Je čmoudění opravdu taková výhoda?

Opakovaně se setkávám s názorem, že kdo čmoudí, tak má ekonomickou výhodu oproti těm, kteří se snaží nečmoudit a dekarbonizují. Podívejme se na loňská data. Je možné, že trik je někde jinde?

Minulý rok jsem se pokusil shromáždit data o největších znečišťovatelích do blogu Největší fujtajbl špindíry jsou Číňani a Američani. Data jsem sbíral za předchozí roky, tak jak byla dostupná, tj. hlavně za rok 2022, který byl první rok po útlumu v covidové epidemii. Mezitím se toho celkem hodně odehrálo, a tak se letos pokusím dohledat data za minulý rok (2024) a porovnat, co se změnilo a pokud, tak jak.

Údaje o stavu dekarbonizace největších znečišťovatelů

	ukon.	GHG Mt**	OZE GW	OZE, JE*	em. pov.	el. e. Wh
Čína	2060	12600 +0%	1700 +20%	33%, 4%	ano+	9,9P +7%
USA	2050	5900 -2%	400 +14%	25%, 18%	ne^	4,4P +3%
Indie	2070	4000 +0,5%	210 +14%	22%, 2,7%	ano+	2,1P +8%
EU	2050	3100 -2,9%	850 +11%	48%, 24%	ano	3,8P +1%
Brazílie	2050	2250 -0,1%	204 +5%	89%, 2,5%	ne^^	1,0P +5%
Rusko	ne	2069 +2%	248 +2%	18%, 18%	ne	1,2P +3%
Japonsko	2050	1070 -4%	142 +5%	31%, 7%	ano	1,0P -1,6%
Írán	ne	745 +0%	1,6 +2%	5,4%, 1%	ne	380T -1%
Německo++	2045	645 -3,4%	190 +12%	59%, 0%	ano	432T-4%
...						
Česko	2050	95 -4%	4,8 +8,5%	14%, 41%	ano	69T -4%

Země, které produkují nejvíce emisí skleníkových plynů (GHG - CO2, CH4. NOx...) seřazené převážně sestupně

[1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]

* uvádím i jaderné zdroje, která jsou také považované za nízkoemisní zdroje; procenta se vztahují k výrobě, nikoli k instalovanému výkonu

** údaje z různých zdrojů se mohou lišit, některé zdroje neuvádějí poměrné množství emisí GHG správně 4)

+ jiný model zaměřující se na poměrné snižování emisí podle intenzity (emise na jednotku HDP nebo produkce).

++ Německo patří do EU, ale patří mezi největší znečišťovatele i samostatně

^ jiný obchodní model s emisemi, často formou dotací, některé státy USA povolenky zavedly [12]

^^ návrh v procesu schvalování

Popis záhlaví tabulky:

• ukon. předpokládané datum dokončení dakarbonizace dle národního plánu
• GHG celková produkce skleníkových plynů (CO₂ ekvivalentních jednotek) v roce 2024, procenta udávají meziroční změnu
• OZE celkový instalovaný výkon, procenta udávají meziroční změnu
• OZE, JE podíl na výrobě eletrické energie z OZE v procentech, za čárkou jsou uvedené jaderné zdroje
• em. pov. emisní povolenky mohou mít v různých zemích odlišný model, než je to v EU, a často jsou v jiném stádiu realizace (dobrovolné, mandatorní) a mají i jiné termíny pro dosažení díčích cílů (milestones)
• el. e. výroba elektrické energie většinou v tera 10^12, peta 10¹⁵ watt hodinách, tedy TWh nebo PWh za rok (2024), procenta udávají meziroční změnu.

Je potřeba si uvědomit, že využitelnost zdrojů se hodně liší a že žádný zdroj není úplně stabilní. Například 1GW JE vyrobí ročně asi 8TWh, ale 1GW FVE vyrobí za rok 1-2TWh (dle geografického umístění). VtE a VE elektrárny mají utilizaci velmi různou. Například jsou oblasti na moři kde je využitelnost VtE velmi vysoká a blíží se utilizaci stabilních zdrojů, naopak na pevnině bude využitelnost mnohem horší. Vodní elektrárny jsou závislé na množství srážek, ale mají utilizaci poměrně vysokou, zde je cyklus intermitence spíše v řádu roků (sucho, povodně), které se také mohou podstatně lišit.

