Zlom v energetice: Chemie už na planetě předčila gravitaci

Technologie, která po více než půlstoletí tvořila páteř akumulace energie a využívala k tomu tu nejprostší fyzikální sílu – gravitaci – byla předstižena technologií založenou na elektrochemických reakcích.

Ještě před deseti lety přitom baterie představovaly v energetickém mixu něco jako statistickou chybu. Dnes, alespoň v parametru okamžitého výkonu, už ale hrají první housle. Nejde o nekrolog pro vodní díla, ale o ilustraci tempa, jakým se proměňuje infrastruktura oboru, na kterém stojí moderní civilizace.

K onomu symbolickému překřížení křivek došlo v průběhu uplynulého roku. Podle nezávislé analýzy společnosti Rystad Energy přesáhla globální kapacita bateriových systémů na konci roku 2025 hodnotu 250 gigawattů (GW). Naproti tomu instalovaný výkon přečerpávacích elektráren dosáhl podle dat International Hydropower Association v roce 2024 hodnoty 189 GW a pro rok 2025 se odhaduje nárůst na přibližně 202 GW.

Ještě v roce 2020 byla přitom dominance vody absolutní. Baterie tehdy disponovaly výkonem pouhých 17,6 GW oproti 159,5 GW ve vodě. Představovaly tedy zhruba desetinu kapacity svého konkurenta. Během pouhých pěti let se však tento poměr zcela obrátil.

Je to pochopitelně dáno do značné míry rozdíly v povaze obou zdrojů. Zatímco výstavba přečerpávacích elektráren je záležitostí těžkého stavebnictví s dekádami plánování a ročními přírůstky v jednotkách gigawattů, baterie těží z modulární výroby. V roce 2023 poskočily na 89,2 GW, v roce 2024 na 156,6 GW a v roce 2025 přidaly přes 100 GW nového výkonu.

Tento trend se nevyhýbá ani České republice, byť v našem prostředí naráží na specifika legislativy a povolovacího řízení. I u nás se však situace mění a distributoři evidují obrovský zájem o připojení nových bateriových kapacit, byť jde do značné míry zřejmě vlastně o spekulativní byznys.

Při interpretaci těchto dat je však nutné zachovat inženýrskou přesnost a rozlišovat mezi dvěma základními veličinami: výkonem (udávaným v gigawattech, GW) a množstvím uložené energie (udávaným v gigawatthodinách, GWh). To, že baterie zvítězily v první disciplíně, neznamená, že vyhrály válku o skladování energie jako celek.

Lze si to představit na jednoduchém příměru. Současný stav globálních baterií připomíná parkoviště s tisíci sportovních vozů. Mají obrovský okamžitý výkon, dokážou vystřelit z nuly na sto za pár sekund, ale jejich nádrže jsou relativně malé. Naproti tomu přečerpávací elektrárny jsou flotilou obřích tankerů. Jejich čerpadla a turbíny mají sice limitovaný průtok, ale objem jejich „nádrží“ – horních a dolních jezer – je v porovnání s bateriemi gigantický.

Zatímco baterie se dnes nejčastěji staví tak, aby dokázaly dodávat svůj maximální výkon po dobu dvou až čtyř hodin, přečerpávací elektrárny jsou dimenzované na provoz v řádu spíše vyšších jednotek nebo desítek hodin. Nejznámější česká přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně je s „výdrží“ pod šest hodin spíše na spodní hranici výkonů. Globálně tedy voda stále zadržuje drtivou většinu uskladněné elektřiny. International Hydropower Association odhaduje tuto kapacitu na 9 000 GWh.

Většina dnes instalovaných velkých bateriových úložišť je dimenzovaná na provoz v délce jedné až čtyř hodin. Pokud bychom sečetli kapacitu všech síťových baterií světa, dostaneme se odhadem na hodnotu mezi 500 a 600 GWh. V pomyslných nádržích vodních elektráren je tedy stále připraveno zhruba patnáctkrát až osmnáctkrát více energie než ve všech lithiových článcích dohromady.

Nebude to ovšem zřejmě platit už příliš dlouho. Při extrapolaci dat o rozvoji bateriových úložišť agentury BloombergNEF vychází zhruba, že k vyrovnání v tomto parametru – tedy v objemu skutečně „schované“ energie – dojde někdy kolem roku 2030.

Baterie tedy dnes vítězí ve schopnosti okamžité reakce, ale roli vytrvalce si voda ještě nějakou dobu udrží.

