Energetika

Energetika
Energetika

Energetika se zabývá získáváním, přeměnou a distribucí všech forem energie. V první řadě jde o těžbu a distribuci uhlí, ropy, zemního plynu a dalších paliv. Na to navazuje jejich zpracování, tedy výroba a distribuce elektřiny, tepla a pohonných hmot. Kromě toho se fosilní paliva také spalují přímo: v průmyslu, v domácnostech a ve službách.

Právě energetika je z hlediska dekarbonizace stěžejní oblastí: těžba a spalování fosilních paliv stojí za ¾ celosvětových emisí skleníkových plynů. Nahrazení fosilních paliv nicméně vyžaduje přechod na bezemisní elektřinu (například z obnovitelných zdrojů) a elektrifikaci dopravy, vytápění i průmyslu. Nejvíce pozornosti je proto v této sekci věnováno výrobě elektřiny.

Energetika

Emisní faktor elektřiny za rok 2019

ČRČR

369 g CO2eq

za kWh elektřiny

EUEU

212 g CO2eq

za kWh elektřiny

Podíl bezemisní elektřiny (2019)

ČRČR

48 %

EUEU

61 %

Růst výkonu solárních zdrojů (2013–2021)

ČRČR

+5 %

+100 MW

světsvět

+800 %

+794 000 MW

V kostce #

Výroba elektřiny v Evropě prochází v současnosti rychlou transformací. Vedou k ní tři tlaky: (1) za posledních 10 let prudce klesly ceny elektřiny z obnovitelných zdrojů, (2) výrazně zesílilo zpoplatnění emisí skleníkových plynů v energetice a (3) válka na Ukrajině připomněla nebezpečí velké závislosti na importovaných fosilních palivech.

Jak daleko jsme v této transformaci dnes? Jinými slovy: z jakých zdrojů se v současné době elektřina vyrábí?

České emise lze výrazně a poměrně rychle a levně snížit rozvojem obnovitelných zdrojů energie, obzvláště pak z větru a slunce. To způsobí, že uhelné a plynové elektrárny nebudou vyrábět nepřetržitě, ale budou pouze pokrývat mezery ve výrobě elektřiny 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).

Dalším možným způsobem snížení emisí v energetice je rozvoj jaderných zdrojů. 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. Z toho zhruba polovinu tvoří bioplyn a biomasa, čtvrtinu slunce, o zbytek se starají vodní a větrné elektrárny. Evropské země mají velmi rozdílné energetické mixy, celkově pak mají fosilní, jaderné a obnovitelné zdroje v EU přibližně třetinové podíly. V rozvojovém světě výroba elektřiny prudce stoupá, převážně díky rozvoji uhelné energetiky. I tam ale v posledních letech znatelně roste role obnovitelných zdrojů.

Současný stav: Emise z energetiky #

Z elektroenergetiky a teplárenství pochází přibližně 40 % emisí skleníkových plynů v ČR, z toho největší část 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 čtvrtiny 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 uhlí stále 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 nebo jako doplněk používá uhlíková daň.

Technologie: Potenciál a 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 technologie, tj. kolik spotřeby dokáže pokrýt? Jaká je flexibilita výroby, tedy dokážeme výkon podle potřeby regulovat? Dále je při úvahách o budoucnosti elektroenergetiky důležitá i společenská přijatelnost, geopolitika a energetická bezpečnost.

Elektrizační soustavu 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. bateriemi nebo přečerpávacími elektrárnami) a dlouhodobě (např. vodíkem nebo syntetickými palivy).

V dnešní době se k tomuto vyrovnávání 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). K dosažení tohoto cíle je klíčová právě transformace energetiky. Jaké jsou scénáře pro transformaci 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 (realisticky spíše až kolem roku 2040), a v roce 2030 tak nijak neovlivní výrobu elektřiny.

Scénáře vývoje: Energetika v roce 2050 #

Ve vzdálenější budoucnosti budeme potřebovat elektřinu vyrábět klimaticky neutrálně. Zároveň scénáře dekarbonizace stojí na výrazné elektrifikaci dalších oblastí našeho fungování, budeme tedy muset umět vyrobit řádově dvojnásobek elektřiny oproti dnešku.