Čína je největší znečišťovatel, je také největší výrobce elektrické energie na světě (skoro 10 PWh ročně) a současně instaluje i největší množství OZE. Tyto zdánlivě protichůdné údaje jsou dané velmi prudkým nárůstem spotřeby energií v Číně. Čína je také asi jedna z mála zemí, která jako náhradní zdroje (backup) neinstaluje paroplynové, ale uhelné elekrárny. Je to samozřejmě dáno zásobami uhlí. Zajímavé také je, jak malý podíl mají jaderné zdroje.

USA. Spojené státy americké mají vysoký podíl nízkoemisních zdrojů ve výrobě elektřiny (4,4 PWh), ale jen asi 18% vyrobené el. energie z jaderných elektráren. Podíl OZE je poměrně malý ve srovnání s EU. USA hodně sází na plyn. Podobně jako Čína má uhlí, USA mají pro změnu velké zásoby zemního plynu, které využívají jak v energetice, tak i k vývozu.

Indie se svojí akcelerující ekonomikou a dekarbonizačními plány, může překvapit. Podíl z víc jak 70% na výrobě elektřiny z uhlí pro zemi, která nemá dostatečné fosilní zdroje (víc jak 25% uhlí dováží), ale zato má celoročně dostatek sluneční energie, je poněkud nesmyslný. Výroba elekřiny je asi 2,1 PWh ročně a narůstá. Indie měla loni nárůst +6,5% HDP oproti předchozímu roku. Přesto se produkce GHG CO₂e zvýšila jen o 0,5%. Vypadá to, že obnovitelné zdroje, které jsou stále levnější, dokáží v Indii saturovat z větší části potřeby elektrické energie.

EU. Evropské unii nelze upřít velkou snahu o dekarbonizaci a vcelku realistické plány, jak toho dosáhnout. V produkci skleníkových plynů se posunula na čtvrtou příčku za Indii. EU produkuje asi 3,8 PWh elektrické energie.

Rusko spolu s Íránem na dekarbonizaci nepracuje a žije z minulosti. Má dostatek vodních zdrojů a jaderných elektráren, které mu zajíšťují poměrně dobré postavení, ale dekarbonizace se aktivně nezúčastňuje. Diskrepanci mezi instalovaným výkonem (převážně vodních elektráren) a poměrně nízkou výrobou z OZE ve srovnání například s Brazílií, je dán zanedbanou přenosovou sítí a nízkým využitím vodních zdrojů – cca kolem 10%, což je asi třetina kapacitního faktoru 5) VE Brazílie (36,4%) a je to i pod kapacitním faktorem například solárních elektráren v ČR. Vyrábí asi 1,2 PWh. 3)

Japonsko vychází v datech jako konzervativní země spoléhající se stále na plyn a uhlí (62% elektrické energie pochází z fosilních paliv). Japonsko přitom skoro nemá vlastní energetické suroviny ve fosilních palivech a skoro všechno dováží. Vyrábí asi 1 PWh elektrické energie ročně. Japonsko se v tomto směru podobá ČR a tato podobnost byla ještě mnohem větší před katastrofou v JE Fukušima.

Brazílie je v této osmičce největších znečišťovatelů právem, ale z úplně jiného hlediska. Výroba elektrické energie je v podstatě čistá. Brazílie je obrovským producentem CO2 v důsledku masívního odlesňování Amazonského pralesa. Až 50% emisí CO₂e produkuje v Brazílii deforestrace a intenzívní využívání nové půdy v agrikultuře.

Írán. Nedělá pro dekarbonizaci v podstatě nic. Kromě budování JE. Je ale otázkou, zda je buduje primárně pro výrobu elektřiny (1% výroby elektrické energie v JE je absurdní). Írán produkuje 380 TWh elektrické energie ročně, většina výroby (86%) je z plynu. 3)

Česká republika zachraňuje svůj dekarbonizační program 41% elektrické energie vyrobené v JE. Dalších 39% vyrábíme z uhlí.

