Nabídka a poptávka energie z historického a globální pohledu aneb: Co je vidět a co není vidět XXVI. Seminář energetiků hotel Harmonie, Luhačovice 20. - 21. ledna 2016
Obsah Co je vidět a co není vidět Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR Energie ve 21. století Energie na globální úrovni Shrnutí
Co je vidět a co není vidět Frédéric Bastiat V ekonomické sféře způsobuje určitý čin nebo zvyk, určitá instituce nebo určitý zákon nikoliv pouze jeden, nýbrž celou sérii účinků. Pouze první z těchto účinků je bezprostřední zjevuje se simultánně se svojí příčinou pouze tento účinek je viditelný. Ostatní účinky se zjevují jen postupně nejsou (zprvu) viditelné. Máme velké štěstí, pokud jsme s to je předvídat. (z překladu Jána Pavlíka) politiky ukazují návrh věcí, které jsou vidět úkolem expertů je ukazovat věci, které vidět není Frédéric Bastiat (1801 až 1850), francouzský politik, klasický liberál, politický ekonom 3
Co je vidět a co není vidět Poptávka energie jako jev sociální a historický využívání energie není samoúčelným jevem poptávku po energii a podobu energetiky ovlivňuje v první řadě společenský vývoj, který je zpětnovazebně ovlivněn podmínkami distribuce energie (cena, dostupnost, forma) v pozadí všech diskusí o potřebnosti ekonomického růstu či způsobu jeho vykazování je vždy idea navyšování společenského rozvoje (ahistorický proces): 4
Co je vidět a co není vidět Poptávka energie jako jev sociální a historický Co je je vidět Co vidět není není Důsledek pro pro energetiku energetiku delší dožití a lepší zdravotní stav nákladnější zdravotní péče touha po poznání nových věcí větší osobní rozvoj zábavnější pracovní náplň méně rutinní a namáhavé práce více volného času navyšování potřeby materiálního konzumu delší či kontinuální vzdělávání více činností pro přístroje a stroje navyšování potřeby materiálního konzumu výrazná tendence k navyšování konečného využití energie vyšší svoboda pohybu větší využití dopravních prostředků 5
Co je vidět a co není vidět Jevonsův paradox Technologická zlepšení využití páry, výrazné navýšení účinnosti, vedlo k výraznému zvýšení celkové spotřeby páry (tím i uhlí) a k rozšiřování využití páry do dalších odvětví Potvrzeno i moderními ekonomy: zvýšená účinnost zdroje snižuje náklady jeho využití proti jiným zdrojům, což zvyšuje poptávku po něm a ruší jakýkoli vliv úspor na snížení jeho spotřeby. Zvýšená efektivnost zdroje navíc urychluje ekonomický růst, který dál zvyšuje poptávku po všem a zejména po energii. navyšování účinnosti je vidět; indukovaný růst spotřeby a ekonomický růst vidět není William Jevons (1835 až 1882), britský ekonom a logik, profesor manchesterské univerzity 6
Co je vidět a co není vidět Jak vyšší účinnost navyšuje využití zdrojů a tím spotřebu? 1. Zvyšování účinnosti vede ke zvyšování komplexity výroby a vyšší spotřebě energií. 2. Komplexnější výrobek je hůře opravitelný častěji je třeba vyměnit celý výrobek za nový. 3. Deklarovaná vyšší účinnost motivuje k častějšímu a delšímu využití přístrojů a strojů. 4. Vyšší účinnost vede ke snižování ceny výrobků a tím k předčasné výměně předčasná výměna za novou technologii je ospravedlněna deklarovanou vyšší účinností efektivita využití technologií tím klesá. 