Tento krátký seriál shrnuje témata související s procesem dekarbonizace české energetiky. Autor společně s týmem <a href="https://faktaoklimatu.cz/" target="_blank" rel="noopener">Fakta o klimatu</a> podrobněji analyzoval některé ze studií uvedených v <a href="https://oenergetice.cz/nazory/cesta-k-dekarbonizaci-ceske-energetiky-dil-druhy" target="_blank" rel="noopener">minulém dílu</a>. Ty byly dále doplněny o scénář, který minulý pátek <a href="https://ember-climate.org/wp-content/uploads/2020/11/Report_Ember_Coal-free_Czechia_2030.pdf" target="_blank" rel="noopener">vydala organizace Ember</a>.
<h2>Vnitrostátní plán České republiky v oblasti energetiky a klimatu</h2>
Vnitrostátní plán České republiky v oblasti energetiky a klimatu, známý také pod zkratkou NECP (National Energy and Climate Plan), představuje materiál, který <a href="https://www.mpo.cz/cz/energetika/strategicke-a-koncepcni-dokumenty/vnitrostatni-plan-ceske-republiky-v-oblasti-energetiky-a-klimatu--252016/" target="_blank" rel="noopener">zpracovalo Ministerstvo průmyslu a obchodu</a> na základě požadavků nařízení Evropského parlamentu a Rady EU. Záměrem je koordinace plnění emisních cílů napříč členskými státy. Dokument byl zástupcům Evropské komise oficiálně předán v lednu 2020.
Kromě elektřiny se NECP zabývá i výrobou tepla nebo dopravou. Hlavním cílem je splnění závazku na snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030 o 30 % v porovnání s rokem 2005.
Dalším ze závazků je zvýšení podílu OZE na hrubé konečné spotřebě energie na 22 % (výsledná hodnota pro všechny zmíněné sektory) ve stejném časovém horizontu. V případě samotné elektřiny to znamená navýšení podílu OZE na necelých 17 % (nyní cca 13 %).
Metodika, použitá pro určení instalovaného výkonu a výroby z OZE, bohužel není příliš jasná. NECP se vždy omezuje na větu „Vlastní zpracování MPO pro účely Vnitrostátního plánu“ aniž by přitom uváděl bližší detaily o použitém výpočtu nebo uvažovaných kritériích. Instalovaný výkon uhelných a plynových zdrojů pak NECP vůbec nezmiňuje.
Obecně lze konstatovat, že vládní scénář je ze srovnávaných prací zdaleka nejméně ambiciózní, co se uhelného phase-outu a tím pádem i emisí týče. Detaily viz níže uvedený přehled.
<figure id="attachment_90095" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1920px;"><a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2019-scenar-necp" target="_blank" rel="noopener"><img class="aligncenter wp-image-90095 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1.png 1920w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1-512x362.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1-768x543.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1-1024x724.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1-725x513.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-1-800x566.png 800w" alt="Graf č. 1 – shrnutí Vnitrostátního plánu v oblasti energetiky a klimatu pro sektor výroby elektřiny. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice." width="1920" height="1358" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Graf č. 1 – shrnutí Vnitrostátního plánu v oblasti energetiky a klimatu pro sektor výroby elektřiny. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice. Zdroj: <a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2019-scenar-necp">faktaoklimatu.cz</a>.</figcaption></figure>
<h2>Scénář BloombergNEF</h2>
Tento scénář, zmíněný v <a href="https://oenergetice.cz/nazory/cesta-k-dekarbonizaci-ceske-energetiky-dil-druhy" target="_blank" rel="noopener">minulém dílu</a>, představuje dle <a href="https://about.bnef.com/" target="_blank" rel="noopener">svých autorů</a> nákladově optimální variantu pro rychlý přechod k bezuhlíkové energetice. <a href="https://about.bnef.com/blog/new-report-reveals-economic-path-to-a-rapid-coal-phase-out-in-europe/" target="_blank" rel="noopener">Studie</a>, ve které je scénář obsažen, byla zveřejněna v červenci 2020.
