VYSOKÁ ŠKOLA EKONOMICKÁ V PRAZE FAKULTA MEZINÁRODNÍCH VZTAHŮ
BAKALÁŘSKÁ PRÁCE
2012
Hana Zatloukalová
VYSOKÁ ŠKOLA EKONOMICKÁ Fakulta mezinárodních vztahů Obor: Mezinárodní obchod
Aktuální otázky německé energetiky
Bakalářská práce Vypracovala: Hana Zatloukalová Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martina Jiránková, Ph.D.
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma „Aktuální otázky německé energetiky“ vypracoval(a) samostatně. Veškerou použitou literaturu a podkladové materiály uvádím v přiloženém seznamu literatury.
V Praze dne ..................................
.................................................. Podpis
Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala paní Ing. Martině Jiránkové, Ph.D. za vstřícný přístup, ochotu a cenné připomínky při vypracování bakalářské práce.
Obsah Seznam použitých zkratek ........................................................................................... III Úvod............................................................................................................................. IV 1
Energetická politika Německa ............................................................................... 1 1.1
Cíle energetické politiky ................................................................................. 1
1.1.1 1.2
3
Energetické zdroje Německa........................................................................... 6
1.2.1
Fosilní paliva............................................................................................ 7
1.2.2
Světové zásoby fosilních paliv ................................................................ 9
1.3
2
Kjótský protokol ...................................................................................... 2
Atomová energie ........................................................................................... 10
1.3.1
Jaderné elektrárny v Německu ............................................................... 12
1.3.2
Jaderná bezpečnost ................................................................................ 14
1.3.3
Nakládání s radioaktivním odpadem ..................................................... 16
Odklon od jaderné energie ................................................................................... 18 2.1
Příčina ........................................................................................................... 18
2.2
Reakce Německa ........................................................................................... 20
2.3
Možné dopady odklonu od jádra ................................................................... 22
2.3.1
Technické ............................................................................................... 23
2.3.2
Ekonomické ........................................................................................... 24
Obnovitelné zdroje energie, energetický koncept a perspektivy vývoje ............. 27 3.1
Alternativní zdroje energie ............................................................................ 27
3.1.1
Bioenergie .............................................................................................. 28
3.1.2
Větrné elektrárny ................................................................................... 30
3.1.3
Vodní elektrárny .................................................................................... 31
3.1.4
Fotovoltaika ........................................................................................... 32
3.1.5
Solární energie ....................................................................................... 33
I
3.1.6
Geotermální energie ............................................................................... 34
3.2
Energetický koncept a jeho implementace .................................................... 35
3.3
Perspektivy dalšího vývoje ........................................................................... 37
Závěr ............................................................................................................................ 39 Literatura ...................................................................................................................... 41 Seznam tabulek ............................................................................................................ 45 Seznam grafů ............................................................................................................... 46 Seznam obrázků ........................................................................................................... 47
II
Seznam použitých zkratek ADL
Arthur D. Little – německá poradenská firma
BGR
Spolkový ústav pro geologické vědy a suroviny Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe
BWR
varný reaktor Boiling water reactor
ČEPS, a.s.
Česká elektroenergetická přenosová soustava
EU
Evropská unie
EU ETS
Systém Evrospké unie pro obchodování s emisemi
GW
gigawatt
GWh
gigawatt hodina
IAEA (MAAE)
Mezinárodní agentura pro atomovou energii International Atomic Energy Agency
IEA
Mezinárodní agentura pro energii International Energy Agency
INES
Mezinárodní stupnice jaderných událostí International Nuclear Event Scale
Mt
megatuna
Mtoe
megatuna ropného ekvivalentu
MW
megawatt
NATO
Severoatlantická aliance North Atlantic Treaty Organization
OECD
Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj Organization for Economic Cooperation and Development
OSN
Organizace spojených národů
PWR
tlakovodní reaktor Pressurized water reactor
TWh
terawatt hodina
USA
Spojené státy americké United States of America
III
Úvod Spolková republika Německo, též nazývaná pouze Německo, je jednou z největších a ekonomicky nejsilnějších zemí Evropské unie, přičemž německé hospodářství zažívá trend silného hospodářského růstu. Jednou z příčin byl opětovný nárůst německého exportu. Pozitivně se vyvíjí i procento nezaměstnanosti. V posledních letech je aktuální otázkou především energetická politika Německa, a to nejen pro stát samotný, ale také pro sousední země, kterých se energetická opatření mohou dotýkat. Události z Japonska z jara roku 2011 a následná reakce Německa, v podobě odstavení několika bloků jaderných elektráren, vyvolala můj hlubší zájem o tuto aktuální situaci a její další vývoj. Německo se především v posledních letech soustředí na využívání energie z obnovitelných zdrojů a je jednou z mála zemí na celém světě, kde alternativní zdroje energie představují významný podíl v energetickém mixu. Vzhledem k současnému vývoji jaderné energie a atomových elektráren v Německu lze předpokládat, že využití obnovitelných zdrojů v blízké budoucnosti značně zesílí. Hlavním cílem bakalářské práce je zhodnocení současné energetické situace v Německu, kdy země postupně upouští od využití energie z atomových elektráren. Důraz je kladen především na cíle německé energetické politiky, příčinu odklonu od jaderné energie a možné ekonomické a technické dopady tohoto počínání. Významná část práce je věnována rovněž energetickým zdrojům Německa a to jak zdrojům konvenčním, tak zdrojům alternativním. V první části práce se budu zabývat energetickou politikou Německa. Podrobně budou popsány jednotlivé cíle energetické politiky a to ekonomická efektivita, bezpečnost dodávek a ekologická kompatibilita. V této kapitole se budu věnovat principům a závazkům zahrnutých v Kjótském protokolu, jehož signatářem je i Německo. Zmíněny budou rovněž nedostatky Kjótské úmluvy a to především fakt, že nestanovuje stejný právní rámec pro všechny země a někteří z největších světových producentů emisí skleníkových plynů schválení této dohody odmítají. V této části práce budou dále podrobně rozebrány energetické zdroje Německa. Důraz bude kladen na zhodnocení vývoje situace na poli využití fosilních paliv za posledních zhruba dvacet let. Zmíním se taktéž o světových zásobách fosilních paliv a předpokládané době, kdy jejich množství nebude stačit celosvětové poptávce. Závěr
IV
první kapitoly je věnován atomovým elektrárnám v Německu, jaderné bezpečnosti a nakládání s radioaktivním odpadem, což je zásadní otázka pro všechny země, které energii z jádra využívají. Druhá kapitola, se věnuje příčinám odklonu Německa od jaderné energie. Jako hlavní příčinu jsem označila havárii jaderné elektrárny Fukušima v roce 2011 v Japonsku a budu se jí v této kapitole detailně věnovat. Dále bude uvedena reakce Německa na zmíněnou havárii v podobě odstavení několika jaderných reaktorů a plánu pro postupné vyřazení atomové energie z energetického mixu země. Popsány budou rovněž technické a ekonomické dopady upuštění od jaderné energie. Ve třetí části práce se budu zabývat obnovitelnými zdroji energie, jakožto cestou, kterou se chce Německo k naplnění cílů své energetické politiky ubírat. Již v současné době je zde využití alternativních zdrojů energie velmi rozšířené. Německo se vydalo cestou „zelené energie“ a již dnes se potýká s velkými problémy. Avšak stále je jednou ze zemí, která má pro tento typ energetických zdrojů největší předpoklady a potenciál. Pozornost bude v této kapitole věnována zejména obnovitelným zdrojům energie, které v současnosti Německo již využívá. Uvedeny budou také předpoklady dalšího rozšíření již stávajících kapacit zdrojů energie. Detailně budou rozebrány jednotlivé cíle energetického konceptu, který Německo přijalo. Úplný závěr práce pak tvoří stručné nastínění perspektiv dalšího vývoje energetické politiky a využití obnovitelných zdrojů v Německu. Ve své práci budu vycházet především z oficiálních statistik a výročních zpráv poskytovaných
světovými
organizacemi,
jakými
jsou
například
Organizace
pro hospodářskou spolupráci a rozvoj, Mezinárodní agentura pro atomovou energii a Mezinárodní agentura pro energii. Neméně důležitým zdrojem informací budou analýzy a zprávy německých spolkových ministerstev ať už Spolkového ministerstva pro hospodářství a technologii, či Spolkového ministerstva životního prostředí. V neposlední řadě budu čerpat informace od předních českých expertů na atomovou energii.
V
1 Energetická politika Německa Energetika vytváří základ národního hospodářství a její efektivní fungování je předpokladem úspěšného vývoje a růstu kvality životní úrovně společnosti každé země. Energetická politika je úzce provázána také s hospodářskou a surovinovou politikou a každá země si vytváří politiku vlastní. I když v Evropské unii (dále jen EU) na komunitární úrovni existuje energetická politika, velká část pravomocí zůstává v rukou členských zemí. V rámci EU proto nelze hovořit o společné energetické politice například na rozdíl od obchodní nebo zemědělské politiky.
1.1 Cíle energetické politiky Ekonomická efektivita, bezpečnost dodávek a ekologická kompatibilita jsou tři hlavní cíle německé energetické politiky. Za její formulaci a implementaci nese hlavní zodpovědnost Federální ministerstvo ekonomiky a technologie. Ekonomická struktura trhu a účinná hospodářská soutěž jsou základními stavebními kameny pro zajištění ekonomicky efektivních dodávek a využívání energie. Nezbytná je také pokračující liberalizace trhu s elektřinou v Evropě, která slouží jako podpora hospodářské soutěže a zajištění konkurenční ceny v tomto odvětví. Nejedná se však pouze o přínos pro průmyslové či soukromé spotřebitele, ale především o posílení německé mezinárodní konkurenceschopnosti. Termín bezpečnost dodávek znamená, že v danou chvíli jsou k dispozici dostatečné zdroje energie k pokrytí poptávky. Německo, jako země chudá na přírodní zdroje, je částečně závislá na importu energie z okolních států. Cílem energetické politiky každého státu je maximalizace energetické bezpečnosti zajištěním široké palety zdrojů energie a energetických dodavatelů z celého světa. V případě Německa je tato diverzifikace zdrojů obzvlášť důležitá, vzhledem k rozhodnutí vlády o odklonu od jaderné energie, která v produkci primární energie představuje významný podíl. K bezpečnosti dodávek také přispívá snižování poptávky po energii díky jejímu racionálnějšímu využívání. Pojem environmentální kompatibilita představuje racionální a co nejšetrnější využívání přírodních zdrojů. Efektivní ochrana klimatu se totiž stala jednou 1
z největších současných globálních výzev energetické politiky. Německá vláda zahájila v souladu s tímto apelem široké spektrum iniciativ, které mají zvýšit úspory energie a podíl obnovitelných zdrojů na celkové energetické dodávce.1 Dalším velmi významným cílem politiky životního prostředí je snižování emisí skleníkových plynů, zejména oxidu uhličitého vznikající ho při spalování tuhých paliv. Na základě mnohých analýz bylo potvrzeno, že změna klimatu již probíhá. Alarmující může být informace uvedená na webových stránkách Federálního ministerstva ekonomiky a technologie Spolkové republiky Německo. Zde se uvádí, že byl odborníky sestaven žebříček deseti „nejteplejších“ let, na časové ose od poloviny 19. století do současnosti, přičemž sedm roků s nejvyššími teplotami bylo zaznamenáno v průběhu minulého desetiletí. Podle názoru mnoha vědců je tento celosvětový vývoj důsledkem působení člověka.2 Právě z důvodu globálního oteplování by měly být redukovány emise škodlivých skleníkových plynů. Danou tématiku řeší Kjótský protokol k Rámcové úmluvě Organizace spojených národů (dále jen OSN) o změně klimatu.
1.1.1 Kjótský protokol Kjótský protokol se stal milníkem v mezinárodní politice klimatu. Poprvé v historii byly navrženy přesné cíle redukce emisí skleníkových plynů pro industrializované země, které jsou vázány na časový horizont. Jelikož se v roce 1997 na konferenci v Kjótu nepodařilo vyjasnit některé detaily týkající se implementace protokolu, staly se tyto otázky předmětem jednání na konferencích v Buenos Aires v roce 1998, Bonnu v roce 1999, v Haagu v roce 2000, opět v Bonnu v roce 2001 a Marrákeši v roce 2001. Tehdy se zdálo, že jednání nemohou uspět z důvodu velkých rozdílů mezi pozicemi jednotlivých zemí. Velkou porážku utrpěla jednání na počátku roku 2011, kdy nově zvolená vlády Spojených států amerických ohlásila, že nehodlají nadále podporovat Kjótský
protokol
podepsaný
předešlou
vládou.