5. Zvýšení účinnosti služeb/výrobků jedné firmy nutí ostatní firmy k zavedení stejné praxe konkurenční boj což má v důsledku dopad na zvyšování poptávky. Více k tématu např. v: Rudin, A. 2004. How Greater Energy Effi ciency Increases Resource Use. Paper presented at the North Central Sociological Association meeting, Cleveland, Ohio, April 2. Polimeni, J., K. Mayumi, and M. Giampietro. 2007. Jevons Paradox: Th e Myth of Resource Effi ciency Improvements. London: Earthscan. Macenauer, M. Spotřeba elektřiny, blahobyt a lokální a globální úspory elektřiny. Energetika. 2015, roč. XX, s. XXX- XXX. 7
Obsah Co je vidět a co není vidět Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR Energie ve 21. století Energie na globální úrovni Shrnutí
Energie ve 21. století Spotřeba energie v historii lidského světa konzum energie je proces historický celou historii lidského světa nesledujeme nic jiného, než navyšování využívání energie a materiálů historie světa je historií: 1. způsobů využívání energie, 2. růstu využívání energie Období / rok Spotřeba na hlavu Populace Spotřeba svět 70 tis. př. n.l. 2 kwh 15 000 30 MWh 1 n.l. 20 kwh 200 000 000 4 000 000 MWh 1800 5 500 kwh 1 000 000 000 5 500 000 000 MWh Hustota energie jednotky Wh/t jednotky kwh/t jednotky MWh/t 2014 21 862 kwh 7 260 652 256 158 733 557 666 MWh až stovky GWh/t 9
(%, rok 1970 = %) Energie ve 21. století Spotřeba primárních zdrojů energie na hlavu (vztaženo k roku 1970) 300 250 200 150 rok 2013 svět + 51 % DE + 0,3 % CZ 5,6 % 50 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Czech Republic Germany European Union United States World Zdroj: World Bank 10
(%, rok 1970 = %) Energie ve 21. století Spotřeba elektřiny na hlavu (vztaženo k roku 1970) 300 rok 2012 ` svět + 176 % 250 200 CZ + 92 % DE + 90 % 150 50 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Czech Republic Germany European Union United States World Zdroj: World Bank 11
(%, rok 1970 = %) Energie ve 21. století Podíl fosilních paliv v mixu primárních zdrojů (vztaženo k roku 1970) 300 250 200 150 50 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Czech Republic Germany European Union United States World rok 2013 svět - 4 % DE - 17 % CZ - 24 % Zdroj: World Bank 12
podíl fosolních zdrojů na celkových PEZ (%) Energie ve 21. století Podíl fosilních paliv v mixu primárních zdrojů 105 95 90 85 80 75 rok 2013 svět 82 % DE 81 % CZ 75 % 70 65 60 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Czech Republic Germany European Union United States World Zdroj: World Bank 13
Energie ve 21. století Několik souvislostí Fakta 1. spotřeba primárních zdrojů vytrvale roste 2. spotřeba elektřiny (nejušlechtilejší hromadně distribuované médium) výrazně vytrvale roste 3. pro zachování či rozvoj materiálního konzumu je růst konečné spotřeby energie nutný Ekologické důsledky a politická rozhodnutí 1. rok od roku větší pravděpodobnost, že lidská činnost způsobuje plíživé oteplování Země 2. politické rozhodnutí omezit emise skleníkových plynů velmi pravděpodobně nebude změněno Důsledky pro energetiku rozvoj společnosti bude zachován společnost se rozhodne pro regresi nutnost radikálně snížit využití fosilních zdrojů energie ke spalování direktivně rozhodnout o politice přímé redukce materiálního konzumu a využití energie 14
