Na pozadí zintenzivňování globálních změn klimatu a rostoucího tlaku vyplývajícího z vyčerpávání fosilních zdrojů energie se obnovitelné zdroje staly klíčovým směrem transformace globálního energetického systému. Předpovědi autoritativních organizací, jako je Mezinárodní agentura pro energii (IEA) a Mezinárodní agentura pro obnovitelné zdroje energie (IRENA), ukazují, že během příští dekády dojde k urychlení přechodu obnovitelných zdrojů z „dodatečného zdroje energie“ na „hlavní zdroj energie“. Jejich vývoj vykazuje čtyři hlavní trendy: urychlená technologická obměna, kontinuální snižování nákladů, diverzifikované aplikační scénáře a prohloubení mezinárodní koordinace. Logický řetězec za údaji jasně směřuje k závěru, že ke středu 21. století budou obnovitelné zdroje tvořit polovinu nebo i více celosvětové spotřeby energie.
I. Technologické průlomy: Skoková modernizace od „použitelnosti" k „efektivitě"
Vývoj obnovitelných zdrojů energie velmi závisí na technologickém pokroku a současné inovace v oblasti fotovoltaiky (PV), větrné energie, ukládání energie a dalších oborech vstoupily do „explozivní fáze“. Jako příklad lze uvést fotovoltaiku, jejíž účinnost výroby elektřiny vzrostla během posledního desetiletí z 15 %–18 % na 22 %–24 % (běžná úroveň monokrystalického křemíku). Účinnost perovskit-křemíkových tandemových článků dosáhla dokonce více než 33,7 % (data NREL, 2023), což je nárůst o více než 50 % ve srovnání s tradičními technologiemi. Co se týče nákladů, globální vážený průměr meziročních nákladů na výrobu elektřiny (LCOE) z fotovoltaiky klesly z 0,381 USD/kWh v roce 2010 na 0,044 USD/kWh v roce 2023 (IRENA), tedy o 88 %. V některých oblastech s výhodnými slunečními podmínkami klesly ceny elektřiny z fotovoltaiky pod 0,01 USD/kWh (např. projekt v Dubaji, Spojené arabské emiráty, Blízký východ).
Průlomové výsledky v oblasti technologií ukládání energie jsou klíčem k řešení problému přerušovanosti obnovitelných zdrojů energie. Náklady na skladování energie pomocí lithiových baterií klesly o 88 %, a to z 1 100 USD/kWh v roce 2010 na 132 USD/kWh v roce 2023 (BloombergNEF). Nové technologie, jako jsou sodíkové iontové baterie a redoxní průtokové baterie, urychlují komercionalizaci – celkový instalovaný výkon zařízení pro skladování energie v Číně dosáhl v roce 2023 hodnoty 31,39 GW (Národní správa pro energetiku), což představuje meziroční nárůst více než o 160 %, přičemž na podíl lithiových baterií připadá více než 95 %. V budoucnu, jakmile se technologie jako jsou pevnolátkové baterie a gravitační úložiště energie dostanou do stádia zralosti, budou systémy pro ukládání energie umožňovat vyšší integraci obnovitelných zdrojů do elektrické sítě.
II. Rozšíření trhu: Globální rozšíření od „politikou řízeného“ k „ekonomikou řízenému“
Technologické snižování nákladů přímo zvýšilo ekonomickou konkurenceschopnost obnovitelných zdrojů energie. Podle statistik IEA v roce 2023 tvořily obnovitelné zdroje 86 % celosvětové nové instalované kapacity elektrárny (fotovoltaika 65 % a větrná energie 21 %), poprvé tak překonaly fosilní zdroje (14 %). Tento trend je zvláště výrazný na trzích s rychlým růstem: v Indii vzrostla instalovaná kapacita obnovitelných zdrojů v roce 2023 o 22 % (na 199 GW); ve Vietnamu se instalovaná kapacita fotovoltaiky zvýšila z méně než 1 GW v roce 2018 na 22 GW v roce 2023; i když Afrika má nízkou výchozí úroveň (celková instalovaná kapacita přibližně 120 GW), investice do nových obnovitelných zdrojů energie zde meziročně vzrostly v roce 2023 o 35 % a ceny výběrových řízení na fotovoltaiku v zemích jako Keňa a Jižní Afrika opakovaně dosahovaly nových minim.
