AZ ENERGIAGAZDÁLKODÁS ALAPJAI 1.2 1.6
A „tiszta” energiatermelés és -felhasználás értékelése az USA-ban Tárgyszavak: energiaigények; előrejelzések; CO2-emisszió; környezetvédelmi intézkedések.
Az USA Energiaügyi Minisztériuma (Department of Energy, DoE) megbízást adott energiahatékonysággal és megújuló energiákkal foglalkozó osztályának, valamint az USA Környezetvédelmi Hivatalának (Environmental Protection Agency, EPA) egy 1997. évi „A széncsökkentés forgatókönyvei az USA-ban” című elemzésre építő tanulmány elkészítésére, amely az energiatermelés és -felhasználás modern, csekély kibocsátású eljárásainak alkalmazási lehetőségeit és várható hatásait vizsgálja. A korábbi tanulmány ismertette azokat a technológiákat, amelyek az országos szénemissziót 2010-ig az 1990-es szintre csökkenthetik. Ma időszerű feladat a fogyasztók és az üzleti élet ezirányú motiválására alkalmas gazdaság- és társadalompolitika felvázolása. Ennek megalapozásához szükséges döntések előkészítéséhez jól beváltak az energiafogyasztást előrejelző forgatókönyvek. Forgatókönyvek A szakemberek közös munkájukban három, 2020-ig terjedő forgatókönyvet dolgoztak ki részletesen: – egyet, mint a jelenlegi üzleti élet gyakorlatának folytatását és extrapolálását (business as usual, BAU), – egy mérsékelt beavatkozásokon alapulót és – egy radikálisabb intézkedéseket tartalmazó, „haladó” változatot. Az intézkedések kiválasztásához először meghatározták ágazatonként az emissziómentes, „tiszta” technológiák bevezetésének piaci és intézményes akadályait, a végleges válogatáshoz pedig megbeszéléseket folytattak az ipar és kereskedelem, az egyetemek, non-profit szervezetek és a kormányzat képviselőivel, amelyeken rávilágítottak az egyes alternatívák előnyeire és hátrányaira. Az energiapolitikai forgatókönyveket a velük járó pénzügyi kedvezmények, az iparban vállalt önkéntes programok, a szabályozások, valamint a hozzájuk tartozó kutatás és fejlesztés alapján minősítették.
Az egyes beavatkozásokat szén-dioxid-kibocsátást csökkentő potenciáljuk, a levegő minőségére gyakorolt hatásuk (pl. SO2-csökkentés a villamosenergia-ágazatban), a kőolajfüggőség mérséklése (pl. alternatív fűtőanyagok kutatása) vagy gazdasági hatékonyságuk (pl. szerkezetváltás a villamos iparban) szerint értékelték. A „haladó” forgatókönyv jellemzői a következők: – szigorúbb szabályrendszer, – nagyobb ráfordítás a közintézményi/magán együttműködésben végzett kutató és fejlesztő programokra, – nagyobb adókedvezmények és – nagyobb központi beruházások a hatékony és tiszta energiatechnológiák kidolgozására és telepítésére. A „haladó” forgatókönyvben tárgyalt legfontosabb intézkedések, kezdeményezések gazdasági áganként: – építőipar – hatékonysági mutatók, önkéntes értékelő és osztályozó programok, – ipar – önkéntes egyezmények egyedi ipari képviselőkkel és kereskedelmi szövetségekkel, – közlekedés, szállítás – önkéntes üzemanyag-takarékossági egyezmények gépjárműgyártókkal, „fizess a tankolónál”-autóbiztosítás, – villamosenergia-termelés – megújuló energiaforrások, szabályozás, termelés, adókedvezmények, a villamos ipar szerkezeti átalakítása, – összágazati politika – kétszeres kutatási–fejlesztési ráfordítás szövetségi szinten, hazai szénkereskedelmi rendszer. A „haladó” forgatókönyv ágazati részletei A legnagyobb eredményt ígérő „haladó” forgatókönyv a meglevőket kiegészítő hatékonysági mutatókat, a klímaváltozási technológiákra még 1999ben megállapított adókedvezményeket, valamint erőteljesebb piaci szerkezetváltási célkitűzéseket tartalmaz. A közhatóságokkal az ipar részéről önkéntesen kötött egyezmények meghatározott energiafogyasztás- és emissziócsökkentésekre vonatkoznak, csatlakozva olyan kormányzati programokhoz, mint az informálás szigorítása és bővítése, pénzügyi támogatások és gépjárműmotorok hatékonysági mutatóinak meghatározása. Ide tartozik még az ipar egész területén a kombinált erőművek telepítésének és korszerűsítésének ösztönzése. A közlekedési szektorban a legradikálisabb forgatókönyv előirányozza a kisfogyasztású „arany autók” (golden carrots) fejlesztési támogatását, és alacsony teljesítményű, ún. kisautók gyártásának ösztönzését. A „fizess a tankolónál” (pay-at-the pump) program abból áll, hogy az autós a biztosítás egy részét a benzinre kirótt külön illetményként fizeti, ezáltal a biztosítási díj a meg
