Transformácia energetiky do 2050

Správa Medzinárodnej agentúry pre obnoviteľnú energiu vydaná v apríli 2020 je zhrnutím predchádzajúcich správ agentúry a čiastkových štúdií. Podrobne skúma možný scenár transformácie energetiky do roku 2050, porovnáva ho s inými scenármi budúceho vývoja a vyčísľuje očakávané náklady a dopady scenárov na HDP, zamestnanosť a ďalšie socioekonomické ukazovatele na úrovni svetových regiónov. Správa sa zaoberá celým sektorom energetiky, ktorý popri výrobe elektriny zahrňuje tiež dopravu, vykurovanie a ďalšie spaľovanie fosílnych palív pri priemyselnej výrobe.

Hlavné závery

  • Súčasné ciele a záväzky znižovania emisií CO2 povedú k zastaveniu rastu ročných emisií na hodnote okolo 33 Gt/rok. Pre naplnenie Parížskej dohody a zastavenie nárastu svetovej teploty na úrovni okolo 2 °C je potrebné znížiť svetové emisie do roku 2050 na úroveň 10 Gt/rok. Takéto zníženie emisií dosahuje transformačný scenár, ktorý je založený na elektrifikácii, obnoviteľných zdrojoch energie, zvyšovaní flexibility siete a využití elektriny na výrobu vodíka.
  • Podobne ako Sternova správa, aj táto publikácia hovorí, že investícia do energetickej udržateľnosti sa jednoznačne vráti, resp. že náklady súčasného smerovania budú vyššie ako náklady transformačného scenára. Agentúra vo svojej správe vyčíslila čistý rozdiel medzi plánovaným a transformačným scenárom (PES vs TES v roku 2050) v zamestnanosti o +0,15 %, v HDP o +2,4 % a v indikátore blahobytu dokonca o +13,5 %.
  • Celkové investície nutné k naplneniu súčasných záväzkov odhaduje správa na 95 biliónov dolárov. Oproti tomu, investície do transformačného scenára odhaduje správa na 110 biliónov dolárov a celkové investície nutné na úplnú dekarbonizáciu energetiky do roku 2050 na 130 biliónov dolárov. Prínosy transformácie sú však vyššie ako dodatočné investície.
  • Zo svetových regiónov bude z dodatočných investícií do transformácie energetiky najviac profitovať Európska únia, nasledovaná Severnou Amerikou. V regióne Európskej únie vychádza v transformačnom scenári zamestnanosť o +2,6 %, HDP o +7,4 % a blahobyt o 10,6 % vyšší ako v plánovanom scenári. Na región EÚ pripadne 5 zo 6 novovytvorených pracovných miest a viac ako 50 % očakávaného nárastu HDP.

Kontext správy – kľúčové súvislosti

Pre zastavenie globálneho otepľovania okolo 1,5 °C musia klesnúť globálne emisie CO2 do roku 2030 na polovicu a byť nulové okolo roku 2050. Pre zastavenie otepľovania na úrovni alebo blízko k 2 °C musia klesnúť emisie do roku 2030 o 25 % a byť nulové okolo roku 2070 (IPCC SR15).

Zhrnutie

V prvej kapitole správy sú podrobnejšie diskutované technológie a rozsah ich aplikácie, ktorý je potrebný k dosiahnutiu zníženia emisií z energetiky. To sú vstupné parametre pre odhad nutných investícií a dôsledkov na zamestnanosť, ktoré sú vysvetlené v druhej kapitole. Druhá kapitola zároveň zhŕňa výstupy socioekonomického modelovania dopadov rôznych scenárov na ekonomiku, HDP a ďalšie ukazovatele, ktoré sú zahrnuté v indikátore blahobytu (well-being). Tretia kapitola rieši technologicko-ekonomický kontext jednotlivých svetových regiónov a štvrtá kapitola regionálne ekonomické dopady scenárov. Piata kapitola podrobnejšie diskutuje možné cesty k úplnej dekarbonizácii energetiky.