Z hlediska dlouhodobé poptávky nucuje cíl „dekarbonizace“ globální energetické struktury urychlenou náhradu obnovitelnými zdroji energie. Podle výhledu Světové agentury pro obnovitelné zdroje energie (IRENA) World Energy Transition Outlook 2023 by měla celosvětová instalovaná kapacita obnovitelných zdrojů dosáhnout do roku 2030 hodnoty 11,2 TW (téměř trojnásobek 3,9 TW v roce 2023), včetně 6,3 TW fotovoltaiky a 3,5 TW větrné energie; do roku 2050 musí obnovitelné zdroje pokrýt více než 80 % celosvětové poptávky po elektřině (v současnosti asi 30 %). Výzkumná firma Wood Mackenzie předpovídá, že kumulativní globální investice do obnovitelných zdrojů energie překročí v letech 2024 až 2035 částku 11 bilionů USD, přičemž na region Asie a Tichomoří připadne více než 45 % (především Čína a Indie), Evropa 25 % a Severní Amerika 20 %.
III. Prohlubování aplikací: Přestavba systému od „jediné výroby elektřiny“ k „integraci více zdrojů energie“
V budoucnosti aplikace obnovitelné energie překoná hranici „výroby elektřiny“ a pronikne do konečných energetických sektorů, jako je doprava, průmysl a stavebnictví, čímž vytvoří integrovaný energetický systém s synergíí „elektřina-vodík-teplo“.
Dopravní sektor
Spojení elektromobilů (EV) a obnovitelných zdrojů energie je nejtypičtějším případem. Celosvětové prodeje elektromobilů dosáhly v roce 2023 celkem 14,65 milionu kusů (což představuje 18 % prodeje nových automobilů, údaj IEA) a podíl „přímého zásobování zelenou energií“ v nabíjecích zařízeních se postupně zvyšuje – například nabíječky Tesla Supercharger jsou již integrovány s fotovoltaickými systémy a systémy skladování energie, přičemž u některých stanic tvoří zelená energie více než 60 %. Jako dlouhodobé skladování energie a palivo pro těžkou dopravu klesla výrobní cena zeleného vodíku od 6–8 USD/kg v roce 2020 na 4–5 USD/kg v roce 2023 (Mezinárodní rada pro vodík) a do roku 2030 se očekává pokles na 2–3 USD/kg, čímž bude podpořeno masové nasazení vodíkových palivových článků pro nákladní automobily a lodě.
Průmyslový sektor
„Náhrada zelenou energií“ v energeticky náročných odvětvích, jako je ocel a chemie, se zrychluje. Skupina China Baowu spustila v roce 2023 světový první integrovaný ocelářský projekt „FVE + skladování energie + vodík“, který napájí elektrické obloukové peci vlastní fotovoltaickou elektrárnou (instalovaný výkon 2 GW) a tím snižuje spotřebu koksu; mechanismus pro úpravu uhlíkových hranic EU (CBAM) nutí celosvětový průmysl přecházet do oblastí s intenzivním využíváním zelené energie, a projekty zeleného vodíku založené na obnovitelných zdrojích energie v juhovýchodní Asii a severní Africe (např. plán Maroka na 10 GW zeleného vodíku) přitahují investice od mezinárodních podniků.
