Nabídka a poptávka energie z historického a globální pohledu
aneb: Co je vidět a co není vidět XXVI. Seminář energetiků hotel Harmonie, Luhačovice 20. - 21. ledna 2016
Obsah
Co je vidět a co není vidět
Energie ve 21. století
Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR
Energie na globální úrovni
Shrnutí
Co je vidět a co není vidět Frédéric Bastiat „V ekonomické sféře způsobuje určitý čin nebo zvyk, určitá instituce nebo určitý zákon nikoliv pouze jeden, nýbrž celou sérii účinků. Pouze první z těchto účinků je bezprostřední – zjevuje se simultánně se svojí příčinou… pouze tento účinek je viditelný. Ostatní účinky se zjevují jen postupně… nejsou (zprvu) viditelné. Máme velké štěstí, pokud jsme s to je předvídat.“ (z překladu Jána Pavlíka)
politiky ukazují návrh věcí, které jsou vidět… úkolem expertů je ukazovat věci, které vidět není
Frédéric Bastiat (1801 až 1850), francouzský politik, klasický liberál, politický ekonom
3
Co je vidět a co není vidět Poptávka energie jako jev sociální a historický využívání energie není samoúčelným jevem – poptávku po energii a podobu energetiky ovlivňuje v první řadě společenský vývoj, který je zpětnovazebně ovlivněn podmínkami distribuce energie (cena, dostupnost, forma)
v pozadí všech diskusí o potřebnosti ekonomického růstu či způsobu jeho vykazování je vždy idea navyšování společenského rozvoje (ahistorický proces):
4
Co je vidět a co není vidět Poptávka energie jako jev sociální a historický Co Cojejevidět vidět
Co není Covidět vidět není
delší dožití a lepší zdravotní stav
nákladnější zdravotní péče
touha po poznání nových věcí
navyšování potřeby materiálního konzumu
větší osobní rozvoj
delší či kontinuální vzdělávání
zábavnější pracovní náplň – méně rutinní a namáhavé práce
více činností pro přístroje a stroje
více volného času
navyšování potřeby materiálního konzumu
vyšší svoboda pohybu
větší využití dopravních prostředků
Důsledek propro energetiku Důsledek energetiku
výrazná tendence k navyšování konečného využití energie
5
Co je vidět a co není vidět Jevonsův paradox „Technologická zlepšení využití páry, výrazné navýšení účinnosti, vedlo k výraznému zvýšení celkové spotřeby páry (tím i uhlí) a k rozšiřování využití páry do dalších odvětví“
Potvrzeno i moderními ekonomy: zvýšená účinnost zdroje snižuje náklady jeho využití proti jiným zdrojům, což zvyšuje poptávku po něm a ruší jakýkoli vliv úspor na snížení jeho spotřeby. Zvýšená efektivnost zdroje navíc urychluje ekonomický růst, který dál zvyšuje poptávku po všem a zejména po energii.
navyšování účinnosti je vidět; indukovaný růst spotřeby a ekonomický růst vidět není
William Jevons (1835 až 1882), britský ekonom a logik, profesor manchesterské univerzity
6
Co je vidět a co není vidět Jak vyšší účinnost navyšuje využití zdrojů a tím spotřebu? 1. Zvyšování účinnosti vede ke zvyšování komplexity výroby a vyšší spotřebě energií. 2. Komplexnější výrobek je hůře opravitelný – častěji je třeba vyměnit celý výrobek za nový. 3. Deklarovaná vyšší účinnost motivuje k častějšímu a delšímu využití přístrojů a strojů. 4. Vyšší účinnost vede ke snižování ceny výrobků a tím k předčasné výměně – předčasná výměna za novou technologii je ospravedlněna deklarovanou vyšší účinností – efektivita využití technologií tím klesá.
5. Zvýšení účinnosti služeb/výrobků jedné firmy nutí ostatní firmy k zavedení stejné praxe – konkurenční boj – což má v důsledku dopad na zvyšování poptávky.