Porovnávané scenáre

  • Základný scenár (Baseline Energy Scenario, BES) reflektuje energetickú politiku a záväzky jednotlivých krajín z roku 2015 a predpokladá ďalšie zvyšovanie svetových emisií CO2. Pretože ide o ciele a záväzky do budúcnosti, neboli zatiaľ implementované všetky opatrenia a je teoreticky možné, že vývoj svetových emisií bude vyšší, ako predpokladá tento scenár.
  • Plánovaný scenár (Planned Energy Scenario, PES) slúži ako hlavný referenčný scenár a reflektuje stav záväzkov krajín z roku 2019. Keby krajiny svoje záväzky naplnili, tento scenár povedie k stabilizácii ročných emisií na 33 Gt CO2/rok, ale taktiež k rastu svetovej teploty o viac ako 2,5 °C do konca storočia v porovnaní s hodnotami v referenčnom období 1850 – 1900, ktoré sa používa ako aproximácia pred-industriálnej úrovne globálnej teploty.
  • Transformačný scenár (Transforming Energy Scenario, TES) popisuje ambicióznu, ale realistickú transformáciu energetiky založenú z veľkej časti na obnoviteľných zdrojoch energie. Tento scenár je v súlade s cieľmi Parížskej dohody zastaviť globálne otepľovanie pod hodnotou 2 °C.
  • Úplná dekarbonizácia (Deep Decarbonization Perspective, DDP) popisuje možnosti dosiahnutia nulových emisií CO2 do roku 2050.

Socioekonomické ukazovatele

  • Správa vyčísľuje nutné investície do scenárov PES, TES a DDP, vyčísľuje počty pracovných miest, ktoré vzniknú priamo v súvislosti s transformáciou a modeluje celkové dopady na ekonomiku (celkovú zamestnanosť, HDP a ďalšie socioekonomické ukazovatele).
Ekonomické dopady Plánovaný
energetický scenár
Transformačný
energetický scenár
Nutné celkové investície 95 biliónov $ 110 biliónov $
Počet pracovných miest vo svete 4 238 miliárd 4 245 miliárd
Svetové HDP per capita v roku 2050 22 890 $ 23 440 $
HDP per capita v EU v roku 2050 70 000 $ 75 000 $
  • Správa ide vo vyčíslení dopadov až na úroveň svetových regiónov, kde vznikajú významné odlišnosti. V súvislosti s očakávaným demografickým vývojom a súčasným technologicko-ekonomickým pokrokom menej rozvinutých regiónov spôsobeným doháňaním vyspelých krajín správa predikuje najrýchlejší hospodársky rast v aktuálne najslabších regiónoch južnej, centrálnej a juhovýchodnej Ázie, subsaharskej Afriky a Latinskej Ameriky.
  • Čo sa však týka prínosov, ktoré správa prisudzuje priamo energetickej transformácii, resp. rozdielu medzi PES a TES scenárom, sú na tom vyspelé regióny relatívne lepšie vďaka vzájomnej integrácii, nízkym bariéram obchodu a dostupnosti technológií. V regióne Európskej únie, kde je zahrnutá aj Slovenská republika, vychádza v transformačnom scenári zamestnanosť o +2,6 %, HDP o +7,4 % a blahobyt o +10,6 % vyšší ako v PES. Absolútne teda pripadne na región EÚ 5 zo 6 novovzniknutých pracovných miest a HDP v priemere vzrastie o 2950 dolárov na hlavu, čo je 8× viac ako očakávaný svetový priemer.
  • Podrobné výstupy k jednotlivým svetovým regiónom sú obsiahnuté v dodatku Regional Factsheets.

