Agrovoltaika

Miroslav Kudrna pracuje více než 19 let v Portugalsku pro firmu která vyrábí foliovníky (skleníky, kde je sklo nahrazené folií) a kovové haly. Při své práci přemýšlí a dívá se kolem sebe. A napadají ho všelijaké věci: například jak pomoci zemědělcům pro které foliovníky vyrábí, aby si na svém pozemku více vydělali, aniž by jim to přineslo práci navíc. Jedno z řešení je propojit pěstování potravin s výrobou energie. Na dálku jsme s ním udělali on-line rozhovor o jeho vizích.

Jste více zemědělec nebo energetik?

Ani jedno. Pocházím ze starého sedláckého rodu, a tudíž uvažuji jako sedlák, i když v té profesi už více než 53 let nepracuji. Jsem technik. Naši klienti, tedy zemědělci jsou vesměs staří lidé (podle statistik EU je průměrný věk těch, kteří s půdou opravdu pracují, 56 let). Mladí, aby uživili rodinu, odcházejí hledat práci jinam. Řešením může být spojit zemědělskou práci s něčím, co jim přinese finanční zisk, aniž jim to přinese mnoho práce navíc. A tady se nabízí možnost spojení s výrobou energie, a to konkrétně s fotovoltaikou.

Řešení je to na první pohled ideální, ale má to jeden háček: pokud je na poli fotovoltaická elektrárna, končí na pozemku výroba potravin. I ti, kteří na solárními panely zastavěných pozemcích pasou ovce, to nedělají kvůli zemědělství, ale především proto, aby ušetřili peníze za sekání trávy.

Jsou zde i jiné pokusy jak pomoci majitelům pozemků, a to je montování FV panelů přímo na skleníky. Jenže tyto pokusy jsou nedotažené: konstruktéři, kteří je navrhují, o zemědělství moc nevědí. Výsledkem je, že pod panely není dostatek denního světla a tudíž produkce skleníku klesá mnohdy až o 80 %. Dalo by se to řešit použitím světlovodů. Jenže světlovody jsou vesměs pro malé zemědělce finančně nedostupná věc. Klasické FVE zabírají obrovské prostory, často na té nejúrodnější orné půdě na jižních svazích. Jen tak mimochodem, na této planetě žilo v roce 1920 zhruba dvě miliardy lidí, v roce 2017 už to bylo sedm a půl a předpoklad je, že do roku 2050 už zde má být více než deset miliard lidí. Aby se tento počet lidí nasytil, bylo by zapotřebí nové orné půdy o rozloze Brazílie - takový kus země na této planetě už prostě není. Proto se musejí hledat cesty, jak zajistit pro lidi nejen potraviny, ale i energii. A jednou z cest je využití něčeho nového, co už se objevuje především v přelidněných asijských státech - říká se tomu „agrovoltaika“.

Vysvětlete čtenářům, co to je, a zda už se tím někdo zabývá.

Jedná se o spojení výroby potravin a výroby energie ze slunce do jednoho celku, aniž by si navzájem překážely, a především aniž by to pro zemědělce přineslo práci navíc. v Evropě znám jenom dvě společnosti, které se touto problematikou zabývají. Jde o vědecké společnosti. Jednou je francouzská SunAgri (https://sunagri.fr), která se tím zabývá už více než 10 let, druhou je německá společnost Fraunhofer, která se tím zabývá už více než 5 let. Obě společnosti najdete na webových stránkách. Tyto společnosti nejsou ani výrobci a ani stavitelé systému agrovoltaika, jen navrhnou konstrukci a nechají ji vyrobit a postavit specializované firmě. Díky těmto společnostem také víme, jaké zemědělské plodiny je nejvhodnější pod konstrukcí pěstovat a jaké to přinese výsledky. Podle jejich zkušeností je zřejmé, že pod konstrukcí lze pěstovat prakticky všechny zemědělské plodiny, jen některé, jako je obilí nebo slunečnice, mají nižší výnosnost, než je zvykem. U ostatních plodin se výnosnost většinou zvedne, třeba u ovoce a některých druhů zeleniny až o 60 %. Navíc se ušetří minimálně 20 % vody na zalévání. Francouzská SunAgri na svých stránkách uvádí, že pokud by se využilo jen 0,5 % francouzské zemědělské půdy pro agrovoltaiku, tak by to nahradilo, pokud jde o vyrobenou energii, 58 jaderných reaktorů. Nevím, nejsem odborník, ale v každém případě je to údaj, který stojí za povšimnutí.