tett kilométerektől, ill. az üzemanyag-megtakarítástól is függ. Ilyen módon a benzinár-növekedést némileg ellensúlyozhatja a kisebb biztosítási díjösszeg. A villamos iparban a „haladó” prognózis feltételezi a megújuló forrásokon alapuló energiatermelésért járó 1,5 cent/kWh-s adókedvezmény meghoszszabbítását több évre és kiterjesztését más megújuló energiákra, továbbá a szélenergia fokozott támogatását. Ebben a szektorban szerepel még az ipari létesítményeknél a helyi szükségletet meghaladó energiatermelés ösztönzése és a fölösleg – a „mérsékelt” forgatókönyv szerint maximálisan 1%, a „haladó” szerint 5% – betáplálása a közellátó hálózatba. A jobban elosztott energiatermelés, környezeti előnyei mellett, megbízhatóbbá teszi az ellátást és csökkenti az elosztás költségét. Kereskedelem a CO2-kibocsátással, emissziócsökkentő fejlesztés A jövő forgatókönyveinek nagy horderejű összágazati intézkedései a hazai szénfelhasználó rendszert és a megnövelt kutatási és fejlesztési erőforrásokat érintik. A széntermelés és szénfelhasználás – volumenét és kibocsátásainak mennyiségét tekintve – országos és a gazdaság minden területére kiterjedő beavatkozásokat igényel. A tanulmány olyan tervezetet ismertet, amely meghatározza a CO2-kibocsátás megengedett helyhez és tevékenységhez kötött felső határát egy adott időtartamra, pl. egy évre. Ugyanakkor megengedi a kiszabott maximum betartását nemcsak emissziócsökkentéssel, hanem engedély megvásárlásával olyan üzemektől vagy más gazdasági egységektől, amelyek kisebb költséggel tudják csökkenteni saját kibocsátásukat. A cégek tehát aszerint dönthetnek majd, hogy számukra mi olcsóbb: CO2-emissziójuk mérséklése, vagy kibocsátási engedély vétele. Ezt a rendszert az USA-ban várhatóan 2002 folyamán jelentik be, és 2005-ben fogják bevezetni, olyan módon, hogy ettől kezdve minden év elején áruba bocsátják a felkínált engedélyeket a szövetségi kormány által rendezett aukción. A szénkibocsátási határt úgy állapítják meg, hogy az engedély ára megfeleljen az adott időszakban 1 t szén árának (1997-es dollárban), de elemi szénre számítva vegyes 50 USD/tC-nek. (Elemezték a 25 USD/tC esetét is.) Az el nem kelt szénengedélyek eladásából befolyt pénzt az állam visszaforgatja a lakossághoz, így a széntüzelés drágulása nem érinti az emberek jövedelmét. Az energiatakarékossági és emissziócsökkentési fejlesztő munkára fordított összegek növekedése a „mérsékelt” forgatókönyvben 50%-os, a haladóban 100%-os. Ez a megújuló energiákon kívül a hagyományos fűtőanyagok (szén, kőolaj, földgáz, nukleáris) alapuló termelésre is kiterjed. Az évi növekedés 2005-ig 1,4 Mrd USD, de 2020-ig folytatódik. A „haladó” forgatókönyv szerint évente 2,8 Mrd USD-vel nő a kutatás és fejlesztés finanszírozása – fele– fele arányban megosztva a szövetségi és a magánszektor között.
Vizsgálati módszerek A tanulmány az intézkedések hatásának vizsgálatához becslési módszereket, analitikai eszközöket és szakértői értékeléseket használ fel, és integrálja a saját kidolgozású „tiszta energiájú jövő” (CEF = clean energy future) és az Energia Információs Hivatalnak (EIA = Energy Information Admininstration) készült (NEMS = national energy modeling system) közös rendszerébe. A prognosztikai elemzések viszonyítási alapjának kijelölésekor az EIA 1999. évi (a vizsgálat idején legfrissebb) az országos energiahelyzetet áttekintő kiadványa és a BAU-forgatókönyv közül az utóbbi adatai mellett döntöttek, amelynek előrejelzései csak 0,1–3,0%-ban tértek el az EIA-értesítőben közöltektől. Műszaki-közgazdasági irányú tanulmányról lévén szó, az előrejelzések inputja eljárások és technológiák jellemzőiből, kereskedelmi tételekből, fogyasztási adatokból és fűtőanyagárakból áll, és nem tudja tükröztetni a központi intézkedések és egyéb beavatkozások teljes hatását (pl. társadalmi és makrogazdasági vonzatait) a piac viselkedésére és mozgásaira. Ezért a műszaki elemzés a hasonló mutatójú termékek (pl. ugyanazon méretű gépkocsik) összehasonlításán alapszik, de az egyéb módosítások („extrák”, design stb.) megváltoztathatják a fogyasztói igényeket, amelyeket e vizsgálat eredményei nem képeznek le. Eredmények – energiafelhasználás Az energiafelhasználás mindkét forgatókönyv szerint csökken (1. táblázat) a „tiszta” és kis fogyasztású technológiák bevezetése és az ipar önként vállalt (de természetesen előnyökkel járó) erőfeszítései nyomán, elsősorban az építőiparban. A „haladó” forgatókönyv szerint az ország az aktuális viszonyok extrapolálásának megfelelő mennyiségnél 20%-kal, vagyis a jelenlegi fogyasztás csaknem egy negyedével kevesebb energiát fogyaszt. A különbség fedezné az USA 30 legkisebb energiafogyasztású államának mai szükségletét (1. ábra). A felgyorsult kutatásnak és fejlesztésnek köszönhető új technológiák minden gazdasági ágban energiamegtakarítást eredményeznek. – Az építőiparban alkalmazott fényforrások ehhez „látványosan” járulhatnak hozzá: a jelenlegi izzók helyett a 2005-re kifejlesztett, pl. 20 W-os égők ugyanúgy fénylenek, mint a hagyományos 100 W-osok (de 7,50 USD költségnövekménnyel). – Az acéliparban a szinte veszteségmentes formaöntés új eljárással a gyártott acéltermékek 1 tonnájára számítva 4 M Btu-t és 20-tól 40 USD/t-ig terjedő költséget takarít meg. – A közlekedési ágazatban várható a hidrogénes tüzelőanyag-elemes gépkocsik terjedése, és a költségtöbblet a benzinhajtású autó 2020. évi árához képest 1540 USD-vel drágábban.