I
přes
odmítavý
postoj
Spojených států amerických (dále jen USA) bylo dosaženo prvního úspěchu v červenci 2001 na konferenci v Bonnu. Zde se ministři životního prostředí z více jak 180 zemí celého světa dohodli na kompromisu nejvíce diskutovaných bodů protokolu. 1
Federal Ministry of Economics and Technology – Energy. Energy policy [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmwi.de/English/Navigation/energy-policy,did=79110.html 2 Federal Ministry of Economics and Technology – Energy. Energy and climate [online]. [cit. 2012-218]. Dostupné z: http://www.bmwi.de/English/Navigation/Energy-policy/energy-and-climate.html
2
Krátce na to se v listopadu 2011 konala konference v Marrákeši, kde ministři jednotlivých zemí přijali celou řadu rozhodnutí z Bonnu, uzavřeli proces vyjednávání ohledně formování úmluvy a stanovili veškeré předpisy upravující provádění Kjótského protokolu, včetně ustanovení o mechanismech protokolu a pomoci rozvojovým zemím.3 Protokol kvantifikuje cíle snížení a omezení škodlivých emisí u vyspělých států a vymezuje způsoby jejich možného plnění. Protokol zavazuje smluvní strany k tomu, aby jednotlivě nebo společnými silami zajistily, že jejich úhrnné emise skleníkových plynů, vyjádřené v ekvivalentu oxidu uhličitého, nepřekročí přidělená množství. Dále mají jednotlivé země za cíl snížení svých emisí v prvním kontrolním období (2008-2012) minimálně o 5 % vzhledem k úrovni z roku 1990. Do roku 2005 měla navíc každá ze smluvních stran uvést prokazatelný progres v plnění svých závazků dle tohoto protokolu. Smluvní strany se navíc mohou účastnit tzv. obchodování s emisemi za účelem plnění svých závazků. Takové obchodování však musí být jen doplněním vnitrostátních nařízení přijatých k plnění kvantifikovaných závazků ke snížení emisí. Dále se stanovuje mechanismus čistého rozvoje. Jeho účelem je pomoci státům, které se nepřipojily k protokolu, dosáhnout udržitelného rozvoje a přispět ke splnění globálního cíle úmluvy a také pomoci státům, které protokol podepsaly, dostát jejich kvantifikovaných závazků na omezení emisí.4 Jednotlivé země přijaly také individuální cíle v redukci emisí škodlivých plynů. Evropská unie, která měla v roce 1997 patnáct členů, se zavázala snížit emise o 8 %, které byly rozděleny mezi jednotlivé členské státy. Pro Německo to znamenalo snížení emisí celkově o 21 %. Kjótský protokol vstoupil v platnost 16. února 2005 po tom, co byl schválen parlamenty všech zúčastněných zemí. Úmluva stanovuje dvě podmínky nutné k tomu, aby mohla nabýt platnosti. Zaprvé musí být podepsána alespoň 55 státy Rámcové úmluvy o změně klimatu a zadruhé tyto země musí společně tvořit minimálně 55 % emisí oxidu uhličitého industrializovaných zemí na základě hodnot z roku 1990. Druhá podmínka nebyla několik let kvůli odmítnutí Kjótského protokolu ze strany 3
The Federal Environment Ministry. Kyoto Protocol. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmu.de/english/climate/international_climate_policy/kyoto_protocol/doc/41823.php 4 Ministerstvo životního prostředí. Kjótský protokol k rámcové úmluvě organizace OSN o změně klimatu. verze 2011. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/kjotsky_protokol/$FILE/OMV-cesky_protokol20081120.pdf
3
USA splněna. Změna nastala až v roce 2004, kdy úmluvu po značném váhání podepsala Ruská federace. Podle údajů z roku 1990 bylo Rusko zodpovědné za 16 % a USA za 53 % emisí skleníkových plynů industrializovaných zemí. Bez účasti alespoň jednoho z těchto států by proto Kjótský protokol nikdy nevstoupil v platnost. K dnešnímu dni byl protokol ratifikován celkem 189 státy, včetně všech členských zemí EU, Japonska, Kanady, Norska a Nového Zélandu. Stejně tak se připojily i některé rozvojové a nově industrializované země jako Brazílie, Čína, Indie, Mexiko, Jižní Afrika a Jižní Korea. USA nadále zůstávají jedinou industrializovanou zemí, která ratifikaci Kjótského protokolu odmítá. Krátce před koncem prvního kontrolního období je jasné, že Německo nebude mít problém s plněním daného závazku z Kjótského protokolu o redukci emisí o 21 %. Na konci roku 2009 se totiž podařilo zemi snížit emisi skleníkových plynů až o 28,7 % ve srovnání s rokem 1990. Také EU se současnými 27 členskými státy celkově snížila emise o 17,4 % v roce 2007 a to současně s ekonomickým růstem dané oblasti. EU je tak jasným důkazem, že lze spojit hospodářský růst a současné snižování emisí. Avšak celosvětový trend vypadá jinak. Až do roku 2006 emise oxidu uhličitého ve světě dramaticky rostly, celkově se oproti roku 1990 zvýšily o 24 %. Zodpovědnými jsou stejnou měrou jako některé průmyslové země také nově industrializované, například Čína nebo Indie, jejichž emise přitom nadále významně rostou.5 Ke konci roku 2011 se v jihoafrickém Durbanu konala klimatická konference OSN, kde byl dohodnut vznik nové smlouvy o omezení skleníkových plynů. Ta by měla vejít v platnost nejpozději v roce 2020 s tím, že platnost Kjótského protokolu bude původně z konce roku 2012 prodloužena o pět let. Nová smlouva o omezení emisí skleníkových plynů má být přísnější než dosavadní dohoda a bude představovat stejný právní rámec pro všechny zúčastněné státy. Vznikne také nový fond, který bude poskytovat finance rozvojovým státům, aby jim byl ulehčen přechod k šetrnějším technologiím výroby. Snižování emisí prosazovala dlouhodobě především EU, naopak velkým odpůrcem byla například Indie. Ta se dožadovala výjimky z dohody o emisích pro rozvojové země, kterým byla podle dosavadního
5
The Federal Environment Ministry. Kyoto Protocol. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmu.de/english/climate/international_climate_policy/kyoto_protocol/doc/41823.php
4
principu přisuzována menší zodpovědnost za znečišťování planety, neboť jejich průmysl a výroba funguje teprve několik desítek let.6 Výsledek konference v Durbanu však přivítaly i ty státy, které se doposud k tomuto tématu stavěly spíše odmítavě. Jedním z nich je Čína, která byla s výsledky jednání spokojená, ale označila průmyslové země za viníky pomalého postupu při ochraně klimatu. Na dalším jednání v Kataru v roce 2012 bude Peking od rozvinutých zemí očekávat seriózní přístup k přípravě druhé fáze Kjótského protokolu a splnění technologických a finančních závazků. Hlavní změny se dočká systém povinností kladených na státy. Doposud byly země podle dohody z Kjóta rozděleny do dvou kategorií. Navazující úmluva bude pro všechny státy stejná a nově také právně závazná. Připravena by měla být do roku 2015 a v platnost vstoupí pravděpodobně v roce 2020. V Durbanu se delegáti jednotlivých zemí dohodli také na větší transparentnosti akcí prováděných za účelem snížení emisí, což má přispět k budování důvěry mezi zúčastněnými státy. Pokrok zaznamenaly i plány pro vytvoření Zeleného klimatického fondu, ze kterého má být do roku 2020 poskytnuto celkem 100 miliard dolarů rozvojovým a chudším státům na podporu aktivit směřujících k redukci emisí skleníkových plynů. Ačkoli se na konferenci nepodařilo dohodnout, odkud budou do fondu plynout prostředky, jednalo se například o zvážení soukromého financování a tržních mechanismů jako možností financování programu snižování emisí z odlesňování a znehodnocování lesů. Detaily nové dohody nahrazující Kjótský protokol budou dále projednávány v roce 2012.7 Na konci roku 2011 odstoupila od Kjótského protokolu druhá největší země světa Kanada. Ta měla do roku 2012 snížit svoje emise skleníkových plynů o 6 % ve srovnání s rokem 1990. Ve skutečnosti ale objem exhalací v tomto období vzrostl. Tamní vláda závazky vyplývající z dohody odmítla a krok tehdejšího liberálního kabinetu, který protokol podepsal, označila za chybný. Již dříve kanadská vláda vyjádřila nesouhlas s tím, že se Kjótský protokol nevztahuje na USA a Čínu, které jsou největšími producenty emisí škodlivých plynů na světě. Kanadu i po odstoupení od úmluvy zavazuje právní a morální povinnost emise nadále snižovat. Stát dále apeluje na vytvoření nové dohody, která by zavazovala všechny země stejně, včetně 6
Český rozhlas. Klimatická konference se shodla na náhradě za Kjótský protokol. [online]. [cit. 20122-18]. Dostupné z: http://www.rozhlas.cz/zpravy/veda/_zprava/988317 7 Česká televize. Výsledek klimatické konference vítá Indie, Čína a EU - ekologové se zlobí. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/svet/156530-vysledek-klimatickekonference-vita-indie-cina-a-eu-ekologove-se-zlobi/
5
Číny a Indie. Není však jisté, zda se do roku 2015 základ nové smlouvy podaří stanovit.8
1.2 Energetické zdroje Německa Produkce energie v Německu je zajišťována vyváženou škálou paliv, přičemž největší podíl v této skladbě energetických zdrojů představuje ropa a to více jak jednu třetinu (32 %). Následuje zemní plyn s přibližně 24% podílem, uhlí představuje 23 % z celkové skladby a energie z jádra činí zhruba 11% podíl. Ve srovnání s ostatními zeměmi Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj (dále jen OECD) zaujímají v energetickém mixu velmi vysoký podíl obnovitelné zdroje energie. Hovoříme především o geotermální, vodní, sluneční a větrné energii. Prvenství v produkci energie z obnovitelných zdrojů si v Německu drží větrné elektrárny následované výrobou energie z biomasy. Největší nárůst produkce byl zaznamenán u solární energie a byl zapříčiněn především neočekávaným poklesem cen fotovoltaických panelů. Mezi obnovitelné zdroje patří také energie přílivu a příboje oceánů, která pro přímořské státy, kterým je i Německo, představuje určitý potenciál. Odhad podílu obnovitelných zdrojů na celkové primární produkci elektrické energie byl podle OECD pro rok 2010 přibližně 10 %.9 Následující graf 1 zachycuje odhad skladby zdrojů energie v Německu v roce 2010.
8
Český rozhlas. Kanada odstoupí od Kjótského protokolu o emisích škodlivých plynů. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.rozhlas.cz/zpravy/amerika/_zprava/989150 9 OECD Inventory of Estimated Budgetary Support and Tax Expenditures for Fossil Fuels. OECD Publishing, 2011. 121 s.
6
Graf 1: Skladba energetických zdrojů v roce 2010 (odhad)
TPES 331,5 Mtoe Obnovitelné zdroje 10%
Uhlí 23%
Atom 11%
Zemní plyn 24%
Ropa 32%
Vlastní zpracování (zdroj: IEA Statistics: Renewables Information 2011. Paris, 2011. 244 s. ISBN 978-90-6410161-6).
1.2.1 Fosilní paliva Fosilní paliva se řadí mezi neobnovitelné zdroje energie a jsou dlouhodobě nejrozšířenějším palivem. Celosvětové zásoby se neustále zmenšují a nejen z tohoto důvodu význam fosilních paliv v dnešní době klesá. Nahrazovány jsou buď jadernou energií, nebo energií z obnovitelných zdrojů z důvodů ekologických, ekonomických, ale také strategických, neboť zásoby fosilních paliv jsou ve světě velmi nerovnoměrné. Nejdůležitějším palivem současnosti je stále ještě ropa, jejíž světové zásoby a zdroje však mizí rychlým tempem. Více než 90 % spotřeby primární energie v Německu je založených na zpracování nerostných surovin, jako jsou ropa, zemní plyn, uhlí a uran. Tyto suroviny jsou potřebné jak pro každodenní lidský život, tak pro chod celé ekonomiky. Německo
je
stát
relativně
chudý
na
nerostné
suroviny.
Většina
paliv
zde spotřebovávaných se musí do země dovážet. V dnešní době pochází z dovozu 98 % spotřebovávané ropy, 87 % zemního plynu a 77 % černého uhlí. Jelikož jsou zásoby nerostných surovin vyčerpatelné, předpokládá se, že závislost Německa na dovozu surovin z okolních států v budoucnu nadále poroste.10
10
BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe). Energy Resources [online]. [cit. 2012-218]. Dostupné z: http://www.bgr.bund.de/EN/Themen/Energie/energie_node_en.html;jsessionid=DF68251BFC2A0F21F 8BAC9E4368CA778.2_cid137
7
Celková primární produkce energie v Německu za rok 2009 činila 318,53 Mtoe. Odhad OECD pro rok 2010 byl 331,5 Mtoe. Pro srovnání, v roce 1990 celková primární produkce energie činila 351,4 Mtoe. Německá energie pochází z různých zdrojů. Dlouhodobě největší procentuální zastoupení v produkci energie zaujímá ropa, uhlí a zemní plyn. Nutno podotknout, že jednotlivé hodnoty se v průběhu let měnily. Například v roce 1990 energie z uhlí znamenala 37% podíl na celkové primární produkci energie, zatímco v roce 2009 to bylo už jen přibližně 22 %. Vývoj podílu jednotlivých zdrojů na celkové produkci v letech 1990 a 2009 je zachycen v následujících grafech 2 a 3.11
Graf 2: Zdroje energie v roce 1990
Graf 3: Zdroje energie v roce 2009
TPES 351 Mtoe Jiné 0%
Atom 11%
Obnovitelné zdroje
1%
Zemní plyn 16%
TPES 332 Mtoe
Ropa 35%
Ropa 33%
Zemní plyn 24%
Jiné 1%
Atom 11% Uhlí 37% Obnovitelné zdroje
Uhlí 22%
9% Vlastní zpracování (zdroj: IEA Statistics: Renewables Information 2011. Paris, 2011. 244 s. ISBN 978-90-6410161-6).
Primární spotřeba energie za posledních 10 let klesla o 2,5 %. Při detailním pohledu spotřeba nukleárních paliv klesla o 17 %, spotřeba uhlí o 16 % a ropy o 14 %. Jediným neobnovitelným zdrojem, jehož spotřeba v daném období rostla o 3 %, byl zemní plyn. V roce 2008 totiž započala snaha o těžbu méně dostupných rezerv břidlicového plynu a metanu vázaného na uhelné sloje. Těžba břidlicového plynu vyžaduje moderní technologii hydraulické frakturace v okolí podzemní části vrtu. Část plynu je zachycena v přírodních prasklinách, část v pórech hornin a část 11
IEA Electricity Information 2011. Paris, 2011. 322 s.