Graf výroby elektrické energie největších znečišťovatelů v TWh za rok

Podívejme se ještě na návratnost investic z pohledu předpokládané ceny za MWh (LCOE) při výstavbě nových zdrojů 1) [9]

Zdroj	LCOE Interval Cost ($/MWh)	LCOE Middle Cost ($/MWh)
Vítr + Slunce + Baterie komb.	50 - 70	60
Zemní plyn NGCC#	39 - 101	70
Sluneční FV + Baterie komb.	46 - 102	74
Vodní zdroje	50 - 100	75
Geotermální	50 - 100	75
Onshore VtE + Baterie komb.	42 - 114	78
Uhlí USA	60 - 100	80
Biomasa	50 – 180	115
Offshore VtE + Baterie komb.	100 – 180	140
Uhlí CCS##	100 -180	140
Uhlí EU	100 -190	145
Jaderné zdroje	141 - 221	181

# NGCC – Natural Gas combined cycle, kombinovaný cyklus je dvoustupňový tepelný cyklus, kdy je plyn spálený v turbíně a následně je zbytkové teplo využité pro pohon parního generátoru. Účinnost těchoto paroplynových zařízení se pohybuje mezi 60-65%. Pokud je teplo využíváno i pro vytápění, pak kolem 80-90%.

## CCS – Carbon Capture and Storage, odchytávání a ukládání emisí CO₂. Jde o poměrně náročný proces jak z hlediska technologie, tak z hlediska úložného prostoru.

Nechť si čtenář laskavě povšimne, že jako vůbec nejdražší zdroje, vychází zdroje jaderné. Kombinované zdroje s bateriemi jsou už velmi dobře konkurenceschopné. Do tabulky nezahrnuji samostatně velmi levné (LCOE je kolem $50/MWh), ale nestabilní FVE a VtE úmyslně. Kombinované zdroje vykazují mnohem větší stabilitu a jsou schopné dodávat energii během celého dne. Data jsou převzatá převážně z amerických zdrojů, které mají nejlepší statistiky a jsou dobře dostupná. Pro obnovitelné zdroje nejsou velké rozdíly pro Evropu, fosilní zdroje jsou v EU v nevýhodě kvůli emisním povolenkám, ale hlavně kvůli celkovému útlumu.

Účelem tohoto článku (už druhý rok po sobě) bylo seznámit čtenáře s dosavadním stavem dekarbonizace a demonstrovat, že EU není ve svém úsilí nějakým solitérem. Pracují na tom skoro všichni, největší znečišťovatele nevyjímaje. Snižování emisí s cílem úplné dekarbonizace je celosvětový trend, který jde napříč zeměni, národy i kontinenty. Zasahuje do mnoha oblastí lidské činnosti, není a nemůže být záležitostí jen nějaké pomyslné minority, která diktuje světu, co má dělat a do kdy to má udělat.

Stejně tak jsou nesmyslná tvrzení, že bez jaderné energie to není možné. Nechť se čtenář vrátí k tabulce a porovná si, procentuální zastoupení výroby elektrické energie z obnovitelných a jaderných zdrojů. I u těchto velkých emitentů je podíl OZE zcela nezastupitelný a stejně tak je naivní představa, že to nepůjde bez uhlí, nebo, že přerušované zdroje jsou něco jako občasná milenka. Z občasné milenky se stává věrná manželka. Opět se stačí podívat na podíl OZE na vyrobené energii. Letos EU zřejmě dosáhne víc jak 50% výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů a některé státy mají v energetice skoro hotovo. Například nechvalně proslulá Brazílie.

Moderní energetika se ubírá směrem, kdy dochází ke stále většímu příklonu k moderním technologiím. Staré osvědčené zdroje se začínají prodražovat. Bylo a je tomu tak vždy. Ve všech odvětvích. Pokud je technologie na začátku, pak je drahá, pak zlevní a začne dominovat, ke konci životnosti, když přijde něco dalšího, opět začne zdražovat. Dříve Česká republika profitovala z toho, byla schopná vyrábět a stavět velké technologické celky. Například ony uhelné zdroje. Měli bychom na tuto dobrou tradici navázat a začít produkovat nové zdroje, ať už jde o FVE, VtE nebo Elektrolyzéry a postavit na tom svojí technologickou a energetickou budoucnost a nezávislost.

