Cesta k dekarbonizaci české energetiky – díl druhý

DomůNázoryCesta k dekarbonizaci české energetiky – díl druhý

Tento krátký seriál shrnuje témata související s procesem dekarbonizace české energetiky. Druhý díl je věnovaný existujícím energetickým scénářům.

Přehled energetických scénářů pro ČR

V posledních letech vznikla celá řada studií, scénářů a strategických dokumentů, zabývajících se dalším rozvojem české energetiky. Mezi jejich zadavatele patřily jak státní instituce, tak nestátní neziskové organizace. Mezi zpracovateli lze kromě domácích firem nebo poradenských agentur najít také zahraniční univerzity nebo výzkumná střediska. Přehled vybraných studií je uveden v tabulce 1.

Datum zveřejnění Název Zpracovatel Zadavatel
Červen 2012 Energetická [r]evoluce German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) Greenpeace, European Renewable Energy Council
Srpen 2015
(schváleno v květnu 2015)
Aktualizovaná státní energetická koncepce MPO Vláda ČR
Prosinec 2016 80% snížení emisí skleníkových plynů: analýza vývoje energetiky České republiky do roku 2050 Institut pro demokracii a ekonomickou analýzu
Listopad 2017 Global Energy System based on 100% Renewable Energy – Power Sector Lappeenranta University of Technology, Energy Watch Group German Federal Environmental Foundation, Stiftung Mercator
Květen 2018 Czech Power Grid without Electricity From Coal by 2030 Energynautics Glopolis, Frank Bold, Hnutí Duha, CEE Bankwatch Network, Aliance pro energetickou soběstačnost
Říjen 2018 Czech Power Grid without Electricity From Coal by 2030: Sensitivity Analysis
(Grid study II)
Energynautics Glopolis, Frank Bold, Hnutí DUHA
Září 2019 Rozvoj obnovitelných zdrojů do roku 2030 Deloitte Svaz moderní energetiky
Prosinec 2019 Impacts of Green New Deal Energy Plans on Grid Stability, Costs, Jobs, Health, and Climate in 143 Countries Stanford University
Leden 2020 Vnitrostátní plán v oblasti energetiky a klimatu České republiky (NECP) MPO Vláda ČR
Červen 2020
(nezveřejněno – interní dokument)
Scénáře budoucnosti české energetiky ČEPS Uhelná komise
Červen 2020 Modernizace evropského hnědouhelného trojúhelníku: Směrem k bezpečné, dostupné a udržitelné transformaci energetiky Aurora Energy Research, Forum Energii, Agora Energiewende
Červenec 2020 Investing in the Recovery and Transition of Europe’s Coal Regions Bloomberg NEF, Bloomberg Philanthropies

Tabulka č. 1 – přehled vybraných studií, zabývajících se dalším rozvojem české energetiky

Uvedené studie, resp. v nich obsažené scénáře řeší různé oblasti a různé časové rámce procesu dekarbonizace. Jsou mezi nimi práce, které se soustředí čistě na další rozvoj OZE v nejbližších letech (například analýza od Deloitte), ale také studie řešící možnost přechodu na kompletní zásobení z OZE v delším časovém horizontu (studie od Stanfordské univerzity nebo od Lappeenranta University of Technology).

Studie od agentury Bloomberg a její zaměření

V rámci dalších kapitol bude blíže diskutována především studie s názvem Investing in the Recovery and Transition of Europe’s Coal Regions (Investice do obnovy a transformace evropských uhelných regionů) od agentury Bloomberg (konkrétně Bloomberg NEFBloomberg Philanthropies), která je nejnovější z výše uvedených prací. Ta se zabývá možností přechodu k nízkouhlíkovému hospodářství ve vybraných státech EU, které mají vysoký podíl fosilních zdrojů na výrobě elektřiny, ale přitom stále nemají stanovený termín odstavení uhelných elektráren. Ve výsledku tak modeluje proces přechodu na čistou energetiku pro Polsko, Česko, Rumunsko a Bulharsko (srov. s údaji v grafu 7 v předchozím dílu) v horizontu roku 2030.

