Energetika

Energetika zahrnuje těžbu fosilních paliv, elektroenergetiku, plynárenství, teplárenství, pohonné hmoty, atd. V našich materiálech se věnujeme hlavně elektřině, protože v budoucí energetice bude zastávat klíčovou roli.

Sektor elektroenergetiky je celosvětově největším zdrojem emisí skleníkových plynů (v roce 2017 tvořil cca 40 % emisí CO2 a cca 25 % emisí všech skleníkových plynů). Svým dopadem přesahuje zemědělství stejně jako spalování fosilních paliv v dopravě, spalování fosilních paliv v průmyslu nebo produkci cementu. V rámci elektroenergetiky přes 70 % světových emisí pochází z uhlí, přes 20 % ze zemního plynu, asi 5 % tvoří deriváty ropy. V české elektroenergetice tvoří uhlí dokonce okolo 90 % emisí.

Energetika: Mapa pojmů a konceptů
Energetika: Mapa pojmů a konceptů
Emisní faktor elektřiny (2019)
369 g CO2eq / kWh
v Česku
×
212 g CO2eq / kWh
průměr EU
Bezemisní elektřina (2019)
48 %
podíl v Česku
×
61 %
podíl v EU
Růst solárních zdrojů (2013-2021)
+ 5 %
v Česku
nárůst o 100 MW za 9 let
×
+ 800 %
celosvětově
nárůst o 794 000 MW za 9 let
Zdroj: IEA

V kostce #

Výroba elektřiny prochází turbulentním obdobím: za posledních 10 let prudce klesly ceny obnovitelných zdrojů, v Evropě i jinde výrazně zesílilo zpoplatnění emisí skleníkových plynů v energetice, které dále urychluje transformaci. To zvyšuje tržní tlak na uhelné a plynové elektrárny, které tvoří asi třetinu evropského mixu?

České emise lze výrazně a poměrně rychle a levně snížit rozvojem obnovitelných zdrojů, obzvláště pak větru a slunce. To způsobí, že uhelné a plynové elektrárny nebudou vyrábět nepřetržitě ale budou pouze pokrývat mezery ve výrobě ze slunce a větru. Při patřičném rozvoji obnovitelných zdrojů nám může stačit méně než třetina dnešní elektřiny z fosilních zdrojů. Bližší detaily ukazují scénáře transformace české elektroenergetiky do roku 2030 (níže).

Výrazný rozvoj jaderných zdrojů je další možný způsob snížení emisí v energetice. V Česku ovšem nelze čekat žádný nový reaktor dříve než v roce 2036 (realisticky spíše kolem roku 2040), což je příliš pozdě vzhledem k našim emisním závazkům. Rozvoj jaderné energetiky tedy dává smysl pouze v kombinaci s rozvojem obnovitelných zdrojů.

Současný stav: z čeho vyrábíme elektřinu? #

Český mix zdrojů elektřiny má v současnosti dva pilíře: hnědé uhlíjádro. Z obnovitelných zdrojů dnes pochází asi desetina elektřiny. Bioplyn a biomasa z toho tvoří asi polovinu, čtvrtinu slunce, o zbytek se starají vodní a větrné elektrárny. Evropské země mají velmi rozdílné mixy, v součtu mají zhruba třetinové podíly tyto zdroje: fosilní, jaderné, obnovitelné. V rozvojovém světě výroba elektřiny prudce stoupá, převážně díky rozvoji uhelné energetiky. I tam v posledních letech znatelně roste role obnovitelných zdrojů.

Současný stav: Emise v energetice #

Elektroenergetika a teplárenství stojí přibližně za 40 % emisí skleníkových plynů v ČR, největší část z toho tvoří uhelné zdroje. V širším slova smyslu k energetice patří také doprava (16 % emisí), lokální vytápění a ohřev teplé vody v domácnostech, firmách a institucích (10 % emisí) a spalování v průmyslu (8 % emisí). Dohromady tedy zpracování a spalování fosilních paliv v Česku tvoří skoro tři čtvrtě emisí skleníkových plynů. Podobný podíl mají fosilní paliva i v emisích celé EU.