1. táblázat Az USA energiafelhasználóinak várható alakulása Mutató
1990
1997 BAU*
Primerenergia-felhasználás 1015 Btu** (%-os változás a BAU-hoz képest) Energiaköltség, Mrd USD (1997) (%-os változás) Szénemisszió, 106 t (%-os változás)
84,2 – 516 – 1346 –
94,0 – 552
110,4 – 651
1480 –
1769 –
Primerenergia-felhasználás 1015 Btu** (%-os változás a BAU-hoz képest) Energiaköltség, Mrd USD (1997) (%-os változás) Szénemisszió, 106 t (%-os változás)
84,2 –516 – 1346 –
94,0 – 552 – 1480 –
119,8 – 694 – 1922 –
Forgatókönyvek 2010-re mérsékelt haladó 25 USD/tC 50 USD/tC 106,5 101,0 99,3 (–4) (–9) (–10) 595 598 634 (–9) (–8) (–3) 1684 1539 1463 (–5) (–13) (–17) Forgatókönyvek 2020-ra 110,1 98,8 96,8 (–8) (–18) (–19) 594 541 572 (–14) (–22) (–18) 1740 1472 1347 (–9) (–23) (–30)
* Az üzleti élet jelenlegi gyakorlatának folytatása (extrapolálása) = business-as-usual, BAU ** 1 quadrillion (az USA-ban 1015) British thermal unit (brit hőenergia-egység) *** A kibocsátási engedélyek egységára 120 quad
120 100
97 quad
94 quad
megújuló és egyéb alternatív energiák nukleáris energia
quad Btu
80
szén
60
földgáz 40 kőolaj 20 0 1997
business as usual, BAU-extrapolálás 2020-ra
"haladó" forgatókönyv, 2020
1. ábra Az energiafelhasználás energiahordzónkénti változása két prognózis szerint (1 quad = 1 kvadrillió = 1015)
A két forgatókönyvben számított energiamegtakarítás között több mint kétszeres a különbség a szigorított szabályozó és egyéb intézkedések, pl. a fejlesztőmunka fokozott ösztönzése, az említett „C-kereskedelmi” és fogyasztásalapú autóbiztosítási rendszer bevezetése következtében. A fűtőanyagok szerinti megoszlást tekintve az ásványi eredetűek fogyasztása a BAU-hoz képest mindkét előremutató forgatókönyvben csökken a nukleáris és az alternatív energiák javára (2. és 3. táblázat). Az intézkedések kevésbé érintik a „mérsékelt” változat szénfelhasználását, mint a „haladó” forgatókönyvben kimutatott 77%-os és 60%-os csökkenés az 1997. évi értékéhez képest 2010-ben, ill. 2020-ban. E nagyfokú csökkenés ellenére a földgázfogyasztás kevésbé növekedik, mint az extrapolált (BAU), a hatékonyságnövelő beruházásokkal elért energiamegtakarításoknak köszönhetően. Az USA energiafogyasztása gazdasági áganként, 10 (%-os változás a BAU-hoz képest) 1990 1997
2010
15
2. táblázat Btu*
2020
BAU** mérsékelt*** haladó***
BAU
mérsékelt haladó
Lakosság
16,3 19,0
21,2
20,4 (–4%)
19,3 (–9%)
23,2
21,1 (–9%)
18,3 (–20%)
Kereskedelem, hivatalok stb.
13,1 15,2
17,3
16,7 (–3%)
15,9 (–9%)
18,5
17,0 (–9%)
15,4 (–18%)
Ipar
32,2 34,8
38,8
37,2 (–4%)
34,7 (–11%)
41,2
38,0 (–8%)
34,3 (–17%)
Közlekedés
22,6 25,0
33,1
32,2 (–3%)
29,8 (–10%)
36,8
34,1 (–7%)
28,9 (–21%)
Összesen
84,2 94,0
110,3
106,5 (–4%)
99,5 (–10%)
119,8
110,3 (–8%)
97,0 (–19%)
Villamosenergia-fejlesztés****
30,1 34,2
39,3
37,5 (–5%)
34,6 (–12%)
42,9
38,4 (–10%)
32,6 (–24%)
* British thermal unit = brit hőenergia-egység ** Az üzleti élet jelenlegi gyakorlatának folytatása (extrapolálása), business-as-usual, BAU *** „Mérsékelt”, „haladó” forgatókönyv **** A generátorok által felhasznált primer energia megoszlik a fogyasztócsoportok között, tehát benne van az „összesen” sorban
A megújuló energiák felhasználásának növekedése a BAU-hoz képest „mérsékelt” változatban 10, a két „haladóban” 31, ill. 27%-os. A nukleáris energia hányada ugyancsak visszaszorul az 1997. évvel összehasonlítva, de kevésbé, mint a BAU-számítással. A kapcsolt termelésű erőművek fejlesztése és terjedése azáltal módosítja a forgatókönyvek eredményeit, hogy megnöveli a földgázfogyasztást, csök
kenti a kőolajalapú fűtőanyagok fogyasztását, csökkenti a szénfelhasználást mind a villamos, mind az ipari ágazatokban, és lassítja az energetikai biomasszával működő és a szélerőművek terjedését. 3. táblázat 15 Az USA energiafogyasztása fűtőanyagonként, 10 Btu* (%-os változás a BAU-hoz képest) 1990
1997
2010 BAU**
2020
mérsékelt*** haladó***
BAU
mérsékelt haladó
Kőolajszármazékok
33,6
36,5
44,1
42,5 (–4%)
39,7 (–10%)
47,9
43,7 (–9%)
37,8 (–21%)
Földgáz
19,3
22,6
28,3
26,1 (–8%)
26,2 (–7%)
32,1
28,1 (–12%)
28,2 (–12%)
Szén
19,1
21,1
23,7
22,6 (–5%)
16,3 (–31%)
25,0
23,0 (–8%)
12,7 (–49%)
Nukleáris energia
6,2
6,7
6,2
6,2 (0%)
6,7 (8%)
5,6
4,9 (–13%)
6,4 (14,%
Megújuló energiák
6,2
6,8
7,8
8,6 (10%)
10,2 (31%)
8,9
9,9 (11%)
11,3 (27%)
Egyéb****
0,3
0,3
0,4
0,5 (25%)
0,4 (0%)
0,4
0,6 (50%)
0,6 (50%)
Összesen
84,1
94,0
110,5
106,5 (–4%)
99,5 (–10%)
119,8
110,3 (–8%)
97,0 (–19%)