Studie porovnává dva scénáře. Prvním z nich je vlastní scénář Bloombergu, který byl zpracován na základě nákladově optimální varianty pro co nejrychlejší přechod k bezuhlíkové energetice. Druhým je referenční scénář, sestavený na bázi dat z Vnitrostátního plánu v oblasti energetiky a klimatu (NECP – national energy and climate plan). Český NECP byl připraven v listopadu loňského roku na základě požadavků nařízení Evropského parlamentu. Obdobné plány byly vypracovány všemi státy EU a jsou dostupné na tomto odkazu.

Uvažovaný vývoj spotřeby

Důležitým parametrem pro modelování dalšího vývoje v sektoru energetiky je očekávaná spotřeba elektřiny. Diskutovaná studie počítá u obou scénářů s jejím mírným poklesem. Výsledná spotřeba by se tak na konci této dekády měla pohybovat na úrovni cca 95 % současných hodnot, viz graf 1.

Očekávaná spotřeba přitom vychází z vlastního modelu, který kromě jiných faktorů bere v úvahu také dopady koronavirové pandemie. Ta by dle kalkulované varianty měla proběhnout v několika vlnách (dosavadní vývoj událostí tento předpoklad pouze potvrzuje).

Graf č. 1
Graf č. 1 – vývoj poptávky po elektrické energii v zemích zahrnutých ve studii Bloomberg. Zdroj: studie BloombergNEF (strana 18 pdf dokumentu).

Pro připomenutí, čistá spotřeba v roce 2018 činila 61 TWh, viz graf 9 v předchozím dílu. V roce 2030 by se tak dle citované studie měla pohybovat na úrovni kolem 58 TWh.

Obecně lze říct, že zatímco pokles (zejména těžkého) průmyslu má za následek snížení poptávky po elektřině, tak postupující elektrifikace v oblasti vytápění (tepelná čerpadla), chlazení (klimatizační jednotky) a dopravy (elektromobilita) poptávku naopak zvyšuje.

Teprve další vývoj ukáže, nakolik se domácí průmysl dokáže vzpamatovat ze současného propadu, nejspíš však nelze očekávat nárůst spotřeby v souladu s dřívějšími predikcemi, viz například studie od EGÚ Brno (strana 48). Zároveň právě průmyslový sektor, který představuje největšího spotřebitele elektřiny, nabízí značný potenciál pro energetické úspory při relativně nízkých investičních nákladech, viz stejná studie (strana 43). Podrobněji se tomuto tématu věnuje například analýza od společnosti ENVIROS, případně starší studie EkoWATTu.

V případě tepelných čerpadel (TČ) sice roste jejich účinnost (respektive topný faktor), ale současně s tím (nebo spíše právě díky tomu, vlivem Jevonsova paradoxu) také roste jejich rozšíření a celková spotřeba. U klimatizačních jednotek je situace podobná. Na druhou stranu zde ale lze do budoucna počítat s krytím spotřeby těchto jednotek pomocí fotovoltaických instalací. To stejné platí v omezené míře i pro TČ. Výsledná spotřeba v oblasti vytápění se bude mimo jiné odvíjet od dalšího růstu instalovaného výkonu TČ v souvislosti s jejich možnou integrací do stávajících soustav centrálního zásobení teplem. V určitých případech mohou TČ figurovat také jako lokální náhrada těchto soustav. Například studie od Aurora Energy Research (strana 32) potom očekává spotřebu TČ na úrovni 5 TWh v horizontu roku 2040.

