Hlavolam světové energetiky: Jak dostát rostoucí poptávce po energii ve světě citlivém na emise CO2
Zatímco se ještě sporadicky ozývají hlasy relativizující vliv člověka na současnou klimatickou krizi a mnozí mohou být přesvědčení, že se vlastně nic neděje, velké energetické společnosti se již snaží odhadnout, co pro ně bude znamenat proměňující se svět, ve kterém bude stále větší hlad po energiích, ale zároveň tlak na uplatňování nízkoemisních zdrojů.
Vlády zemí zase jakoby nevěděly, jak moc se do úsilí o bezemisní společnost zapojit, kolik je to bude stát a jak to udělat, aby tím neohrozili vlastní ekonomický růst a navyklý blahobyt svých obyvatel. Vědci mezitím varují, že okno, kdy je možné bezpečně odvrátit klimatickou katastrofu, se zmenšuje.
Začátkem tohoto roku vydala energetická společnost British Petroleum (BP) světový energetický výhled do roku 2040 s názvem BP Energy Outlook 2019 (ke stažení zde) a představila jej na konferenci Center for Strategic and International Studies (záznam zde).
Ve svém výhledu BP konstatuje, že svět stojí v oblasti energetiky před dvojitou výzvou: jak snížit emise CO2 a jak nasytit rostoucí světovou poptávku po energii.
Pokračování růstu spotřeby energie
BP ve svém výhledu uvádí, že i přes zvyšování energetické účinnosti, bude výsledná světová spotřeba energie dále růst o 1,2 % ročně, a to hlavně v důsledku pokračování ekonomického rozvoje (viz též top 20 zemí podle HDP od roku 1990 až odhad do roku 2040) a zvyšování kvality života obyvatel Číny a Indie a ostatních “non-OECD” států, především těch asijských.
Zatímco se tedy předpokládá, že spotřeba energie v zemích OECD (OECD je v dokumentu BP zjednodušena na Severní Ameriku, Evropu a asijské státy OECD) zůstane konstantní, v Číně a Indii, zemích s vysokým podílem fosilních paliv v energetickém mixu (zejména uhlí), bude naopak dále růst. Odhadovanou spotřebu čtyř největších světových energetických spotřebitelů, včetně odhadovaného energetické mixu, uvádí graf níže.
Současný podíl výše uvedených států na světových emisích CO2 z fosilních paliv je následující:
Cesta k dosažení klimatických cílů
Existuje cesta k dosažení klimatických cílů z Paříže, ale svět na ní není připraven (viz také 50. minuta záznamu z konference CSIS). Průměrná teplota na zemi již vzrostla o 1 °C v porovnání s předindustriálním průměrem. Pařížským cílem bylo, aby se do roku 2100 nezvýšila o 1,5 °C. Bohužel i při nynějších proklimatických vládních opatřeních směřujeme k oteplení planety o 3,3 °C. Některé důvody, proč tomu tak je, jsou rozvedeny níže.
Historicky obtížná proliferace nového zdroje energie
V historii trvalo novému druhu energie delší dobu, než získal významnější podíl v energetickém mixu. Nástup obnovitelných zdrojů (oranžová čára v grafu níže) je nyní obdobný, jako se v minulosti zvyšoval podíl jaderné energie (žlutá čára v grafu).
Předpokládá se, že poměr obnovitelných zdrojů dále poroste (čára ET v grafu) a to mnohem rychleji, než dříve rostl jakýkoliv jiný zdroj energie. Pro dosažení klimatických cílů, by však tento růst musel být zcela bezprecedentní (čára RT v grafu vpravo).
Ochrana investic
Růstu podílu obnovitelných zdrojů bude bránit to, že pro jiné zdroje je již vybudovaná infrastruktura (elektrárny, kotle, auta,…) a vlastníci se budou bránit jejímu vyřazení z provozu před koncem životnosti. Například životnost uhelné elektrárny je většinou více než 40 let. Při rekonstrukci uhelné elektrárny Tušimice II v roce 2012 došlo k výměně 90 % technologických celků a životnost tehdy 38 let staré elektrárny se prodloužila o dalších 25 let. Obdobně například ekonomická návratnost plynovodu Nord Stream 2 předpokládá využívání zemního plynu v Evropě na další desetiletí (DIW, 2018).