Transformačný energetický scenár stavia na piatich pilieroch

  1. Elektrifikácia založená na obnoviteľných zdrojoch. Priame spaľovanie fosílnych palív (doprava, vykurovanie, priemyselná výroba a ďalšie) je v rámci scenára nahradzované využívaním elektriny (teda veľký rozvoj elektromobilov, tepelných čerpadiel a pod.). V dôsledku to znamená zvýšenie dopytu po elektrine, ktorý bude nutné nasýtiť výrobou z obnoviteľných zdrojov energie.
  2. Zvýšenie flexibility siete. Energetický systém budúcnosti bude decentralizovaný a veľká časť výroby elektriny bude pochádzať zo zdrojov, ktorých výkon je premenlivý. Preto bude nutné zlepšiť krátkodobé a dlhodobé skladovanie elektriny (batérie, prečerpávacie elektrárne, „Power-to-gas“)
  3. Využitie obnoviteľných zdrojov energie. Podiel OZE na finálnom využití energie by sa mal zvýšiť zo súčasných 10 % (rok 2018) na 66 % v roku 2050. Scenár počíta s navýšením výrobných kapacít nielen fotovoltaiky a veterných elektrární, ale tiež vodných, solárnych, tepelných elektrární a biopalív.
  4. Zelený vodík. Využívanie vodíka ako paliva je ďalšou dôležitou cestou k nahradeniu fosílnych palív. Tzv. „modrý“ vodík je vyrábaný elektrolýzou s využitím elektriny z fosílnych zdrojov, zatiaľ čo tzv. „zelený“ vodík je vyrábaný z elektriny z obnoviteľných zdrojov. Scenár počíta s veľkým využitím zeleného vodíka.
  5. Inovácie. Lodná doprava, letecká doprava a ťažký priemysel nemôžu využívať elektrinu ako zdroj energie. Cestu k zníženiu uhlíkovej stopy týchto odvetví bude potrebné hľadať využitím nových palív a nových materiálov.

Transformačný scenár tiež predpokladá zvyšovanie energetickej efektivity, ktorá sa prelína s vyššie uvedenými piliermi. Jednotlivé piliere, konkrétne technológie a potrebný rozsah ich rozšírenia, sú podrobnejšie diskutované v prvej kapitole na stranách 67 – 97.

Poznámky o metodike

  • Jedná sa o zhrňujúcu (meta) štúdiu, ktorá vychádza z predchádzajúcich IRENA štúdií a zhŕňa tak výsledky viac ako desať rokov práce agentúry. Napríklad vyčíslenie socioekonomických dopadov vychádza zo správy Measuring the Economics (2016), ktorá pracuje s nástrojmi popísanými v publikácii The Socio-economic Benefits of Solar and Wind Energy (2014).
  • Základom pre socioekonomické vyhodnotenie spracovávaných scenárov je makroekonomický model E2ME Univerzity v Cambridge. Štúdia využíva viacero ďalších dielčích modelov (pre hodnotenie dopadu opatrení, pre odhad investícií a pod.), ktorých metodológia je detailne popísaná v predchádzajúcich štúdiách IRENA a odkazovaných článkoch.
  • Štúdia pracuje so štyrmi scenármi vývoja (BES, PES, TES, DDP), ktoré popisujú stupňujúce sa úsilie v obmedzení emisií, ktoré sú bližšie popísané v zhrnutí. Dôsledky týchto scenárov štúdia kvantifikuje pomocou súhrnného ukazovateľa blahobytu (welfare). Tento ukazovateľ je tvorený zamestnanosťou, vybranými zložkami HDP (spotreba, investície a vládne výdaje na školstvo), zdravím populácie, emisiami a materiálnou náročnosťou ekonomiky (podrobnejšie o štruktúre ukazovateľa blahobytu pozri infobox 2.3 (str. 112)).
  • Porovnanie so scenármi budúcnosti od iných spracovateľov (IEA, IPCC, Shell, McKinsey a ďalších) v štúdii podrobnejšie diskutuje infobox 1.8 (str. 88).

Poznámky o spracovateľovi

IRENA (International Renewable Energy Agency, v preklade Medzinárodná agentúra pre obnoviteľnú energiu) je medzinárodná medzivládna organizácia, ktorá podporuje spoluprácu, predávanie skúseností, adaptáciu a predovšetkým využívanie obnoviteľnej energie. Agentúra bola založená v roku 2009, aktuálne má sídlo v Spojených arabských emirátoch a do jej členskej základne patrí 162 (2020) krajín vrátane SR.