Více k tématu např. v: Rudin, A. 2004. How Greater Energy Effi ciency Increases Resource Use. Paper presented at the North Central Sociological Association meeting, Cleveland, Ohio, April 2. Polimeni, J., K. Mayumi, and M. Giampietro. 2007. Jevons’ Paradox: Th e Myth of Resource Effi ciency Improvements. London: Earthscan. Macenauer, M. Spotřeba elektřiny, blahobyt a lokální a globální úspory elektřiny. Energetika. 2015, roč. XX, s. XXXXXX. 7
Obsah
Co je vidět a co není vidět
Energie ve 21. století
Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR
Energie na globální úrovni
Shrnutí
Energie ve 21. století Spotřeba energie v historii lidského světa konzum energie je proces historický celou historii lidského světa nesledujeme nic jiného, než navyšování využívání energie a materiálů
historie světa je historií: 1. způsobů využívání energie, 2. růstu využívání energie
Období / rok
Spotřeba na hlavu
Populace
Spotřeba svět
Hustota energie
2 kWh
15 000
30 MWh
jednotky Wh/t
1 n.l.
20 kWh
200 000 000
4 000 000 MWh
jednotky kWh/t
1800
5 500 kWh
1 000 000 000
5 500 000 000 MWh
jednotky MWh/t
2014
21 862 kWh
7 260 652 256
158 733 557 666 MWh
až stovky GWh/t
70 tis. př. n.l.
9
Energie ve 21. století Spotřeba primárních zdrojů energie na hlavu (vztaženo k roku 1970) 300
(%, rok 1970 = 100 %)
250
200
rok 2013 150
svět + 51 %
100
DE + 0,3 % CZ – 5,6 %
50 1970
1975
1980
Czech Republic
1985 Germany
1990
1995
European Union
2000
2005 United States
2010
2015
World Zdroj: World Bank
10
Energie ve 21. století Spotřeba elektřiny na hlavu (vztaženo k roku 1970) rok 2012
300
svět + 176 %
`
(%, rok 1970 = 100 %)
250
200
CZ + 92 % DE + 90 %
150
100
50 1970
1975
1980
Czech Republic
1985 Germany
1990
1995
2000
European Union
2005 United States
2010
2015
World Zdroj: World Bank
11
Energie ve 21. století Podíl fosilních paliv v mixu primárních zdrojů (vztaženo k roku 1970) 300
(%, rok 1970 = 100 %)
250
200
150
rok 2013 100
50 1970
svět - 4 % DE - 17 % CZ - 24 % 1975
1980
Czech Republic
1985 Germany
1990
1995
2000
European Union
2005 United States
2010
2015
World Zdroj: World Bank
12
Energie ve 21. století Podíl fosilních paliv v mixu primárních zdrojů
podíl fosolních zdrojů na celkových PEZ (%)
105 100
95 90
rok 2013
85
svět 82 % DE 81 % CZ 75 %
80
75 70
65 60 1970
1975
1980
Czech Republic
1985 Germany
1990
1995
2000
European Union
2005 United States
2010
2015
World Zdroj: World Bank
13
Energie ve 21. století Několik souvislostí Fakta 1. spotřeba primárních zdrojů vytrvale roste 2. spotřeba elektřiny (nejušlechtilejší hromadně distribuované médium) výrazně vytrvale roste 3. pro zachování či rozvoj materiálního konzumu je růst konečné spotřeby energie nutný Ekologické důsledky a politická rozhodnutí 1. rok od roku větší pravděpodobnost, že lidská činnost způsobuje plíživé oteplování Země 2. politické rozhodnutí omezit emise skleníkových plynů velmi pravděpodobně nebude změněno
Důsledky pro energetiku rozvoj společnosti bude zachován
společnost se rozhodne pro regresi
nutnost radikálně snížit využití fosilních zdrojů energie ke spalování
direktivně rozhodnout o politice přímé redukce materiálního konzumu a využití energie
14
Energie ve 21. století Idea prosperity bez růstu – technologický downgrade Tim Jackson: Prosperity without Growth hledání ne nutně růstových makroekonomických modelů a návrhů na postupnou proměnu sociálně psychologických faktorů, které se současným konzumně růstovým systémem tvoří neblahou symbiózu
Je to jen sociálně-inženýrská, vizionářská a utopická práce?