Právě onen parametr „výdrže“ byl dlouho považován za Achillovu patu lithiových baterií. Energetičtí stratégové ještě před pěti lety kreslili budoucnost podle jasných škatulek: baterie obstarají krátké výkyvy v řádu minut či maximálně jedné hodiny, přečerpávací elektrárny zajistí dlouhodobé zálohy a prostor „mezi tím“ – tedy skladování na 4 až 12 hodin – obsadí nové, specializované technologie. Mělo jít o éru gravitačních věží zvedajících betonové bloky, stlačeného vzduchu v podzemních kavernách nebo takzvaných průtokových baterií.

Předpokládalo se, že tyto alternativy budou pro delší časové úseky levnější než drahé lithium. Jenže vývoj trhu tento předpoklad naprosto rozbil. Cena lithiových baterií klesala v poslední dekádě tak rychle, že ekonomická výhodnost této technologie „požrala“ i segmenty, které jí původně neměly patřit. Dochází k jevu, který bychom mohli nazvat technologickým darwinismem: levné lithium „požírá“ konkurenci.

Ukazuje se, že díky poklesu cen se ekonomický bod rovnováhy ve skladování elektřiny neustále posouvá. V Austrálii nebo Kalifornii se dnes běžně staví bateriová úložiště s výdrží čtyř hodin, a plánují se i osmihodinová. Lithium tak vytlačuje z trhu alternativy. Firmy, které sázely právě na tyto alternativní technologie, se tak ocitly v pasti. Než stihly své produkty vyvinout a uvést na trh, lithium zlevnilo natolik, že jejich řešení přestalo dávat ekonomický smysl.

Příkladem může být nedávný pád australské společnosti Redflow, která vyvíjela zink-bromidové baterie, nebo změna strategie firmy Energy Vault, jež původně slibovala revoluci ve zvedání betonových závaží, aby se nakonec musela přeorientovat na integraci klasických bateriových systémů.

Není to o tom, že by baterie neuměly technicky udržet energii týdny či měsíce – nabitý telefon v šuplíku to dokáže. Problém je v návratnosti investice. Baterie je drahé zařízení, které vydělává peníze tím, že pracuje – nabíjí se, když je elektřina levná, a vybíjí, když je drahá. Nechat takto nákladnou technologii ležet ladem s energií uskladněnou na zimu je ekonomický nesmysl. I proto baterie obsadily doménu krátkodobých denních cyklů, zatímco dlouhodobější skladování zůstává doménou starších, robustnějších technologií.

Znamená nástup chemických baterií konec potřeby přečerpávacích elektráren? Sám o sobě nikoliv.

Zatímco chemické baterie degradují s každým nabíjecím cyklem a jejich životnost se v náročném síťovém provozu počítá na deset až patnáct let, dobře postavená přehrada a turbína mohou sloužit osmdesát i sto let. Z pohledu celoživotního cyklu tak stále jde o mimořádně efektivní technologii.

Problémem je ovšem její výstavba. Vybudování nové přečerpávací elektrárny je inženýrský a stavební projekt srovnatelný se stavbou jaderného bloku nebo velkého tunelu. Vyžaduje specifickou geografii (dvojici nádrží s dostatečným převýšením), složitá povolovací řízení a obrovské počáteční investice s návratností v řádu desetiletí.

Zatímco bateriové úložiště o výkonu stovek megawattů lze na louce postavit za rok, přečerpávací elektrárna je inženýrské a byrokratické martyrium. Naráží na limity geologie, ochrany přírody a odpor místních obyvatel.

Příkladem mohou být debaty kolem možných lokalit pro nové „přečerpávačky“ v Česku. Vhodná místa jsou vytipovaná, ale to je vlastně nejjednodušší část celého procesu (zvláště, když není jasné, jak rentabilní by vlastně mohly být).

Jednou možností by mohlo být využívání již existujících průmyslových lokalit – například v Austrálii vznikla jediná přečerpávací elektrárna za posledních 40 let v existující jámě po těžbě zlata – ale takových příhodných míst je také málo. Hlavně proto roste vodní kapacita „vodních baterií“ jen o jednotky gigawattů ročně, zatímco baterie přidávají stovky.

Jedinou zemí, která se těmito limity nenechala odradit, je Čína. Podle dat Mezinárodní asociace pro vodní energii (IHA) je právě tam v současnosti ve výstavbě celých 91 GW nových přečerpávacích kapacit. Zbytek světa v rozvoji této technologie zaostává a spoléhá na díla vybudovaná ve druhé polovině 20. století.

Zatímco stavba přehrady je unikátní projekt na deset let, baterie se vyrábějí sériově v továrnách podobně jako automobily a jejich instalace je otázkou měsíců. A tak chemie po pomalém rozjezdu nakonec vodě začíná ujíždět tempem, kterého ta nikdy nedosáhne.