Globální zpráva o elektřině 2020

Cílem studie think-tanku EMBER vydané v březnu 2020 je předložit analýzu světových trendů ve výrobě a spotřebě elektřiny a podrobněji diskutovat stav v roce 2019 s vývojem v předchozích dvaceti letech. Zabývá se pouze výrobou elektřiny, nikoli celým energetickým sektorem, není tak zahrnuta například energie vyrobena spalováním paliv v dopravě (benzín, nafta) či na vytápění (zejména zemní plyn). Zpráva také obsahuje kompletní dataset popisující zdroje výroby elektřiny pro všechny státy světa za posledních 20 let.

Hlavní závěry

  • Výroba elektřiny z uhlí se v roce 2019 celosvětově propadla o 3 % ve srovnání s rokem 2018. V důsledku došlo k poklesu celkových emisí při výrobě elektřiny o 2 %, jedná se však spíše o jednorázový pokles než o začátek dlouhodobého trendu.
  • Mezi jednotlivými regiony jsou značné rozdíly. Lídry v nahrazování uhlí jinými zdroji jsou Evropská unie a Spojené státy americké, od roku 2007 míra využívání uhlí pro výrobu elektřinu v obou poklesla na polovinu. V EU byl tento pokles nahrazen obnovitelnými zdroji (větrné a solární elektrárny), v USA bylo uhlí nahrazeno převážně zemním plynem.
  • Produkce z větrných a solárních elektráren vzrostla v roce 2019 o 15 %, kdy tyto zdroje vyrobily 8 % celosvětové elektřiny.
  • Celosvětová poptávka po elektřině stále roste, v roce 2019 se navýšila o 1,4 %. Jednalo se o nejnižší nárůst od roku 2009, příčinou byla nižší ekonomická produkce a mírnější zima především v USA a EU. Poptávka po elektřině v Číně vzrostla o 5 %.
  • Tříprocentní pokles ve využívání uhlí však stále není dostatečný pro efektivní zmírnění klimatické změny. Scénář udržitelného rozvoje podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) vyžaduje každoroční snížení o 4 %, scénář 1,5 °C podle IPCC dokonce o 11 %. Zároveň data naznačují, že pokles v roce 2019 je spíše krátkodobým výkyvem než začátkem slibného trendu – v předchozích letech míra využívání uhlí pro výrobu elektřiny spíše rostla, vývoj v roce 2019 byl ovlivněn nižším růstem HDP a počasím.

Kontext zprávy - klíčové souvislosti

  • Pro zastavení globálního oteplování okolo 1,5°C musí globální emise CO2 klesnout do roku 2030 na polovinu a musí být nulové okolo roku 2050. Pro zastavení oteplování na či blízko 2°C musí do roku 2030 emise klesnout o 25 % a být nulové kolem roku 2070 (IPCC SR15). Oteplení v ČR je přitom zhruba dvojnásobek světového, tedy světové oteplení o 2°C odpovídá oteplení o 4°C v ČR.
  • Čtvrtina světových emisí CO2 vzniká při výrobě elektřiny v uhelných elektrárnách, proto se je nahrazení uhlí obnovitelnými zdroji nebo zemním plynem tématem. Zemní plyn má nižší emise na jednotku vyrobené energie než uhlí.

Shrnutí

Celosvětová poptávka po elektřině roste v poslední dekádě průměrně tempem 2,5 % ročně a nárůst výroby je realizován částečně výrobou z OZE, částěčně navyšováním výroby z uhlí a z plynu. V roce 2019 došlo ve světě k poklesu ve využívání uhlí pro výrobu elektřiny o 3 % a uhlíková intenzita výroby elektřiny (tedy množství emisí na jednotku vyrobené elektřiny) je dnes o 15 % nižší než před deseti lety. Celkové emise způsobené výrobou elektřiny však stále rostou. Také v budoucnu lze očekávat další tlak na nárůst spotřeby elektřiny v důsledku snižování podílu fosilních paliv v dopravě a ve vytápění a v postupném nahrazování elektřinou.

Tabulka shrnuje produkci elektřiny v roce 2019 celosvětově, v hlavních regionech a pro srovnání také v České republice, včetně zastoupení jednotlivých zdrojů, spotřeby elektřiny na osobu a uhlíkové intenzity výroby elektřiny.