8
je adsorbována na organické látky. Plyn v trhlinách se uvolňuje ihned a plyn vázaný na organické látky se uvolňuje na základě snížení tlaku způsobeným vrtem. Pokud snaha o těžbu plynu z těchto nekomerčních zdrojů přinese užitek, může to pro Německo do budoucna znamenat snížení závislosti na importu zemního plynu. Jediné palivo, které Německo spotřebovává téměř výhradně z domácích zásob, je hnědé uhlí. Dalším zdrojem, který se považuje za tuzemský, je energie z jádra. I když se veškerý uran do země dováží ze zahraničí, výroba palivových tyčí se dále uskutečňuje v Německu, a proto je tedy atomová energie v souladu s Mezinárodními konvencemi jaderné energie považována za domácí energetický zdroj.12 1.2.2 Světové zásoby fosilních paliv Světové zásoby fosilních paliv se neustále zmenšují a je složité určit, jak dlouho ještě budeme schopni z těchto zdrojů pokrýt celosvětovou energetickou poptávku. Ve studii New Policies Scenario publikované International Energy Agency (dále jen IEA) se uvádí, že z geologického pohledu na zásoby a zdroje uhlí, uranu a zemního plynu by poptávka po těchto palivech neměla být ve střednědobém horizontu ohrožena. Na rozdíl od výše zmíněných paliv, situace týkající se ropy je odlišná. Podle IEA bude velká část prokázaných zásob ropy spotřebována do roku 2035. Dodávky ropy v nejbližších letech by z geologického hlediska měly být udržitelné i přesto, že spotřeba ropy v důsledku zotavení z ekonomické krize začala pozvolna růst. V roce 2010 byl zaznamenán významný nárůst těžby ropy a předpokládá se, že se bude nadále zvětšovat. Nejvíce ropy se celosvětově těží v oblasti Perského zálivu, protože tato oblast disponuje největšími prokázanými rezervami a existuje zde již dobře zavedená infrastruktura. Podle studie Deutsche Rohstoffagentur (dále jen BGR) by mohla produkce ropy stále narůstat až do roku 2036. Rostoucí podíl ropy z ropných písků a extra těžké ropy nemá zásadní vliv na zlom v produkci ropy kolem roku 2035, avšak podpoří maximální úroveň výroby v tomto období. Podle projekce BGR bude maximální úroveň výroby činit 4,6 miliard tun roční produkce. Ropa se podle předpovědí stane prvním palivem, které již nebude schopno uspokojit poptávku. Na rozdíl od ropy by výroba energie ze zemního plynu neměla být ohrožena nedostatkem zásob v příštích desetiletích a to i za současně se zvyšující poptávky. 12
DERA (Deutsche Rohstoffagentur): Reserves, Resources and Availability of Energy Resources 2011. Hannover, 2012. 13, 32 s.
9
Množství zkapalněného plynu bude na trhu nadále narůstat hlavně z důvodu zvýšené poptávky ze strany Japonska, Asie a Latinské Ameriky. Evropský trh se zemním plynem je ve výhodné pozici díky přístupu k produkci v zemích Společenství nezávislých států, Severní Afriky a Středního východu a bude nadále profitovat z rostoucí dodávky zkapalněného zemního plynu. S rozvojem těžby plynu z netradičních nalezišť a růstem námořní dopravy se předpokládá vytvoření globálního trhu se zemním plynem. Růst globální poptávky po uhlí bude v příštích letech nadále určován vývojem situace v Asii. Zájem Japonska, Číny, Indie a Jižní Koreji se bude pravděpodobně dále zvyšovat v závislosti na rozšiřování domácí výroby a dopravních kapacit. Zvýšený přenos velkého množství energetického uhlí z Jižní Afriky, USA, Kanady a Kolumbie do regionu Asie bude mít vliv na mezinárodní i evropské ceny uhlí. I přes velké množství škodlivých emisí oxidu uhličitého dostávajících se do ovzduší při spalování uhlí, bude toto palivo i nadále hrát důležitou roli v globálním zásobování energií ve střednědobém časovém horizontu. Navzdory událostem z března roku 2011 v japonské Fukušimě se celosvětový zájem o jadernou energii zvětšuje kvůli rostoucím energetickým požadavkům a snaze o snížení emisí oxidu uhličitého. Z geologického hlediska nehrozí žádný nedostatek v dodávkách jaderného paliva a to i přes zvětšující se poptávku, jelikož celkové zásoby uranu na světě představují asi 2,8 Mt a dalších 11,4 Mt uranových zdrojů. Největší producent uranu bude pravděpodobně i v budoucnu Kazachstán.13
1.3 Atomová energie Postupný odklon od jaderné energie byl ve smlouvě o atomové energii Atomic Energy Act zakotven již v roce 2002. Hlavním principem aktu bylo stanovení doby životnosti jednotlivých elektráren měřené v objemu výroby. Jakmile elektrárna dosáhne daného maximálního objemu, bude z provozu vyřazena. Jaderná energie byla v Německu do nedávna vnímána především jako pomyslný most na cestě mezi energií z fosilních paliv a energií z obnovitelných zdrojů. V prosinci 2010 byl Atomic Energy Act doplněn o další rozšíření, ve kterém byla životnost sedmnácti jaderných elektráren prodloužena o osm nebo čtrnáct let podle stáří zařízení, a byla navýšena hranice
13
DERA (Deutsche Rohstoffagentur): Reserves, Resources and Availability of Energy Resources 2011. Hannover, 2012. 13, 32 s.
10
pro maximální objem vyrobené elektrické energie. Hrubý odhad té doby znamenal, že by byly všechny elektrárny odstaveny zhruba do roku 2036.14 Po událostech v japonské Fukušimě z jara roku 2011 nabral osud jaderných elektráren v Německu rychlý spád. Příčiny a důsledky odklonu od jádra podrobně řeší druhá kapitola. Dle odborných odhadů se světová spotřeba energie do roku 2030 zdvojnásobí a jediným řešením pro pokrytí narůstající poptávky je využití jaderné energie. Stále více zemí se proto soustředí na energii z jádra a v budoucnu ji považuje za klíčovou složku energetického mixu. Boom jaderné energetiky jasně dokládají tato čísla. V roce 2009 se počet rozestavěných elektráren zvýšil o čtvrtinu v porovnání s předchozím rokem (52 elektráren ve 14 zemích světa). Od poloviny tohoto desetiletí se počet nově postavených jaderných elektráren téměř zdvojnásobil. Spolu s jednotkami ve výstavbě existují plány na stavby dalších přibližně osmdesáti nových elektráren po celém světě.15 V Německu je již po desetiletí využívání nukleární energie kontroverzní a diskutované téma. Ne vždy byl názor a postoj politických stran a veřejnosti tak flexibilní, jako je tomu dnes. Velké nadšení pro jadernou energii panovalo v 50. a 60. letech, avšak příležitosti a hrozby energie z těchto zdrojů byly nadále objektivně diskutovány až do konce 60. let. Poté se téma stalo spíše ideologickou a politickou záležitostí. V dnešní době je nutné brát do úvahy další aspekty týkající se bezpečného využívání jaderné energie. V zásadě se jedná o ochranu životního prostředí a bezpečnost dodávek elektřiny. Debata na toto téma je vedena celosvětově a především události posledních let vedly stále více států k přehodnocení jejich energetické politiky. Na rozdíl od Německa není ve světě jaderná energie a energie z obnovitelných zdrojů chápána protichůdně. Oba zdroje jsou vnímány jako žádoucí a navzájem se doplňující komponenty trvale udržitelné energetické politiky. Některé státy proto pomalu přehodnocují své záměry týkající se postupného upuštění od jádra a chtějí zvětšit podíl atomové energie na celkové produkci buď stavbou nových elektráren, nebo navýšením kapacity těch stávajících. Dalším příkladem jsou země, které atomovými elektrárnami dosud nedisponují a o jejich výstavbě z ekonomických a environmentálních důvodů uvažují. Jedině rozmanitý mix zdrojů energie může
14
OECD, NEA Nuclear Energy Data. Paris, 2011. 89 s. German Atomic Forum. Introduction. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Foreword/index.php?langVersion=0 15
11
zajistit bezpečné, pro klima příznivé a v neposlední řadě také nákladově efektivní dodávky energie nyní i v budoucnu.16 1.3.1 Jaderné elektrárny v Německu V současné době je v Německu v provozu devět jaderných elektráren, které v roce 2011 tvořily téměř 18 % celkové primární produkce energie. Objem energie primární produkce pocházející z jaderných elektráren činil v roce 2011 přibližně 102 311 GWh z celkového objemu okolo 575 000 GWh.17 Z původních třiceti šesti reaktorů jich ještě v roce 2011 operovalo celkem sedmnáct, ale následně po nehodě v japonské Fukušimě, které se podrobně věnuje druhá kapitola, bylo osm nejstarších reaktorů vyřazeno z činnosti. Následující schéma naznačuje rozmístění jaderných elektráren v Německu v roce 2011, přičemž sedmnáct jednotek v činnosti je vyznačeno černou barvou.
Obrázek 1: Rozmístění jaderných elektráren v Německu
Zdroj: IAEA Country Nuclear Power Profiles, 2011. Dostupné z: http://wwwpub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/CNPP2011_CD/countryprofiles/Germany/Germany2011.htm).
16
German Atomic Forum. Nuclear Energy Is Enjoying Its Biggest Boom in Decades all over the World. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/KE-fuerjeden/index.php?destLang= 17 International Atomic Energy Agency: Power Reactor Information System. Germany. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://pris.iaea.org/Public/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=DE
12
Jaderné elektrárny se v Německu dělí do dvou skupin dle typu reaktoru. Prvním druhem je jaderný reaktor PWR, který v dané zemi převažuje je zároveň nejrozšířenějším typem reaktoru na světě. Původně byl vyvinut v USA, později koncepci převzalo Rusko. Z důvodu vysoké bezpečnosti jsou tyto reaktory používány i při výrobě jaderných ponorek. Palivem pro tento druh reaktoru je obohacený uran ve formě tablet oxidu uraničitého, které jsou uspořádány do palivových tyčí. K chlazení a moderování se užívá obyčejná voda a k výměně paliva dochází zpravidla jednou ročně, kdy se nahradí jedna čtvrtina použitého paliva. Druhým nejrozšířenějším typem je reaktor BWR. Palivem je zde mírně obohacený uran ve tvaru válečků oxidu uraničitého, které jsou taktéž uspořádány do palivových tyčí. K výměně paliva dochází stejně často jako u PWR reaktorů a stejným způsobem jsou také moderovány a chlazeny. BWR reaktory jsou však na rozdíl od PWR jednookruhové a voda v reaktoru se ohřívá až k bodu varu přímo v tlakové nádobě, přičemž se v horní části reaktoru hromadí pára. Ta se posléze zbaví vlhkosti a je hnána přímo k turbíně.18 V současnosti je v Německu činných devět reaktorů, z toho je sedm PWR reaktorů a dva typu BWR. Následující tabulka obsahuje informace o jednotlivých elektrárnách v činnosti. Tabulka 1: Jaderné elektrárny v činnosti
Typ
Kapacita (MWe netto)
Datum zahájení činnosti
Majitel
Brokdorf
PWR
1370
1986
EON Kernkraft GmbH
Emsland
PWR
1329
1988
RWE Power AG
Grafenrheinfeld
PWR
1275
1982
EON Kernkraft GmbH
Grohnde
PWR
1360
1985
EON Kernkraft GmbH
Gundremmingen-B
BWR
1284
1984
RWE Power AG
Gundremmingen-C
BWR
1288
1985
RWE Power AG
Isar-2
PWR
1400
1988
EON Kernkraft GmbH
Neckarwestheim-2
PWR
1310
1989
EnBW Kraftwerk AG
Philippsburg-2
PWR
1392
1985
EnBW Kraftwerk AG
Název
Vlastní zpracování (zdroj: WNA Reactor Database 2012 [online]. c2012. [online]. [cit. 2012-2-18] Dostupné z: http://world-nuclear.org/NuclearDatabase/rdResults.aspx?id=27569).
18
Výroba jaderné energie. Typy jaderných reaktorů. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://www.jaderna-energie.cz/jaderny-reaktor-typy.htm
13
Provozovateli
jaderných
elektráren
v Německu
jsou
společnosti
EON Kernkraft GmBh, RWE Power AG a EnBW Kraftwerk AG. Podle studie poradenské firmy Arthur D. Little (dále jen ADL) má likvidace všech sedmnácti elektráren jejich provozovatele stát minimálně 18 miliard eur. Náklady na zrušení jednoho jaderného zařízení se pohybují okolo 1,2 miliardy eur. Konečné výlohy jsou však vyšší, neboť pět až sedm let po ukončení činnosti elektrárny se musí počítat s dalšími 150 až 250 miliony eur k zajištění vychladnutí paliva a personálu, který na celý proces dohlíží. Poslední značný náklad jde na uskladnění vyhořelého paliva, takže dle agentury ADL se může konečná suma vyšplhat až na 30 miliard eur. Na druhou stranu se naskytne příležitost výdělku pro dodavatele služeb těchto zařízení. Například stavební firmy si na základě odhadů studie přijdou až na 60 miliard eur.19 1.3.2 Jaderná bezpečnost Německé jaderné elektrárny jsou považovány za jedny z nejbezpečnějších zařízení ve světě. Pravidelné kontroly jaderných zařízení mezinárodními organizacemi jakou je například Mezinárodní agentura pro atomovou energii (IAEA, MAAE) potvrzují, že elektrárny nejenže splňují mezinárodní bezpečnostní normy, ale dokonce je v pozitivním smyslu slova překračují. Z výzkumů prováděných v současné době vyplývá, že německé jaderné elektrárny mohou být bezpečně provozovány po dobu minimálně šedesáti let, přičemž ve světě identické elektrárny jako jsou ty německé, licenci na šedesát let životnosti mají. V Německu bylo rozhodnutí o odklonu od jaderné energie rozhodnutím politickým, nikoli z důvodu špatného stavu jaderných zařízení. Běžné je, že do modernizace elektráren putují větší investice, než kolik činily náklady na jejich pořízení. I jaderná zařízení vybudovaná před třiceti lety v Německu jsou po technické stránce na úrovni současného výzkumu. Každá německá elektrárna je každoročně vystavena zhruba 3 500 testování prováděného za chodu jaderného zařízení. Kromě těchto běžných provozních kontrol se jednou ročně koná prohlídka v rámci inspekce, kdy je reaktor odstaven z provozu.