britská Green Party: Cestou k ekologičtější budoucnosti je nulový či záporný růst, který sníží spotřebu
práce nabízí změny, které jsou vidět, ale neobsahuje (nemůže) toho, co vidět není
analýzy
15
Obsah
Co je vidět a co není vidět
Energie ve 21. století
Dlouhodobá rovnováha Dlouhodobá rovnováha energetiky energetiky ČR
Energie na globální úrovni
Shrnutí
Dlouhodobá rovnováha energetiky Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny dokument vydávaný OTE, a. s.: dlouhodobý výhled fungování energetiky; prověření možných cest rozvoje
zahrnuje koncepce a politiky, které jsou vidět a ukazuje důsledky, které není vidět varianty řešení oblasti (elektro)energetiky v roce 2015 Nulová
Fosilní
Koncepční
Nízkouhlíková
Prověřit možnosti fungování energetiky bez nových investic
Rozvoj energetiky s větším podílem fosilních zdrojů
Rozvoj energetiky podobný návrhu nové Státní energetické koncepce
Rozvoj energetiky s cílem splnit limity Roadmap 2050 pro emise CO2
- běžný rozvoj spotřeby - bez rozvoje nad rámec již připravených záměrů
- jen omezený horizont provozu
- běžný rozvoj spotřeby - velké využití domácích zásob uhlí
- střízlivý rozvoj OZE - stagnace jaderné energetiky
- běžný rozvoj spotřeby, ale i -
nových technologií odpovídá SEK střední využití uhlí, a zemního plynu střední rozvoj OZE rozvoj jaderné energetiky
- větší míra úspor, ale -
i nových technologií bez uhlí s malým využitím zemního plynu extrémní nárůst OZE rozvoj jaderné energetiky
17
Spotřeba elektřiny (tuzemská netto spotřeba s elektromobily) 140
140 140
140
140
120 120
120 120
Koncepční varianta
+ 69 TWh
120
100 100
100 100
100
60 60
80 80
+ 4,6 TWh + 0,3 TWh + 16 TWh
80
60 60 60
40 40
40 40 40
20 20
20 20 20
0 0 1995 1995
TNS+ELM = 80 TWh
(TWh)
80 80
(TWh) (TWh)
(TWh) (TWh)
Dlouhodobá rovnováha energetiky
mezi roky 2014 a 2050: 882 TWh nespotřebované energie
0 0 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN bez úsporbez a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN bez úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN bez úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN elektromobily přechod kpřechod DZT k DZT elektromobily s přechodem s elektromobily s přechodem k DZT k DZT s elektromobily historie historie historie historie
2050 2050
18
Spotřeba elektřiny (tuzemská netto spotřeba s elektromobily) 140
140 140
140
140
120 120
120 120
Nízkouhlíková varianta
+ 70 TWh
120
100 100
100 100
100
60 60
80 80
+ 9 TWh + 5 TWh + 11 TWh
80
60 60 60
40 40
40 40 40
20 20
20 20 20
0 0 1995 1995
TNS+ELM = 84 TWh
(TWh)
80 80
(TWh) (TWh)
(TWh) (TWh)
Dlouhodobá rovnováha energetiky
mezi roky 2014 a 2050: 996 TWh nespotřebované energie
0 0 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 2000 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2000 2005 bez2005 2010 2015 EEN 2020 2025 2030s úsporami 2035 a snižováním 2040 2045 2050 úspor a snižování EEN úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN bez úsporbez a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN sapřechodem kEEN DZT s elektromobily bez úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN bez úspor snižování s úsporami a snižováním EEN elektromobily přechod kpřechod DZT k DZT elektromobily historie s přechodem s elektromobily s přechodem k DZT k DZT s elektromobily historie historie historie historie