Emise CO2 nejsou v energetické politice prioritou
Podle názoru hlavního ekonoma BP je současná motivace nahrazovat fosilní zdroje obnovitelnými v Číně vedena primárně z důvodu bezpečnostních (nezávislost na dodávkách surovin z jiných států) a dále kvality ovzduší (viz také 58. minuta záznamu z konference CSIS). Pro dosažení těchto cílů však mohou být použity i emisně náročné zdroje. Energetická bezpečnost je například uváděný cíl pro výstavbu nových uhelných elektráren v Turecku (zdroj) a Austrálii (zdroj). Australská vláda dokonce navrhla, že bude společnostem kompenzovat náklady spojené s emisními povolenkami nebo uhlíkovou daní u nových uhelných elektráren.
Stejně tak zlepšení kvality ovzduší je možné dosáhnout použitím například “čistého uhlí”, které má nižší vliv na kvalitu ovzduší, ale emise skleníkových plynů zůstávají obdobné (zdroj). Jiným příkladem může být preference k ovzduší šetrnějším benzínových motorů oproti naftovým, které jsou naopak o něco málo šetrnější z pohledu produkce CO2.
Odpovědnost a měření úsilí států
Společnost The Climate Action Tracker (CAT, https://climateactiontracker.org) sleduje plnění Pařížských klimatických závazků 32 nejvýznamnějších zemí pokrývající 80 % emisí. Tato společnost uvádí ve své zprávě z prosince 2018 (zdroj), že naprostá většina zemí si nestanovila takový cíl, aby byl v souladu s dosažením dlouhodobého cíle 1,5 °C při férovém rozdělení odpovědnosti.
- Tři země si stanovily takové závazky, kterých mohou dosáhnout i bez jakékoliv změny politiky.
- 17 zemí si určilo z pohledu dosažení 1,5°C nebo 2°C cíle velice slabé závazky, a ani těch při své současné politice nedokáží dosáhnout.
- 4 země si stanovily závazky v souladu s dosažením 1,5°C nebo 2°C cíle, nezavedly však dosud taková opatření, aby bylo reálné, že své závazky splní.
- Pouze u 3 zemí je reálné, že dostojí svým závazkům a zároveň tyto cíle jsou i v souladu s dosažením 1,5°C nebe 2°C cíle. Jednou z těchto zemí je Indie.
Níže je uvedeno aktuální hodnocení čtyř největších znečišťovatelů:
Zpráva dále uvádí, že současné národní závazky a i současná klimatická politika směřuje k oteplení planety v roce 2100 o zhruba 3,3 °C a tento trend se v posledním roce nezměnil.
Významné pozitivní změny, například
- zvýšení podílu obnovitelných zdrojů a zemního plynu v energetickém sektoru v USA nebo
- zavedení národního plánu pro elektrickou energii v Indii,
byly vyváženy negativními, například
- zvýšení spotřeby uhlí v Číně za poslední dva roky (2017, 2018) nebo
- rušení Americké proklimatické legislativy zavedené předchozí administrativou prezidenta Obamy a s tím související očekávaný nárůst emisí v budoucnosti.
Závěr
Pro orientaci v současném provázaném světě energetické spotřeby a oteplování planety jsem se pokusil popsat hlavní světové tendence a jejich důvody. Hlavními závěry článku jsou:
- Světová spotřeba energie bude dále růst tažena převážně zvyšováním životní úrovně obyvatel Číny a Indie.
- Při současném politickém vývoji, zahrnujícím i současně plánovaná opatření, bude průměrná teplota planety na konci tohoto století o 3,3 °C vyšší v porovnání s předindustriální dobou.
- V posledním roce učiněná proklimatická opatření jsou vyvažována jinými, z pohledu klimatu negativními, politickými rozhodnutími. Svět tak přešlapuje na místě.