19
Česká televize. Likvidace jaderných elektráren v Německu vyjde na 18 miliard eur. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/ekonomika/137766-likvidace-jadernychelektraren-v-nemecku-vyjde-na-18-miliard-eur/
14
Stejně důležitý ležitý jako konstrukční konstruk ní a technický stav jaderné elektrárny je lidský faktor. Zaměstnanci stnanci německých elektráren jsou vysoce kvalifikovaní kvalifikovaní a pravidelně pravideln navštěvují pokročilé ilé kurzy vzdělávání vzd pro zajištění ní maximální odborné znalosti. Uvádí se, že hlavní dozorci reaktorů reaktor a turbín stráví na školeních zaměřených zam na bezpečnost nost až 15 % své pracovní doby, což délkou přípravy p ípravy překračuje př školení pilotů.. Dle IAEA (Mezinárodní stupnice jaderných událostí) bylo 98 % všech popsaných událostí z jaderných elektráren v Německu od roku 1984 pod Mezinárodní stupnicí jaderných událostí (dále jen INES). To značíí události, které v podstatě nemají bezpečnostní nostní význam a nejedná se tudíž o anomálie, mimořádné mimo události ani o nehody. Na následujícím obrázku 2 je vyobrazena INES stupnice. Nejméně Nejmén závažné jsou anomálie a značí se číslem 1. Opakem je číslo 7 - závažná havárie.
Obrázek 2: Mezinárodní stupnice jaderných událostí
Vlastní zpracování (zdroj:International ernational Atomic Energy Agency. Dostupné z: http://www-ns.iaea.org/tech ns.iaea.org/techareas/emergency/ines.asp)
Pro ilustraci jaderná havárie v roce 2011 ve Fukušimě měla ěla na stupnici INES hodnotu 5 a zhruba měsíc ěsíc po katastrofě byla přehodnocena ehodnocena na nejvyšší stupeň. stupe Německé jaderné elektrárny mají více bariérový design stavby, který můžeme m přirovnat k ruskému národnímu národním symbolu – matrjošce. Přii selhání jedné z bariér je bezpečnost zajišťována ována dalšími vrstvami. Provozovatelé německých německých jaderných elektráren nesou absolutní odpovědnost odpov za škody zaviněné né jaderným zařízením za v neomezené míře. e. Operátoři Operáto mají dále 15
povinnost poskytnout finanční záruky ve výši 2,5 miliardy eur formou pojištění odpovědnosti a vzájemného ručení mezi provozovateli.20 1.3.3 Nakládání s radioaktivním odpadem Je nutné si uvědomit, že otázka nakládání s radioaktivním odpadem a vyhořelým palivem z jaderných elektráren se netýká budoucích generací, nýbrž té nynější, která již dnes výhody atomové energie využívá. Radioaktivní odpad pochází z různých oblastí každodenního života. Vyskytuje se v lékařství a průmyslu, při provozu jaderných elektráren a jejich demontáži. Dále můžeme různé radioaktivní látky nalézt při těžbě ropy nebo výrobě fosfátových hnojiv. Je mravní povinností současné generace vyřešit otázku ukládání radioaktivního odpadu a neponechání tohoto břemene na generace následující. Po celém světě se pro dočasné skladování a přepravu jaderného paliva a radioaktivního odpadu používají speciální robustní sudy CASTOR, které chrání záření tak dobře, že je možné se vedle nich bezpečně pohybovat. Prováděny byly speciální zatěžkávací zkoušky, které prokázaly, že sudy vydrží i extrémní dopady intenzitou se podobající letecké havárii. Většina jaderných transportů v Německu je prováděna se zásilkami s nízko nebo středně aktivním obsahem pro zdravotnické účely. Pouze velmi malé procento převozů připadá na vyhořelé palivo z jaderných elektráren.21 Německo má vysoce vyvinutý návrh finálního úložiště radioaktivního odpadu a jaderného paliva. Po celém světě je preferován princip dvojího uložení odpadu. Ten se rozlišuje na nízko, středně a vysoce aktivní odpad. Německo předpokládá uložení různých druhů odpadů odděleně, díky čemuž je možné přizpůsobit bezpečnostní požadavky obou konečných úložišť. V současné době je v Německu k dispozici pouze úložiště pro nízko a středně aktivní odpady. Předpokládá se, že od roku 2014 bude funkční úložiště v bývalém dolu železné rudy u města Salzgitter. Při výběru místa byly rozhodující geologické charakteristiky vhodné pro uložení jaderného odpadu. Odborníci z celého světa se shodují, že trvalé uložení odpadu v geologických formacích představuje nejlepší volbu. Na základě vědeckých výzkumů byl jako vhodné úložiště pro vysoce aktivní odpad vybrán solný důl 20
German Atomic Forum. The Safety of Nuclear Power Plants Is Internationally Certified. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Sicherheit/ 21 German Atomic Forum. Responsibility for Future Generations. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Entsorgung/Transporte/index.php
16
v Dolním Sasku Gorleben. Z něj nebyla sůl nikdy těžena, a proto je jeho vnitřní struktura nedotčená. Po dokončení procesu konečného uložení jaderného paliva a radioaktivního odpadu bude solná komora uzavřena a odpad zde bude ukotven jako fosílie pro extrémně dlouho dobu. Náklady na výstavbu, provoz a utěsnění konečného úložiště odpadu ponese ten, kdo tento odpad produkuje. Zodpovědnými jsou veřejná výzkumná zařízení, průmysl, medicína a provozovatelé jaderných elektráren. Investice do úložiště Gorleben činí prozatím 1,6 miliardy eur. Zhruba 90 % nákladů dosud hradili provozovatelé rozvodných sítí, avšak financování má přejít také na provozovatele jaderných elektráren.22
22
German Atomic Forum. Germany Has a Highly Advanced Final Repository Concept. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Entsorgung/Streitpunkt_Gorleben/index.php
17
2 Odklon od jaderné energie Jaderná energie zaujímá významný podíl v energetickém mixu Německa. I přesto země učinila radikální krok a ke konci roku 2011 odstavila z provozu celkem osm atomových elektráren. Příčiny a především důsledky odstoupení od energie z jádra řeší následující kapitola.
2.1 Příčina Hlavní příčinou pozastavení činnosti sedmi (z celkových sedmnácti) jaderných elektráren v Německu v březnu 2011 byla událost z Japonska. 11. března roku 2011 postihla východní pobřeží Japonska série extrémně ničivých zemětřesení a následná vlna tsunami. Síla zemětřesení dosahovala místy téměř 9 stupňů Richterovy stupnice. Jednalo se tak o jedny z nejsilnějších otřesů za poslední století. Nejvíce postiženým byl ostrov Honšú. Dopad na japonskou průmyslovou infrastrukturu byl zdrcující. Zničeny byly nejen obrovské průmyslové podniky a ropné rafinérie, ale také výrobní závody automobilek Toyota a Honda. Ničivá vlna se nezastavila ani před jadernými elektrárnami. Japonsko v té době provozovalo 55 jaderných reaktorů. Nejhůře zasaženým reaktorem byla podle zdrojů Fukušima-Daiči. V době události byly v provozu pouze tři z celkových šesti reaktorů zmíněné elektrárny. Při zemětřesení se reaktory automaticky odstavují a začínají se ochlazovat, aby nedošlo k přehřátí z důvodu tzv. zbytkového tepla, které i po odstavení v reaktoru nadále vzniká. Pokud by se teplo neodvádělo, hrozilo by přehřátí paliva a následné uvolnění radionuklidů do primárního média, což v případě tzv. jednookruhových elektráren, kterou je i Fukušima, jednoznačně znamená únik do dalších technologických systémů elektrárny. Po silném zemětřesení však následovala přívalová vlna tsunami, která místy dosahovala až dvaceti metrů a zaplavila areál elektrárny. Její silou byly poškozeny záložní dieselové generátory elektřiny, kterými se pohání chladící mechanismy reaktoru v případě výpadku proudu. Chlazení paliva v reaktoru již nebylo nadále možné. Provozovatel elektrárny (Tokyo Electric Power Co.) ihned po selhání záložních diesel generátorů obeznámil se situací místní úřady a ty začaly neprodleně
18
s preventivní evakuací obyvatel v havarijní zóně, která v současné době představuje dvaceti kilometrové pásmo v okolí elektrárny.23 V reaktorech nadále vznikalo zbytkové teplo, které nemohlo být odváděno pomocí chladících mechanismů pryč. Začalo docházet ke snižování množství chladící vody v reaktorech z důvodu odpařování. Postupně se tak zvyšoval tlak uvnitř reaktoru, který musel být řízeně snižován pomocí speciálních ventilů. Tohle však mělo za následek zvýšení tlaku v budově reaktorovny. Provozovatel elektrárny, který v daný okamžik nese zodpovědnost za učiněná opatření, se rozhodl snižovat tlak v 1. bloku kontrolovaným odpouštěním vzduchu a vodní páry do ovzduší. Chladící voda je však v kontaktu s palivem a vykazuje proto mírnou radioaktivitu. Odváděné médium by proto mělo být filtrováno, aby se radiace udržela v rámci daného kontejnmentu. Ten ve Fukušimě
Každá
jaderná
indikoval
elektrárna
v den
havárie
má
svůj
zvýšenou
radiační
monitoring.
hladinu
radioaktivity
na pozemních komunikacích a v plynných a kapalných výpustích. Podle vyjádření oficiálních složek došlo k překročení legislativně stanovených limitů, ne však k převýšení dávek ohrožujících zdraví obyvatel. Podle INES24 se jednalo minimálně o stupeň 4 „Havárie bez vážnějšího vlivu na okolí“ (Accident with local consequences). Po zhruba dvaceti čtyřech hodinách však došlo v bloku 1 k explozi. Podle místních zdrojů byl příčinou výbuchu únik vodíku, který se v reaktoru vytvořil z důvodu zvýšení teploty paliva. Vodík pronikl do prostoru mezi kontejnmentem a betonovou stěnou reaktorovny. Kontejnment však nebyl poškozen a tudíž nehrozil únik nebezpečných radionuklidů do okolí elektrárny. Dále bylo zahájeno čerpání mořské vody s příměsí kyseliny borité do kontejnmentu, čímž by se měla úplně dochladit aktivní zóna. Spolu s částečným uklidněním situace v bloku 1 přišly zprávy o komplikaci s chlazením reaktoru Fukušima 3.25 V bloku číslo 3 poté došlo k identickému výbuchu jako v reaktoru Fukušima 1. Reaktorovna byla taktéž chlazena mořskou vodou. V bloku 4 byly zaznamenány menší exploze a oheň, který 23
Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima. [online]. [cit. 2012-217]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/181735/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jaderna-elektrarnaFukusima.html 24 International Atomic Energy Agency. The International Nuclear and Radiological Event Scale. [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://www-ns.iaea.org/tech-areas/emergency/ines.asp 25 Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima. [online]. [cit. 2012-217]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/181735/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jaderna-elektrarnaFukusima.html
19
se ale okamžitě podařilo uhasit. K explozi nakonec došlo i v bloku 2, příčina stejná jako u předchozích. V okolí vzrostla radiace, protože byl pravděpodobně porušen kontejnment. Dne 18. března japonské úřady přehodnotily situaci na stupeň 5 podle mezinárodní stupnice jaderných událostí INES „Havárie s rizikem vlivu na okolí“. Evakuace obyvatelstva byla úspěšná v okolí 20 kilometrů, v oblasti 30 kilometrů byli lidé varováni, aby se zdržovali uvnitř budov. Byla aplikována tzv. profylaxe, speciální jodové tablety a sirup pro děti. V průběhu odstraňování následků havárie ve fukušimské elektrárně byla odhalena netěsná místa v kabelových prostorech v blízkosti přívodu chladící mořské vody do bloku 2, kde se potvrdil výskyt kontaminované vody. Ta unikala trhlinami ve stavebních konstrukcích přímo do moře. I přes snahy provozovatele elektrárny utěsnit trhliny betonem, unikala kontaminovaná voda dále. Nutno podotknout, že podle expertů se radionuklidy v mořské vodě celkem snadno ředí a aktivita vzorků tedy se vzdáleností dosti dramaticky klesala.26 V době havárie a bezprostředně po ní vyvstala otázka, zda hrozí světu další Černobyl. Nehrozí. Průběh havárie ve Fukušimě byl zcela odlišný, než tomu bylo v ukrajinském Černobylu. První problémy ve Fukušimě vznikly až hodinu po odstavení z provozu a palivo se nikdy nedostalo vně reaktorové nádoby na rozdíl od Černobylu, kde byl žhnoucí radioaktivní materiál metán do ohromné výšky a snadno se tak rozptýlil i do velmi vzdáleného okolí. Při havárii v Japonsku bylo také obyvatelstvo v okolí elektrárny včas evakuováno a nedostalo se tak ani teoreticky do kontaktu s radioaktivními látkami.27
2.2 Reakce Německa Skeptické úvahy o energii pocházející z jaderných elektráren se začaly objevovat již v 60. a 70. letech a v průběhu posledních desetiletí stále narůstá počet lidí, kteří se vyhraňují proti „riskantní“ jaderné energii a výstavbě nových jaderných elektráren. Po incidentu v jaderné elektrárně v Harrisburku v roce 1979 a následně po katastrofě v Černobylu v roce 1986 bylo zřejmé, že riskantnost jádra není pouze teoretickou záležitostí. V roce 2000 uzavřela německá vláda s provozovateli jaderných elektráren 26
Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima (IV). [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/185139/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jadernaelektrarna-Fukusima-IV.html 27 Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima (II). [online]. [cit. 20122-17]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/182740/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jaderna-elektrarnaFukusima-dil-II.html
20
v Německu dohodu o postupném snižování využití elektřiny pocházející z těchto zdrojů. Od roku 2009 se vláda soustředí na stále větší zapojování obnovitelných zdrojů do energetického mixu země. Jaderná bezpečnost v Německu je již několik let diskutovaným a důležitým politickým tématem a události z Japonska této problematice jenom přidaly na významu.28 Německo se stalo vůbec prvním státem, který ihned po havárii v japonské jaderné elektrárně Fukušima v březnu 2011 ohlásil urychlení změn v dosavadní politice jaderné energie. V září roku 2010 přijalo Německo vcelku ambiciózní energetický koncept, který měl být jedinečný nejen v Evropě ale na celém světě. Koncept předkládá dlouhodobé strategické cíle v energetice a politice klimatu až do roku 2050. I když nedlouho po přijetí těchto právně nezávazných cílů proběhl v Německu zásadní přerod v jaderné energetice, nadále tyto úmysly platí a jsou základními pilíři energetické politiky. Jedná se o sedm hlavních předpokladů, které jsou podrobně rozepsány ve třetí kapitole. V německých regionálních volbách konaných v roce 2011 zvítězila napříč spolkovými zeměmi strana Zelených. K poražení pravice nepochybně přispěly události z Japonska téhož roku. Strana Zelených v Německu se začala formovat v 70. letech okolo pacifistů a aktivistů bojujících za lepší přístup k životnímu prostředí. První křesla v parlamentu vyhráli předchůdci strany Zelených v roce 1983, kdy ve federálních volbách získali 5,6 % všech hlasů. Od roku 1993 se strana Zelených oficiálně sloučila se Spojenectvím 90 a vznikla jednotná strana prosazující zelenou politiku Spojenectví 90/Zelení.29 K vládě se poprvé dostala v koalici se Sociálnědemokratickou stranou v Německu v roce 1998. Svoje striktní principy opustila politická strana pod vedením německého ministra zahraničních věcí a svého lídra Josepha Martina "Joschky" Fischera. V roce 1999 souhlasil s německou podporou NATO při bombardování Kosova. Taktéž strana přizvukovala útoku Spojených států amerických na Afghánistán v roce 2001. Ve vládě spolu se Sociálnědemokratickou stranou Německa prosadili Zelení plán pro odklon Německa od jaderné energie a mimo jiné schválili zákon usnadňující imigraci a sňatky osob stejného pohlaví.30
28
ZELENKA, R., ROZMAJZL, L. Jádro děsí. Svět chystá kontroly. Ekonom, 2011, roč. 15, č. 11, s. 14-16. 29 Originální název: Bündnis 90/Die Grünen, http://www.gruene.de/. 30 Spiegel Online. A Quick Guide to Germany's Political Parties. [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://www.spiegel.de/international/germany/0,1518,651388,00.html
21
2.3 Možné dopady odklonu od jádra V souvislosti se situací v zemětřesením postižené Fukušimě vyhlásila německá kancléřka Angela Merkelová v polovině března 2011 tříměsíční moratorium na provoz sedmi nejstarších německých jaderných elektráren, které zahájily svůj provoz před koncem roku 1980. Jedná se o atomové elektrárny ve spolkové zemi Hesensko, Bádensko-Württembersku,
Šlesvicko-Holštýnsko,
Bavorsko
a
Dolní
Sasko.