Takzvané obnovitelné intermitentní (přerušované, nestabilní) zdroje jsou dnes součástí moderní energetiky ať chceme nebo ne a hrají a budou hrát stále důležitější roli v moderní energetice.

Výčet deseti zemí, které mají téměř veškerou energii z obnovitelných zdrojů

Pořadí	Země	Podíl obnovit. zdrojů %	Primární obnovitelné zdroje
1	Paraguay	100%	vodní
2	Island	100%	geotermální, vodní
3	Bhútán	100%	vodní
4	Nepál	100%	vodní, větrné
5	Albánie	100%	vodní
6	Ethiopie	99.97%	vodní, větrné
7	Kostarika	99.98%	vodní, geotermální, větrné
8	Norsko	98.37%	vodní, solární, větrné
9	Dem. Rep. Kongo	99.78%	vodní, solární
10	Uruguay	98.5%	větrné, solární, vodní, biologické

Výčet zemí, které dosáhly významných mezníků a jsou geopoliticky významné

Pořadí	Země	Podíl obnov. zdrojů, JE	Primární obnovitelné zdroje
1	Brazíle	88,9 %, 2,5%	vodní, větrné, solární, biologické
2	Nový Zéland	84,85 %, 0%	vodní, geotermální, solární, větrné
3	Kanada	66,5 %, 15%	vodní, solární, větrné
4	Švédsko	50,92 %, 28%	vodní, větrné, solární, biologické

Jak si představuje nový energetický mix umělá inteligence Chat GPT

Typ zdroje	Procent výroby*	Poznámka
Větrné + Solární	50-70%	levné↘, nestabilní, vhodné pro úložiště
Jaderné	30-50%	drahé↗, stabilní, vhodné pro úložiště
Vodní	10-20%	levné, semistabilní
Bateriová úložiště	10-20%	drahé↘, stabilní, pracují po omezenou dobu
Paroplynové	10-15%	levné NG↗, drahé H2↘, backup, sezónní výkyvy

* procenta se vztahují k výrobě a ukládání (akumulaci), nikoli k instalovanému výkonu

↗ LCOE spíše poroste

↘ LCOE, LCOS bude spíše klesat

1) LCOE, LCOS - Levelized Cost Of Energy/Storage (Electricity) je vážená hodnota za jednotku energie. Například v případě výroby elektrické energie se udává cena za MWh nebo kWh a to tak, že se započítá cena za projektování a výstavbu, předpokládá se určitá výroba po dobu x let, předpokládá se částka za provoz a údržbu a nově se připočítá i částka za sanaci a další externality. Prostým součten těchto investovaných plus předpokládaných nákladů a vydělením předpokládanou výrobou energie dostaneme LCOE.

2) Některé údaje se nepodařilo dohledat, v tom případě jsem provedl extrapolaci podle předchozích let a předpovědí. Autor si vyhrazuje právo na případné chyby.

3) Jde o velmoc z hlediska těžby fosilních paliv.

4) GHG znamená Green House Gases. Označení je trochu matoucí, ale Green House je prostě skleník.

5) Kapacitní faktor udává, kolik energie se vyrobí z daného zdroje oproti ideálnímu stavu, pokud by zdroj vyráběl neustále bez přerušení při nominálním výkonu.

Poděkování vyhledávači Google Google Docs AI Canva AI Grok AI Chat GPT a AI Perplexity za pomoc při vyhledávání údajů a generovaní obrázků a grafů. Zvláštní poděkování AI Grok i za intelektuální schopnosti při vyřešení otázek, na které jsem neuměl odpovědět a současně jedna důležitá připomínka. Pořád platí dvakrát měř. Všechno si ověřujte i u zdroje, nespoléhejte slepě na AI.

Prohlášení: Všechny obrázky a grafy jsou ve vlastnictví autora.

[1] Climate Watch Data

[2] Deset největších znečišťovatelů

[3] Carbon Brief

[4] Ember European Electricity Review

[5] Ember Electricity Data Explorer

[6] Ember Global Renewable Target Tracker

[7] Ember Electricity Data Explorer

[8] Mapa států, které mají emisní povolenky

[9] Lazard LCOE 2024

[10] Irena Renewable Power Generation Costs

[11] Wood Mackezie North America levelised cost of electricity (LCOE) 2024