Energie ve 21. století Idea prosperity bez růstu technologický downgrade Tim Jackson: Prosperity without Growth hledání ne nutně růstových makroekonomických modelů a návrhů na postupnou proměnu sociálně psychologických faktorů, které se současným konzumně růstovým systémem tvoří neblahou symbiózu Je to jen sociálně-inženýrská, vizionářská a utopická práce? britská Green Party: Cestou k ekologičtější budoucnosti je nulový či záporný růst, který sníží spotřebu práce nabízí změny, které jsou vidět, ale neobsahuje (nemůže) analýzy toho, co vidět není 15
Obsah Co je vidět a co není vidět Dlouhodobá rovnováha Dlouhodobá rovnováha energetiky energetiky ČR Energie ve 21. století Energie na globální úrovni Shrnutí
Dlouhodobá rovnováha energetiky Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny dokument vydávaný OTE, a. s.: dlouhodobý výhled fungování energetiky; prověření možných cest rozvoje zahrnuje koncepce a politiky, které jsou vidět a ukazuje důsledky, které není vidět varianty řešení oblasti (elektro)energetiky v roce 2015 Nulová Fosilní Koncepční Nízkouhlíková Prověřit možnosti fungování energetiky bez nových investic Rozvoj energetiky s větším podílem fosilních zdrojů Rozvoj energetiky podobný návrhu nové Státní energetické koncepce Rozvoj energetiky s cílem splnit limity Roadmap 2050 pro emise CO 2 - běžný rozvoj spotřeby - bez rozvoje nad rámec již připravených záměrů - jen omezený horizont provozu - běžný rozvoj spotřeby - velké využití domácích zásob uhlí - střízlivý rozvoj OZE - stagnace jaderné energetiky - běžný rozvoj spotřeby, ale i nových technologií - odpovídá SEK - střední využití uhlí, a zemního plynu - střední rozvoj OZE - rozvoj jaderné energetiky - větší míra úspor, ale i nových technologií - bez uhlí - s malým využitím zemního plynu - extrémní nárůst OZE - rozvoj jaderné energetiky 17
(TWh) (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) Dlouhodobá rovnováha energetiky 140 140 Spotřeba elektřiny (tuzemská netto spotřeba s elektromobily) 140 140 120 120 140 120 120 120 Koncepční varianta + 69 TWh TNS+ELM = 80 TWh 80 80 60 60 80 80 80 60 60 60 + 4,6 TWh + 0,3 TWh + 16 TWh 40 40 40 40 40 mezi roky 2014 a 2050: 882 TWh nespotřebované energie 20 20 20 20 20 0 0 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 1995 2000 2000 2005 2005 2010 2010 2015 2015 2020 2020 2025 2025 2030 2030 2035 2035 2040 2040 2045 2045 2050 2050 1995 1995 2000 2000 2005 2005 2010 2010 2015 2015 2020 2020 2025 2025 2030 2030 2035 2035 2040 2040 2045 2045 2050 2050 bez úspor bez snižování úspor snižování EEN EEN úsporami úsporami snižováním snižováním EEN EEN bez úspor bez úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN přechod k přechod a snižování DZT k DZT EEN s úsporami elektromobily elektromobily a snižováním EEN s přechodem s přechodem k DZT s elektromobily historie historie k DZT s elektromobily historie historie 18
(TWh) (TWh) (TWh) (TWh) (TWh) Dlouhodobá rovnováha energetiky 140 140 Spotřeba elektřiny (tuzemská netto spotřeba s elektromobily) 140 140 120 120 140 120 120 120 Nízkouhlíková varianta + 70 TWh TNS+ELM = 84 TWh 80 80 60 60 80 80 80 60 60 60 + 9 TWh + 5 TWh + 11 TWh 40 40 40 40 40 mezi roky 2014 a 2050: 996 TWh nespotřebované energie 20 20 20 20 20 0 0 0 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 1995 1995 2000 2000 2005 2005 2010 2010 2015 2015 2020 2020 2025 2025 2030 2030 2035 2035 2040 2040 2045 2045 2050 2050 1995 1995 2000 2000 2005 bez 2005 