2050 2050
19
Dlouhodobá rovnováha energetiky Co je a co není vidět pro varianty rozvoje (elektro)energetiky srovnání nejdůležitějších vlastností varianty Koncepční a Nízkouhlíkové: 2025
Je vidět
2050
Koncepční
Nízkouhlíková
Koncepční
Nízkouhlíková
87
79
53
7
Pinst celkem (GW)
21,4
20,7
26,7
40,0
Pinst OZE (GW)
6,2
6,6
10,2
28,0
Pinst OZE intermitentní (GW)
3,9
4,3
7,0
23,7
Spotřeba elektřiny: TNS+ELM+ZTR (TWh)
72
71
85
88
Pinst jádro (GW)
4,3
4,3
7,1
7,1
Pinst nová denní akumulace (GW)
0
0,1
1,5
3,7
Pinst sezónní akumulace P2G (GW)
0
0
0
3,5
CZT z jádra (TWh)
0
0
0
3,1
Přechod k DZT (% konečné spotřeby)
0
0
5
75
2016 až 2025: 442
2016 až 2025: 440
2026 až 2050 1471
2026 až 2050 2324
Emise CO2 – energetika (% roku 1990)
Odhad investic – kumulativně (mld.)
Není vidět
20
Dlouhodobá rovnováha energetiky Co je a co není vidět pro varianty rozvoje (elektro)energetiky srovnání výrobních nákladů dle variant:
+ 100 %
diskontované výrobní náklady v roce 2050 (EUR2013/MWh)
200
150
+ 20 %
+ 20 %
Koncepční
Fosilní
100
50
0 investice
provoz
palivo
Nízkouhlíková povolenky 21
Obsah
Co je vidět a co není vidět
Energie ve 21. století
Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR
Energie na globální úrovni
Shrnutí
Energie na globální úrovni Srovnání spotřeby a ekonomické výkonnosti (rok 2012)
spotřeba primárních zdrojů na hlavu (%, svět = 100 %)
500
EU Spotřeba PEZ: World World Low EU & middle income
450 400 350 300
159 PWh
12 %
High income 48 % Czech republic Low&middle income 52 %
250
200 150
Germany Czech republic
0,3 %
Germany
2,3 %
United States High income
16 %
100 50
United States
0 0
100
200 300 400 HDP na hlavu (%, svět = 100 %)
500
Zdroj: World Bank
23
Energie na globální úrovni Predikce poptávky po primární energii do roku 2050 Předpoklady pro rok 2050
růst populace světa bude klesat ekonomická úroveň poroste na světové úrovni tempem cca 2 až 3 % meziročně
High income země: 1. HDP: pokles z dnešní úrovně 357 % světového průměru na 340 % 2. Spotřeba PEZ: pokles z dnešní úrovně 249 % světového průměru na 235 % 3. Populace: pokles meziročního tempa růstu z 0,46 % na 0,03 % Low & middle income země: 1. HDP: nárůst z dnešní úrovně 38 % světového průměru na 67 %
2. Spotřeba PEZ: nárůst z dnešní úrovně 64 % světového průměru na 90 % 3. Populace: pokles meziročního tempa růstu z 1,3 % na 0,5 % 24
Energie na globální úrovni Predikce poptávky po primární energii (rok 2050)
spotřeba primárních zdrojů na hlavu (%, svět = 100 %)
500
EU Spotřeba PEZ: World World Low & income middle income High
450 400 350 300
239 PWh 33 %
Low&middle income 67 % Czech republic
250
Germany Spotřeba PEZ (oproti 2012):
200 150
World High income High income
100
+ 50 % +3 %
Low&middle income + 94 % United States
50
0 0
100
200 300 400 HDP na hlavu (%, svět = 100 %)
500
Zdroj: IEA, EGÚ Brno, World Bank
25
Energie na globální úrovni EU – dlouhodobý vývoj HDP a spotřeby elektřiny (meziroční růst) 12 10
2000 až 2008: nárůst importu oceli do EU o 43 % nárůst domácí spotřeby oceli EU o 37 %