Co navrhujete?

Inspirován jejich konstrukcemi jsem navrhl svou konstrukci, na kterou se dá umístit na plochu 1 ha 1 800 – 2 200 kusů FV panelů podle toho, co bude chtít majitel pod konstrukcí pěstovat. Panely jsou umístěné na sledovacích trackerech pohybujících se za sluncem, takže vyrobí více energie než statické panely. Jsou umístěné v minimální výšce 4,5 m, aby pod nimi projela veškerá zemědělská technika. Francouzi navíc zjistili, že pokud se použijí speciální panely (které už na své konstrukce montují) zvedne se výnos vyrobené energie o dalších až 20 %. Konstrukce, kterou jsem navrhl, nepotřebuje rovinu, nepotřebuje žádné základy (je upevněná na zemních vrutech) a může kopírovat jakýkoliv terén, a když si to bude klient přát, lze ji postavit i na terasách. Doplněná může být o nástavbu, která, když se zakryje polykarbonátem nebo sendvičem, může sloužit jako klasický skleník nebo hala pro živočišnou nebo jakoukoliv jinou výrobu. Pro pěstování ovoce a zeleniny je možné tuto nástavbu doplnit o automatické nebo ruční zastínění německé firmy VOEN (www.voen.de), které během dvaceti minut udělá z konstrukce tunel. Ten ochrání kvetoucí stromy od jarních mrazíků, plody od krup a zralé např. třešně a višně od ptactva, které dokáže úrodu sklidit mnohem rychleji, než to stihne majitel sadu. Stejně tak rychle se dá zastínění zase stáhnout do výchozí polohy, aniž to ovlivní rostliny rostoucí pod konstrukcí. Tato nástavba je pod FV panely, takže neovlivní výkon FVE.

Jakou to má výhodu proti klasickým solárním panelům na polích?

FVE na nízkých konstrukcích zabírají zemědělskou půdu a jejich produkce je těžko řiditelná a předvídatelná. Slunce svítí jenom přes den a nejvíc kolem poledne, kdy nejsou energetické špičky. Navíc svítí i o víkendech, kdy se opět tolik energie nepotřebuje. Řešit se to dá uložením energie do baterií, ale to taky něco stojí a navíc je v bateriích velká ztrátovost. Přitom je zde modernější řešení, které by mohlo využít veškerou vyrobenou energii, to znamená i tu polední a víkendovou, a ještě při tom odbourat náklady na střídače, trafostanice a nakonec i nemalé náklady na vedení vyrobené elektřiny, které samo o sobě má také velkou ztrátovost. To řešení se jmenuje zelený vodík, respektive výroba vodíku elektrolýzou na místě a jeho odvod plynovody, které, jak jsem se dočetl, jsou mnohem levnější než vysoké napětí pro elektřinu.

Systém výroby vodíku pomocí přebytků z fotovoltaiky navrhuje a ve svém areálu provozuje i české UJV Řež.

Ano, to máte pravdu, a i s tímto ústavem jsem navázal kontakt. Zlevnění výroby vodíku za pomoci alternativních zdrojů je zatím problém. Stačí si jen otevřít na webových stránkách „obnovitelné zdroje“ a najdete tam mnoho příkladů. Bohužel jen málo příkladů jsou skutečná řešení. Japonci postavili na polích opuštěných po havárii jaderné elektrárny Fukušima FVE elektrárnu a továrnu na výrobu zeleného vodíku. FVE dává výkon 20 MW elektrické energie. Každou hodinu, kdy svítí slunce, vyrobí 100 kg (1 200 metrů krychlových) vodíku. Další továrnu na vodík postavili za podpory japonské firmy Toyota v Austrálii, kde zase využívají jak FVE, tak větrné elektrárny. Holanďané na výrobu vodíku používají větrné parky, což bude podle mého selského rozumu dražší, ale asi se jim to vyplatí. Takže co brání tomu, aby se zelený vodík mohl vyrábět i v české kotlině?

Zamýšlel jste se také nad ekonomickou stránkou věci?