Pokud jde o elektrifikaci dopravy, tak podle autorových výpočtů by kompletní přechod silniční dopravy na elektromobilitu znamenal zvýšení spotřeby elektřiny o cca 27 TWh. Tato hodnota koresponduje s kalkulovaným nárůstem o 20 TWh v případě osobní automobilové dopravy, případně 28 TWh pro kompletní elektrifikaci a převedení části přepravy ze silnice na železnici (není přitom bez zajímavosti, že vypočtená spotřeba se příliš neliší od českého exportu elektřiny do zahraničí, který se v rozmezí let 2014 až 2018 pohyboval mezi 25,5 až 28,7 TWh). Faktem je, že do roku 2030 bude elektrifikována pouze menší část vozového parku. Dle Národního akčního plánu čisté mobility by v optimistickém scénáři mělo být v roce 2030 v provozu cca půl milionu elektromobilů, což je cca 6 % stávajícího počtu všech silničních vozidel. Ve výsledku tak bude v daném časovém horizontu navýšení spotřeby vlivem přechodu na elektromobilitu spíše marginální záležitostí (dle autora méně než 2 TWh). Současně může integrace elektromobilů do elektrizační soustavy přispět k její stabilitě, viz první pilotní projekty tohoto druhu v Evropě.

V dnešní době je obtížné cokoli predikovat, nicméně s ohledem na výše uvedené skutečnosti se jeví odhad agentury Bloomberg jako poměrně realistický s tím, že zde stále existuje určitý potenciál pro snížení spotřeby v podobě úsporných opatření. Na tomto místě je vhodné připomenout, že naše elektroenergetická náročnost tvorby hrubého přidaného produktu sice vytrvale klesá, přesto jsme v otázce spotřeby energie na jednotku HDP čtvrtí nejhorší v rámci EU.

Navržený energetický mix

Energetický mix navržený ve scénáři Bloombergu vychází z vlastní metodiky, tzv. New Energy Outlook. Bližší informace lze získat např. na tomto odkazu. Graf 2 zobrazuje, jak by se dle zmíněného scénáře měl změnit instalovaný výkon jednotlivých zdrojů do roku 2030.

Graf č. 2
Graf č. 2 – změna instalovaného výkonu mezi lety 2018 (koláčový diagram na levé straně) a 2030 (koláčový diagram na pravé straně) dle uvažované nákladově optimální varianty. Zdroj: studie BloombergNEF (strana 33 pdf dokumentu).

V otázce útlumu uhelných zdrojů je tento scénář relativně konzervativní, neboť např. studie od Energynautics případně Agora Energy Research počítají ve stejném časovém horizontu s výrazně nižším podílem uhelných zdrojů, detaily viz graf 3.

Graf č. 3
Graf č. 3 – porovnání instalovaného výkonu v uhelných zdrojích v roce 2030 dle jednotlivých scénářů.

Stejně tak se od existujících studií liší mírným snížením instalovaného výkonu v plynových zdrojích (většina prací počítá naopak s jeho nárůstem), absencí ukládání elektřiny do bateriových uložišť (narozdíl od scénářů budoucnosti české energetiky vypracovaných ČEPSem) a zejména výrazně vyšším zastoupením větrných elektráren (VTE). Ty mají dle scénáře Bloombergu tvořit v roce 2030 celých 21 % instalovaného výkonu, tedy o málo více než jaderné zdroje s 20 %. Tento fakt vynikne především ve srovnání se scénářem NECP, viz graf 4.

Graf č. 4
Graf č. 4 – porovnání instalovaného výkonu v roce 2030 pro referenční (NECP) i nákladově optimální variantu (Bloomberg). Zdroj: studie BloombergNEF (strana 35 pdf dokumentu).

Zatímco referenční varianta (NECP) počítá „pouze“ s 0,7 GW nově instalovaných VTE, tak v nákladově optimální variantě by mělo v horizontu roku 2030 přibýt 4,1 GW nově instalovaného výkonu, tedy téměř 6krát více. Takový výkon odpovídá necelým 1 400 VTE o jednotkovém výkonu 3 MW.

Vzhledem k uvažovanému nárůstu instalovaného výkonu OZE je vhodné kriticky zhodnotit jejich reálný potenciál v podmínkách ČR. Tomuto tématu bude tedy věnován příští díl tohoto seriálu.

Poznámka: všechny citované grafy ze studie Investing in the Recovery and Transition of Europe’s Coal Regions byly použity s písemným souhlasem společnosti Bloomberg NEF.

Autor je analytikem Výzkumného centra AMO a organizace Fakta o klimatu.

Štítky: Názorseznam