Srovnání scénářů transformace elektroenergetiky ČR

V této infografice dáváme srovnání více scénářů vývoje elektroenergetiky v ČR.

Jak číst tento graf

V horní části grafiky srovnáváme stav v roce 2019 a stav v roce 2030 podle výroby elektřiny: Tento parametr zachycuje, kolik které zdroje elektřiny dodají do přenosové soustavy. Formálně je to tzv. čistá výroba, která nepočítá elektřinu, kterou elektrárny samy spotřebují. Snížení celkové výroby znamená, že se (vlivem úspor) sníží spotřeba, že se sníží čistý vývoz nebo že dokonce budeme více elektřiny dovážet než vyvážet.

Postupný odklon od fosilních zdrojů a nejvíce pak od uhlí znamená snížení emisí skleníkových plynů. Každá studie takové snížení počítá pomocí vlastní metodiky (a nebo nepočítá vůbec). Proto pro všechny studie uvádíme náš výpočet snížení emisí, založený na rozdílu v mixu výroby mezi lety 2019 a 2030 a na emisních koeficientech od IPCC. Více o metodice výpočtu najdete níže.

Ve spodní části grafiky srovnáváme vybrané aspekty jednotlivých scénářů. V této tabulce ukazujeme rozdíl v zaměření jednotlivých scénářů a v metodice použité při jejich vytváření.

Samozřejmě bylo v průběhu let zpracováno více scénářů transformace české energetiky, než jsme schopni srovnat v jedné grafice, více jich najdete v naší rešerši.

V čem se scénáře liší

Nejzásadnější rozdíl je v samotném energetickém mixu a tím pádem v dopadu scénářů na snížení emisí skleníkových plynů. Tato metrika nejvíce souvisí s podílem uhlí a zemního plynu na výrobě elektřiny. Scénáře se ovšem také podstatně liší v poměru mezi výrobou ze slunce, větru a z biomasy a bioplynu. Jediné scénáře BloombergNEF a McKinsey mají biomasu a bioplyn jako součást tržní optimalizace a docházejí k překvapivému snížení výroby. Scénář BloombergNEF má také výrazný nepoměr mezi sluncem a větrem – ve prospěch větrných elektráren, které mají oproti solárním panelům vyrovnanější výrobu během dne i během roku. Díky tomu si tak tento mix dokáže vystačit s menším množstvím instalovaného výkonu plynových elektráren.

Scénáře se liší v míře předvídaného uhelného phase-outu. Scénáře NECP a McKinsey plánují odstavení jen některých uhelných elektráren. Scénář Energynautics uvažuje odstavení všech uhelných elektráren, přesto zbývá nezanedbatelná výroba elektřiny z uhelných tepláren (kombinovaná výroba elektřiny a tepla). Scénáře Ember a BloombergNEF zacházejí nejdále a počítají s odstavením všech uhelných elektráren i tepláren.

Scénáře se v poslední řadě liší ve svém zaměření a metodice. Například scénář Energynautics se zaměřuje na stabilitu přenosové soustavy, a proto stanovuje instalovaný výkon jednotlivých zdrojů na základě expertních odhadů. Naopak scénáře Ember, BloombergNEF a McKinsey hledají změny v instalovaném výkonu pomocí tržní optimalizace. Scénář Ember při tom v rámci zadání zkoumá, jak by vypadala varianta úplného uhelného phase-outu, zatímco scénáře BloombergNEF a McKinsey posuzují variantu s celkově nejnižšími náklady.

V čem se scénáře shodují

Všechny tyto scénáře ukazují, že významný odklon od uhlí jako primárního zdroje elektřiny je proveditelný, resp. že překážky k takovému odklonu nejsou na úrovni bezpečnosti dodávek nebo stability přenosové soustavy. Potenciální překážky mohou zůstávat na úrovni nižší infrastruktury distribuční sítě, alokace investic, lidských zdrojů, legislativy nebo vůle ke změně.

Scénáře také do roku 2030 ve svých hlavních variantách nepočítají s velkým rozvojem skladování elektřiny nebo výroby zeleného vodíku.

Scénáře se také shodují v instalovaném výkonu jaderných a vodních elektráren. U těchto zdrojů je dlouhý proces výstavby, a proto žádný ze scénářů neočekává do roku 2030 podstatné změny. Rozšíření elektrárny v Dukovanech bude dokončeno nejdříve v roce 2036 (pokud k němu vůbec dojde). Stejně tak nelze očekávat v další dekádě stavbu podstatné vodní elektrárny, některé scénáře počítají s mírným rozvojem v oblasti malých vodních elektráren.

Metodické komentáře ke grafice

Rozdělení zdrojů do kategorií: rok 2019

Pro výrobu za rok 2019 vycházíme z dat Energetického regulačního úřadu (ERÚ) a uvažujeme množství vyrobené elektřiny z dané suroviny nehledě na typ elektrárny, ve které byla vyrobena.