Scénář vychází z vlastní metodiky, tzv. <a href="https://about.bnef.com/new-energy-outlook/" target="_blank" rel="noopener">New Energy Outlook</a>. Ta je postavena na stávajících schématech (neuvažuje nové mechanismy podpory), přičemž určuje ekonomické faktory a body zlomu, které formují výsledný stav.
V daném případě se jedná o srovnání sdružených nákladů na výrobu elektřiny (včetně ceny uhlíku, respektive uhlíkových povolenek, obchodovaných v rámci systému ETS), dostupnost jednotlivých zdrojů elektřiny a provozní podmínky, které stanovují jejich využití v čase.
Výrobní mix je řešen pomocí vlastního modelu NEFM, jehož cílem je minimalizovat systémové náklady při splnění špičkové poptávky. Studie ovšem nezmiňuje žádné bližší detaily ohledně modelování elektrizační soustavy, a to jak na úrovni ČR, tak na úrovni případných vyšších celků.
Pro využití obnovitelných zdrojů jsou klíčové zmíněné body zlomu, které určují okamžik, kdy se stává výroba z těchto zdrojů levnější než výroba z fosilních elektráren. V případě větrných elektráren (VTE) tak BloombergNEF počítá s jejich rozvojem především po roce 2025, zatímco u fotovoltaických elektráren (FVE) předpokládá největší nárůst až v samém závěru dekády.
<figure id="attachment_90096" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1920px;"><a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2020-scenar-bloombergnef" target="_blank" rel="noopener"><img class="aligncenter wp-image-90096 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2.png 1920w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2-512x362.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2-768x543.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2-1024x724.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2-725x513.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-2-800x566.png 800w" alt="Graf č. 2 – shrnutí scénáře BloombergNEF. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice." width="1920" height="1358" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Graf č. 2 – shrnutí scénáře BloombergNEF. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice. Zdroj: <a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2020-scenar-bloombergnef">faktaoklimatu.cz</a></figcaption></figure>
<h2>Scénář Energynautics</h2>
Představuje nejstarší ze srovnávaných studií. V roce 2018 si jej nechaly vypracovat české neziskové organizace u německé poradenské společnosti <a href="https://energynautics.com/de/" target="_blank" rel="noopener">Energynautics</a>.
Cílem této práce je najít odpověď na otázku, zdali je možné zachovat stabilitu české elektrizační soustavy při odstavení uhelných elektráren do roku 2030. Studie nicméně dále počítá s provozem uhelných tepláren.
Scénář Energynautics modeluje elektrizační soustavu na dvou úrovních detailu. Pro Českou republiku používá podrobný statický model přenosové soustavy. Na mezinárodní úrovni pak uvažuje agregovaný model evropské sítě <a href="https://www.entsoe.eu/" target="_blank" rel="noopener">ENTSO-E</a>. Výroba a spotřeba elektřiny jsou modelovány v hodinovém rozlišení. Počasí je modelováno po 15 minutách. Jako referenční byl přitom uvažován rok 2012, který byl pro solární a větrné zdroje poměrně nepříznivý. Ekonomické aspekty studie neřeší.
Výrobu z uhelných zdrojů tento scénář nahrazuje produkcí z FVE a VTE, přičemž ke stabilizaci sítě slouží hlavně nově instalované plynové zdroje. Ty doplňují elektrárny na biomasu a bioplyn, které jsou do určité míry dispečersky řiditelné.
<figure id="attachment_90098" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1920px;"><a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2018-scenar-energynautics" target="_blank" rel="noopener"><img class="aligncenter wp-image-90098 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3.png 1920w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3-512x362.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3-768x543.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3-1024x724.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3-725x513.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-3-800x566.png 800w" alt="Graf č. 3 – shrnutí scénáře Energynautics. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice." width="1920" height="1358" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Graf č. 3 – shrnutí scénáře Energynautics. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice. Zdroj: <a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2018-scenar-energynautics">faktaoklimatu.cz</a></figcaption></figure>
<h2>Scénář Ember</h2>
Byl vypracován stejnojmenným <a href="https://ember-climate.org/" target="_blank" rel="noopener">britským think-tankem</a>, jehož cílem je urychlení transformace světové energetiky.