* British thermal unit = brit hőenergiaegység ** Az üzleti élet jelenlegi gyakorlatának folytatása (extrapolálása), business-as-usual, BAU *** „Mérsékelt”, „haladó” forgatókönyv **** Egyéb: metanol + cseppfolyós hidrogén
Szén-dioxid-emisszió, ill. C-kibocsátás Az országos szénkibocsátás 2020-ban a BAU-értéknél a „haladó” forgatókönyv szerint 30–32%-kal kisebb, és ez a csökkenés a „mérsékelthez” képest közel háromszoros (2. és 3. ábra). Ezt a kiemelkedő eredményt remélhetően – az új „szénkereskedelem” bevezetésével, – a megújuló energia termeléséhez kapcsolt adókedvezménnyel, – a szilárdrészecske-kibocsátás szigorúbb előírásaival, – a villamos iparnak a költségkímélő megoldások gyorsítását megengedő szerkezeti átalakításával lehet majd elérni. A villamosenergia-szektor a legnagyobb szénkibocsátóból 2020-ig a „haladó” forgatókönyvet követve, 1990-hez viszonyítva 47%-os csökkenéssel a legszerényebbé válhat azáltal, hogy a széntüzelésűek helyett földgázas erőművek lépnek üzembe, továbbá fokozottan hasznosítják a geotermikus és a szélenergiát.
évi kibocsátás, MtC
BAU (business-as-usual)
lakóépületek középületek, gazdasági szféra ipar közlekedés villamosenergia-termelés
„mérsékelt” forgatókönyv (2020-ban 9–10%-os csökkenés)
2. ábra A szénkibocsátás csökkenése szektoronként, a „mérsékelt” forgatókönyv szerint
BAU (business-as usual)
lakóépületek
évi kibocsátás, MtC
középületek, gazdasági szféra ipar közlekedés
villamosenergia-termelés „haladó” forgatókönyv (2020-ban 30–32%-os csökkenés
3. ábra A szénkibocsátás csökkenése szektoronként a „haladó” forgatókönyv szerint
A forgatókönyvek ökológiai és levegőtisztasági következményei a CO2emisszió terén a legradikálisabbak: az 1990-es szintet – a „mérsékelt” forgatókönyv 20%-nyira, – a „haladó” a 25 USD/tC értékű „kibocsátási engedély” mellett 54%osan közelíti meg, – 50 USD/tC-vel számolva pedig 78%-ban „záródik” a rés a 20 évvel korábbi és a 2010-es szén-dioxid-kibocsátás mennyisége között. Az amerikai szakértőknek az üvegházhatással foglalkozó Kiotói Jegyzőkönyvvel kapcsolatos véleménye szerint az USA számára ott megállapított célt (2010-ig az üvegházhatást kiváltó gázok emissziójának 7%-kal az 1990es szint alá csökkentését), ki kellene egészíteni a C-kibocsátási engedélyek nemzetközi méretű kereskedelmével (az ismertetett alapon), továbbá ki kellene terjeszteni más hasonló hatású gázokra. Eredmények gazdasági áganként Az intézkedések és programok értéke attól függ, hogy mennyire gátolják a szektorra jellemző piaci és szervezeti akadályok a költségcsökkentő technológiák teljes megvalósítását. – Az épített állományon belül a lakóházakban az energiamegtakarítás lehetőségei közül első helyen állnak a különféle háztartási berendezések a konyhai tűzhelytől a mosógépen át a személyi számítógépig, mégpedig az USA-ban már számos lakóházban bevezetett „1 W” átkapcsolásos energiaellátás további telepítése nyomán. Ezt követi jelentőségben – mint az ésszerű energiafogyasztás területét – a fűtés és hűtés, a vízmelegítés, szelőzés és világítás. A célok megvalósításához a berendezések minimális hatásfokának meghatározásán és motiváción alapuló önként vállalt programokon át vezet az út. – Az iparban az energiamegtakarítás fő mozgatói a vállalatok, társulások, képviseletek kormánnyal kötött megállapodásai, amelyeket információs, műszaki demonstrációs, kutató és fejlesztő, ill. auditprogramok támasztanak alá. Az általános ipari korszerűsítések közül az energiamegtakarítást szolgálja a kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés, a hulladék-újrahasznosítás, fejlett gőzelosztórendszer, jobb hővisszanyerés és a megelőző karbantartás. Az acél-, cement- és alumíniumiparban ezeken kívül ide tartozik a különféle tömeges hulladékok (pl. autógumi) eltüzelése, a vas- és acéliparban az ócskavas előmelegítése és modern öntési technológiák, a papíriparban a papírhulladék fokozott felhasználása és az ún. fekete lé gázosítása. A közlekedés gázformájú szénkibocsátásának csökkentése jelentős mértékben függ a kis C-tartalmú üzemanyagoktól, főként a cellulózalapú etanoltól, ezek korlátozott hozzáférhetőségétől a következő 10–20 évben. Ezért
