Globálna správa o elektrine 2020

Cieľom štúdie think-tanku Ember vydanej v marci 2020 je predložiť analýzu svetových trendov vo výrobe a spotrebe elektriny v rokoch 2000 – 2019 a podrobnejšie diskutovať zdroje výroby elektriny v roku 2019. Zaoberá sa iba výrobou elektriny a nie celým energetickým sektorom, a preto nezahŕňa napr. spotrebu energie v doprave (benzín, nafta) či energiu na vykurovanie (najmä zemný plyn). Správa tiež obsahuje kompletný dataset popisujúci zdroje výroby elektriny pre všetky štáty sveta za posledných 20 rokov.

Hlavné závery

  • Výroba elektriny z uhlia sa v roku 2019 celosvetovo znížila o 3 % v porovnaní s rokom 2018. V dôsledku toho došlo k poklesu celkových emisií z výroby elektriny o 2 %, jedná sa skôr ale o jednorazový pokles než o začiatok sľubného dlhodobého trendu. Dáta z predošlých rokov naznačujú, že miera využitia uhlia na výrobu elektriny skôr rástla a situácia v roku 2019 bola zrejme ovplyvnená nižším rastom HDP a počasím. Aj keby sa nám ale trojpercentný pokles podarilo udržať, stále nie je dostačujúci pre efektívne zmiernenie klimatickej zmeny. Scenár udržateľného rozvoja podľa Medzinárodnej energetickej agentúry (IEA) vyžaduje každoročné zníženie o 4 %, scenár 1,5 °C podľa IPCC dokonca o 11 %.
  • Medzi jednotlivými regiónmi sú značné rozdiely. Lídrami v nahrádzaní uhlia inými zdrojmi sú Európska únia a USA, kde od roku 2007 využitie uhlia na výrobu elektriny kleslo na polovicu. V EÚ bolo uhlie nahradené obnoviteľnými zdrojmi (veternými a solárnymi elektrárňami), v USA prevažne zemným plynom.
  • Produkcia z veterných a solárnych elektrární vzrástla medzi 2018 – 2019 o 15 %, kedy tieto zdroje vyrobili 8 % celosvetovej elektriny.
  • Celosvetový dopyt po elektrine stále rastie a v roku 2019 sa zvýšil o 1,4 %, čo bol najnižší nárast od roku 2009. Príčinou toho bola nižšia ekonomická produkcia a miernejšia zima predovšetkým v USA a EÚ. Naopak, v Číne vzrástol dopyt po elektrine o 5 %.

Kontext správy – kľúčové súvislosti

  • Na zastavenie nárastu globálnej teploty do 1,5 °C v porovnaní s predindustriálnym obdobím (referenčné obdobie 1850 – 1900) je potrebné znížiť globálne emisie CO2 na polovicu do roku 2030 a do roku 2050 dosiahnuť uhlíkovú neutralitu. Keby sme sa uspokojili s obmedzením oteplenia na 2 °C, znamenalo by to znížiť emisie o štvrtinu do roku 2030 a uhlíkovú neutralitu dosiahnuť okolo roku 2070 (IPCC SR15). Oteplenie na Slovensku je pritom zhruba dvakrát väčšie v porovnaní so svetovým priemerom, preto svetové oteplenie o 2 °C zodpovedá otepleniu Slovenska o zhruba 4 °C.
  • Štvrtina svetových emisií CO2 vzniká pri výrobe elektriny v uhoľných elektrárňach, preto je nahradenie uhlia obnoviteľnými zdrojmi alebo zemným plynom dôležitou témou. Zemný plyn má nižšie emisie na jednotku vyrobenej energie ako uhlie.

Zhrnutie

Celosvetový dopyt po elektrine rastie v poslednej dekáde priemerne o 2,5 % ročne a nárast jej výroby je pokrytý navyšovaním výroby z OZE, uhlia a plynu. V roku 2019 ale došlo vo svete k poklesu vo využívaní uhlia na výrobu elektriny o 3 % a uhlíková intenzita výroby elektriny (množstvo emisií na jednotku vyrobenej elektriny) je v súčasnosti o 15 % nižšia ako pred 10 rokmi. Celkové emisie z výroby elektriny avšak stále rastú. V budúcnosti je tiež možné očakávať ďalší nárast spotreby spôsobený postupným nahradzovaním fosílnych palív v doprave a vo vykurovaní elektrinou.