Stavební odvětví
Integrace „fotovoltaika–úložiště–nabíjení–využití“ u distribuované fotovoltaiky a energetických úložišť se stala mainstreamem. V roce 2023 bylo 90 % nově postavených rodinných domů v Německu vybaveno střešními fotovoltaickými systémy (se průměrným instalovaným výkonem 8–10 kW), čímž byla dosažena míra soběstačnosti přesahující 80 %, pokud byly kombinovány s domácími bateriemi (kapacita 5–10 kWh); v rámci čínské politiky „celoopatřejšího rozšíření“ tvořila distribuovaná fotovoltaika 55 % z celkového nově instalovaného výkonu v roce 2023 (přes 96 GW) a ekonomika průmyslových a komerčních střešních fotovoltaických systémů (dobu návratnosti investice 5–7 let) podněcuje ochotu podniků tyto systémy dobrovolně instalovat.
IV. Výzvy a odpovědi: Odolnost sítě, geopolitika a spravedlivý přechod
Přestože jsou vyhlídky široké, vývoj obnovitelných zdrojů energie stále čelí třem hlavním výzvám:
1. Nedostatečná kapacita absorpce sítě: Integrace obnovitelných zdrojů energie vysokého podílu klade vyšší nároky na flexibilitu sítě (např. denní změna výkonu způsobená výkyvy výstupu větrných a solárních elektráren dosahuje 10 %–20 %). Podle statistik IEA dosáhl globální podíl omezení výroby větrných a fotovoltaických elektráren kvůli omezení sítě v roce 2023 stále 5 %–8 % (v některých částech Číny přesáhl 10 % v hodinách špičky). Do budoucna bude nutné zlepšit regulační schopnosti prostřednictvím technologií jako jsou chytré sítě, virtuální elektrárny (VPP) a odezva na straně poptávky.
2. Klíčová rizika dodavatelského řetězce materiálů: Celosvětová koncentrace materiálů, jako je PV polysilicon, vzácné zeminy pro větrné elektrárny (např. neodym, dysprosium) a lithiové kobaltové baterie, je vysoká (např. Konžská demokratická republika produkuje 70 % světového kobaltu a Čína zpracovává 90 % světových vzácných zemin). Geopolitické konflikty mohou vést ke kolísání cen (např. ceny lithia v roce 2022 stouply desetinásobně), což vyžaduje urychlení recyklace materiálů (v současnosti méně než 20 % u lithiových baterií) a vývoj alternativních technologií (např. baterie bez kobaltu, železo-chromové redoxní baterie).
3. Tlak na spravedlivý přechod: Regiony závislé na fosilní energii čelí významným dopadům na zaměstnanost a socioekonomickou situaci (např. americký uhelný průmysl ztratil mezi lety 2010 až 2020 více než 500 000 pracovních míst). Mezinárodní organizace práce (ILO) předpovídá, že globální průmysl obnovitelných zdrojů vytvoří do roku 2030 celkem 38 milionů nových pracovních míst (čistý nárůst o 14 milionů po odečtení ztracených pracovních míst ve fosilní energetice), avšak k zajištění hladkého přechodu jsou zapotřebí školení pracovníků a kompenzační politiky.
Závěr: Rozmanité cesty pod určitými trendy
Komplexní analýza dat a trendů ukazuje, že budoucí rozvoj obnovitelných zdrojů má tři základy: „technologická proveditelnost, ekonomická racionálnost a jasná poptávka“. Do roku 2030 se očekává, že celosvětový instalovaný výkon obnovitelných zdrojů překročí 10 TW (což bude představovat více než 50 % celkového instalovaného výkonu elektrárny) a do roku 2050 může dosáhnout 30–40 TW (pokryje tak 80 %–90 % energetické poptávky). V tomto procesu jednotlivé země a regiony vybudují diferencované cesty na základě disponibilních zdrojů (např. výhody FVE v pouštních zemích, potenciál větrné energie v pobřežních oblastech), intenzity politiky (např. čínské cíle „dvojí uhlíkové neutrality“, „Zelená smlouva“ EU) a tržních mechanismů (např. daňové příspěvky podle amerického IRA, japonské příspěvky FIT). Všechny ale směřují k jednomu nezvratnému cíli: obnovitelné zdroje energie nejsou pouze řešením klimatické krize, ale i strategickou volbou pro přeformulování globální ekonomické konkurenceschopnosti a energetické bezpečnosti.