minden intézkedés 2010-ben lényegesen kevésbé éreztetheti hatását, mint 2020-ban. A „mérsékelt” forgatókönyv szerint a személyautók és a könnyebb teherautók legnagyobb üzemanyag-megtakarítása a dízeljárművek hagyományos és turbófeltöltésű közvetlen befecskendezésének kombinálásával lehet elérni. A nagyobb járműveknél az új műszaki kezdeményezéseknek piaci akadályai vannak, leginkább a kis gyártási tételek miatt. A közlekedés „haladó” forgatókönyvének fő megkülönböztető elemei a következők: – a nagyobb kutató és fejlesztő beruházásokból eredő jobb műszaki eredmények, – az autógyártók részéről az új technikák elfogadása és felgyorsult bevezetése nyomán a járművek tömegének és teljesítményének valamelyest csökkenő jelentősége, – a fogyasztásfüggő biztosítási díj és az alacsonyabb emisszióengedélyárak. A végfelhasználó iparágakban a villamosenergia-keresletnek az ismertetett intézkedések hatására bekövetkezett visszaesése erősen korlátozza majd a generátorok termelésének bővítését, különösen a „haladó” forgatókönyv szerint. A szénemisszió-engedély ennek nyomán kialakult ára az alábbiakat vonja maga után: – a szenet és más ásványi fűtőanyagokat égető erőművek létesítése nem lesz rentábilis, így az összes teljesítményük 1997 és 2020 között a BAU szerint 66, a „haladó” forgatókönyv szerint 187 GW-tal csökken, – a megnövekedett üzemköltség miatt a nagy szénkibocsátók kénytelenek termelésüket csökkenteni, – meghosszabbítják az atomerőművek élettartamát, és bővítik a biomasszával is tüzelő és a szélerőművek kapacitását. A nem hidrogén alapú megújuló energiákat – elsősorban szélenergiát – az adókedvezmények és előnyös hitelek is ösztönzik. Az USA-ban a szélerőművekben előállított energiát a „haladó” forgatókönyv 2008-ra 129 TWh-ban állapítja meg. Ez 2000-hez képest 18-szoros növekedés, ami a meglevő kapacitások példa nélküli bővülését feltételezi. A „mérsékelt” változatban a támogatások és hitelek rövidebb lejáratúak, és a szél termelte villamos energia ugyanezen időszak alatt „csak” négyszeres. A biomassza a financiális támogatások megszűnéséig (2004) az országos szénfelhasználás mintegy 1,2%ának helyébe lép. Technológiai korszerűsítés nélkül a szén és egyéb fosszilis készletek teljes vagy részleges helyettesítése igen költséges, de önmagában a műszaki fejlesztés sem elég a termelés ún. szénintenzitásának a mérséklésére, ezt ki kell egészíteni a kibocsátási engedélyek kereskedelmével. Ugyanakkor a szénintenzitás mutatója a jelenlegi feltételeket 2020-ra extrapolálva (BAU) 160 gC/kWh, az első forgatókönyv viszonyai között pedig – szerényebb tech
nológiafejlesztésekkel – még 2,3%-kal nagyobb is volna. Ez azt jelenti, hogy az emissziós engedélyekre kiszabott ár nélkül szintén csekély a C-kibocsátás bármilyen csökkentésére. A „haladó” forgatókönyv a fokozott kutatás és műszaki fejlesztés jegyében 2020-ig a C-intenzitás 3%-os, de 50 USD/tC kibocsátási engedély ár mellett 32%-os csökkenését vetíti előre a BAU-érték alá. Költség és haszon számítása Mindkét forgatókönyv mindkét időpontjára érvényes, hogy a lakosságnak a BAU-extrapoláláshoz képest kevesebbet kell fizetnie felhasznált energiájáért, ami túlnyomórészt a primer energiát megtakarító, új műszaki megoldásoknak köszönhető. Ezek azonban beruházási, megvalósítási és működtetési költséget, azaz többletráfordítást igényelnek. A közvetlen haszon- és költségtényezők kiszámításakor figyelembe kell venni – a közintézményeknél jelentkező megvalósítási és adminisztratív költséget, – a közhatalmi és privát oldalon egyaránt viselt kutatási és fejlesztési költséget, – a műszaki beruházás költségnövekményét, – az energiaszámla változását, beleértve a C-kibocsátási engedélyek költségét, végül – a kibocsátási engedélyekből származó jövedelem visszatérítését a lakosságnak. Az energiapolitikai döntések megvalósítását ennek gyakorlati adminisztratív kiadására, valamint a forgatókönyvekben modellezett programok, pénzügyi támogatások és kutatási-fejlesztési többletköltségek terhelik. Az adminisztratív kiadások programok tervezéséből, marketing- és auditfeladatok lebonyolításából, minőségi felügyeletből, személyzet toborzásából és képzéséből, adatgyűjtésből, telephelyről, járművekről való gondoskodásból stb., továbbá a pénzügyi támogatás különböző formáinak évekre lebontott összegeiből állnak. A két forgatókönyv a „tiszta” és energiát megtakarító technológiáknak a magánszférával együttműködve végzendő kutatására és fejlesztésére 50, ill. 100%-kal megnövelt összegeket irányoz elő, a kritikus területek gondos kiválasztásával és ötévenkénti emeléssel (4. táblázat). Beruházási költégtöbblet Az energia- és költségkímélő technológiák és szolgáltatások berendezéseinek és felszerelésének beruházási költségtöbbletét éves lebontásban úgy számították ki, hogy az egységnyi megtakarított energiára jutó beruházási költséget megszorozták az adott év tényleges energiamegtakarításával.