Vycházel jsem ze dvou hlavních volně dostupných zdrojů: energetického výhledu společnosti British Petrolium (dostupné zde) a aktualizované projekce oteplování konsorcia The Climate Action Tracker (dostupné zde). Klíčová data jsem dále ověřoval s údaji Mezinárodní energetické agentury (www.iea.org), Světové banky (data.worldbank.org), Americké Agentury pro ochranu životního prostředí (www.epa.gov), iniciativy The Shift Project (www.tsp-data-portal.org), Carbon Brief (www.carbonbrief.org) a dalších zdrojů.
Mohlo by vás zajímat:
Na Aktuálně.cz čtu, cituji "Vedení metropole plánuje snížit do roku 2030 emise CO2 o 45 procent. O dvacet let později má být už pražské ovzduší zcela bez oxidu uhličitého. Vypracování podrobného plánu, jak odvážného cíle dostát, schválili pražští radní v pondělí odpoledne. Hotový má být do roka".
A tady zase čtu tento článek.
Mám dojem že se někteří politici zbláznili, nebo že chtějí zastřít skutečné výzvy před kterými EU i svět stojí.
A když emise 4 největších emitentů přepočtete na obyvatele tak zjistíte že bezkonkurenčně prvé jsou USA, které nesouhlasí s Pařížskou smlouvou a odstupují od ní.
A Čína rozhodně nezavádí OZE, jako jednička ve fotovoltaice, větru i vodě, kvůli Paříži ale kvůli tomu, jak správně řečeno zde, aby získala čistší vzduch ve velkých městských aglomeracích a menší závislost na dovozu ropy a plynu.
Co tedy myslím že má význam, když ty politické proklamace prohlásím za politické žvásty?
Pouze a jenom to aby co nejrychleji byly větrné a fotovoltaické elekrárny bez dotací, jako nejlevnější způsob výroby elektřiny ve velké většině zemí světa a elektromobily jako nejlevnější dopravní prostředek.
To je věc technického pokroku a věc dosažitelná zcela jistě již v nadcházející dekádě (u elektromobilů asi ještě o dekádu později). To vyřeší zásadní problém s čistotou ovzduší a zbude jen problém čistoty vod a nadměrného růstu populace.
Neberu mladým právo křičet, protestovat, ale důležitý je vědecký a technický pokrok v OZE. Jako insider mohu říci že zatím to vypadá velmi nadějně.
OZE stejně jako ostatní zdroje narazí na své limity a tempo jejich rozvoje bude klesat. Rozvoj jaderné energetiky je příliš pomalý, aby ovlivnil celkový vývoj , proto velmi pravděpodobně dojde k poklesu emisí CO2 u států s velkými emisemi na obyvatele a naopak u států kde jsou emise nízké dále porostou vrchol užívání fosilních paliv nastane až zdraží ropa a zemní plyn natolik ,že bude lepší používat jiné zdroje což bude pravděpodobné teprve až bude těchto zdrojů nedostatek a zatím stále těžitelné zásoby stoupají. Podle posledních ukazatelů je pravděpodobné, že do roku 2040 nedojde k poklesu používání fosilních paliv , ale k jejich růstu. Omezovat jejich využívání budou zejména státy, kde trpí jejich nedostatkem Jižní Korea , Japonsko , EU.... Proti tomu Rusko , Indie , USA , Střední východ tam patrně k žádné dramatické změně nedojde. Vývoj po roce 40 je značně nejistý. Patrně kromě středního východu Canady a Venezuely v té době už nikdo nebude příliš schopen navyšovat těžbu ropy , zemního plynu bude ovšem patrně dost stejně jako uhlí. Klima se patrně změní mnohem méně než říkají dnešní předpovědi....
Mám k tomu článku několik výhrad:
1) Primární energie je v tomto případě zavádějící metrika. Je to z toho důvodu, že obsahuje i energii, která se na nic nepoužila a vyhodila. Takže např. 80% světové spotřeby uhlí se využívá na výrobu elektřiny, kde se 60-70% energie vyhodí. U ropy je asi jen 1/6-1/7 reálně přemění na energetickou službu (ze zbytku je odpadní teplo, vibrace a další ztráty při produkci ropných paliv). V těch grafech potom tyhle zdroje vypadají větší než reálně jsou vůči zdrojům, kde primární energie=energetická služba (vodní, větrné, FV elektrárny, veškeré zdroje tepla, apod.)