Region Vyrobeno
celkem
Podíl
uhlí
Podíl
plynu
Podíl
Jádra
Podíl
OZE1
Spotřeba
na obyvatele
Uhlíková intenzita2
[g CO2 / kWh]
Celý svět 25 821 TWh 35 % 24 % 11 % 27 % 3 408 kWh 442
Evropská unie 3 211 TWh 14 % 22 % 26 % 35 % 6 259 kWh 256
USA 4 153 TWh 23 % 38 % 19 % 18 % 12 661 kWh 406
Čína 7 325 TWh 62 % 3 % 5 % 28 % 5 109 kWh 576
Indie 1 378 TWh 72 % 3 % 3 % 21 % 1 008 kWh 651
Ostatní státy 9 754 TWh 21 % 36 % 7 % 28 % 2 478 kWh 388
Česká republika 86 TWh 43 % 7 % 35 % 13 % 6 916 kWh 4113

1 Do podílu výroby OZE jsou započítávány elektrárny vodní, větrné, solární a na biomasu.
2 Uhlíková intenzita je udávána jako přímé emise výroby, nikoliv jako emise celého životního cyklu elektráren.
3 Údaj o uhlíková intenzitě pro ČR nepochází přímo ze zprávy. Je vypočtený z dat o výrobě pomocí příslušných emisních koeficientů z IPCC 2014: ANNEX III, Technology-specific Cost and Performance Parameters

Evropská unie

Poptávka po elektřině v Evropské Unii dlouhodobě stagnuje. Mezi roky 2018 a 2019 došlo v EU k propadu využívání uhlí k výrobě elektřiny o 24 % a emise skleníkových plynů z výroby elektřiny poklesly o 13 %. Jde o pokračování dlouhodobého trendu, kdy v rámci EU je uhlí postupně nahrazováno obnovitelnými zdroji, zejména ve státech západní Evropy. Pro dosažení udržitelných scénářů podle IEA či IPCC (1,5 °C scénář) je tento trend dostatečný, pokud se ho podaří udržet. Především je nutné dále nahrazovat uhelné elektrárny ve státech jako je Německo nebo Polsko. Uhlíková intenzita výroby elektřiny v EU je 256 g CO2 / kWh, o 42 % nižší než je světový průměr a uhlí se na výrobě elektřiny podílí pouhými 14 %.

Spojené státy americké

Poptávka po elektřině v USA dlouhodobě stagnuje. Mezi roky 2018 a 2018 došlo k poklesu ve využívání uhlí o 16 %, v mixu výroby elektřiny tak uhlí představuje 23 %. Uhlí je nahrazováno především zemním plynem, rozvoj větrných a solárních elektráren je v USA nejnižší ze sledovaných regionů. Průměrný obyvatel USA spotřebovává 12,7 MWh ročně, tedy přibližně čtyřikrát více elektřiny oproti světovému průměru 3,4 MWh. Uhlíková intenzita výroby elektřiny v USA je 405 g CO2/ kWh.

Čína

Poptávka po elektřině v Číně roste v poslední dekádě přibližně o 7 % ročně. V roce 2019 roste vzrostla výroba elektřiny z uhlí o 2 % a Čína samotná tak využívá více než polovinu celosvětové spotřeby uhlí při výrobě elektřiny, v jejím mixu výroby elektřiny představuje uhlí 62 %. Využívání obnovitelných zdrojů (větrných a solárních elektráren) při výrobě elektřiny vzrostlo o 16 %, přesto to však nestačilo na pokrytí prudkého růstu poptávky po elektřině. Rovněž došlo k 18% nárůstu produkce elektřiny z jaderných elektráren. Průměrná roční spotřeba elektřiny na osobu je 5,2 MWh, což je o 53 % vyšší než světový průměr a například také více než průměrná roční spotřeba na osobu ve Velké Británii, avšak stále nižší než průměr celé EU 6,3 MWh.