To je vždy první, nad čím se zamýšlím, když navrhuji cokoliv nového. Agrovoltaika nepotřebuje ani dotace, ani kompenzace. Samotná výroba energie zaplatí vložené investice nejpozději do sedmi let. To, co se vypěstuje pod konstrukcí, představuje zisk. Platí to především pro ovocnáře, zelináře a vinohradníky. Dohromady se jen v Čechách podle statistiky o využití půdy v ČR, jedná o 31 500 ha pro uvedené obory a to představuje při využití agrovoltaiky výrobu 25,2 GWh energie jen za 1 hodinu, když svítí slunce. Když vezmeme v úvahu, že český průměr je 1 200 hodin slunečního svitu za rok, a použijeme výpočet, který zveřejnila na svých stránkách česká firma Devinn, podle kterého na výrobu 1 kg vodíku elektrolýzou je zapotřebí 60 kWh elektrické energie, tak jen z této plochy by bylo možné vyrobit v době, kdy svítí slunce, za hodinu 420 tun vodíku. To znamená, že za rok by se jednalo o 504 000 tun vodíku. A jedná se de facto o výrobu potravin; energie je v tomto případě vedlejší produkt. Já zde neřeším otázku jak vyrobit levnou energii, protože to není můj obor, ale jak pomoci zemědělcům aby ze svého pozemku dostali po finanční stránce maximum.

Agrovoltaika, tak jak ji navrhuji, určitě narazí u těch pěstitelů, kterým stačí dotace a kompenzace. Určitě narazí i u stavitelů velkých FVE, především těch, kteří staví své elektrárny v zahraničí. Mám s tím vlastní zkušenost, protože jedné takové firmě jsem volal a nabízel jsem jim svou konstrukci pod jejich elektrárny. Odpověď majitele byla „my stavíme naše elektrárny v místech, kde stejně nic neroste“. Při dnešních odrůdách nejen ovocných stromů, ale i drobného ovoce jako jsou maliny, ostružiny nebo borůvky, by nebyl problém sázet tyto plodiny mezi řadami konstrukce. Zabránilo by se tím nejen splavování ornice, ale chránilo by to i spodní vodu a do krajiny vrátilo život. Co tyto stromy a keře udělají s ovzduším, to už je další kapitola. Mezi těmito řadami se můžou pěstovat klasické plodiny, tak jak tomu bylo především v hornatém pohraničí zvykem. Pokud se dotáhne výroba vodíku, mohlo by se Česko stát nezávislé na jeho dovozu, stejně jako na spotřebě ovoce a zeleniny. Ztrátovost českých FVE je daná především cenou, za kterou se tyto FVE stavěly. V nemalé míře ji zavinili i politici, kteří uzákonili za vyrobenou energii takovou cenu a na tak dlouhou dobu, že je to i pro normálního člověka nepochopitelné. Nemalou vinu na tom mají i stavitelé těchto stanic. Když jsem si zjišťoval cenu, za kterou by postavili FV nástavbu na mou konstrukci, tak české ceny převyšovaly zdejší portugalské až čtyřikrát.

Chcete něco vzkázat našim mladým čtenářům?

Když jsem byl ještě mladý, tak jsem měl podobné starosti jako oni. To neznamená, že se stále necítím jako mladý, jen to skutečné mládí už je více než 50 let za mnou a hodně se změnilo. Auto měl tenkrát na vesnici jenom předseda družstva, a když jsem začínal po škole s prací v družstvu, tak jsme měli ještě koně. Takže o nějakém zamoření ovzduší z výfuků aut se nedalo mluvit. Bohužel těch aut bylo zapotřebí stále víc, stejně jako energie, a tak i naše generace se podepsala pod dnešním stavem ovzduší, které tu máme.

Fandíte ekologickým aktivistům?

Nejsem ekolog a ani nepatřím mezi jejich stoupence, ale chápu jejich námitky. Jen nechápu, proč pro ty změny sami něco neudělají, něco konkrétního, něco, co to může fyzicky změnit. Dnešní generace se shlédla v jedné aktivistce a protestuje. Nechodíte v pátek do škol a místo toho běháte po ulicích s transparenty. Nebylo by lepší jít do té školy, do poslucháren, do laboratoří nebo dílen a tam společně vymýšlet něco, co by tomu ovzduší opravdu pomohlo? V tom, o čem jsem tu povídal, máte jeden malý námět: zelený vodík. Nebylo by lepší vymýšlet jak ho levně vyrábět, jak zlepšit palivový článek, jak ten vodík snadno dopravovat atd.? Učni ve škodovce staví své modely aut, co kdyby k tomu přidali i dokonalý a levný palivový článek, nebo bezpečnou nádrž na ten vodík, nebylo by to lepší než běhat s transparentem po ulici? Podobných problémů je spousta, jen je potřeba se snažit skutečně je řešit. Změny klimatu? Zatím nikdo nevysvětlil, co za tím ve skutečnosti je. Jedni vědci přišli s tím, že je za tím člověk, který potřebuje stále víc energie, a tu čerpá s fosilních paliv, další přišli s tvrzením, že je to normální periodický jev, který se na této planetě pravidelně opakuje, další přišli s tím, že za to může především hovězí dobytek (to budou asi ti, co nemají rádi hovězí maso). A poslední přišli s tím, že ne oteplování, ale že nás od letošního roku čeká minimálně 200 let malá doba ledová. Pak si vyberte. Podle mého selského rozumu je mnohem lepší a účinnější sednout si diskutovat a vymýšlet, jak se se změnou klimatu vypořádat, protože přírodě se prostě poroučet nedá, ale dá se vymyslet něco, čím se na změny připravit a jejich dopady zmírnit.