Následující tabulka 2 obsahuje informace o sedmi jaderných elektrárnách, na jejichž provoz bylo na jaře roku 2011 uvaleno německou vládou tříměsíční moratorium.
Tabulka 2: Moratorium - seznam jaderných elektráren
Komerční provoz
Spolková země
Jmenovitý výkon MWe (brutto)
Biblis A
1975
Hesensko
1225
Biblis B
1977
Hesensko
1300
Brunsbüttel
1977
Šlesvicko-Holštýnsko
806
Isar 1
1979
Bavorsko
912
Neckarwestheim 1
1976
Bádensko-Württembersko
840
Phillipsburg 1
1980
Bádensko-Württembersko
926
Unterweser
1979
Dolní Sasko
1410
Název
Vlastní zpracování (zdroj: Informationen zur friedlichen Nutzung der Kernenergie: Nuclear Power Plants in Germany [online]. c2011. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Kernkraftwerke/).
Další jadernou elektrárnou, která byla do 7. srpna 2011 odstavena mimo provoz je KKK Krümmel nacházející se ve spolkové zemi Meklenbursko – Přední Pomořansko. Za rozhodnutí o vyřazení z provozu mohla především jeho častá poruchovost. Mimo jiné elektrárna Brunsbüttel nebyla v provozu již od července 2007 a o obnově činnosti se neuvažovalo ani před moratoriem. Naopak provozovatel jaderné elektrárny Neckarwestheim 1 ohlásil záměr neobnovit provoz po skončení tříměsíčního moratoria již při jeho vyhlášení. Důvodem byla hlavně otázka, zda se oběma provozovatelům vyplatí investovat do dodatečných technických opatření, která byla vzhledem ke zpřísňujícím se bezpečnostním požadavkům nevyhnutelná. S přihlédnutím ke stáří obou reaktorů bylo řešení nasnadě.
22
2.3.1 Technické Za hlavní dopady odklonu od jádra lze s určitostí označit narůstající závislost Německa na dovozu elektrické energie ze zahraničí. V první polovině roku 2011 vyvezlo Německo přibližně 29 miliard kWh31. Pro srovnání v první polovině roku 2010 to bylo 31 miliard kWh. Import ve stejném sledovaném období rostl výrazněji z 20 na 25 miliard kWh. Přebytek vývozu se tak v první polovině 2011 snížil z 11 na 4 miliardy kWh oproti první polovině roku 2010. Bilance dovozu a vývozu elektrické energie byla v první polovině roku 2011 pozitivní. Hlavními dovozci elektrické energie do Německa byli Francie (42 %) a Česká republika (22 %). Německo naopak nejvíce energie vyvezlo do Rakouska (27 %) a Švýcarska (25 %). Zajímavý je pohled na měnící se procento vyvezené a dovezené elektrické energie během poloviny března 2011, kdy bylo vyhlášeno moratorium na provoz sedmi jaderných elektráren. Dovoz z Francie do Německa se oproti první polovině měsíce zvýšil o 97 % a z České republiky dokonce o 104 %. Zároveň se snížil vývoz do Švýcarska o 61 % a Holandska o 46 %.32 Do výsledku se promítlo odstavení činnosti původně sedmi, nakonec osmi nejstarších jaderných elektráren.33 Jednou z variant nahrazující energii z atomu je zvyšování produkce elektřiny ve větrných elektrárnách na severu země. Je však důležité zamyslet se nad tím, jaké technické dopady tohle řešení může znamenat pro německé přenosové sítě. Jedná se především o spolehlivost dodávek elektřiny v kritických situacích, kdy výroba energie značně kolísá. Ilustrací problému by mohlo být vyjádření šéfa síťového operátora
50 Hertz
Transmission
z poloviny
ledna
2012,
který
se
stará
o severovýchodní část Německa a aglomeraci Hamburk. Ten uvedl, že zhruba třetina německých sítí pracuje na své absolutní hranici zatížení. Pro srovnání byly ještě před několika lety přenosové linky tohoto operátora maximálně vytíženy v souhrnu zhruba 10 hodin ročně. Dnes k podobné situaci dochází přibližně 5000 hodin za rok. V regionu severního Německa byly nedávno odstaveny celkem tři jaderné elektrárny: Brunsbüttel, Krümmel a Unterweser. Další zdroj energie této oblasti uhelná elektrárna 31
kilowatthodina=1000 watthodin. http://www.cenyenergie.cz/kwh.dic Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft. Richtigstellung der veröffentlichten Zahlen zum Stromaustausch mit dem Ausland. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://www.bdew.de/internet.nsf/id/DE_20110912-PI-Richtigstellung-derveroeffentlichten-Zahlen-zum-Stromaustausch-mit-dem-Ausland 33 IHNED.cz. Němci sice vystavili jádru stop, i tak jim ale elektřina přebývá a vyváží ji. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi-evropa/c1-52919790-nemci-sicevystavili-jadru-stop-i-tak-jim-ale-elektrina-prebyva-a-vyvazi-ji 32
23
Moorburg je momentálně rozestavěná a její spuštění se plánuje až na rok 2014. Spolehlivost a stabilita dodávek elektřiny v regionu severní Německo tak v posledních měsících závisí na provozu jediné jaderné elektrárny Brokdorf a výkonu přímořských větrných parků. Panují obavy, že nedostatečná kapacita přenosových sítí je již nyní rozhodujícím faktorem limitujícím uskutečnění politiky masové výroby elektřiny ve větrných a solárních elektrárnách. Síťový operátor 50 Hertz Transmission uzavřel dohodu se společností Trimet Aluminium AG, jedním z největších odběratelů elektřiny v Hamburku. Dohoda mluví o umožnění vypínání části zátěže. Spolupráce s takto významným odběratelem může operátorovi pomoci vyhnout se závažnějším nouzovým síťovým režimům s pravděpodobnými dopady na obyvatelstvo. Pozadu nezůstávají ani síťoví operátoři v ostatních oblastech Německa a připravují podobné dohody s největšími odběrateli elektřiny. Spolkové ministerstvo hospodářství chystá zavedení vyhlášky, která by problematiku dohod ošetřila také právně.34 2.3.2 Ekonomické Německá vláda se stejně jako veřejnost vyslovuje pro postupné snižování závislosti na jaderných elektrárnách a jejich úplné vyřazení z energetického mixu země. Technická realizace odstoupení od jádra však vyžaduje různá opatření. Výstavbu desítek nových uhelných a plynových elektráren, desítky offshore a onshore35 větrných farem a především pak tisíce kilometrů rozvodných sítí velmi vysokého napětí. V důsledku těchto investic bude třeba navýšit i cenu elektřiny. Může dojít k situaci, kdy budou v Německu jaderné elektrárny do posledního bloku odstaveny, a to i dříve než v roce 2022, ovšem za předpokladu, že si obyvatelé budou ochotni za elektřinu připlatit. Do vyhlášení moratoria bylo v provozu sedmnáct jaderných bloků s výrobou po celých dvacet čtyři hodin denně a s roční výrobou přibližně 130 TWh. Kapacity v tomto rozsahu by měly být postupně do roku 2022 nahrazeny jinými zdroji elektrické energie. Jako jedna z variant se nabízí zapojení výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů. Avšak vzhledem k nestálosti této produkce se více uvažuje o elektrárnách spalující fosilní paliva, které již v dnešní době produkují zhruba 56 % německé elektřiny. Dalším východiskem budou již zmiňované větrné farmy na severu země. Je ovšem nutné přivádět elektřinu z větrných farem 34
Blog – Petr Nejedlý. Německá síť stále tančí na ostří nože. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/244747/Nemecka-sit-stale-tanci-na-ostrinoze.html 35 offshore = elektrárny postavené mimo pevninu, onshore = na pevnině.
24
i spotřebitelům ve středním a jižním Německu. Nevyhnutelná je proto výstavba přibližně 3500 km linek velmi vysokého napětí. Nicméně investiční příprava a realizace delších vedení v dnešní době v Německu trvá dvanáct let a více. Daná situace se neobejde ani bez ekonomického dopadu na ostatní státy, především pak sousední země. Následně po vyhlášení tříměsíčního moratoria na provoz sedmi nejstarších jaderných elektráren se Německo stalo jedním z největších dovozců elektřiny v Evropě. Předpokládá se, že tento stav se nezmění do vybudování nových výrobních kapacit, což bude trvat řádově několik desítek let.36 Podle předběžných odhadů české vlády z června 2011 zvýší odstavení elektráren v Německu cenu elektrické energie v Česku až o 30 %. To by podle současného premiéra Petra Nečase nastalo v případě, že by Česká republika na situaci v Německu nijak nereagovala. Je to však předběžný odhad, který by platil po roce 2022 při odstavení všech německých jaderných elektráren.37 Další hrozbou pro Česko je přetěžování tuzemských rozvodných sítí velmi vysokého napětí. Zatížení elektrické soustavy v roce 2011 bylo v některých situacích až 3500 megawattů elektrického výkonu, zatímco obvykle se hodnota pohybuje okolo 1000 MW. Za kritické stavy je zodpovědný nárazový výkon větrných parků na severu Německa a velký nárůst instalovaného výkonu fotovoltaických elektráren. Na hranicích s Německem by mohly být zavedeny speciální transformátory, které by neočekávané toky energie omezovaly. Instalace těchto zařízení by se však promítla do cen elektřiny v Česku. Jedná se proto spíše o krajní řešení. Momentálně se akciová společnost Česká elektroenergetická přenosová soustava (dále jen ČEPS) snaží s německými kolegy dohodnout na dodržování podmínek bezpečného provozu přenosových soustav. Zároveň ČEPS plánuje v příštích letech modernizaci sítí v hodnotě několika desítek miliard korun.38 Odstavení jaderných elektráren bude mít za následek zvýšení míry nezaměstnanosti v Německu. Počet osob pracujících v jaderných elektrárnách po celé zemi dosahuje 8 tisíc, přičemž dalších zhruba 32 tisíc působí v oblasti výzkumu a vývoje, výroby a také jako dodavatelé komponentů pro stavbu a provoz jaderných 36
Blog – Petr Nejedlý. Konec jaderných elektráren v Německu? [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi-evropa/c1-52120340-konec-jadra-vnemecku-nepujde-snadno-vyrobci-proudu-chteji-miliardy-eur-odskodneho 37 IHNED.cz. Německo bez jádra zdraží elektřinu v Česku o třetinu, bojí se Nečas. [online]. [cit. 20123-26]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi/c1-51990460-nemecko-bez-jadra-zdrazielektrinu-v-cesku-o-tretinu-boji-se-necas 38 ČEPS, a.s. Neplánované přetoky elektřiny přes přenosovou soustavu ČR. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://www.ceps.cz/CZE/Media/Tiskovezpravy/Stranky/Neplanovane_pretoky_el_pres_CR.aspx
25
elektráren. Každý rok investují provozovatelé elektráren v Německu milionové sumy do inovací zkušenými techniky. To znamená další množství pracovníků závislých na provozu jaderných elektráren. Dalších přibližně tisíc kvalifikovaných zaměstnanců se najímá pro každoroční celkovou inspekci a údržbu zařízení.39 Jaderná energie je významným zaměstnavatelem v Německu a její zrušení bude mít za následek větší míru nezaměstnanosti. Pro kvalifikované pracovníky bude obtížné najít v zemi jinou práci a díky volnému pohybu pracovních sil v EU se může zvětšit odliv vysoce kvalifikovaných pracovníků do zahraničí, kde se budou moci uplatnit ve svém oboru jaderné energetice. Tento fenomén dnešní doby zvaný brain drain má negativní dopad na řadu domácích odvětví a celkový stav ekonomiky. Výroba elektrické energie v jaderných elektrárnách nemá za následek emise skleníkových plynů, jako je tomu například u spalování fosilních paliv. Výroba elektřiny z jádra tedy snižuje poptávku po emisních certifikátech vydaných EU Emissions Trading System (EU ETS). V důsledku toho jejich cena klesá a vytváří velkoobchodní ceny elektřiny. V časovém horizontu 60 let by se tedy ceny za tunu oxidu uhličitého v Evropě snížily zhruba o 30 %, což by redukovalo působení průmyslu na životní prostředí. Nukleární energie se jeví jako správná cesta do budoucnosti, jelikož při výrobě energie z jádra nevznikají škodlivé emise oxidu uhličitého a spolu s obnovitelnými zdroji tvoří jádro vyvážený energetický mix a záruku bezpečných dodávek energie v budoucnosti. Předpokládá se, že Německo po odstavení všech svých jaderných elektráren nebude schopno dodržet emisní kvóty stanovené Kjótským protokolem, přičemž objem energie z obnovitelných zdrojů produkovaný v současné době nebude stačit na pokrytí energetické poptávky země.40
39
German Atomic Forum. Nuclear Energy Strengthens Our Economy. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Competitiveness/ 40 Tamtéž.