4. táblázat A forgatókönyvekben az energiatakarékossági és környezetkímélő intézkedések megvalósítására és kutatására/fejlesztésére előirányzott összegek, Mrd USD/év (1997-es USD) Az összeg rendeltetése, gazdasági ág
„Mérsékelt”
„Haladó” forgatókönyv
2010
2020
2010
2020
Lakosság, lakóházak
0,5
1,5
1,0
2,7
Középületek, gazdasági élet
0,5
1,1
0,8
1,6
Ipar
1,0
2,2
2,3
3,9
Közlekedés, szállítás
0,5
1,6
1,9
4,6
Villamosenergia-termelés
0,4
0
2,8
0
Gazdaságpolitikai intézkedések összesen
2,9
6,4
8,8
12,9
Kutatás, fejlesztés, demonstráció
1,4
1,4
2,8
2,8
Mind, együtt
4,3
7,8
11,6
15,7
Például a „haladó” forgatókönyv hatékonyabb lakossági hűtőszekrények gyártásával és elterjesztésével 2020-ig 6 Mrd kWh energia megtakarítására számít, – ennek a megtakarításnak a fajlagos költsége 0,034 USD/kWh, – a hozzá tartozó megvalósítási költség 0,006 USD/kWh, – 6 Mrd kWh megtakarításának műszaki költsége mintegy 0,2 Mrd USD/év, – hozzáadva a megvalósítási költséget: 6 Mrd KWh x (0,034 + 0,006) = 0,24 Mrd USD/év. 2010 és 2020 között a valamennyi szektorra együttesen számított évi összes műszaki többletköltségnek a közlekedési ágazat kb. a felét igényli mindkét határévben (5. táblázat). 5. táblázat Az energiamegtakarítás és beruházási többletköltsége, Mrd USD/év Gazdasági ág
„Mérsékelt”
„Haladó” forgatókönyv
2010
2020
2010
2020
Lakosság, lakóházak
1,9
5,8
3,8
9,1
Középületek, gazdasági élet
2,0
4,6
2,7
5,8
Ipar
3,1
6,7
6,9
11,8
Közlekedés, szállítás
4,3
13,4
16,2
39,1
Villamosenergia-termelés
0
0
0
0
11,3
30,5
29,6
65,8
Összesen
A megtakarítások és az emisszócsökkentés jegyében megvásárolt és üzembe állított berendezések befektetési tőkevonzatát évről évre kiszámítva megállapítható, hogy a 2000 és 2020 között a „tiszta levegőjű jövő” (clean air future, CEF) itt vázolt programja az USA beruházási tőkéjéből csupán évi 2%ot igényel. Az országos „energiaszámla” Az országos energiaköltség változása az energiaár-változások, valamint a felhasznált energia mennyiségében és fajtáiban bekövetkezett változások függvénye. Kiszámításához az összes felhasznált fűtő- és üzemanyagra (beleértve a villamos energiát) valamennyi végfelhasználó ágazatban kiadott öszszegből ki kell vonni az üzemanyag-fogyasztásra kiszabott, azzal arányos illetéket. Az ásványi energiahordozók árának a szigorúbb forgatókönyv szerint magába kell foglalnia az 50 USD/t-s C-kibocsátási engedély árát is, amelyet az energiatermelők fizetnek: – Ami a villanyárakat illeti • a BAU-előrejelzésben 1997-hez képest 2010-re 12%-kal, 2020-ra további 8%-kal csökkennek a villamos szektor szerkezeti átalakulása következtében az USA néhány szövetségi államában, • a „mérsékelt” forgatókönyv szerint az átalakítás kiteljesedésével párhuzamosan és a végfelhasználóknál végbement korszerűsítés általi keresletcsökkenés eredményeképpen folytatódik a tarifacsökkenés, • a „haladó” forgatókönyvben a számításokból a BAU-értéknél 9%-kal nagyobb villanyár következik az emisszióengedély 50 USD/tC-ben megállapított árának beszámítása és az alternatív energiaforrások áramfejlesztésre való kiterjedtebb használata folytán. – A földgáz végfelhasználói egységárának a forgatókönyvek közötti „mozgása” a villanyéhoz hasonló: • a BAU szerint 2010-ig 7%, 2020-ig további 3%-os emelkedés 1997hez viszonyítva, • a „mérsékelt” forgatókönyvben az energiahatékonyság javítása nyomán további egységárcsökkenések várhatók mindkét időhatárig, • a „haladó” változatban a 2010-es árak 13%-kal, 2020-ban újabb 6%kal nőnek (a BAU-hoz képest), szintén a szénemisszió-kereskedelem bevezetése nyomán. – A szénárak alakulása analóg a fentiekkel, de a „haladó” forgatókönyv hatásai sokkal erőteljesebbek: az áremelkedés • 2010-ben 120%-os • 2020-ban 136%-os. – A kőolajszármazékok közül a motorbenzin külön tárgyalandó a fogyasztási illetékkel terhelt biztosítási díj miatt:
• a konzervatív előrejelzés (BAU) két évtizedre szerény, • a „mérsékelt” forgatókönyv a visszaszorított kereslet következtében még lassúbb áremelkedést mutat, • a „haladó” viszont a többször idézett, pénzbüntetés jellegű szabályozások teljes szövetségi hatályának eredményeképpen a benzinárak 11, majd 5%-os, 2020-ig összesen 30%-os növekedésével számol. Figyelemre méltó, hogy a vizsgált periódus végére a „haladó” forgatókönyv érvényessége esetén a benzinár-emelkedést kb. kiegyenlíti a kisebb fogyasztás, így 1 mile (= 1,6 km) megtétele az autósnak 1997-ben 5,90 centbe került, 2020-ban 5,98 centbe fog kerülni. Az energiaárak és -igények alakulása együttesen prognózisonként erősen különböző hatást gyakorol az országos energiaköltségre (6. táblázat). A BAU 1997-től 2020-ig 26%-os növekedést jelez (az időszak utolsó évében 694 Mrd USD, 1997. évi árfolyamon). Ehhez képest mindkét forgatókönyv alapján 100 Mrd USD nagyságrenddel kisebb „energiaszámlában” lehet bízni. A megtakarítás oroszlánrésze a közlekedési szektortól várható. 6. táblázat Várható nettó energiaköltség-megtakarítás az USA-ban, Mrd USD/év (1997-es USD) Gazdasági ág