2) Předpovědi BP jsou jen ukázkou toho, jak dělat chybné předpovědi extrapolací "podle pravítka", že to bude v příštích 20 letech stejné jako to je teď. Tak nikdy technologický vývoj nefungoval, obzvláště ne u masově produkovaných technologií (FV články, větrné turbíny, bateriová akumulace, apod.), kde se vývoj děje v závislosti na poklesu cen. Pokles cen popisuje Wrightův zákon (a.k.a. zkušenostní křivka) a na projekci podílu zdrojů je správné použít logistickou křivku. A to ignoruju "black swan" události.
3) Lidi, kteří se tím seriózně a na dostatečné expertní úrovni zabývali, spočítali, že náklady na přechod do stavu, kdy budou dominantní bezemisní, bezjaderné technologie, jsou záporné, fakticky to ušetří peníze. A to jsou v těch výpočtech schválně vynechány negativní externality fosilních paliv. Není se čemu divit, už dnes je v oblastech s dobrými podmínkami pro větrnou či solární energetiku levnější postavit onen zdroj než jen provozovat už dávno existující fosilní tepelné elektrárny. A to cena elektřiny z těchto dvou technologií dále utěšeně klesá.
Pane Veselý, souhlasím, je to tak jak říkáte.
Celosvětově je již rozhodnuto, jen v ČR se podařilo (doufám že jen dočasně) zaříznout fotovoltaiku (přes fotovoltaický tunel 2010) a vítr (pomocí propagandy proti VtE a špatným zkušenostem se starými větrnými elektrárnami). Takže u nás jen biomasa, biopaliva, a to nejdražší jádro.
Otázka je jen jak dlouho vydržíme ignorovat a bagatelizovat vývoj ve světě.
S přijatelně malou neurčitostí výstupů modelovat vývoj klimatu neumí nikdo, nejen BP. Informace o přírodě se nezískávají hlasováním (Einsteinovy práce před válkou odsoudily stovky německých vědců, alespoň podle nacistické propagandy. Komentoval to slovy "Nač stovky? Kdybych neměl pravdu, stačil by jeden.") Nynější totální válka s CO2 je humbuk poháněný politicko-ekonomickými zájmy těch, jimž se hodí. Pro PR využívají mezigenerační vymezování a vyvolávají dramatické představy pomocí pestrobarevných skvrn. Mladí lidé mají nemají pochyby, zato víc energie než staří.
Vidět je to např. na vývoji postojů IEA. Před pár lety se Dr. Fatih Birol projevoval objektivně, teď musí být "trendy", aby si udržel místo.
Celosvětově tedy rozhodnuto není, zdravý rozum prohrává pouze dočasně, i když generace našich dětí to asi dost schytá. Lidi budou chtít mít v zásuvce elektřinu i v době, kdy nefouká vítr a nesvítí slunce. Teď jen probíhá přetlačovaná o budoucí cenu a o to, kdo ji vyinkasuje. Souhlasím, že ČR u toho statuje.
Jen k poslednímu Vašemu odstavci: elektřinu v zásuvce v Evropě budete mít i když okolo 2040 bude slunce a vítr dávat okolo 50% roční výroby elekřiny. O tom snad nemůže žádný technik pochybovat.
A pak se můžeme začít bavit zda už je akumulace dosti rozvinuta, aby FVE a VtE šly s podílem výše a výše. To pro ty země co nemají cca 50% či vyšší podíl vody jako třeba Norsko, Švýcarsko, ty mohou jít na 90-100% z OZE, ostatní skončí třeba na 80%.
Ale musí být VtE a FVE bez dotací, jako nejlevnější (a nejčistší) řešení výroby elektřiny
No a to bude v příští dekádě u většiny zemí EU. Stačí sledovat cenový vývoj, na jedné straně stále levnější VtE a FVE, na druhé straně stále dražší JE, s realizační dobou stále v EU narůstající.