Tabuľka obsahuje prehľad produkcie elektriny z jednotlivých zdrojov v roku 2019 celosvetovo, v hlavných regiónoch a pre porovnanie tiež na Slovensku. Uvádza aj uhlíkovú intenzitu výroby elektriny a spotrebu elektriny na osobu.

Región Celková
výroba
Podiel
uhlia
Podiel
plynu
Podiel
jadra
Podiel
OZE1
Spotreba
na obyvateľa
Uhlíková intenzita2
[g CO2/kWh]
Celý svet 25 821 TWh 35 % 24 % 11 % 27 % 3 408 kWh 442
Európska únia 3 211 TWh 14 % 22 % 26 % 35 % 6 259 kWh 256
USA 4 153 TWh 23 % 38 % 19 % 18 % 12 661 kWh 406
Čína 7 325 TWh 62 % 3 % 5 % 28 % 5 109 kWh 576
India 1 378 TWh 72 % 3 % 3 % 21 % 1 008 kWh 651
Ostatné štáty 9 754 TWh 21 % 36 % 7 % 28 % 2 478 kWh 388
Slovensko 28 TWh 8 % 7 % 55 % 27 % 5 083 kWh 4083

1 Do podielu výroby z obnoviteľných zdrojov energie (OZE) sú zahrnuté elektrárne vodné, veterné, solárne a na biomasu.
2 Uhlíková intenzita je udávaná ako priame emisie výroby, nie ako emisie z celého životného cyklu elektrární (viď Poznámky o metodike).
3 Údaj o uhlíkovej intenzite pre Slovensko nepochádza priamo zo správy, ale je vypočítaný z údajov o výrobe použitím príslušných emisných koeficientov z IPCC 2014: ANNEX III, Technology-specific Cost and Performance Parameters.

Európska únia

Dopyt po elektrine v Európskej únii dlhodobo stagnuje. Medzi rokmi 2018 a 2019 nastal v EÚ prepad vo využití uhlia na výrobu elektriny o 24 % a emisie skleníkových plynov z výroby klesli o 13 %. Je to pokračovaním dlhodobého trendu, kedy je v rámci EÚ postupne uhlie zamieňané obnoviteľnými zdrojmi, a to najmä v štátoch západnej Európy. Na dosiahnutie udržateľných scenárov podľa IEA alebo IPCC (scenár 1,5 °C) je tento trend dostatočný, ak sa ho podarí udržať. Predovšetkým je nutné ďalej nahrádzať uhoľné elektrárne v štátoch, ako je Nemecko alebo Poľsko. Uhlíková intenzita výroby elektriny v EÚ je 256 g CO2/kWh, čo je o 42 % menej v porovnaní so svetovým priemerom, a uhlie sa na výrobe elektriny podieľa iba 14 %.

Spojené štáty americké

Dopyt po elektrine v USA dlhodobo stagnuje. Medzi rokmi 2018 a 2019 tam došlo k poklesu využitia uhlia na výrobu elektriny o 16 % a v mixe zdrojov na jej výrobu tak uhlie tvorí 23 %. Uhlie je nahrádzané prevažne zemným plynom, rozvoj veterných a solárnych elektrární je v USA najnižší zo sledovaných regiónov. Priemerný obyvateľ USA spotrebuje 12,7 MWh elektriny ročne, čo je približne štyrikrát viac v porovnaní so svetovým priemerom (3,7 MWh). Uhlíková intenzita výroby elektriny v USA je 406 g CO2/kWh, čo je porovnateľné s ČR (411 g CO2/kWh; vypočítané ako údaj pre Slovensko3).

Čína

Dopyt po elektrine v Číne rastie v poslednej dekáde približne o 7 % ročne. V roku 2019 narástla výroba elektriny z uhlia o 2 % a Čína samotná tak využíva viac ako polovicu celosvetovej spotreby uhlia na výrobu elektriny – v jej mixe tvorí uhlie až 62 %. Využívanie obnoviteľných zdrojov (veterných a solárnych elektrární) na výrobu elektriny stúplo o 16 %, čo však nestačilo na pokrytie prudkého rastu dopytu po elektrine. Došlo tiež k 18 % nárastu produkcie elektriny z jadrových elektrární. Priemerná ročná spotreba elektriny na osobu v Číne je 5,2 MWh, čo je o 53 % viac ako svetový priemer a napríklad tiež viac ako priemerná ročná spotreba na osobu vo Veľkej Británii, ale stále menej ako priemer EÚ (6,3 MWh).

