterií PowerWall. Jestli je dnes někdo ve světě techniky hvězdou, je to Elon Musk. Sice nemohl být předobrazem pro komiksového Iron Mana, protože je mladší, média ho tak nazývají. Musk není pro fanoušky techniky a novináře nudný, ani když mluví o bateriích na zdi, jak se ukázalo i na začátku května. Jeho firma Tesla představila nové systémy na skladování energie pro domácnosti a také svou vizi podobných bateriových systémů i pro firmy. A v polovině května už si zákazníci údajně objednali více než 40 000 jednotek. Na první pohled přitom nejde o nic převratného. Systém tvoří lithiové baterie (známé „lionky“). Zřejmě půjde do značné míry v podstatě o stejné typy baterií kvůli úspoře nákladů na výrobu, konstrukci atd. (I když tak jednoduché to není, o tom později.) Musk s bateriemi pro domácnosti (a fotovoltaické systémy, jejich instalaci atp.) už jisté zkušenosti má. Je předsedou správní rady v rámci společnosti SolarCity. To je firma specializující se na instalace fotovoltaických systémů, která přišla i se zajímavými finančními inovacemi, ale stacionární bateriové systémy pro ni představovaly druhořadou záležitost. Prodávaly se ovšem v poměrně omezené míře a prodeje sloužily zřejmě spíše ke sbírání zkušeností a ověřování možných obchodních modelů. Pověste je vyso ko! Nový systém to má změnit. Dostal název Powerwall a zákazníci (zatím američtí) mají na výběr ze dvou verzí: menší s kapacitou 7 kWh za 3000 dolarů (cca 75 000 korun) a větší s kapacitou 10 kWh, která je za 3500 dolarů (cca 90 000 Kč). Obě jsou podle dostupných informací určeny pro trochu jiné použití. Menší systém je určen pro každodenní vybíjení, větší zhruba pro týdenní cyklus vybíjení. Kupodivu – tedy z hlediska nákladů – je každá baterie jiného typu. Větší model o kapacitě 10 kWh používá články LiNCA (lithium nickel-cobalt-aluminum cells čili lithium-nikl-kobalt-hliník), tedy stejný typ jako v elektromobilech Tesla Model S. Menší baterie o kapacitě 7 kWh je založený na článcích LiNMC (nickel- -manganese-cobalt, tedy nikl-mangan- -kobalt), což je vlastně dnes rozšířenější varianta, kterou používá například elektromobil Nissan Leaf. (Proč jsou baterie založené na rozdílných technologiích, Tesla nevysvětlila.) Obě baterie ale mají zřejmě společné něco jiného: jsou ve skutečnosti hodně naddimenzované. Jejich maximální možný výkon bude podstatně větší, než se z nich má v praxi čerpat. U baterií zjednodušeně řečeno obecně platí, že čím méně se zatěžují, tím více vydrží, a tak obě verze Powerwall obsahují dost článků na to, aby v jiných aplikacích – například automobilových – podávaly mnohem vyšší výkony. Analytická společnost v oboru skladování energie Catalytic Engineering odhaduje, že při použití stejné baterie v elektromobilu by možná mohl být maximální výkon stejné baterie někde kolem 30 kW. Zákazník tedy kupuje v podstatě mnohem více skladovací kapacity (chcete-li silnější baterii), než kolik využije, ale za to by se měl dočkat dlouhodobé výdrže a stability. I tak jsou parametry takové, že dobře konkurují podobným systémům založeným na ověřených technologiích, včetně ověřených olověných akumulátorů. (V tomto případě mají ale tu nevýhodu, že špatně snáší hluboké vybití, a proto musí být i tyto systémy výrazně naddimenzované.) Kapacita baterií Powerwall je přesto i na papíře taková, že větší baterie má stačit průměrné americké domácnosti po dobu 8 h průměrné spotřeby. (Americké statistiky udávají průměrný odběr tamní domácností na cca 1,26 kW.) Maximální výkon celé baterie (3,3 kW) ale zřejmě nebude stačit na provoz všech zařízení v domácnosti najednou – hlavně na primárním trhu v USA, kde se v domácnostech používá běžně nejen klimatizace, ale také například sušičky. Zařízení lze zapojovat do jednoho systému až po 9 kusech, tedy do maximální kapacity 90 kWh. Součástí ceny není zařízení na převod stejnosměrného proudu na střídavý, tedy invertor, který vyjde ještě na několik dalších desítek tisíc korun (měnič DC- -DC ano). Domácnosti, jež chtějí instalovat fotovoltaické systémy, ho už v naprosté většině případů mají (pokud nejde o ostrovní systémy celé na stejnosměrný proud), pro ty už bude součástí ceny instalace, ale ostatní musejí počítat s dalším výdajem navíc. Pro představu, partner Tesly, společnost SolarCity, nabízí konečnou cenu za Powerwall a jeho instalaci (včetně inventoru) v rámci nového fotovoltaického systému za zhruba 7000 dolarů. Otázka ceny Co za tuto cenu futuristicky vyhlížející baterie vlastně nabízí? Rozhodně to není levnější elektřina – alespoň tedy pro většinu