Kromě toho zbývá malá kategorie ostatní výroby, kterou pro přehlednost nezobrazujeme (protože energetické scénáře je typicky neuvádějí). Tvoří ji komunální a průmyslový odpad, odpadní teplo, topné oleje a ostatní kapalná paliva a činí 0,27 TWh, tedy jen asi 0,3 % celkové výroby.

Rozdělení zdrojů do kategorií: rok 2030

BloombergNEF: Oproti číslům ve studii upravujeme výrobu vodních elektráren tak, aby byla porovnatelná s dalšími elektroenergetickými studiemi, tj. vynecháváme přečerpávací elektrárny. Pro samotné vodní elektrárny tedy odvozujeme plánovanou výrobu od současného koeficientu využití a plánovaného instalovaného výkonu.

Ember: Oproti číslům ve studii mírně upravujeme kategorizaci, aby více odpovídala našemu rozdělení pro rok 2019 a také dalším studiím.

• Plyn: Studie Ember jako plyn označuje pouze paroplynové elektrárny a nové plynové kogenerační jednotky, protože stávající kogenerační jednotky nejsou předmětem optimalizace v jejich modelu. My je k této kategorii přidáváme, konkrétně kategorii Other thermal z jejich podkladových dat. Kromě stávajících kogeneračních jednotek jsou v kategorii Other thermal další zařízení, jako například spalovny odpadu. Ty jsou ovšem zanedbatelné instalovaným výkonem i výrobou, a tak jejich zařazení do kategorie plyn nemá znatelný vliv na grafiku ani na odhad emisí.
• Biomasa a bioplyn: Studie tuto kategorii neuvádí (protože není předmětem optimalizace v modelu), my do ní z podkladových dat vybíráme kategorii Other renewable, což je v naprosté většině právě biomasa a bioplyn (kromě toho také biologicky rozložitelný komunální odpad).

McKinsey: Stejně jako u studie BloombergNEF, oproti číslům ve studii upravujeme výrobu vodních elektráren tak, aby byla porovnatelná s dalšími elektroenergetickými studiemi, tj. vynecháváme přečerpávací elektrárny. Pro samotné vodní elektrárny tedy opět odvozujeme plánovanou výrobu od současného koeficientu využití a plánovaného instalovaného výkonu.

Studie se také odlišuje v kategorizaci bioplynu, který oproti nám zařazuje do kategorie plyn. Přesné množství bioplynu ve scénáři není známé a dle vyjádření autorů je toto množství velmi malé, a tak jsme hodnoty ve scénáři neupravovali. Kategorie plyn zde tedy zahrnuje i malé množství bioplynu a kategorie biomasa a bioplyn ve skutečnosti zahrnuje pouze biomasu.

Energynautics: Čísla udávaná přímo ve studii dobře odpovídají naší kategorizaci, takže je přímo přebíráme.

NECP: Čísla o výrobě přebíráme přímo ze studie (ve skutečnosti jsou kombinací dvou tabulek, jedna udává výrobu z obnovitelných zdrojů v TJ, druhá výrobu z konvenčních zdrojů v TWh).

Emise skleníkových plynů

Většina z pokrytých studií nějakým způsobem počítá emise CO₂ v energetice a jakého snížení dosáhne jejich scénář v roce 2030. Takové odhady typicky stojí na emisních koeficientech, tedy kolik gramů CO₂ (nebo CO₂eq) se vyprodukuje hrubou výrobou 1 kWh elektřiny. Emisní koeficienty jsou dvojího druhu:

1. Přímé emise zahrnují jen provoz elektrárny (u fosilních zdrojů to je hlavně CO₂ vypouštěný při spalování).
2. Emise celého cyklu navíc zahrnují emise spojené se stavbou elektrárny a výrobou jejích komponent (např. tavení křemíku pro solární panely), emise spojené s těžbou a úniky skleníkových plynů při těžbě a transportu surovin (např. u zemního plynu).

Úsporu v emisích skleníkových plynů produkovaných na českém území nejlépe vyjadřují emise přímé (příp. doplněné o emise související s těžbou uhlí). Takovéto národní emise srovnáváme v mnohých našich textech a také se na ně vztahují emisní cíle Evropské unie a Česka.

Na druhou stranu emise celého cyklu lépe vystihují český přínos v kontextu celosvětových emisí. Fakta o klimatu se přiklání k tomuto druhému pohledu z několika důvodů:

• Není hodnotné snižovat české emise za cenu výrazného navýšení emisí jinde. Proto se naše metrika snaží zachytit i takové případné navýšení jinde.
• Scénáře transformace elektroenergetiky stojí na výrazném zvyšování podílu obnovitelných zdrojů, jejichž přímé emise jsou téměř nulové. Přímé emise tedy do určité míry těmto zdrojům oproti konvenčním fosilním zdrojům straní. Emise celého cyklu jsou v tomto ohledu férovější.

Pro výpočet emisí tedy používáme emisní koeficienty celého cyklu, konkrétně mediánové hodnoty z páté hodnotící zprávy IPCC (viz Tabulka A.III.2 v příloze III).