India

Dopyt po elektrine v Indii rastie v poslednej dekáde približne o 6 % ročne. V indickom mixe na výrobu elektriny tvorí uhlie až 72 %, čo je viac ako v Číne. V roku 2019 však výroba z elektriny klesla o 3 %, čo je pravdepodobne jednorazový výkyv spôsobený nižším ekonomickým rastom a vyššou dodávkou elektriny z vodných elektrární, ktorá vznikla v dôsledku neobvykle silného monzúnového obdobia. V roku 2019 India otvorila najväčšiu solárnu elektráreň na svete. Priemerná ročná spotreba elektriny na osobu je v Indii iba 1008 kWh/osoba, čo je tretina svetového priemeru.

Ostatné štáty sveta

Dopyt po elektrine v ostatných štátoch rastie v poslednej dekáde (2010 – 2019) súhrnne o 2 % ročne, rozdiely medzi jednotlivými štátmi sú ale značné – niekde dopyt stagnuje, inde zase rastie až o 7 % ročne. Využívanie uhlia vo výrobe elektriny ostatné štáty navýšili celkovo o 1 % (predovšetkým kvôli nárastu vo Vietname, Indonézii a Pakistane; pokles naopak nastal v Južnej Kórei, Japonsku a Juhoafrickej republike). V roku 2019 tiež v týchto štátoch vzrástla výroba elektriny zo solárnych elektrární o 33 % (hlavne v Japonsku, Južnej Kórei, Austrálii a Juhoafrickej republike, z veterných elektrární o 11 % a z jadrových elektrární o 7 % (po renovácii elektrární v Japonsku a Južnej Kórei). Hoci je priemerná ročná spotreba elektriny v týchto štátoch 2,4 MWh na osobu, medzi štátmi sú výrazné rozdiely - zatiaľ čo Kanada a niektoré štáty Blízkeho východu spotrebúvajú viac ako 15 MWh/osoba/rok, v mnohých afrických krajinách je priemerná ročná spotreba na osobu nižšia ako 0,2 MWh.

Je trend dostatočný?

Trojpercentný pokles vo využívaní uhlia na výrobu elektriny by nebol dostatočný pre efektívne zmiernenie klimatickej zmeny ani v prípade, že by sa jednalo o začiatok dlhodobého trendu. Scenár udržateľného rozvoja IEA predpokladá zníženie spotreby uhlia na polovicu do roku 2030 a vyžaduje každoročný pokles jeho využitia o 4 % do roku 2025. IPCC správa na dosiahnutie limitu globálneho oteplenia o 1,5 °C vyžaduje pokles použitia uhlia až o 75 % do roku 2030, čo predstavuje 11 % ročne. Pokles medzi rokmi 2018 a 2019 bol skôr výnimočný, v predošlých rokoch totiž využitie uhlia na výrobu elektriny obvykle mierne narastalo. Oba scenáre tiež predpokladajú každoročný 15 % nárast výroby elektriny zo solárnych a veterných elektrární, čo bolo v roku 2019 aj splnené. Aj napriek zvýšeniu výkonu boli náklady na výrobu elektriny z obnoviteľných zdrojov v tomto roku rekordne nízke.

Poznámky o metodike

  • Dataset obsahuje údaje z rokov 2000 – 2019 pre 224 krajín. V niektorých prípadoch boli dáta získané od národných zdrojov (Čína, USA, India, EÚ a 15 ďalších väčších štátov), údaje pre ostatné štáty pochádzajú z medzinárodnej dátovej sekcie amerického Ministerstva energetiky. V niektorých prípadoch boli dáta doplnené o ďalšie odhady (obvykle sa jednalo o produkciu elektriny podľa jednotlivých typov výroby v prípade dát pre ostatné štáty). Detailnejšiu metodológiu týchto odhadov a ďalších výpočtov popisuje príslušná časť správy.
  • Údaje o emisiách v správe a v datasete sú priame emisie z výroby elektriny, nie emisie z celého životného cyklu. Nie sú v nich teda zahrnuté emisie z budovania zdrojov a infraštruktúry, emisie z ťažby a prepravy palív a pod.

Poznámky o spracovateľovi

Ember (predtým nazývaný Sandbag) je nezávislý klimatický think-tank zameraný na prechod od uhlia k čistým zdrojom elektriny. Cieľom správy je predložiť analýzu aktuálnych trendov vo využití elektriny a zároveň tiež poskytnúť voľne prístupný súbor so zdrojovými dátami pre jednotlivé štáty. Správa sa zaoberá iba výrobou elektriny a nie celým energetickým sektorom, a preto nezahŕňa napr. spotrebu energie v doprave (benzín, nafta) alebo na vykurovanie (hlavne zemný plyn).