Indie

Poptávka po elektřině v Indii roste v poslední dekádě přibližně o 6% ročně. V indickém mixu výroby elektřiny představuje uhlí 72 %, tedy ještě více než v Číně, v roce 2019 však výroba elektřiny z uhlí poklesla o 3 %. Pravděpodobně se jedná o krátkodobý výkyv, způsobený nižším ekonomickým růstem a vyšší výrobou elektřiny z vodních elektráren v důsledku neobvykle silné monzunové sezóny. V roce 2019 Indie otevřela největší solární elektrárnu na světě. Spotřeba elektřiny na osobu je v Indii pouze 1008 kWh/osobu, tedy třetina světového průměru.

Ostatní světové státy

Poptávka po elektřině v ostatních státech světa roste v poslední dekádě souhrně o 2 % ročně, rozdíly mezi jednotlivými státy jsou však značné - někde poptávka stagnuje, jinde roste až o 7% ročně. Ostatní státy světa souhrnně navýšily využívání uhlí ve výrobě elektřiny o 1 % (především díky nárůstu ve Vietnamu, Indonésii a Pákistánu, oproti tomu využívání uhlí pokleslo v Jižní Koreji, Japonsku a Jižní Africe). V roce 2019 rovněž vzrostla výroba elektřiny u ostatních států ze solárních elektráren o 33 % (především v Japonsku, Jižní Koreji, Austrálii a Vietnamu), z větrných elektráren o 11 % a z jaderných elektráren o 7 % (renovace elektráren v Japonsku a Jižní Koreji). Mezi státy jsou však výrazné rozdíly – průměrná roční spotřeba elektřiny je 2,4 MWh na osobu, avšak Kanada a některé státy blízkého východu spotřebovávají více než 15 MWh, oproti tomu mnoho afrických zemí má průměrnou spotřebu na osobu nižší než 0,2 MWh.

Je trend dostatečný?

3% pokles ve využívání uhlí by nebyl dostatečný pro efektivní zmírnění klimatické změny ani v případě, že by se skutečně jednalo o začátek dlouhodobého trendu. Scénář udržitelného rozvoje Mezinárodní energetické agentury předpokládá snížení spotřeby uhlí na polovinu do roku 2030 a vyžaduje každoroční pokles ve využívání uhlí o 4 % do roku 2025. IPCC zpráva o dosažení limitu 1,5 °C pro globální oteplení vyžaduje pokles využívání uhlí o 75 % do roku 2030, tedy každoroční snížení o 11 %. Loňský pokles o 3 % byl výjimečný, v předchozích letech využívání uhlí zpravidla mírně narůstalo. Oba scénáře rovněž předpokládají každoroční 15% nárůst výroby elektřiny ze solárních a větrných elektráren, toto navýšení bylo v roce 2019 skutečně splněno. Rovněž bylo dosaženo rekordně nízkých nákladů na výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Poznámky o metodice

  • Dataset obsahuje údaje z let 2000–2019 pro 224 zemí. U hlavních zemí byla data získána od národních zdrojů (jedná se o Čínu, Spojené státy americké, Indii, Evropskou unii a 15 dalších větších států), údaje pro ostatní státy byly získány z mezinárodní datové sekce amerického ministerstva energetiky. V některých případech byla data doplněná o další odhady (zpravidla se jednalo o produkci elektřiny podle jednotlivých typů výroby u dat pro ostatní státy). Detailnější metodologii těchto odhadů a dalších výpočtů popisuje příslušná část zprávy.

  • Údaje pro emise ve zprávě a datasetu jsou přímé emise výroby elektřiny, nikoliv emise životního cyklu. Není v nich tedy započítáno budování zdrojů a infrastruktury, emise z těžby a přepravy paliv apod.

Poznámky o zpracovateli

Ember (dříve nazývaný Sandbag) je nezávislý klimatický think-tank, zaměřený na podporu přechodu od uhlí k čistým zdrojům elektřiny. Cílem zprávy je předložit analýzu aktuálních trendů ve využívání elektřiny a zároveň také poskytnout volně přístupný soubor se zdrojovými daty za jednotlivé státy. Zpráva se zabývá pouze výrobou elektřiny, nikoli celým energetickým sektorem, není tak zahrnuta například energie spotřebovaná dopravou (benzín, nafta) či na vytápění (zejména zemní plyn).