SVĚTOVÝ VÝHLED ENERGETICKÝCH TECHNOLOGIÍ DO ROKU 2050 (WETO-H2) KLÍČOVÁ SDĚLENÍ Studie WETO-H2 rozvinula referenční projekci světového energetického systému a dvouvariantní scénáře, případ omezení uhlíku a případ vodíku.
Pomocí těchto scénářů se zkoumaly možnosti
technologické a klimatické politiky v příštím půlstoletí. Všechny projekce do roku 2050 se prováděly na základě simulačního modelu světového energetického sektoru POLES, který popisuje vnitrostátní a regionální energetické systémy a jejich vzájemné působení prostřednictvím mezinárodních energetických trhů za podmínek omezování, pokud jde o zdroje a klimatickou politiku.
Rozvoj světového energetického systému v referenční projekci Referenční projekce Referenční projekce popisuje pokračování stávajících hospodářských a technických trendů včetně krátkodobého omezení v rozvoji produkce ropy a zemního plynu a umírněné klimatické politiky, v níž – jak se má za to – si Evropa udržuje prvenství. Světová spotřeba energie Očekává se, že celková spotřeba energie ve světě vzroste z nynějších 10 Gt ropného ekvivalentu ročně na 22 Gt ropného ekvivalentu ročně v roce 2050. Fosilní paliva poskytují 70 % této celkové částky (uhlí a ropa po 26 %, zemní plyn 18 %) a nefosilní zdroje 30 %; k podílu připadajícímu na nefosilní zdroje takřka rovným dílem přispívají obnovitelná a jaderná energie. Zlepšení energetické účinnosti Objem světového hospodářství je v roce 2050 čtyřikrát větší, než je nyní, ale světová spotřeba energie se zvýšuje jen 2,2krát. Významné zlepšení v energetické účinnosti vzniká částečně v důsledku autonomních technických nebo strukturálních změn v ekonomice, částečně v důsledku politiky energetické účinnosti a částečně vlivem mnohem vyšších cen energie. Rovnováha mezi Severem a Jihem ve spotřebě energie Poptávka po energii rychle roste v rozvojových oblastech světa, kde jsou v současnosti základní energetické potřeby stěží uspokojeny. Spotřeba v těchto zemích krátce po roku 2010 předstihuje spotřebu průmyslově vyspělého světa a v roce 2050 tvoří dvě třetiny celosvětového úhrnu.
Profily prrodukce ropy a zemního plynu Konvenční produkce ropy se po roce 2025 ustaluje na přibližně 100 Mbl/d. Profil tvoří spíše plošinu než „špičku“, o níž se dnes hodně diskutuje. Nekonvenční oleje vytvářejí v roce 2050 zvýšení v celkovém množství kapalin na zhruba 125 Mbl/d. Zemní plyn se projevuje podobně, a to se zpožděním téměř deseti let. Ceny ropy a zemního plynu Ceny ropy a zemního plynu na mezinárodních trzích neustále rostou a v roce 2050 dosahují 110 USD za barel u ropy 100 USD za barel ekvivalentu ropy u zemního plynu1. Vysoké ceny v převážné míře odrážejí rostoucí nedostatek zdrojů. Elektrická energie návrat uhlí, rozvoj obnovitelných zdrojů a renesance jaderné energie. Růst spotřeby elektřiny drží krok s hospodářským růstem a v roce 2050 bude čtyřikrát větší než dnes. Uhlí se vrací jako důležitý zdroj elektrické energie a je stále více přeměňováno s použitím nových moderních technologií. Očekává se, že cena uhlí v roce 2050 dosáhne zhruba 110 USD za tunu2. Rychlý růst obnovitelných zdrojů a jaderné energie začíná po roce 2020 a po roce 2030 je působivý. Naznačuje rychlý rozvoj nových energetických technologií, velkými větrnými elektrárnami u pobřeží počínaje a jadernými elektrárnami „čtvrté generace“ konče3. Emise CO2 Použití nefosilních zdrojů energie do jisté míry vyvažuje návrat uhlí, pokud jde o emise CO2; podíl obou těchto druhů energetických zdrojů se na celkové spotřebě energie zvyšuje takřka úměrně. Výsledný emisní profil odpovídá koncentraci CO2 v ovzduší na úrovni 900 až 1000 ppmv v roce 2050. Tato hodnota značně překračuje to, co se dnes považuje za přijatelné rozmezí pro stabilizaci koncentrace.