„Mérsékelt”
„Haladó” forgatókönyv
2010
2020
2010
2020
Lakosság, lakóházak
12,6
19,3
2,8
20,1
Középületek, gazdasági élet
14,1
17,7
0,7
8,2
Ipar
13,5
19,3
–5,4
8,0
Közlekedés, szállítás
15,0
44,0
18,3
85,6
Összesen
55,2
100,3
16,4
121,9
A C-kibocsátási engedélyek kereskedelmének szerepe A kibocsátási engedélyek eladásából származó jövedelmet a kormány az ismertetett módon a lakossági szférába visszaterítve kiegyenlíti a jövedelmek energiaár-növekedés okozta csökkenését. A „szénkereskedelmet” előidéző változásoknak vannak nyertesei és vesztesei is, de az összesített állampolgári jövedelemtömeg alig és csak a „haladó” forgatókönyvben változik: a lakosságnak „átutalt” jövedelemtöbblet 2010-ben 72,9, 2020-ban 67,4 Mrd USD. Az államnak fizetendő C-kibocsátási illetékek az adóhoz hasonlóan azt idézik elő, hogy – a fogyasztó nagyobb árat fizet, de kevesebb ásványi fűtőanyagból kiinduló energiatermeléssel „jutalmazzák”,
– az energiatermelőnek meg kell elégednie kisebb kereslettel és a Cilleték levonása után kisebb haszonnal. Ezek a mennyiségi és árváltozások az országos „energiaszámla” alakulásában tükröződnek. (Többek közt a fölöslegben termelt és fogyasztott energia csökkenésében is, aminek értéke 1,8–2,5 Mrd UD/év és a makrogazdasági költségek között tárgyalandó.) A C-kibocsátási engedélyekből befolyó jövedelmek visszaforgatásának módja nem befolyásolja a „haladó” forgatókönyv költség/haszon-viszonyait, de érinti bizonyos másodrendbeli hatások nagyságát és természetét, így a viszszajuttatás a fogyasztók személyi jövedelemadójának és a társadalombiztosítási járulék arányának csökkentése útján, amely a fogyasztónak (munkavállalónak) és a termelőnek (munkáltatónak) egyaránt kedvez. Közvetlen nettó megtakarítások A nettó megtakarítás egyenlő a közvetlen haszon (azaz a nettó energiaköltség-megtakarítás + a C-emisszió-engedélyekből származó jövedelemtranszfer a lakosságnak) és a közvetlen költségek (a programok megvalósítási és adminisztratív költsége + kutatási/fejlesztési költség + évi műszaki beruházási többletköltség) különbségével (7. táblázat). 7. táblázat A CEF forgatókönyvekkel elérhető közvetlen nettó megtakarítások, Mrd USD/év, (1997-es USD) Ráfordítások és megtakarítások
„Mérsékelt”
„Haladó” forgatókönyv
2010
2020
2010
2020
– megvalósítás és ügyvitel
–3,2
–6,7
–9,1
–13,0
– kutatás/fejlesztés
–1,4
–1,4
–2,8
–2,8
– évi műszaki beruházási többletköltség
–11,4
–30,5
–29,6
–65,9
– összes beruházási költség
–16,0
–38,6
–41,5
–81,7
55,3
100,3
89,2
189,3
0
0
–72,9
–67,4
55,3
100,3
16,4
121,9
0
0
72,9
67,4
39,3
61,7
47,7
107,6
Az intézkedések és beruházások költségei:
Nettó energiaköltség-megtakarítás: – bruttó megtakarítás – C-kibocsátási engedélyek – nettó megtakarítás – lakossági visszatérítés az engedélyjövedelmekből Összesen
Az energiaszámla-megtakarítás és a szénemisszió-kereskedelemből a lakosságnak visszatérülő összegek együtt 2010-ben, majd 2020-ban a „mér
sékelt” forgatókönyv szerint 39, ill. 62 Mrd USD-vel, a „haladó” forgatókönyvben 48, ill. 108 Mrd USD-vel haladják meg a közvetlen költségeket. 1990 és 2020 között megközelítően lineárisan változnak mindkét forgatókönyv közvetlen költségei, a „mérsékelt” forgatókönyv energiaköltsége, a nettó energiaköltség-megtakarítás – az engedélyjövedelmeket beszámítva – és a „haladó” forgatókönyvben feltételezett bruttó energiaköltség-megtakarítás gyorsan megtéríti a műszaki tőkebefektetés többletköltségét az évi költségeken és az ugyancsak évre lebontott tőkeköltségen mérve (4. ábra). 200 évi műszaki beruházási költség évi bruttó megtakarítás
180 Mrd USD (1997-es)
160 140
évi tőkekihelyezés
120 100 80 60 40 20 0 2000
2005
2010
2015
2020