2010 úspor snižování 2010 2015 EEN 2015 2020 2020 2025 2025 2030s úsporami 2030 2035 a snižováním 2035 2040 2040 EEN 2045 2045 2050 2050 bez úspor bez s přechodem snižování úspor snižování k EEN DZT EEN úsporami s elektromobily úsporami snižováním snižováním EEN EEN bez úspor bez úspor a snižování EEN s úsporami a snižováním EEN přechod k přechod a snižování historie DZT k DZT EEN s úsporami elektromobily elektromobily a snižováním EEN s přechodem s přechodem k DZT s elektromobily historie historie k DZT s elektromobily historie historie 19
Dlouhodobá rovnováha energetiky Co je a co není vidět pro varianty rozvoje (elektro)energetiky srovnání nejdůležitějších vlastností varianty Koncepční a Nízkouhlíkové: Je vidět 2025 2050 Koncepční Nízkouhlíková Koncepční Nízkouhlíková Emise CO 2 energetika (% roku 1990) 87 79 53 7 P inst celkem (GW) 21,4 20,7 26,7 40,0 P inst OZE (GW) 6,2 6,6 10,2 28,0 P inst OZE intermitentní (GW) 3,9 4,3 7,0 23,7 Spotřeba elektřiny: TNS+ELM+ZTR (TWh) 72 71 85 88 P inst jádro (GW) 4,3 4,3 7,1 7,1 P inst nová denní akumulace (GW) 0 0,1 1,5 3,7 P inst sezónní akumulace P2G (GW) 0 0 0 3,5 CZT z jádra (TWh) 0 0 0 3,1 Přechod k DZT (% konečné spotřeby) 0 0 5 75 Odhad investic kumulativně (mld.) 2016 až 2025: 442 2016 až 2025: 440 2026 až 2050 1471 2026 až 2050 2324 Není vidět 20
diskontované výrobní náklady v roce 2050 (EUR2013/MWh) Dlouhodobá rovnováha energetiky Co je a co není vidět pro varianty rozvoje (elektro)energetiky srovnání výrobních nákladů dle variant: 200 + % 150 + 20 % + 20 % 50 0 Koncepční Fosilní Nízkouhlíková investice provoz palivo povolenky 21
Obsah Co je vidět a co není vidět Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR Energie ve 21. století Energie na globální úrovni Shrnutí
spotřeba primárních zdrojů na hlavu (%, svět = %) Energie na globální úrovni Srovnání spotřeby a ekonomické výkonnosti (rok 2012) 500 450 400 350 300 250 200 150 EU Spotřeba PEZ: World World 159 PWh Low EU & middle income 12 % High income 48 % Czech republic Low&middle income 52 % Czech Germany republic 0,3 % Germany 2,3 % United States 16 % High income 50 United States 0 0 200 300 400 500 HDP na hlavu (%, svět = %) Zdroj: World Bank 23
Energie na globální úrovni Predikce poptávky po primární energii do roku 2050 Předpoklady pro rok 2050 růst populace světa bude klesat ekonomická úroveň poroste na světové úrovni tempem cca 2 až 3 % meziročně High income země: 1. HDP: pokles z dnešní úrovně 357 % světového průměru na 340 % 2. Spotřeba PEZ: pokles z dnešní úrovně 249 % světového průměru na 235 % 3. Populace: pokles meziročního tempa růstu z 0,46 % na 0,03 % Low & middle income země: 1. HDP: nárůst z dnešní úrovně 38 % světového průměru na 67 % 2. Spotřeba PEZ: nárůst z dnešní úrovně 64 % světového průměru na 90 % 3. Populace: pokles meziročního tempa růstu z 1,3 % na 0,5 % 24
spotřeba primárních zdrojů na hlavu (%, svět = %) Energie na globální úrovni Predikce poptávky po primární energii (rok 2050) 500 450 400 350 300 250 200 EU Spotřeba PEZ: World World 239 PWh Low High & income middle income 33 % Low&middle income 67 % Czech republic Germany Spotřeba PEZ (oproti 2012): 150 50 World + 50 % High income High income + 3 % Low&middle income + 94 % United States 0 0 200 300 400 500 HDP na hlavu (%, svět = %) Zdroj: IEA, EGÚ Brno, World Bank 25