8
(%, meziročně)
6 4 2 0 -2 -4
-6 1960
1965
1970
1975 HDP
1980
1985
1990
1995
2000
2005
2010
Spotřeba elektřiny Zdroj: Eurostat, World Bank
26
Obsah
Co je vidět a co není vidět
Energie ve 21. století
Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR
Energie na globální úrovni
Shrnutí
Shrnutí Co by bylo vidět a co by vidět nebylo do roku 2050
v závislosti na stupni tlaku na opatření, která jsou vidět, budou probouzeny procesy, které vidět nejsou: Co bude vidět
úsporná opatření aplikace IT, regulace, SmartGrids změny ve struktuře tvorby HDP – odsun energeticky náročné výroby za hranice bilanční oblasti
navyšování podílu OZE
odklon od fosilních zdrojů
Co nebude vidět růst spotřeby energie pro výrobu, opravy a výměny (Jevonsův paradox)
navýšení globální spotřeby PEZ náhrada technologií s menší hustotou – indukovaná nová spotřeba energie navýšení investic do energetiky – změna distribuce ekonomických statků nutnost navyšování kapacit jaderné energetiky (včetně dodávky CZT)
28
Shrnutí Shrnutí do roku 2050
1. energetiku čeká (stejně jako průmysl 4. technologická revoluce) revoluce „Velká transformace“: pokud to bude vyspělý svět myslet vážně se snížením emisí škodlivin a skleníkových plynů, bude muset direktivně zakázat či omezit využití fosilních zdrojů – samotnou aplikací úspor emise nesnížíme, spíše naopak
2. náhrada fosilních zdrojů v energetice (elektroenergetika a teplárenství) je možná, byť investičně velmi náročná (obrovské investice do změny technologie)
3. jaderná energetika není (přinejmenším v ČR) nahraditelná, a to zejména při přechodu na nízkoemisní energetiku – pro prostředí ČR je nutno navýšit výrobu u jádra o přibližně 65 % ekvivalentem 7 GW jádra (rok 2050) je: 23 GW VTE nebo 46 GW FVE dalšího výkonu
4. spotřeba primárních zdrojů celosvětově výrazně poroste; mírně poroste i spotřeba ve vyspělých zemích, a to navzdory výrazným úsporám a transformaci energetiky (podíl vyspělých zemí na světovém konzumu energie velmi výrazně poklesne) 29
Shrnutí Shrnutí do roku 2050
5. spotřeba elektřiny vyspělých i méně vyspělých zemí výrazně poroste, a to tím více, čím bude větší tlak na převedení energetiky na nízkouhlíkovou; elektřina zůstane ve 21. století nejušlechtilejším energetickým médiem – její význam výrazně poroste (není za ní žádná náhrada)
6. sledovat lokální vývoj spotřeby či úspory je silně zavádějící: další přesuny energeticky náročné výroby mimo oblast bilancí ekologických vizí nejen že není úspěch, ale navyšuje nerovnováhu v distribuci negativních externalit (Čína a Indie jako továrny, Evropa jako skanzen a zábavní park)
7. lokální ekologizační plány není možné interpretovat a poměřovat samostatně – deklarované úspěchy těchto plánů není možné hodnotit bez započtení indukovaných jevů (toho, co není vidět)
30
Mgr. Ing. Michal Macenauer, Ph.D. a kolektiv sekce provoz a rozvoj ES
[email protected] Zpracováno s využitím podkladů a výsledků: Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny a plynu (2014 a 2015, zpracováno pro OTE, a. s.)
Podrobné výsledky řešení projektu Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny a plynu za rok 2015 budou k dispozici na webu a v publikacích OTE.
