Cesta k dekarbonizaci české energetiky – díl první

DomůNázoryCesta k dekarbonizaci české energetiky – díl první
Obsah tohoto článku nebyl zpracován ani upravován redakcí webu oEnergetice.cz a článek nemusí nezbytně vyjadřovat její názor.

Tento krátký seriál shrnuje témata související s procesem dekarbonizace české energetiky. Úvodní díl se zabývá především spojitostmi mezi sektorem energetiky a probíhající globální klimatickou změnou.

Energetika a globální klimatická změna

Zdaleka největším antropogenním zdrojem skleníkových plynů je spalování fosilních paliv, spojené právě se sektorem energetiky, viz graf 1.

Graf č. 1 – znázornění přibližného podílu jednotlivých antropogenních plynů, které přispívají k probíhajícím změnám klimatu. Převzato z webu EPA, zdrojem použitých dat je zpráva IPCC.

Dominantní položkou je zde oxid uhličitý produkovaný při spalování fosilních paliv (modrá barva). Další CO2 poté vzniká při činnostech spojených s využíváním půdy a lesnictvím (zelená). Energetika, resp. těžba energetických surovin a úniky s ní spojené se částečně podílí i na produkci metanu (fialová). Spalovací procesy, společně například s výrobou umělých hnojiv, pak stojí i za emisemi oxidu dusného (modrozelená).

Skutečnost, že růst koncentrace CO2 v atmosféře je spojen právě se spalováním fosilních paliv, je jasně patrná z tzv. Keelingovy křivky, viz graf 2. Tato křivka zobrazuje rostoucí koncentraci CO2 v zemské atmosféře, společně s klesající koncentrací O2. Jejich vzájemný podíl poté odpovídá směšovacím poměrům při spalování fosilních paliv (po započtení pohlcení části CO2 v oceánech).

Graf č. 2 – Keelingova křivka znázorňující časový průběh koncentrací CO2 a kyslíku v zemské atmosféře. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice.

Z fosilních paliv zaujímá prvenství v produkci CO2 spalování uhlí, které tak předčí ropu i zemní plyn, viz graf 3 níže.

Graf č. 3 – porovnání produkce CO2 z jednotlivých typů fosilních paliv. Převzato z webu IEA, detaily k použité metodice zde.

Zvyšující se koncentrace skleníkových plynů má poté za následek nejen růst teploty, ale i celou řadu dalších jevů, viz schématický graf 4 níže.

Graf č. 4 – schématická mapa klimatické změny. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také další poznámky.

Tyto jevy mohou mít ve výsledku fatální dopady na fungování lidské společnosti, např. ve smyslu kolapsu ekosystémových služeb v rozsáhlých oblastech a s tím související ztrátu schopnosti produkce potravin či obecně environmentální migraci v důsledku změněných životních podmínek.

Již globální oteplení o více než 1,5 °C znamená riziko, že některé části planetárního systému přejdou do kvalitativně odlišného stavu, viz detaily zde, zde a zde.

Právě z tohoto důvodu se státy, které podepsaly Pařížskou dohodu, zavázaly udržet nárůst globální průměrné teploty pod hranicí 2 °C. Za tímto účelem je ovšem nutná výrazná redukce vypouštěného CO2. V horizontu roku 2030 mluvíme o snížení emisí v porovnání se současností přibližně o 25 (pro scénář oteplení o 2 °C), respektive 50 % (pro scénář oteplení o 1,5 °C). Platí přitom, že čím dříve dojde ke snížení objemu vypouštěných emisí, tím lépe. V opačném případě by pro stejné maximální oteplení musela následovat redukce po výrazně strmější trajektorii, což je nejen obtížně technicky proveditelné, ale znamená to i výrazný růst souvisejících nákladů.

Pokud bychom pokračovali ve vypouštění emisí současným tempem, dospěli bychom ke konci století k průměrnému oteplení o více než 4 °C. Takový scénář by znamenal, že jen v příštích 50 letech by byly změněnými klimatickými podmínkami nuceny k migraci řádově miliardy obyvatel, viz např. tato studie.

Graf č. 5 – emisní scénáře pro naplnění Pařížské dohody. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také další poznámky.

Ve snaze dostát svým závazků za účelem snížení podílu na globální klimatické změně přistupuje množství států k tzv. uhelnému phase-outu.

Co je to fosilní (uhelný) phase-out?

Anglickým výrazem phase-out se v tomto smyslu označuje postupná redukce využívání fosilních paliv. V případě energetiky to znamená především ukončení výroby elektřiny z uhlí a náhrada této produkce zdroji s výrazně nižší emisní intenzitou.