(%, meziročně) Energie na globální úrovni EU dlouhodobý vývoj HDP a spotřeby elektřiny (meziroční růst) 12 10 8 6 2000 až 2008: nárůst importu oceli do EU o 43 % nárůst domácí spotřeby oceli EU o 37 % 4 2 0-2 -4-6 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 HDP Spotřeba elektřiny Zdroj: Eurostat, World Bank 26
Obsah Co je vidět a co není vidět Dlouhodobá rovnováha energetiky ČR Energie ve 21. století Energie na globální úrovni Shrnutí
Shrnutí Co by bylo vidět a co by vidět nebylo do roku 2050 v závislosti na stupni tlaku na opatření, která jsou vidět, budou probouzeny procesy, které vidět nejsou: Co bude vidět úsporná opatření aplikace IT, regulace, SmartGrids změny ve struktuře tvorby HDP odsun energeticky náročné výroby za hranice bilanční oblasti navyšování podílu OZE odklon od fosilních zdrojů Co nebude vidět růst spotřeby energie pro výrobu, opravy a výměny (Jevonsův paradox) navýšení globální spotřeby PEZ náhrada technologií s menší hustotou indukovaná nová spotřeba energie navýšení investic do energetiky změna distribuce ekonomických statků nutnost navyšování kapacit jaderné energetiky (včetně dodávky CZT) 28
Shrnutí Shrnutí do roku 2050 1. energetiku čeká (stejně jako průmysl 4. technologická revoluce) revoluce Velká transformace : pokud to bude vyspělý svět myslet vážně se snížením emisí škodlivin a skleníkových plynů, bude muset direktivně zakázat či omezit využití fosilních zdrojů samotnou aplikací úspor emise nesnížíme, spíše naopak 2. náhrada fosilních zdrojů v energetice (elektroenergetika a teplárenství) je možná, byť investičně velmi náročná (obrovské investice do změny technologie) 3. jaderná energetika není (přinejmenším v ČR) nahraditelná, a to zejména při přechodu na nízkoemisní energetiku pro prostředí ČR je nutno navýšit výrobu u jádra o přibližně 65 % ekvivalentem 7 GW jádra (rok 2050) je: 23 GW VTE nebo 46 GW FVE dalšího výkonu 4. spotřeba primárních zdrojů celosvětově výrazně poroste; mírně poroste i spotřeba ve vyspělých zemích, a to navzdory výrazným úsporám a transformaci energetiky (podíl vyspělých zemí na světovém konzumu energie velmi výrazně poklesne) 29
Shrnutí Shrnutí do roku 2050 5. spotřeba elektřiny vyspělých i méně vyspělých zemí výrazně poroste, a to tím více, čím bude větší tlak na převedení energetiky na nízkouhlíkovou; elektřina zůstane ve 21. století nejušlechtilejším energetickým médiem její význam výrazně poroste (není za ní žádná náhrada) 6. sledovat lokální vývoj spotřeby či úspory je silně zavádějící: další přesuny energeticky náročné výroby mimo oblast bilancí ekologických vizí nejen že není úspěch, ale navyšuje nerovnováhu v distribuci negativních externalit (Čína a Indie jako továrny, Evropa jako skanzen a zábavní park) 7. lokální ekologizační plány není možné interpretovat a poměřovat samostatně deklarované úspěchy těchto plánů není možné hodnotit bez započtení indukovaných jevů (toho, co není vidět) 30
Mgr. Ing. Michal Macenauer, Ph.D. a kolektiv sekce provoz a rozvoj ES michal.macenauer@egubrno.cz Zpracováno s využitím podkladů a výsledků: Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny a plynu (2014 a 2015, zpracováno pro OTE, a. s.) Podrobné výsledky řešení projektu Očekávaná dlouhodobá rovnováha mezi nabídkou a poptávkou elektřiny a plynu za rok 2015 budou k dispozici na webu a v publikacích OTE.