26
3 Obnovitelné zdroje energie, energetický koncept a perspektivy vývoje Německo bylo vůbec prvním státem, který ihned po jaderné havárii ve Fukušimě na jaře roku 2011 urychlil změny ve své energetické politice a ukončil provoz celkem osmi jaderných elektráren v roce 2011 a plánuje odstavení zbylých devíti zařízení do konce roku 2022. Německo chce objem energie vyrobené v jaderných elektrárnách nahradit energií z obnovitelných zdrojů. Otázkou je, zda se do roku 2022 podaří zvětšit podíl alternativních zdrojů na energetickém mixu země. Již v současné době je tato
účast
větší
než
u
většiny
evropských
zemí,
přesto
se
situace,
kdy by se Německo nadobro zbavilo jaderné energie, zdá v současné době nereálná.
3.1 Alternativní zdroje energie Vodní, větrná, fotovoltaická, geotermální energie, energie z biomasy a teplo ze slunce jsou zdroje energie, které nemohou být vyčerpány. V kontrastu s fosilními palivy jako ropa, uhlí, zemní plyn a uran, jejichž zásoby jsou omezené. Využívání alternativních zdrojů energie je přátelské k přírodě a nezpůsobuje emise skleníkových plynů. Energie pocházející z těchto zdrojů zajišťuje větší nezávislost na dovozu energie, bezpečnost dodávek elektřiny a posílení ekonomiky dané země. Rostoucí využití alternativních zdrojů při výrobě energie není prospěšné pouze pro životní prostředí, nýbrž může mít vliv i na nezaměstnanost jednotlivých regionů, kde dochází k výstavbě zařízení vyrábějících energii z alternativních zdrojů Podíl obnovitelných zdrojů na celkové primární produkci energie v roce 2010 činil 11,3 %. Pro rok 2011 činí odhady přibližně 14 %.41 V Německu je nejrozšířenější výroba energie z biomasy, dále převládají větrné a vodní elektrárny, geotermální zdroje energie a také fotovoltaické články.42 Následující graf 4 udává procentuální zastoupení jednotlivých obnovitelných zdrojů při výrobě energie.
41
The Federal Environment Ministry. Development of renewable energy sources in Germany 2010. verze 2010. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.bmu.de/files/english/pdf/application/pdf/ee_in_deutschland_graf_tab_en.pdf 42 Tamtéž.
27
Graf 4: Podíl obnovitelných zdrojů na výrobě energie
Vodní 0,8 Větrná 1,5 Fotovoltaická 0,5
Fosilní paliva, atom 88,7
Jiné 11,3
Biomasa 8,1
Teplo ze slunce, geotermální 0,4
Vlastní zpracování (zdroj: BMU: Development of renewable energy sources in Germany 2010 [online]. c2011. [cit. 2012-4-8]. Dostupné z: http://www.bmu.de/files/english/pdf/application/pdf/ee_in_deutschland_graf_tab_en.pdf).
Následující text se věnuje obnovitelným zdrojům energie, které jsou v Německu nejvyužívanější. 3.1.1 Bioenergie Pojem bioenergie shrnuje tři hlavní přírodní obnovitelné zdroje energie. Jedná se o bioplyn, biopaliva a pevnou biomasu. Bioplyn vzniká fermentací biomasy a jeho využití k produkci energie je rozšířeno po celém světě. Získaná energie se využívá pro kombinovanou výrobu tepla, elektřiny a biomethanu, jako palivo do vozidel uzpůsobených pro pohon zemním plynem, nebo se využívá v domácnostech při vaření. Německé podniky v této oblasti energetiky patří k technologicky vyspělým v celé délce řetězce technologie a výroby, od plánování, přes financování, provoz až po údržbu zařízení na výrobu bioplynu. S rostoucí globalizací je stále větší význam přisuzován mobilitě jako klíčovému prvku pozitivního ekonomického vývoje. Neustále rostoucí potřeba osobní mobility vedla ke zvyšování spotřeby energie v dopravě, která je v Německu z více než 90 % závislá na ropě. Z důvodu jejích vysokých cen a mizejících zásob začleňuje mnoho zemí výrobu biopaliv do své energetické politiky. V dnešní době dominuje
28
na trhu biopaliv bionafta a bioethanol, přičemž větší světový význam má právě bioethanol. Využívání energie z pevné biomasy má ve světě nejdelší tradici a je vůbec nejrozšířenějším obnovitelným zdrojem energie. Pojem pevná biomasa v sobě zahrnuje všechny druhy suchých nebo usušených rostlin a rostlinných částí. Díky dlouholetému využívání energie z biomasy prošla výroba v Německu významnými změnami a je vysoce spolehlivá, co se týče pokrytí energetické poptávky.43 Využití energie uvolňující se při spalování pevné biomasy v moderních topných systémech je velmi efektivní. Primárním zdrojem energie je dřevo ve formě rozdělených polen, dřevěných třísek nebo pelet. Pro spalování pevné biomasy byly vyvinuty pece s různou úrovní automatizace a elektronicky regulovaným zapalováním, které mají za následek velmi nízkou emisi spalovacího procesu a až 90% účinnost přeměny materiálu na energii. Německé technologie se neomezují pouze na kotle na biomasu, které dodávají teplo prostřednictvím sítí dálkového vytápění, ale myslí i na malé kotle pro vytápění domů a budov. Z pevné biomasy se vyrábí i elektřina v kombinovaných elektrárnách na výrobu tepla a elektřiny. Odpadní teplo vznikající při výrobě elektřiny je použito v místních a okresních tepelných sítích. Teplo a elektřinu z biomasy lze získat nejen spalováním ale i přeměnou pevné biomasy na plyn. Výsledkem tohoto procesu je dřevoplyn, který se využívá k výrobě elektřiny ve speciálních spalovacích zařízeních nebo plynových turbínách.44 V roce 2010 bylo v Německu 73,7 % poptávky po teple pokryto právě ze spalování pevné biomasy. Oblast průmyslu na výrobu dřevěných pelet zaměstnává přibližně devět tisíc lidí, což přispívá k posílení regionální ekonomické struktury. V Německu je v současné době více než tisíc zařízení na spalování biomasy, která pomocí okresních rozvodných sítí zásobují teplem sídliště a veřejné budovy. Zvýšenému zájmu se těší i soukromé systémy na spalování dřeva, jejichž počet se zvýšil ze 125 tisíc v roce 2009 na 140 tisíc v roce 2010.45 Především v oblasti vytápění představuje využití biomasy největší podíl obnovitelných zdrojů, který v Německu dosahuje až 70 %. Další nárůst využití pevné 43
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Bioenergy). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 44 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Solid Biomass). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 45 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Solid Biomass – Market Development). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-ingermany.com/
29
biomasy je předpokladem k plnění přijatých cílů na ochranu životního prostředí. Klíčem k tomu je však i spolehlivý politický rámec například v podobě dlouhodobého financování systému. Díky nepřetržité dostupnosti může energie ze spalování pevné biomasy kompenzovat výkyvy v dodávkách větrné a solární energie. Dřevo je navíc vhodný alternativní zdroj energie vzhledem ke stále rostoucím cenám fosilních paliv a jejich zmenšujícím se zásobám. Získávání energie spalováním pevné biomasy má velký potenciál a lze předpokládat, že bude hrát v budoucnu významnou roli v zásobování energií.46 3.1.2 Větrné elektrárny Větrné elektrárny jsou druhou nejvíce rozšířenou technologií získávání energie z obnovitelných zdrojů v Německu. Několik předních výrobců větrných turbín dělá navíc z tohoto státu průkopníka v daném oboru na celém světě. Výnos z větrných elektráren je závislý na rychlosti větru a je tím větší, čím výše od povrchu země jsou turbíny montovány. V některých státech však existují omezení na nejvyšší možnou výšku stožárů, která v Německu činí většinou 100 metrů. Tyto limity mohou bránit při maximální efektivitě využití větrných elektráren. Většina turbín větrných elektráren je v současnosti montována na souši, ovšem významný nárůst zaznamenaly také mořské větrné farmy ve Velké Británii, Švédsku, Dánsku, Irsku, Nizozemsku a Německu. Vzhledem k častým povětrnostním podmínkám a vyšší rychlosti větru na moři se předpokládá, že výnosy energie z mořských větrných elektráren budou až o 35 % vyšší než na pevnině. Německá vláda plánuje rozšíření instalovaného výkonu námořních větrných farem až na 25 GW do roku 2030, čímž by mohla v dlouhodobém časovém horizontu tato zařízení pokrýt více než 15 % výkonových požadavků země.47 Celosvětový instalovaný výkon větrných turbín ke konci roku 2010 činil 425 TWh za rok, což představuje zhruba 2,5 % celosvětové energetické poptávky. Německo zaujímá třetí místo co do objemu instalovaného výkonu větrných elektráren na světě. Vzhledem k nízkým investicím v roce 2010 způsobeným dozníváním globální finanční krize však došlo na světovém trhu s větrnými turbínami k výraznému propadu. V mnoha zemích to znamenalo omezení výstavby nových 46
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Solid Biomass Outlook). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 47 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Wind Energy). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/
30
zařízení, přičemž nejvýznamnější škrty až o 48 % byly hlášeny v USA. Německo zaznamenalo mezi roky 2009 a 2010 pokles o 19 %.48 V současné době probíhá po celém světě výzkum, který by měl vést ke snížení negativního vlivu větrných elektráren na životní prostředí mimo jiné v podobě nadměrného hluku a emise světla. V Německu započal tento výzkum v únoru 2010 s cílem snížit emisi světla pomocí speciálního radarového systému umístěného v turbíně, který automaticky monitoruje letecký provoz a podle potřeby reguluje signální osvětlení. Obyvatelé některých částí země, kde se větrné turbíny nacházejí, si často na toto rušivé osvětlení turbín stěžují. Nový systém by byl schopen dle potřeby osvětlení zapnout do několika minut a tím zabránit případné kolizi s letadlem či helikoptérou.49 3.1.3 Vodní elektrárny Hydroelektrárny jsou spolehlivým zdrojem dodávek nízko nákladové elektrické energie a v Německu jsou třetím nejrozšířenějším alternativním zdrojem energie. Některé typy vodních elektráren mohou vyrobenou energii skladovat a rychle dodávat na základě poptávky, což přispívá ke stabilitě rozvodových sítí a bezpečnosti dodávek elektřiny. Svou relativní stabilitou snižují hydroelektrárny závislost státu na dovozu energie ze zahraničí a mohou formovat základ pro hospodářský růst v oblastech bez komplexního zásobování energií. Navíc téměř stoletá tradice německých vodních elektráren zde tvoří základ pro vynikající kvalitu těchto zařízení. Existují tři základní typy vodních elektráren: říční, přečerpávací a zařízení využívající jediné nádrže na shromažďování vody. Nejčastějším typem jsou říční elektrárny, které pro výrobu elektřiny využívají energii toku řeky. Výkon je determinován výškou hladiny a rychlostí průtoku řeky. Produkce elektřiny v tomto typu elektrárny dosahuje efektivity až 94 %. Zařízení jsou taktéž vybavena rezervoáry, které se plní při nízké poptávce po energii a jsou naopak schopny zabezpečit dodávku energie v okamžiku, když poptávka vzroste. Dalším druhem je přečerpávací vodní elektrárna, která k výrobě energie využívá princip přečerpávaní vody z níže položené vodní nádrže do výše položené 48
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Wind Energy – Market Development). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-ingermany.com/ 49 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Wind Energy Outlook). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/
31
navzájem propojené pomocí spádového potrubí o velkém průměru. V noci se přebytečná energie využívá na přečerpání vody z dolní do horní nádrže, kde se tvoří velká zásoba připravená na pokrytí větší poptávce po energii během dne. Třetím typem je hydroelektrárna s rezervoárem v podobě přírodního nebo umělého jezera určeného ke shromažďování vody, která je pak vodní propustí nebo přírodním korytem přiváděna do níže položené elektrárny.50 Vzhledem k tomu, že tento typ hydroelektrárny není závislý na podmínkách vodních toků, je vhodný k pokrytí regionálních či národních výkyvů v dodávkách elektrické energie. Vedle klasických producentů elektrické energie ve vodních elektrárnách, kterými jsou Kanada, USA a Norsko, stojí v dnešní době země s výrazným nárůstem výstavby těchto zařízení, mimo jiné se jedná o Asii, konkrétně Vietnam a Čínu, africký Mozambik a Angolu a Dominikánskou republiku. Celkový instalovaný výkon vodních elektráren v Německu ke konci roku 2010 činil zhruba 4 780 MW (přibližně 7 700 zařízení). Neopomenutelný vliv mají vodní elektrárny také na makroekonomickou situaci země, neboť tento sektor zaměstnává přibližně 8 tisíc lidí.51 Vzhledem
ke
stále
se
vyvíjejícím
technologiím
lze
předpokládat,
že hydroelektrárny budou hrát v budoucnu neodmyslitelnou roli v energetickém zásobování zemí po celém světě. Konstruktéři se snaží především o vytvoření větší harmonie vodních elektráren s životním prostředím a přírodním rázem krajiny. 3.1.4 Fotovoltaika „Slunce dodá na Zemi za jednu hodinu více energie, než spotřebuje celý svět za jeden rok.“52 Tato energie se využívá mnoha způsoby a jedním z nich jsou právě fotovoltaické články, které přeměňují světlo na elektrickou energii. V roce 2010 zaznamenala fotovoltaika v Německu obrovský boom, když se instalovaná výrobní kapacita těchto zařízení zvětšila o 76 % v porovnání s rokem 2009. Tento průmyslový sektor má dnes ve světové energetice nezastupitelné místo. V Německu zaměstnává
50
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Hydropower). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 51 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Hydropower – Market Development). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-ingermany.com/ 52 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Photovoltaics). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/
32
okolo 133 tisíc lidí a stejně jako ostatní obnovitelné zdroje energie hraje důležitou roli na pracovním trhu. Existují dva typy fotovoltaických článků. Jeden druh obsahuje krystalický křemík a jeho celosvětové využití dosahuje asi 90 %. Dalším typem jsou tzv. tenkovrstvé články (někdy nazývané fotovoltaické fólie), jejichž využití skýtá velký potenciál díky jejich levnější výrobě, homogennímu povrchu článků a ostatním výhodám oproti polykrystalickým solárním článkům. Tyto velmi tenké fólie se dají nanášet na poměrně velké plochy, čímž je zaručena absorpce většího množství slunečního světla. Kombinace solárních systémů spolu s větrnými nebo vodními elektrárnami může zabezpečit dlouhodobě stabilní a nákladově efektivní dodávky elektřiny v lokálních systémech, které nejsou napojeny na centrální síť dodávek elektrické energie. Lze předpokládat, že využití fotovoltaických technologií v budoucnu nadále poroste například jako konstrukční prvek ve stavebnictví v podobě poloprůhledných modulů pro skleněné fasády výškových domů. V současné době pracují němečtí vědci na snížení modulových a systémových nákladů a zároveň zvýšení energetického výnosu ze solárních panelů, což by vedlo k širšímu využití fotovoltaických systémů po celém světě.53 3.1.5 Solární energie Solární energie ze Slunce je osvědčenou metodou získání tepla, která je využívána po celá desetiletí. Německý solární průmysl přitom patří k těm nejlepším na světě. Tepelná energie ze Slunce se využívá k ohřevu vody a vytápění a chlazení budov. Rozlišujeme mezi dvěma solárními energetickými systémy. Jeden se využívá výhradně pro ohřev vody a druhý kombinovaný systém jak pro ohřev vody, tak pro vytápění či chlazení budov. Avšak zhruba polovina instalovaných systémů v Německu je určena pouze pro ohřev vody a je navržena tak, aby pokryla potřebu teplé vody po celou teplejší polovinu roku. V druhé chladnější polovině roku je solární systém kombinován s kotlem na lehký topný plyn nebo dřevo. Z toho vyplývá, že přibližně 60 % spotřeby teplé vody v průběhu roku lze zabezpečit využitím sluneční tepelné energie.