Jeden hektar lesa za rok z ovzduší naváže a vymaže oxid uhličitý v množství 15 tun, tedy tolik, kolik vypustí středně velké auto za 100 000 km.
Nebylo by lepší vysazovat lesy než blbnout s řepkou biolihem...
Na to by se dali dotace taky vymyslet.
Z nedávné historie je jasné jak výbuchy sopek ovlivňují klima tu ochlazení v důsledku popílku tu oteplení v důsledku CO2....
Ne každý les, mladý rostoucí les. Ale dobře, mějme za bernou minci vašich 15 tun/ha/rok. Na eliminaci českých emisí CO2 (~105 Mt/rok) byste potřeboval zalesnit 7 milionů hektarů, což je 70 000 km2 neboli 88.8% území ČR.
Když vám nějaká činnost škodí, nejlepší je jí přestat dělat.
Velký výbuch sopky (Krakatoa, Tambora, Laki) ovlivní klima na dva roky než si ten bordel sedne. To není nic se srovnáním s kontinuální lidskou činností.
Tak to tady bude jako ve Finsku. Kromě toho že lesy pohlcují CO2 emitují stejné množství O2... Lepší než řepka a sekání a za dotace a odvoz do spalovny.
Česká republika: hustota zalidnění 134 obyv./km2
Finsko: hustota zalidnění 16 obyv./km2...
Samozřejmě trochu jsem to nadsadil, ale ty lesy jsou lepší než CO2 povolenky nebo CCS.
Když povolenky tak povolenky pro vinařství, výrobu piva ale i majitele zahrad který mají kompost hezky EET pro každého.
A ti co mají ČOV tak ještě víc kreditů ty produkují CH4, a ten je ještě horší ještě jsem zapomněl existuje registr chovatelů domácích zvířat kozy, ovce, koně ty bych taky zatížil povolenkami CO2.
Dobrý den, děkuji za komentáře
ad1/ BP uvádí, že „Hodnoty pro primární energie pro jaderné a vodních elektrárny a výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů byly odvozeny výpočtem ekvivalentního množství fosilního paliva potřebného pro výrobu stejného objemu elektřiny v tepelné elektrárně za předpokladu a účinnost přeměny 38% (globální průměr pro výrobu tepelné energie)“ (strana 139 BP Energy Outlook 2019). Toto umělé navýšení by mělo dát obnovitelné zdroje na porovnatelné hodnoty s fosilním zdroji. Bohužel nedokáži posoudit, jaký přístup je nejsprávnější.
ad2/ Na obranu BP musím říct, že (přestože se jejich report jmenuje "outlook") zdůrazňují, že neuvádějí předpověď, ale zjednodušené scénáře, co by se stalo, kdyby... v základním scénáři je to, kdyby vývoj šel obdobným způsobem a rychlostí jako v nedávné minulosti. Uváděli, že si jsou vědomi toho, že se tento scénář zcela určitě nenaplní, právě i díky faktorům, které uvádíte, které je ale těžké předpovídat a kvantifikovat jejich vlivy. Toto v mém článku možná není dostatečně vysvětleno.
ad3/ Také bohužel nedokáži úplně posoudit, jestli se přerod na bezemisní ekonomiku uděje tak, že v jednu chvíli kladné faktory výrazně převáží a pak podíl obnovitelných zdrojů v krátké době rychle vzroste (velice bych si to přál), nebo to bude spíše pomalý usilovný boj (tak jak se mi to jeví, že je to teď). Osobně zůstávám spíše skeptický.
Nějak mi uniká, jak se započítává do emisí FVE odpad při výrobě a recyklaci FVE panelů a baterií pro akumulaci... ?
Pane Rostislav, to se nezapočítává. Asi by to bylo na jiný článek, rozebrat emisní náročnost provozu a životního cyklu jednotlivých energetických zdrojů + se započtením nároku na energetickou síť.
Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.
V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.
Přihlásit se