Evropský energetický systém v referenční projekci Trendy poptávky po energii Celková spotřeba primární energie v Evropě se v roce 2050 zvýšuje jen o málo, a to z dnešních 1,9 Gt ekvivalentu ropy ročně na 2,6 Gt ekvivalentu ropy. Do roku 2020 zůstává podíl primárních paliv poměrně stabilní až na významný růst ve spotřebě zemního plynu. Pak se zrychluje rozvoj zdrojů obnovitelné energie a oživuje zájem o jadernou energii. V roce 2050 kryjí nefosilní, jaderné a obnovitelné energetické zdroje 40 % spotřeby primární energie, což je mnohem více než dnešních 20 %. Spotřeba elektřiny drží krok s hospodářským růstem; trh elektrické energie si
1
V hodnotě USD z roku 2005.
2
Nebo přibližně 22 USD za barel ekvivalentu ropy.
3
Tento scénář předpokládá, že budou překonány ekonomické a společenské překážky pro jadernou energetiku.
udržuje dynamiku kvůli novým druhům použití elekřiny, zvláště v informačních a komunikačních technologiích. Emise CO2 Tato kombinace skromné klimatické politiky a nových trendů v zásobování elektřinou má za následek emise CO2, které jsou takřka stabilní až do roku 2030 a pak do roku 2050 klesají. Tehdy jsou emise CO2 v Evropě o 10 % nižší než dnes. Výroba elektrické energie Kvůli poměrně silné klimatické politice je výroba elektřiny v Evropě v roce 2050 ze 70 % dekarbonizována; obnovitelné a jaderné zdroje se na celkové výrobě elektrické energie podílejí 60 % a čtvrtina tepelné výroby je vybavena systémy na zachycování a uskladňování CO2. Výroba vodíku Vodík se rozvíjí po roce 2030, a to se skromnými, avšak nikoli zanedbatelnými výsledky: v roce 2050 poskytuje ekvivalent 10 % konečné spotřeby elektrické energie.
Světový energetický systém s omezením uhlíku Případ omezení uhlíku Tento scénář zkoumá následky ambicióznější uhlíkové politiky, jejímž cílem je dlouhodobá stabilizace koncentrace CO2 v ovzduší blížící se do roku 2050 500 ppmv. V zemích uvedených v příloze B se předpokládají brzké kroky, zatímco u transformujících se a rozvojových zemí se počítá s delší dobou. Snížení „faktoru 2“ v Evropě V tomto případě omezení uhlíku jsou celosvětové emise CO2 mezi roky 2015 a 2030 stabilní (přibližně na úrovní o 40 % vyšší, než byla úroveň v roce 1990) a pak se snižují; nicméně do roku 2050 jsou stále o 25 % vyšší než v roce 1990. V EU-25 jsou emise v roce 2050 na poloviční úrovni ve srovnání s rokem 1990; v každém desetiletí klesají průměrně o 10 %. Zrychlený rozvoj nefosilních paliv Do roku 2050 je světová poptávka po energii nižší než v referenčním případě o 3 Gt ekvivalentu ropy ročně. Do roku 2050 kryjí obnovitelné zdroje energie a jaderná energie více než 20 % celkové poptávky; obnovitelné zdroje poskytují 30 % výroby elektřiny a jaderná energie takřka 40 %. Spotřeba uhlí stagnuje i přes dostupnost technologií zachycování a skladování CO2. Do roku 2050 je souhrnné množství CO2 uskladněného od nynějška do roku 2050 šestkrát větší, než je dnes roční objem emisí.
Energetické trendy v Evropě V Evropě je celková spotřeba energie takřka stabilní do roku 2030, ale pak se začíná zvyšovat4. Je to v jistém smyslu statistický jev vyplývající z vysokého primárního tepelného příkonu jaderné energie. Obnovitelné zdroje v roce 2050 pokrývají 22 % a jaderná enegie 30 % evropské poptávky po energii, čímž se podíl fosilních paliv snižuje na méně než 50 %. Tři čtvrtiny výroby elektrické energie jsou založeny na jaderných a obnovitelných zdrojích a polovina tepelné výroby elektrické energie je soustředěna v elektrárnách se zachycováním a skladováním CO2. Vodík poskytuje množství energie, které odpovídá 15 % energie poskytované elektřinou. Do roku 2050 je polovina všech budov tvořena nízkoenergetickými budovami a čtvrtina velmi nízkoenergetickými budovami5. Více než polovina všech vozidel jsou vozidla s nízkými emisemi nebo velmi nízkými emisemi (např. auta s elektrickým nebo vodíkovým pohonem).
