Transformace energetiky do 2050

Zpráva Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii vydaná v dubnu 2020 je shrnutím předchozích zpráv agentury a dílčích studií. Podrobně zkoumá možný scénář transformace energetiky do roku 2050, srovnává jej s jinými scénáři budoucího vývoje a vyčísluje očekávané náklady a dopady scénářů na HDP, zaměstnanost a další socioekonomické ukazatele na úrovni světových regionů. Zpráva se zabývá celým sektorem energetiky, který vedle výroby elektřiny zahrnuje také dopravu, topení a další spalování fosilních paliv při průmyslové výrobě.

Hlavní závěry

  • Současné cíle a závazky snižování emisí CO2 povedou k zastavení růstu ročních emisí na hodnotě okolo 33 Gt/rok. Pro naplnění Pařížské dohody a zastavení nárůstu světové teploty okolo 2 °C je potřeba světové emise do roku 2050 snížit na 10 Gt/rok. Takového snížení emisí dosahuje transformační scénář, který je založený na elektrifikaci, obnovitelný zdrojích energie, zvyšování flexibility sítě a využití elektřiny k výrobě vodíku.
  • Podobně jako Sternova zpráva i tato publikace říká, že investice do energetické udržitelnosti se jednoznačně vrátí, respektive, že náklady současného směřování budou vyšší než náklady transformačního scénáře. Agentura ve své zprávě vyčíslila čistý rozdíl mezi plánovaným a transformačním scénářem (PES vs. TES v roce 2050) v zaměstnanosti o +0,15 %, v HDP o +2,4 % a v indikátoru blahobytu dokonce o +13,5 %.
  • Celkové investice nutné k naplnění současných závazků zpráva odhaduje na 95 biliónů dolarů. Oproti tomu investice do transformačního scénáře zpráva odhaduje na 110 biliónů dolarů a celkové investice nutné k úplné dekarbonizaci energetiky do roku 2050 na 130 biliónů dolarů. Přínosy transformace jsou však vyšší než dodatečné investice.
  • Ze světových regionů bude z dodatečných investic do transformace energetiky profitovat nejvíce Evropská unie, následována Severní Amerikou. V regionu Evropské unie, vychází v transformačním scénáři zaměstnanost o +2,6 %, HDP o +7,4 % a blahobyt o +10,6 % vyšší než v plánovaném scénáři. Na region EU připadne 5 ze 6 nově vzniklých pracovních míst a více jak 50 % očekávaného nárůstu HDP.

Kontext zprávy – klíčové souvislosti

Pro zastavení globálního oteplování okolo 1,5 °C musí globální emise CO2 klesnout do roku 2030 na polovinu a 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.

Shrnutí

V první kapitole zprávy jsou podrobněji diskutovány technologie a rozsah jejich aplikace, potřebný k dosažení snížení emisí z energetiky. To jsou vstupní parametry pro odhad nutných investic a důsledků pro zaměstnanost, které jsou vysvětleny ve druhé kapitole. Druhá kapitola zároveň shrnuje výstupy socioekonomického modelování dopadů různých scénářů na ekonomiku, HDP a další ukazatele, kterou jsou shrnuty v indikátoru blahobytu (well-being). Třetí kapitola řeší technologicko-ekonomický kontext jednotlivých světových regionů a čtvrtá kapitola regionální socioekonomické dopady scénářů. Pátá kapitola podrobněji diskutuje možné cesty k úplné dekarbonizaci energetiky.

Srovnávané scénáře

  • Základní scénář (Baseline Energy Scenario, BES) reflektuje energetickou politiku a závazky jednotlivých zemí z roku 2015 a předpokládá další zvyšování světových emisí CO2. Protože jde o cíle a závazky v budoucnosti, nebyly zatím implementována všechna opatření a je teoreticky možné, že vývoj světových emisí bude vyšší, než předpokládá tento scénář.
  • Plánovaný scénář (Planned Energy Scenario, PES) slouží jako hlavní referenční scénář a reflektuje stav závazků zemí z roku 2019. Kdyby země svoje závazky naplnily, povede k stabilizaci ročních emisí na 33 Gt CO2/rok, ale také k růstu světové teploty oproti pre-industriálním hodnotám o více než 2,5 °C do konce století.
  • Transformační scénář (Transforming Energy Scenario, TES) popisuje ambiciózní, ale realistickou transformaci energetiky založenou z velké části na obnovitelných zdrojích energie. Tento scénář je v souladu s cíli Pařížské dohody zastavit globální oteplování pod hodnotou +2 °C.
  • Úplná dekarbonizace (Deep Decarbonization Perspective, DDP) popisuje možnosti dosažení nulových emisí CO2 do roku 2050.