53
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Photovoltaics). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/
33
I přes neodmyslitelné klady solární energie zaznamenal v roce 2010 tento sektor v Německu pokles o 29 % ve srovnání s předchozím rokem především v důsledku snížení cen fosilních paliv a dočasného omezení dotací a podpůrných programů pro rozvoj využívání obnovitelných zdrojů k výrobě energie. V součtu bylo v Německu do konce roku 2010 instalováno přibližně 1,5 milionu solárních tepelných systémů. Využití tepelné energie ze Slunce bylo dlouhou dobu opomíjeno, ale vzhledem ke stále se zvyšujícím cenám za energii se dá v budoucnu u tohoto typu obnovitelného zdroje očekávat silná expanze.54 3.1.6 Geotermální energie Německý průmysl využívá celou škálu geotermálních zdrojů energie již řadu let. Od mělké geotermální energie, hydrotermální až po geotermální energii z hlubokých vrtů určenou pro vytápění nebo chlazení. Využití tohoto obnovitelného zdroje energie je rozšířeno především v oblastech s geologicky příznivými podmínkami, jako jsou sopečná činnost a teploty vyšší než 200 °C. Tento typ energie je dostupný v zemské kůře z procesu radioaktivního rozpadu v zemském jádru nebo ze zbytkového tepla z doby vzniku planety. Využívá se v podobě tepelné energie (pro vytápění), či pro výrobu elektrické energie v geotermálních elektrárnách. Nejen v Německu figuruje geotermální energie v energetickém mixu již po mnoho let. Dalšími státy, které využívají tyto zdroje, jsou Itálie, Indonésie, Filipíny, Mexiko, Island a USA. V poslední době zaznamenal velký nárůst zájem o využití tohoto zdroje energie také v Africe.55 Velkou předností geotermální energie je malý vliv na životní prostředí, nezávislost na dodávkách paliva, takřka bezobslužný provoz a ve srovnání s jinými obnovitelnými zdroji energie relativní stálost výkonu po celý rok nehledě na roční období, počasí ani klimatické podmínky. Pravděpodobně jediná nevýhoda se skrývá v nejistotě geologických podmínek.56
54
Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Solar Thermal Energy). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 55 Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany (Geothermal Energy). [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ 56 Skupina ČEZ. Geotermální energie. [online]. [cit. 2012-4-8]. Dostupné z: http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/geotermalni-energie.html
34
3.2 Energetický koncept a jeho implementace V září roku 2010 přijala německá vláda ambiciózní energetický koncept, který je jedinečný v Evropě a vůbec na celém světě. Koncept vymezuje hlavní strategické cíle energetické politiky a ochrany životního prostředí a je s menšími úpravami platný i po přerodu názoru Německa na atomovou energii z roku 2011. V původním znění konceptu z roku 2010 se jedná o sedm hlavních záměrů. Prvním z nich je redukce emisí skleníkových plynů o 40 % do roku 2020, 55 % do roku 2030, 70 % do 2040 a o 80-95 % do roku 2050, srovnáváno s referenčním rokem 1990. Dále by měla klesnout spotřeba primární energie a to o 20% do roku 2020 a o 50 % do 2050. Energetická produktivita by měla růst o 2,1 % ročně ve srovnání s celkovou spotřebou energie. Dalším bodem je spotřeba elektřiny. Ta by měla klesnout o 10 % do roku 2020 a o 25 % do 2050, ve srovnání s rokem 2008. Stejně tak spotřeba tepla v domácnostech by měla být redukována o 20 % do roku 2020. Energie z obnovitelných zdrojů by měla dosáhnout minimálně 18% podílu na celkové hrubé spotřebě energie do roku 2020, 30% podíl do 2030, 45% podíl do 2040 a 60% podíl do roku 2050. Do roku 2020 by měly obnovitelné zdroje energie představovat nejméně 35% podíl na hrubé spotřebě elektřiny, 50% do 2030, 65% do 2040 a 80% do roku 2050.57 Na základě událostí z března 2011 v Japonsku přijalo Německo na přelomu měsíců června a července téhož roku rozhodnutí o postupném odklonu od jaderné energie do roku 2022. Zároveň s tím se bude snažit o větší energetickou efektivitu a urychlení přechodu k energii z obnovitelných zdrojů. Byl navržen konkrétní plán pro implementaci tohoto rozhodnutí. Následující body rozšiřují původní koncept energetických změn ze září roku 2010 a měly by sloužit k urychlení naplnění předsevzatých cílů. Související zákony byly schváleny německým parlamentem v červnu 2011.58 Pro zpřehlednění jsou jednotlivé cíle energetického konceptu uvedeny v následující tabulce 3.
57
The Federal Environment Ministry. The Energy Concept and its accelerated implementation. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.erneuerbareenergien.de/english/transformation_of_the_energy_system/resolutions_and_measures/doc/48054.php 58 Tamtéž.
35
Tabulka 3: Cíle energetického konceptu
Růst/pokles o (%) Cíl (do konce roku)
2020
2030
2040
2050
Redukce emise CO2
-40
-55
-70
-80(-95)
Spotřeba primární energie
-20
-
-
-50
2,1
Energetická produktivita Spotřeba elektřiny
-10
-
-
-25
Spotřeba tepla
-20
-
-
-
Podíl energie z obn. zdrojů *
18
30
45
60
Podíl energie z obn. zdrojů **
35
50
65
80
* na celkové hrubé spotřebě energie ** na celkové hrubé spotřebě elektřiny Vlastní zpracování (zdroj: The Energy Concept and its accelerated implementation. c2011. [online]. [cit. 2012-48]. Dostupné z: http://www.erneuerbareenergien.de/english/transformation_of_the_energy_system/resolutions_and_measures/doc/48054.php)
Jak již bylo řečeno, přijalo Německo na přelomu měsíců červen a červenec 2011 balíček opatření doplňující energetický koncept z předchozího roku. Země přijala rozhodnutí o postupném odklonu od atomové energie do roku 2022, větší energetické účinnosti a urychlení přechodu k energii z obnovitelných zdrojů. Za tímto účelem byl německou vládou vypracován konkrétní program opatření a finanční plán pro jeho implementaci. Tato rozhodnutí mají především za úkol uspíšit plnění cílů stanovených v původním znění konceptu z roku 2010. Jedním z přijatých opatření jsou v budoucnu dodávky energie tvořené z větší části energií z obnovitelných zdrojů. To si žádá optimální koordinaci konvenčních elektráren s obnovitelnými zdroji. Alternativní zdroje musí být schopny generovat dostatečné množství elektrické energie v závislosti na poptávce. Jelikož dodávky z obnovitelných zdrojů mohou být za různých okolností nestabilní, konvenční elektrárny mají za úkol v těchto situacích deficit energie pokrýt. Podíl energie z obnovitelných zdrojů na hrubé spotřebě elektřiny má ze současných 17 % vzrůst až na 35 % do roku 2020. Koncept počítá se snížením spotřeby energie o 10 % do roku 2020, což také přispívá k větší bezpečnosti dodávek elektrické energie. Nejdůležitějším obnovitelným zdrojem je větrná energie. V současné době se investuje do technologie mořských větrných elektráren. Program institutu Kreditanstalt für Wiederaufbau podporuje výstavbu deseti nových offshore větrných elektráren s rozpočtem 5 miliard eur pro získání cenných zkušeností v této oblasti 36
energetiky. S rozšiřováním základny offshore a onshore větrných elektráren je nevyhnutelný plán pro expanzi sítě pro přenos elektřiny. Většina těchto větrných elektráren se nachází v severním Německu a je nezbytné přivádět elektrickou energii také do jižní části země. Novela energetického průmyslu popisuje jak inteligentní rozvodné sítě elektřiny, tak nové technologie jejího skladování, které má přispět k větší stabilitě a bezpečnosti energetických dodávek z obnovitelných zdrojů. Zvýšení energetické účinnosti a ochrana klimatu jsou samozřejmým předpokladem i v dnešním stavebnictví. Renovace objektů spojená s energetikou šetří emise oxidu uhličitého. Od roku 2012 do 2014 má být financování stavební a modernizační programu na snížení emisí CO2 v budovách zvýšeno na 1,5 miliard eur za rok. Příkladem přijetí modernizačních opatření ke snižování spotřeby energie jsou v Německu federální budovy. Důležitá je nejen implementace přijatých opatření ale také monitoring plnění stanovených cílů v rámci každoroční hloubkové kontroly příslušnou institucí. Sledován bude proces zvýšení bezpečnosti dodávek energie, ekonomické efektivnosti a ochrany životního prostředí.59
3.3 Perspektivy dalšího vývoje Cílem německé vlády je dosáhnout bezpečných dodávek energie, které by byly dlouhodobě udržitelné a zároveň šetrné k životnímu prostředí. Energetická politika se proto
ubírá
směrem
zvyšování
podílu
energie
z alternativních
zdrojů
na energetickém mixu země. Dle právně závazného energetického konceptu, který Německo přijalo v roce 2010, se musí podíl obnovitelných zdrojů zvýšit na 30 % do roku 2020.60 Poté se předpokládá kontinuální nárůst. Obnovitelné zdroje energie se pomalu ale jistě stávají jedním z hospodářských motorů německé ekonomiky, která je čtvrtou největší na světě. Německo je příkladem toho, že mezi ekonomikou a ekologií nemusí jít nutně o neslučitelnost. Tento sektor zaměstnává v Německu již dnes přes milion lidí a odhady na růst pracovních pozic říkají, že do roku 2020 se má toto číslo minimálně zdvojnásobit. Dle mého názoru 59
The Federal Environment Ministry. The Energy Concept and its accelerated implementation. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.erneuerbareenergien.de/english/transformation_of_the_energy_system/resolutions_and_measures/doc/48054.php 60 The Federal Environment Ministry. General Information Renewable Energy 2010. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.bmu.de/english/renewable_energy/general_information/doc/4306.php
37
je však důležité zamyslet se nad tím, zda počet nových pracovních příležitostí v ekologickém byznysu nahradí alespoň stejný počet míst ztracených při uzavírání jaderných elektráren a uhelných dolů. Tak či tak se zdá, že se pravděpodobně ekologie stane základním kamenem německého hospodářství a jedním z klíčových odvětví 21. století vůbec.61 Po havárii ve Fukušimě se v Evropě cesta atomové energie rozdělila do dvou směrů. Některé státy v čele s Německem od jádra postupně upouštějí a jiné naopak chystají projekty na výstavbu nových elektráren. Mezi země, kde se jádro stále těší zájmu, se řadí zejména nové členské země EU. Země jako Maďarsko, Polsko, Slovensko, Litva či Bulharsko vidí v atomové energii budoucnost. Podle Jukka Laaksonena, bývalého ředitele finského Ústavu pro radiační a jadernou bezpečnost, jsou lidé v zemích s vyššími příjmy na obyvatele ochotni a připraveni platit více za elektřinu a obecně je v takovýchto zemích rozšířenější názor, že je atomová energie riskantní. Dalším faktorem ovlivňujícím postoj k jaderné energii je fakt, na čem si daná země zakládá. Podle Laaksonena budou jaderným elektrárnám spíše nakloněny země zaměřené na rozvoj průmyslu než ty, jejichž ekonomika profituje ze služeb a cestovního ruchu. Německo od jádra upustilo, ale již dnes můžeme vidět, že toto rozhodnutí přináší problémy.62
61 62
LINDNER, T. Obnovitelné Německo. Respekt, 2009, roč. 22, č. 39. ŠNÍDL, V. Zelená energie. Ekonom, 2012, roč. 56, č. 14, s. 11.