Světový energetický systém v případě H2 Vodíkový scénář Vodíkový scénář se odvozuje od případu omezení uhlíku, ale také předpokládá řadu technických průlomů, které významně zvyšují efektivnost nákladů vodíkových technologií, a to zvláště při konečném užití. Předpoklady ohledně pokroku klíčových vodíkových technologií jsou záměrně velmi optimistické. Celková poptávka po energii Ačkoli celková poptávka po energii je v roce 2050 jenom o 8 % menší než v referenčním případě, v podílu jednotlivých druhů paliv jsou významné změny. Podíl fosilních paliv je v roce 2050 méně než 60 %; v rámci tohoto podílu klesá poptávka po uhlí takřka o polovinu ve srovnání s referenčním případem, a to navzdory nižším nákladům předpokládaným u zachycování a skladování CO2. Podíl jaderné a obnovitelné energie se zvyšuje, zvláště v letech 2030 až 2050; tento vývoj je částečně zapříčiněn vysokými hodnotami uhlíku ve světě a částečně zvýšenou poptávkou po vodíku.
Výroba elektrické energie Pohyb k vodíkovému hospodářství vyvolává další změny ve struktuře výroby a podíl jaderné energie dosahuje 38 %. Tepelná výroba elektrické energie i nadále roste a je spojena se systémy
4
Tento růst je spojen hlavně se silním proniknutím jaderné energie. Kvůli poměrně nízké účinnosti jaderných elektráren stanovené množství elektřiny z jaderné energie vyžaduje větší primární tepelný příkon než stejné množství elektřiny pocházející z fosilních paliv nebo obnovitelných zdrojů energie. 5
Budovy s redukčním koeficientem 2 (nízkoenergetické) až 4 (velmi nízkoenergetické) ve srovnání s nynějšími budovami.
zachycování a skladování CO2; v roce 2050 se 66 % elektrické energie vyrábí v elektrárnách se zachycováním a skladováním CO2, zatímco v referenčním případě jen 12 %. Výroba a použití vodíku Použití vodíku se rozvíjí po roce 2030 a hnacími činiteli jsou podstatné snížení nákladů na technologie výroby vodíku a růst poptávky v dopravním sektoru. Od roku 2030 do roku 2050 se výroba zvyšuje desetinásobně na 1 Gt ekvivalentu ropy ročně. Do roku 2050 kryje vodík 13 % konečné spotřeby energie, zatímco v referenčním případě jsou to 2 %. Podíl obnovitelné energie na výrobě vodíku je 50 % a jaderné energie 40 %. Kolem 90 % vodíku se používá v dopravě. Do roku 2050 se spotřeba vodíku v dopravě zvyšuje pětinásobně ve srovnání s refenenčním případem a podílí se na spotřebě v tomto sektoru 36 %. Vodík se používá v 30 % osobních aut a přibližně 80 % z nich je poháněno palivovými články; 15 % z nich jsou vodíková hybridní vozidla a 5 % jsou vozidla s vodíkovými spalovacími motory.
Evropský energetický systém v případě H2 Celková poptávka po energii Jaderná energie kryje třetinu celkové energetické poptávky v Evropě. Ropa, zemní plyn a obnovitelné zdroje kryjí po zhruba 20 % a uhlí 6 % celkové poptávky. Výroba elektrické energie Podíl fosilních paliv při výrobě elektrické energie trvale a významně klesá. Používání systémů pro zachycování a skladování CO2 se silně rozvíjí; do roku 2050 se více než 50 % tepelné výroby elektrické energie uskutečňuje v elektrárnách se zachycování a skladovánímCO2 . Výroba a použití vodíku Výroba vodíku se po roce 2030 rychle zvyšuje a do roku 2050 dosahuje 120 Mt ekvivalentu ropy, neboli 12 % celosvětové výroby. Vodík kryje 7 % konečné spotřeby energie v Evropě, zatímco v referenčním případě jsou to 3 %. V Evropě se vodík vyrábí hlavně elektrolýzou vody s použitím elektřiny z jaderných elektráren. Podíl vodíku vyrobeného z obnovitelných zdrojů je také značný (v roce 2050 40 %). Přibližně tři čtvrtiny vodíku vyráběného v Evropě směřuje do odvětví dopravy.