Kde je nejvhodnější se agrovoltaikou zabývat? Česká republika je sice přeborníkem v množství FV panelů na jednoho obyvatele, ale je veřejným tajemstvím, že fotovoltaika přežívá jen díky státním dotacím.

Agrovoltaika je něco, co může vrátit do přírody spoustu zeleně a především ovocných stromů a keřů. Pár věcí k zamyšlení. Když chce někdo postavit vodní elektrárnu, tak ji určitě nebude stavět na potoku, který se dvakrát za rok rozvodní díky přívalovým dešťům. Zrovna tak nebude stavět uhelnou elektrárnu na Sahaře, kam uhlí bude muset dovážet. To samé by mělo platit i o FVE. Proč stavět velké FVE v Německu, Polsku nebo v Čechách, když za stejné peníze můžu postavit tuto elektrárnu tam, kde je slunce dostatek, a tudíž mi vyrobí minimálně dvakrát víc energie, což mě vrátí o polovinu dřív vloženou investici. Nic proti FVE které jsem zde uvedl, to je na konstrukci agrovoltaiky, ale proč stavět samostatné nízké FVE na plochách nejméně 500 ha, to už hraničí se zdravým rozumem. Na Pyrenejském Poloostrově, kde žiju, je v jižní části sluneční svit 3 300 hodin ročně. To je dvakrát víc, než na malém cípu jižní Moravy. Proč tedy nestavět velké FVE formou agrovoltaiky zde, na Pyrenejském Poloostrově, kde vyrobím za stejné investované peníze energie a následně i toho vodíku dvakrát víc? Ve zprávách iDNES.cz vyšel dne 3. 3. 2020 článek „Místo ropy africký vodík“. v článku se uvádí, že Německo ustanovilo novou vládní komisi, která má za úkol sehnat obchodní partnery na dodávky vodíku, a volba padla na Afriku. Tam budou Němci stavět větrné a FV elektrárny, které budou za pomoci mořské vody vyrábět pro Německo zelený vodík. Pokud se Němcům vyplatí vozit vodík z Afriky, proč by si Česko nemohlo vybudovat stejné zázemí třeba zrovna na Pyrenejském poloostrově? Ve Španělsku a Portugalsku je 26,3 milionů hektarů orné půdy. Pokud by se zde využila jen půda, na které se pěstuje ovoce a zelenina (a to zde představuje 2 %), tak se zde dá postavit 526 000 ha konstrukcí agrovoltaiky, což představuje hodinový výkon 420 GWh elektrické energie ze slunce. Spočítejte si, kolik je to vyrobeného vodíku, který se dá navíc mnohem snadněji dopravit po Evropě. Tady by se měli zamyslet především výrobci energie.

Takže spoléhejme na slunce?

Četl jsem, že japonští vědci spočítali, že na tuto planetu dopadne za pouhých 6 hodin tolik sluneční energie, že by stačila pro všechny obyvatele této planety na celý rok. Proč tedy nevyužít alespoň malý zlomeček této energie a použít k tomu něco, co už člověk objevil a používá. Možná jednou někdo přijde s něčím novým, s jiným zdrojem energie, který nahradí všechno, co se používá dnes, ale do té doby bychom měli být na zemi a využít na maximum to, co známe, co používáme, a co ještě můžeme využít. A mezi to „něco“ agrovoltaika určitě bude patřit.

Děkujeme za rozhovor.

Více informací o Agrovoltaice najdete zde: https://sunagri.fr/en/the-concept-in-detail/