38
Závěr Hlavním cílem práce bylo zhodnocení současné energetické situace v Německu, které postupně upouští od využívání energie pocházející z jaderných elektráren a soustředí se na energii z obnovitelných zdrojů. Dle mého názoru má Německo, jako jedna z mála zemí v Evropě, velké předpoklady pro úplné nahrazení atomových elektráren obnovitelnými zdroji energie. Jak ale vyplývá z práce samotné, bude si daný krok vyžadovat velké finanční prostředky a především delší časový úsek pro vybudování potřebného technického zázemí pro výrobu energie z alternativních zdrojů a pro její bezpečné dodávky ke konečnému spotřebiteli. Práce byla rozčleněna do tří hlavních částí. Úvodní kapitola se zabývala energetickou politikou Německa, především potom jednotlivými cíly energetické politiky, zdroji energie a taktéž detailně atomovými elektrárnami v Německu. Vytyčeny byly tři hlavní záměry německé energetické politiky a to ekonomická efektivita, bezpečnost dodávek energie a ekologická kompatibilita. Vzhledem k rozhodnutí německé vlády o úplném odstavení jaderných elektráren můžeme říci, že do budoucna bude těžké plnit cíl bezpečnosti dodávek energie. Záměr Německa nahradit atomové elektrárny obnovitelnými zdroji energie se jeví jak šetrný k životnímu prostředí, tak ekonomicky efektivní. Problém je spatřován v rozvodné síti energie v Německu, která svým rozsahem prozatím nevyhovuje nárokům, které na ni budou kladeny na příklad po rozšíření instalované kapacity větrných elektráren na severu země. První kapitola se taktéž věnovala plnění limitů stanovených Kjótským protokolem, který Německo přijalo. Již ke konci prvního kontrolního období snížilo svoje emise o předepsané množství a dokonce byly překonány. V tomto bodě považuji za důležité zmínit potenciální hrozbu zvýšení emisí oxidu uhličitého po nahrazení jaderných elektráren zařízeními na spalování fosilních paliv. Německo sice propaguje zelenou energii, ovšem prozatím je výroba energie z odstavených atomových elektráren nahrazováno například spalováním hnědého uhlí. Dále byly v úvodní kapitole popsány energetické zdroje Německa. Hlavním výstupem je fakt, že Německo převážnou většinu nerostných surovin, které spotřebovává pro vlastní potřebu, musí dovážet ze zahraničí. Z rozboru energetického mixu Německa provedeného v této kapitole vyplynulo, že největší část zaujímá jako 39
zdroj energie ropa. Na druhou stranu se v posledních desetiletích výrazně navýšila produkce energie z obnovitelných zdrojů. Druhá třetina práce se zaměřovala na příčiny odklonu Německa od jaderné energie a na jeho možné dopady. Hlavní příčina vypnutí jaderných elektráren v Německu je spatřována v obavě jaderných havárií podobných té v Japonsku v roce 2011. Nutno podotknout, že krok německé vlády byl rozhodnutím politickým. Jak již bylo zmíněno, i ty nejstarší německé jaderné elektrárny jsou na vysoké technické úrovni odpovídající současným bezpečnostním standardům. Potenciální dopady odklonu od jaderné energie byly rozděleny do dvou skupin. Jako hlavní technické dopady se jeví problém s bezpečností dodávek energie z důvodu nedostatečné technické úrovně a kapacity přenosové sítě v Německu. Již dnes se zdá, že tento faktor bude limitující pro rozvoj masové výroby elektrické energie ve větrných elektrárnách na severu země. Dalším technickým dopadem je narůstající závislost země na dovozu energie ze zahraničí. Další skupinou jsou dopady ekonomické a to především vysoké vstupní náklady na budování nové a rozsáhlejší přenosové sítě pro bezpečnější dodávky elektrické energie do celé země. Neméně významným je možný nárůst nezaměstnanosti v Německu. Jaderné elektrárny zaměstnávají výrazné množství obyvatelstva a není jisté, zda nově budovaná zařízení na výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů nahradí ztracená zaměstnání v zavřených jaderných elektrárnách. Předmětem třetí části bakalářské práce byly obnovitelné zdroje energie v Německu. Země jako jedna z mála již v současné době disponuje značnou instalovanou kapacitou větrných elektráren, fotovoltaických farem a zařízení na spalování biomasy. V rámci energetického konceptu se Německo snaží podíl obnovitelných zdrojů na celkové produkci elektrické energie nadále zvyšovat. Německé technologie na výrobu energie z alternativních zdrojů jsou navíc celosvětově rozšířeny a země jako taková má v tomto oboru ještě co nabídnout. Při uceleném pohledu na danou problematiku v Německu lze říci, že země má dobrý předpoklad pro úplné nahrazení atomové energie tou z obnovitelných zdrojů. Příklad Německa je navíc i ukázkou toho, že využití zelené energie může probíhat současně s hospodářským růstem krajiny, což je důležitý předpoklad do budoucna.
40
Literatura Knižní zdroje DERA (Deutsche Rohstoffagentur): Reserves, Resources and Availability of Energy Resources 2011. Hannover, 2012. 13, 32 s. ISSN 2193–5319. IEA Electricity Information 2011. Paris, 2011. 322 s. ISBN 978-92-64-10191-3. IEA Statistics Renewables Information 2011. Paris, 2011. 244 s. ISBN 978-90-6410161-6. LINDNER, T. Obnovitelné Německo. Respekt, 2009, roč. 22, č. 39. Nuclear Energy Agency Nuclear Energy Data 2011. Paris: OECD Publishing, 2011. 14, 15 s. ISBN 978-92-64-12187-4. OECD Inventory of Estimated Budgetary Support and Tax Expenditures for Fossil Fuels. OECD Publishing, 2011. 121 s. ISBN 978-92-64-12872-9. OECD, NEA Nuclear Energy Data. Paris, 2011. 89 s. ISBN 978-92-64-12187-4. ŠNÍDL, V. Zelená energie. Ekonom, 2012, roč. 56, č. 14, s. 11. ZELENKA, R., ROZMAJZL, L. Jádro děsí. Svět chystá kontroly. Ekonom, 2011, roč. 15, č. 11, s. 14-16. Internetové zdroje BGR (Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe). Energy Resources [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bgr.bund.de/EN/Themen/Energie/energie_node_en.html;jsessionid=DF68 251BFC2A0F21F8BAC9E4368CA778.2_cid137 Blog – Petr Nejedlý. Konec jaderných elektráren v Německu? [online]. [cit. 2012-326]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi-evropa/c1-52120340-konecjadra-v-nemecku-nepujde-snadno-vyrobci-proudu-chteji-miliardy-eur-odskodneho Blog – Petr Nejedlý. Německá síť stále tančí na ostří nože. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/244747/Nemecka-sit-stale-tanci-na-ostrinoze.html Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima. [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/181735/Zemetreseni-vJaponsku-a-jaderna-elektrarna-Fukusima.html
41
Blog – Petr Nejedlý. Zemětřesení v Japonsku a jaderná elektrárna Fukušima (díl I, II, IV) [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://nejedly.blog.idnes.cz/c/181735/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jaderna-elektrarnaFukusima.html, http://nejedly.blog.idnes.cz/c/182740/Zemetreseni-v-Japonsku-ajaderna-elektrarna-Fukusima-dil-II.html, http://nejedly.blog.idnes.cz/c/185139/Zemetreseni-v-Japonsku-a-jaderna-elektrarnaFukusima-IV.html Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft. Richtigstellung der veröffentlichten Zahlen zum Stromaustausch mit dem Ausland. [online]. [cit. 2012-326]. Dostupné z: http://www.bdew.de/internet.nsf/id/DE_20110912-PIRichtigstellung-der-veroeffentlichten-Zahlen-zum-Stromaustausch-mit-dem-Ausland ČEPS, a.s. Neplánované přetoky elektřiny přes přenosovou soustavu ČR. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://www.ceps.cz/CZE/Media/Tiskovezpravy/Stranky/Neplanovane_pretoky_el_pres_CR.aspx Česká televize. Likvidace jaderných elektráren v Německu vyjde na 18 miliard eur. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/ekonomika/137766-likvidace-jadernych-elektrarenv-nemecku-vyjde-na-18-miliard-eur/ Česká televize. Výsledek klimatické konference vítá Indie, Čína a EU - ekologové se zlobí. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.ceskatelevize.cz/ct24/svet/156530-vysledek-klimaticke-konference-vitaindie-cina-a-eu-ekologove-se-zlobi/ Český rozhlas. Kanada odstoupí od Kjótského protokolu o emisích škodlivých plynů. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.rozhlas.cz/zpravy/amerika/_zprava/989150 Český rozhlas. Klimatická konference se shodla na náhradě za Kjótský protokol. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.rozhlas.cz/zpravy/veda/_zprava/988317 Federal Ministry of Economics and Technology – Energy. Energy and climate [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmwi.de/English/Navigation/Energy-policy/energy-and-climate.html Federal Ministry of Economics and Technology – Energy. Energy policy [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmwi.de/English/Navigation/energypolicy,did=79110.html Federal Ministry of Economics and Technology. Renewables – Made in Germany. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.renewables-made-in-germany.com/ German Atomic Forum. Germany Has a Highly Advanced Final Repository Concept. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Entsorgung/Streitpunkt_Gorleben/index. php 42
German Atomic Forum. Introduction. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Foreword/index.php?langVersion=0 German Atomic Forum. Nuclear Energy Is Enjoying Its Biggest Boom in Decades all over the World. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/KE-fuer-jeden/index.php?destLang= German Atomic Forum. Nuclear Energy Strengthens Our Economy. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Competitiveness/ German Atomic Forum. Responsibility for Future Generations. [online]. [cit. 2012-218]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Entsorgung/Transporte/index.php German Atomic Forum. The Safety of Nuclear Power Plants Is Internationally Certified. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://en.kernenergie.de/kernenergie/Themen/Sicherheit/ IHNED.cz. Němci sice vystavili jádru stop, i tak jim ale elektřina přebývá a vyváží ji. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi-evropa/c152919790-nemci-sice-vystavili-jadru-stop-i-tak-jim-ale-elektrina-prebyva-a-vyvazi-ji IHNED.cz. Německo bez jádra zdraží elektřinu v Česku o třetinu, bojí se Nečas. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://byznys.ihned.cz/zpravodajstvi/c151990460-nemecko-bez-jadra-zdrazi-elektrinu-v-cesku-o-tretinu-boji-se-necas International Atomic Energy Agency. The International Nuclear and Radiological Event Scale. [online]. [cit. 2012-2-17]. Dostupné z: http://www-ns.iaea.org/techareas/emergency/ines.asp International Atomic Energy Agency: Power Reactor Information System. Germany. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://pris.iaea.org/Public/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=DE Ministerstvo životního prostředí. Kjótský protokol k rámcové úmluvě organizace OSN o změně klimatu. verze 2011. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/kjotsky_protokol/$FILE/OMVcesky_protokol-20081120.pdf Skupina ČEZ. Geotermální energie. [online]. [cit. 2012-4-8]. Dostupné z: http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/geotermalni-energie.html Spiegel Online. A Quick Guide to Germany's Political Parties. [online]. [cit. 2012-217]. Dostupné z: http://www.spiegel.de/international/germany/0,1518,651388,00.html The Federal Environment Ministry. Development of renewable energy sources in Germany 2010. verze 2010. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.bmu.de/files/english/pdf/application/pdf/ee_in_deutschland_graf_tab_en.p df 43
The Federal Environment Ministry. General Information Renewable Energy 2010. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.bmu.de/english/renewable_energy/general_information/doc/4306.php The Federal Environment Ministry. Kyoto Protocol. [online]. [cit. 2012-2-18]. Dostupné z: http://www.bmu.de/english/climate/international_climate_policy/kyoto_protocol/doc/ 41823.php The Federal Environment Ministry. The Energy Concept and its accelerated implementation. [online]. [cit. 2012-4-7]. Dostupné z: http://www.erneuerbareenergien.de/english/transformation_of_the_energy_system/resolutions_and_measures/ doc/48054.php Výroba jaderné energie. Typy jaderných reaktorů. [online]. [cit. 2012-3-26]. Dostupné z: http://www.jaderna-energie.cz/jaderny-reaktor-typy.htm
Dostupnost výše uvedených internetových zdrojů ověřena dne 29. dubna 2012.
44
Seznam tabulek Tabulka 1: Jaderné elektrárny v činnosti ..................................................................... 13 Tabulka 2: Moratorium - seznam jaderných elektráren ............................................... 22 Tabulka 3: Cíle energetického konceptu ..................................................................... 36
45
Seznam grafů Graf 1: Skladba energetických zdrojů v roce 2010 (odhad) .......................................... 7 Graf 2: Zdroje energie v roce 1990.............................................................................8 Graf 3: Zdroje energie v roce 2009.............................................................................8 Graf 4: Podíl obnovitelných zdrojů na výrobě energie ................................................ 28
46
Seznam obrázků Obrázek 1: Rozmístění jaderných elektráren v Německu ........................................... 12 Obrázek 2: Mezinárodní stupnice jaderných událostí.................................................. 15
47