4. ábra Évi bruttó energiaköltség-megtakarítás és műszaki beruházási többletköltség a „haladó” forgatókönyv szerint Az externális költség és haszon mérlege A „tiszta levegőjű jövő” forgatókönyvet különféle externális költségek és elsősorban a környezettel összefüggő kedvező gazdasági hatások kísérik, amilyen pl. a globális klímaváltozás miatti károk, a változásokhoz alkalmazkodó beruházások, klimatizálás vagy vészhelyzetkezelő programok beruházásainak elmaradása. A környezeti externalitások körébe tartozó haszon lehet a megtisztult levegő és víz által megjavult közegészség (pl. az SO2-kibocsátás 2020-ig az extrapolált 8,2 Mt helyett 4,1 Mt-ra csökkenhet). Jelentős haszon az externális oldalon az USA kőolajimport-függésének mérséklése, a haladó energiatechnológiák keresleti piacának bővülése, vagy a hatékonysági program beruházásai által megjavult minőség és termelékenység. Az EPA munkatársai kiszámították, hogy az energiatakarékosság jegyében realizált projektumok sokrétű, az externalitások körébe tartozó haszna az
iparban kétszeresen-háromszorosan meghaladja a pusztán a megtakarítással elérhető értéket. Makrogazdasági hatások Az ismertetett forgatókönyvek nem képezik le a CEF-program makrogazdasági hatásait, mivel a GDP-nek átlagosan alig 1%-át kitevő költségek és beruházások szerepe nehezen becsülhető. Újabban több szerző elemezte azonban a „haladó” forgatókönyvbe is beépített „szénkereskedelem” energiaár-vátlozásokra gyakorolt hatásait hét olyan modell alapján, amelyek más-más módon becsülik az energiatermelési és -felhasználási szénkibocsátások 1990es szintre való csökkentésének költségét. Az alternatívák azon alapulnak, hogy a C-emissziós engedélyek rendszere mennyire érvényesül nemzetközileg, vagyis hány ország között. Az 50 USD/tC-be kerülő emissziós engedélyből kiindulva 2010-ben a becsült GDP-csökkenés 4 és 66 Mrd USD között változik. Ez nagyságrendjében megegyezik a „haladó” forgatókönyv szerinti nettó közvetlen haszonnal ugyanezen évre (48 Mrd USD). Egy másik szerző a forgatókönyvek megemelkedett energiaáraira reagáló gazdaságban a szénkibocsátási engedélyek árának makrogazdasági korrekciós költségét vizsgálva megállapítja, hogy a GDP-veszteséget ebben az átmeneti időszakban is lehet enyhíteni a jövedelem beruházásösztönző viszszaforgatásával. 2010-ben a nettó közvetlen megtakarítások ugyanolyan nagyságrendűek, mint a makrogazdasági (átmeneti és hosszú távú együttes) költség, de a következő évtizedben növekedésnek indulnak, amikor az energiatakarékos technológiák piaci helyzete megerősödik, miközben a hosszú távú makrogazdasági költségek várhatóan alig változnak, az átmenetiek pedig csökkennek. Érzékenységi elemzés Az előrejelzéseket (még az ésszerű extrapoláláson alapulókat is) szükségszerűen terhelik bizonytalanságok. A legfontosabb a „mérsékelt” forgatókönyvben az új energiatakarékossági intézkedések bevezetése, de „enyhítő körülmény”, hogy az ezek végrehajtásához szükséges eljárások már hozzáférhetők, sőt helyenként gazdaságos üzemüket is demonstrálták. Az agresszívebb beavatkozásokon alapuló, távolabbra mutató haladó forgatókönyv eredményei természetesen még bizonytalanabbak, de – tekintettel az innovatív járművek és a megújuló energiafelhasználási technikák lendületes fejlődésére és kombinálva a sikereken felbuzduló kormányok további szigorításaival – a prognózis tévedéseit a valóság akár pozitív irányban is korrigálhatja.
Mivel azok az érzékenységi elemzések, amelyeket a legfontosabb feltételezések változtatásával végeznek el, csak a bizonytalanságok egy részét ragadják meg, a két forgatókönyvet megvizsgálták a következő érzékenységi változatokban is: – magasabb földgáz- és kőolajárak, – a megújuló energia technológiáira vonatkozó erősebb árszabályozás (Renewable Portfolio Standard) korábbi lejárata, – nagy teljesítményű dízeljárművek elmaradt piacra jutása, – ásványi fűtőanyagokat felhasználó fejlett technológiák nagyobb ára. Az érzékenységi vizsgálat eredményei 2020-ra 3 és 20 MtC között változnak. Ezeket az eredményeket a két forgatókönyv szerint a BAU-hoz képest elérhető C-emisszió-csökkenéssel – 180, ill. 565 MtC – kell összehasonlítani. A fenti négy speciális érzékenységi változat mindegyike az elemzés szerint a BAU és a „haladó” forgatókönyv között kimutatott értéknek csupán 4%ával csökkenti a C-kibocsátást. Ez az eredmény kiemeli a CEF-forgatókönyvekben számításba vett központi intézkedések, szabályozások és műszaki újítások erőteljes voltát. Egy 2001-ben közzétett tanulmány az USA-ban 2010-ben elérhető emissziócsökkenés felét a kibocsátási engedélyek kereskedelmének tulajdonítja. Ezt a hozzájárulást 2020-ig egyharmadra csökkenti a kutatási és fejlesztési vívmányok gyakorlati értékesítése. (Dr. Boros Tiborné) Brown, M. A., Leving, M.D.: Scenarios for a clean energy future. = Energy Policy, 29. k. 14. sz. 2001. nov. p. 1179–1196. Worrell, L.; Price, L.: Policy scenarios for energy efficiency improvement in industry. = Energy Policy, 29. k. 14. sz. 2001. nov. p. 1223–1240.