Na rozdíl od scénáře Energynautics počítá tato práce nejen s odstavením uhelných elektráren, ale i tepláren, do roku 2030.
Použitý model zohledňuje přenosovou soustavu na mezinárodní úrovni (opět vychází z modelu ENTSO-E v hodinovém rozlišení), vliv počasí (jako referenční uvažovány roky 2002, 2006 a 2010) a existující tržní mechanismy. Výsledkem by měla být nákladová optimalizace výstavby nových zdrojů s ohledem na naplnění poptávky po elektřině.
Podle závěrů studie je kompletní uhelný phase-out do roku 2030 technicky možný. Pro jeho realizaci je však nutná masivní výstavba nových OZE, zejména fotovoltaických elektráren (10 GW instalovaného výkonu v roce 2030). Ke stabilizaci sítě slouží opět nově instalované plynové zdroje.
Zemní plyn doplňuje i výrobu v teplárenství, která by však v první řadě měla využívat odpadního tepla a velkých tepelných čerpadel.
Studie Ember obsahuje kromě hlavního i dva alternativní scénáře, z nichž jeden počítá se zapojením velkých bateriových úložišť (ekvivalent 20 % instalovaného výkonu FVE). Ty ve svém důsledku umožňují snížení nároků na nově instalovaný výkon plynových elektráren (3 GW v „bateriovém“ namísto 4 GW v hlavním scénáři).
<figure id="attachment_90099" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1920px;"><a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2020-scenar-ember" target="_blank" rel="noopener"><img class="aligncenter wp-image-90099 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4.png 1920w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4-512x362.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4-768x543.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4-1024x724.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4-725x513.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-4-800x566.png 800w" alt="Graf č. 4 – shrnutí scénáře Ember. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice." width="1920" height="1358" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Graf č. 4 – shrnutí scénáře Ember. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice. Zdroj: <a href="https://faktaoklimatu.cz/studie/2020-scenar-ember">faktaoklimatu.cz</a></figcaption></figure>
<h2>Srovnání scénářů</h2>
Následující infografika srovnává dle základních parametrů všechny výše uvedené scénáře.
<figure id="attachment_90100" class="wp-caption aligncenter" style="width: 1920px;"><a href="https://faktaoklimatu.cz/infografiky/srovnani-energetickych-scenaru-cr" target="_blank" rel="noopener"><img class="aligncenter wp-image-90100 size-full" src="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5.png" sizes="(max-width: 767px) 89vw, (max-width: 1000px) 54vw, (max-width: 1071px) 543px, 580px" srcset="https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5.png 1920w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5-512x362.png 512w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5-768x543.png 768w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5-1024x724.png 1024w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5-725x513.png 725w, https://oenergetice.cz/wp-content/uploads/2020/11/Graf-ƒ.-5-800x566.png 800w" alt="Graf č. 5 – porovnání scénářů transformace české energetiky. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice." width="1920" height="1358" /></a><figcaption class="wp-caption-text">Graf č. 5 – porovnání scénářů transformace české energetiky. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice. Zdroj: <a href="https://faktaoklimatu.cz/infografiky/srovnani-energetickych-scenaru-cr">faktaoklimatu.cz</a></figcaption></figure>
Z těchto prací vyplývá, že:
<ul>
<li>Částečný odklon od uhlí s využitím OZE je do konce dekády ekonomicky žádoucí (BloombergNEF).</li>
<li>Ukončení provozu uhelných elektráren do roku 2030 je při navýšení OZE a plynu zvládnutelné, aniž by přitom došlo k ohrožení stability sítě (Energynatutics).</li>
<li>Za předpokladu masivního rozvoje OZE a dalšího navýšení plynových kapacit je do roku 2030 možný i kompletní uhelný phase-out (Ember).</li>
</ul>
Příští díl bude věnován již avizovanému zhodnocení potenciálu OZE v podmínkách ČR.
Autor je analytikem <a href="http://www.amo.cz/" target="_blank" rel="noopener">Výzkumného centra AMO</a> a organizace <a href="https://faktaoklimatu.cz/" target="_blank" rel="noopener">Fakta o klimatu</a>.