Velikost redukce emisí: obnovitelné zdroje a efektivita

Socioekonomické ukazatele

  • Zpráva vyčísluje nutné investice do scénářů PES, TES a DDP, vyčísluje počty pracovních míst, která vzniknou přímo v souvislosti s transformací, a modeluje celkové dopady na ekonomiku, tedy celkovou zaměstnanost, HDP a další socioekonomické ukazatele.
Ekonomické dopady Plánovaný
energetický scénář
Transformační
energetický scénář
Nutné celkové investice 95 biliónů $ 110 biliónů $
Počet pracovních míst ve světě 4 238 miliard 4 245 miliard
Světové HDP per capita v roce 2050 22 890 $ 23 440 $
HDP per capita v EU v roce 2050 70 000 $ 75 000 $
  • Zpráva jde ve vyčíslení dopadů až na úroveň světových regionů, kde vznikají významné odlišnosti. V souvislosti s očekávaným demografickým vývojem a současným technologicko-ekonomickým pokrokem méně rozvinutých regionů, způsobeným doháněním vyspělých zemí, zpráva predikuje nejrychlejší hospodářský růst v aktuálně nejslabších regionech jižní, centrální a jihovýchodní Asie, subsaharské Afriky a Latinské Ameriky.
  • Co se však týče přínosů, které zpráva přisuzuje přímo energetické transformaci, respektive rozdílu mezi PES a TES scénářem, jsou na tom relativně lépe vyspělé regiony díky vzájemné integraci, nízkým bariérám obchodu a dostupnosti technologií. V regionu Evropské unie, kde je zahrnuta i Česká republika, vychází v transformačním scénáři zaměstnanost o +2,6 %, HDP o +7,4 % a blahobyt o +10,6 % vyšší než v PES. Absolutně tedy na region EU připadne 5 ze 6 nově vzniklých pracovních míst a HDP v průměru vzroste o 2 950 dolarů na hlavu, což je 8× víc než očekávaný světový průměr.
  • Podrobné výstupy k jednotlivým světovým regionům jsou obsaženy v dodatku Regional Factsheets.

Transformační energetický scénář staví na pěti pilířích

  1. Elektrifikace založená na obnovitelných zdrojích. Přímé spalování fosilních paliv (doprava, topení, průmyslová výroba a další) je v rámci scénáře nahrazováno využíváním elektřiny (tedy velký rozvoj elektromobilů, tepelných čerpadel apod.). V důsledku to znamená zvýšenou poptávku po elektřině, kterou bude nutné naplnit výrobou z obnovitelných zdrojů energie.
  2. Zvýšení flexibility sítě. Energetický systém budoucnosti bude decentralizovaný a velká část výroby elektřiny bude pocházet ze zdrojů, jejichž výkon je proměnlivý. Bude tedy nutné zlepšit krátkodobé a dlouhodobé skladování elektřiny (baterie, přečerpávací elektrárny, „Power-to-gas“)
  3. Využití obnovitelných zdrojů energie. Podíl OZE na finálním využití energie by se měl zvýšit ze současných 10 % (rok 2018) na 66 % v roce 2050. Scénář počítá s navýšením výrobních kapacit nejen fotovoltaiky a větrných elektráren, ale také vodních, solárních, tepelných elektráren a biopaliv.
  4. Zelený vodík. Využívání vodíku jako paliva je další důležitou cestou k nahrazení fosilních paliv. Tzv. „modrý“ vodík je vyráběný elektrolýzou s využitím elektřiny z fosilních zdrojů, zatímco tzv. „zelený“ vodík je vyráběný z elektřiny z obnovitelných zdrojů. Scénář počítá s velkým využitím zeleného vodíku.
  5. Inovace. Lodní doprava, letecká doprava a těžký průmysl nemohou využívat elektřinu jako zdroj energie. Cestu ke snížení uhlíkové stopy těchto odvětví bude potřeba hledat využitím nových paliv a nových materiálů.

Transformační scénář předpokládá také zvyšování energetické efektivity, které se prolíná výše zmíněnými pilíři. Podrobněji jsou jednotlivé pilíře, konkrétní technologie a potřebný rozsah jejich rozšíření diskutovány v první kapitole na stranách 67-97.

Poznámky o metodice

  • Jedná se o shrnující (meta)studii, která vychází z předchozích IRENA studií a shrnuje tak výsledky více jak deseti let práce agentury. Například vyčíslení socioekonomických dopadů vychází ze zprávy Measuring the Economics (2016), která pracuje s nástroji popsanými v publikaci The Socio-economic Benefits of Solar and Wind Energy (2014).
  • Základem pro socioekonomické vyhodnocení zpracovávaných scénářů je makroekonomický model E3ME Univerzity v Cambridge. Studie využívá řady dalších dílčích modelů (pro hodnocení dopadů opatření, pro odhad investic apod.), jejichž metodologie je detailně popsána v předchozích studiích IRENA a odkazovaných článcích.
  • Studie pracuje se čtyřmi scénáři vývoje (BES, PES, TES, DDP), které popisují stupňující se úsilí v omezení emisí – blíže jsou popsány ve shrnutí. Důsledky těchto scénářů studie kvantifikuje pomocí souhrnného ukazatele blahobytu (welfare). Tento ukazatel je tvořen zaměstnaností, vybranými složkami HDP (spotřeba, investice a vládní výdaje na školství), zdravím populace, emisemi a materiální náročností ekonomiky (podrobněji o struktuře ukazatele blahobytu viz infobox 2.3 (str. 112)).
  • Porovnání se scénáři budoucnosti od jiných zpracovatelů (IEA, IPCC, Shell, McKinsey a další ) ve studii diskutuje podrobněji infobox 1.8 (str. 88).

Poznámky o zpracovateli

IRENA (International Renewable Energy Agency, v překladu Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energii) je mezinárodní mezivládní organizací podporující spolupráci, předávání zkušeností, adaptaci a především využívání obnovitelné energie. Agentura byla založena v roce 2009, aktuálně má sídlo ve Spojených arabských emirátech a její členská základna čítá 161 zemí včetně ČR.