světa. Odborník na baterie a fotovoltaické systémy Winfried Hoffmann odhaduje cenu skladování 1 kWh v bateriích s cenou cca za cenu Tesly na 15 centů (tj. zhruba čtyři koruny) za kWh. To je o něco vyšší než průměrná americká cena za elektřinu, a o něco nižší než ceny české (ale tady asi zase budou kvůli daním atp. baterie o něco dražší než v Americe). V české praxi to znamená, že se stále nevyplatí například odebírat levnější elektřinu za nízké ceny (pod 2 Kč za kWh, tedy rozdíl kolem 3 Kč za kWh) a využívat ji ve špičce. Tesla nabízí baterie především jako doplněk domácích slunečních „elektráren“. V tom případě si k ceně musíte připočíst náklady na solární panely, které se výrazně liší podle podnebí. Ve slunných oblastech může být cena elektřiny z nich nižší než koncové ceny pro maloodběratele v Česku, u nás je stále o několik korun dražší než elektřina ze sítě. V tuto chvíli tedy existuje jen několik trhů, kde se podobné systémy vyplácejí. Extrémním příkladem může být Havaj, kde je elektřina v průměru za 33 centů na kWh (tj. přes 8 Kč za kWh) a slunce svítí v průměru výrazně více než u nás. Slibným trhem by možná mohla být i Kalifornie, která je také velmi slunná a kde je elektřina na americké poměry dosti drahá (v průměru je za cca za 17,5 centu za kWh, tedy cca 4,40 Kč), a navíc stát agresivně prosazuje „zelené“ technologie. Své uplatnění by možná mohly najít i v rozvojovém světě, kde chybí síťová infrastruktura a elektrické mikrosystémy využívající baterií by si v něm mohly najít větší využití. I když tedy baterie evidentně nezmění přes noc energetiku, cenu lze považovat za velký úspěch Tesly. Ceny baterií se uvádějí obvykle v dolarech za uskladněnou kilowatthodinu. V případě Tesla Powerpack je to cca 350 dolarů za 1 kWh. Lze tak potvrzovat nedávné odhady, že výrobní cena baterií pro Teslu a Panasonic (zřejmě nejnižší v oboru) se pohybuje někdy mezi 200 až 300 dolary za 1 kWh. Přitom ještě před 5 lety se odhady ceny prodávaných baterií pro elektromobily pohybovaly od cca 600 do 1200 dolarů za kWh. Analytici v roce 2010 odhadovali, že v roce 2015 bude cena za kWh zhruba kolem 500 dolarů. Skutečnost tedy v tomto případě předbíhá většinu optimistických scénářů. Neobjevila se sice žádná revoluční technologie, ale běžné lithiové baterie postupně procházejí celou řadou dílčích změn, které v první řadě snižují cenu (a v další řadě zvyšují bezpečnost a výdrž). Například Tesla dokázala za posledních let výrazně snížit množství řídicí elektroniky v bateriích, která je jednou z nejdražších součástí. Nebo zjednodušila ochranu před vznícením tak, aby výroba byla jednodušší (používá například nástřik látky zpomalující hoření, díky kterému odpadá nutnost používat jiné ochranné vrstvy). Čím více, tím lépe Cena by mohla klesat i nadále, třeba kvůli rostoucímu objemu výroby. Na trh míří další kapacity, včetně samotnou Teslou a firmou Panasonic budované „Gigatovárny“ v Kalifornii. Měly by začít fungovat v roce 2017 a v roce 2020 by měly dodávat baterie pro půl milionu elektromobilů ročně (cca 50 gigawatthodin kapacity za rok). Firma tvrdí, že ceny za kWh by se spuštěním nové generace výrobních linek v roce 2017 měly snížit o 30 procent. Na druhou stranu, i když tedy čísla vypadají velmi zajímavě, opatrnost je stále na místě. Klíčové bude především, jak rychle budou baterie stárnout – tedy například jakou kapacitu budou mít na konci Teslou slibované desetileté záruky. V tomto ohledu je nejlepší si počkat na skutečné provozní zkušenosti a nespoléhat na odhady výrobce. Je možné, že baterie budou za několik let představovat na řadě míst světa nečekaně konkurenceschopnou možnost uchovávání energie, a to třeba i jen pro skladování levnější energie a její použití ve špičce. (V případě elektromobilů mohou baterie například začít konkurovat benzínu při cenách od 200 do 300 dolarů za kWh podle ceny ropy.) Není to jen dobrá zpráva. Pokud tomu tak bude a lidé budou ochotni do těchto systémů investovat, čekají zavedený pořádek v energetice poměrně velké změny. Lze si představit, že velké energetické společnosti se budou bránit tomu, aby udržovaly za dosavadní ceny elektřiny stávající infrastrukturu, kterou s rozvojem domovních systémů má využívat stále méně lidí. Technologičtí optimisté předpokládají, že ceny udrží na nižší hladině využití pružného řízení sítí pomocí IT technologií („chytré sítě“), ale to je zatím neprozkoumaná a v tuto chvíli neekonomická technologie. Jinými slovy: pokud se baterie – a nejen ty od Tesly – opravdu uchytí, nejspíše to nebude bez bolesti. /jj/