V Evropě v posledních 10 letech sledujeme jasný odklon od uhlí, za kterým stojí primárně regulace EU: jednak emisní povolenky, jednak čím dál přísnější limity na znečištění vzduchu. Některé státy k tomu přidaly vlastní regulace, např. carbon price support ve Velké Británii, který tam od roku 2013 doplňoval emisní povolenky a dohromady zajišťoval cenu emisí, která motivovala k transformaci energetiky.

Uhlí v evropské energetice nahrazujeme z velké části obnovitelnými zdroji a z menší části zemním plynem, každá země ale má tento poměr jinak. Pro několik států včetně Česka je stále uhlí podstatnou součástí energetického mixu.

Legislativní kontext #

Evropskou energetiku zásadně ovlivňují dva koncepty: liberalizovaný trh s elektřinou a systém obchodování s emisními povolenkami.

Momentální cenu silové elektřiny určuje nejdražší zdroj, který je nutný k pokrytí momentální spotřeby elektřiny. Plynové elektrárny jsou (při velmi vysokých cenách zemního plynu) tímto nejdražším zdrojem, který je ještě často nutné používat (obzvláště v obdobích vyšší spotřeby, tedy v zimě a během dne). Tento zdroj pak táhne nahoru i průměrnou cenu silové elektřiny, která se propisuje do faktur koncových zákazníků.

Systém obchodování s emisními povolenkami narovnává tržní prostředí tím, že zpoplatňuje zatěžování životního prostředí. V ekonomickém jazyce jde o internalizaci externalit. Cena produktu (např. elektřiny z fosilních zdrojů) tak zahrnuje škody na životním prostředí (např. způsobené spalováním fosilních paliv). Emisní povolenky jsou jeden z možných způsobů zpoplatnění emisí, v některých státech se místo toho používá uhlíková daň.

Technologie: potenciál, cena #

Při zvažování budoucího vývoje elektroenergetiky jsou klíčové tyto aspekty jednotlivých technologií: Jaká je cena, tedy investiční a provozní náklady, příp. sdružené náklady na výrobu? Jaký je potenciál rozvoje, tedy kolik spotřeby dokáže daná technologie pokrýt? Jaká je flexibilita výroby, tedy dokážeme výkon podle potřeby regulovat? Důležitou roli hraje i společenská přijatelnost, geopolitika a energetická bezpečnost.

Grid nelze postavit pouze na slunci a větru, je potřeba je doplnit dalšími technologiemi a nástroji, které zajistí neustálé balancování výroby a spotřeby: flexibilní zdroje (např. biomasa a bioplyn nebo uhlí a zemní plyn ideálně s technologií CCS), flexibilita spotřeby (např. odkládání spotřeby v průmyslovém chlazení na období nadbytku obnovitelné elektřiny) a ukládání elektřiny krátkodobě (např. baterie, přečerpávací elektrárny) a dlouhodobě (např. vodík nebo syntetická paliva).

V dnešní době se k tomuto balancování využívají hlavně existující fosilní elektrárny. V důsledku tak výroba z obnovitelných zdrojů ukrajuje z výroby z uhlí a zemního plynu.

Scénáře vývoje: Česká energetika v roce 2030 #

EU se zavázala snížit emise skleníkových plynů do roku 2030 o 55 % (oproti roku 1990). Transformace energetiky je klíčová k dosažení tohoto cíle. Jaké jsou scénáře transformace tohoto sektoru v Česku?

Do roku 2030 není možné postavit žádný nový velký jaderný reaktor. Pokud se pustíme do výstavby nových jaderných bloků, budou uvedeny do provozu nejdříve v druhé polovině třicátých let a v roce 2030 tak nijak neovlivní výrobu elektřiny.