Tento pojem může být kromě elektroenergetiky spojován také s výrobou tepla, dopravou nebo průmyslem obecně.

Graf č. 6 – měrné emise na jednotku vyrobené elektřiny (gCO2eq/kWh) spjaté s životním cyklem jednotlivých zdrojů dle IPCC.

Proces dekarbonizace v Evropě

Podle závěrů studie A stress test for coal in Europe under the Paris Agreement (Zátěžový test pro uhlí v Evropě vzhledem k Pařížské dohodě o ochraně klimatu), vypracované v roce 2017 mezinárodní organizací Climate Analytics, je pro dosažení cílů Pařížské dohody nezbytné odstavit všechny evropské uhelné elektrárny do roku 2030.

Současná situace je taková, že některé evropské státy (zejména ty s nižším podílem uhelných zdrojů) již phase-out dokončily a většina ostatních stanovila nejzazší datum odstavení poslední uhelné elektrárny, viz přehled v grafu 7.

Graf č. 7 – výroba elektřiny z uhlí na osobu a plánované termíny uhelného phase-outu v zemích EU. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice.

V průměru v prvním pololetí roku 2020 předčila výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů zdroje fosilní, přičemž sluneční a větrné elektrárny vyrábějí v Evropě již od loňského roku více elektřiny než ty uhelné, viz graf 8.

Graf č. 8 – plná čára: výroba elektřiny z obnovitelných a fosilních zdrojů. Tečkovaná čára: výroba z větrných, solárních a uhelných elektráren. Převzato z webu organizace EMBER.

Aktuální situace v ČR

Jak je na tom samotná Česká republika? Ta je zdejšími ekologickými organizacemi právem označována za uhelný skanzen Evropy. Je to dáno faktem, že v ČR máme největší výrobu elektřiny z uhlí na obyvatele v rámci celé EU. To stejné potom platí i pro instalovaný výkon v uhelných elektrárnách na osobu. Detaily viz graf 7. Graf 9 poté znázorňuje podíl jednotlivých zdrojů na výrobě elektřiny v ČR a související emise. Jak je vidět, uhelné elektrárny se na výrobě elektřiny v roce 2018 podílely 47 %, přičemž vyprodukovaly 88 % emisí skleníkových plynů v daném sektoru.

Graf č. 9 – Přehled výroby elektřiny podle zdrojů, souvisejících emisí CO2eq a spotřeby elektřiny podle sektorů. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice.

Vzhledem k množství elektřiny vyrobené z uhlí se nelze divit, že uhelné elektrárny a teplárny se v ČR významným způsobem podílejí na celkových emisích skleníkových plynů napříč všemi sektory, viz graf 10. Z důvodu vysoké emisní náročnosti domácí energetiky patří ČR mezi přední producenty skleníkových plynů v přepočtu na obyvatele, a to jak v rámci EU, tak v globální perspektivě.

Graf č. 10 – emise skleníkových plynů v ČR podle jednotlivých sektorů v roce 2018. Převzato z webu projektu Fakta o klimatu, kde lze nalézt také zdrojová data a poznámky k použité metodice.

Kromě CO2 jsou uhelné elektrárny zdrojem řady dalších znečišťujících látek, které způsobují významné škody nejen na životním prostředí, ale také na lidském zdraví. Starší studie Centra pro otázky životního prostředí při Univerzitě Karlově v Praze spočetla takto zásobené externí náklady na více než 50 mld. ročně (v cenách roku 2011), viz graf 11. Ve výsledku jsou způsobené škody výrazně vyšší, než je např. roční podpora obnovitelných zdrojů energie.

Graf č. 11 – roční externí náklady pro uhelné elektrárny v ČR v důsledku výroby elektřiny a tepla. Náklady jsou uvedeny v mil. Kč při cenách roku 2011. Převzato ze studie Centra pro otázky životního prostředí při Univerzitě Karlově v Praze.

Z výše zmíněných důvodů je brzká dekarbonizace české energetiky a s ní spojený uhelný phase-out nanejvýš žádoucí. Za tímto účelem byla ostatně zřízena Uhelná komise, která má stanovit harmonogram a způsob odklonu od spalování hnědého uhlí. Vyřazení elektrárny Prunéřov I, ke kterému došlo na konci června 2020, je tak jenom prvním krokem v tomto procesu, jehož konkrétní podoba bude teprve určena.

V příštím díle tohoto seriálu budou řešeny konkrétní scénáře dekarbonizace české energetiky.

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

Štítky: Názorseznam