David Elliott, emeritní profesor se zaměřením na vývoj technologií na Open University, napsal do časopisu The Ecologist článek, který nabízíme čtenářům v kráceném překladu. Zastánci jaderné energetiky jsou přesvědčeni, že tato technologie je klíčová pro vybudování energetického systému nezávislého na fosilních palivech. Ve skutečnosti představuje využití jaderných elektráren jen jednu z možností snižování emisí, která není nepostradatelná. Zlepšování efektivnosti a výstavba nových obnovitelných zdrojů můžou zajistit přechod k bezuhlíkové energetice rychleji a levněji.

Obnovitelné zdroje jsou ve světě na vzestupu, aktuálně zajišťují 22 % globálních dodávek elektřiny. V roce 2013 dosáhl instalovaný výkon obnovitelných zdrojů pro výrobu elektřiny na 1560 GW, což je skoro pětinásobek využitelného výkonu jaderných elektráren (331 GW). Zatímco jaderné elektrárny pokryly 11 % světové poptávky po elektřině, obnovitelné zdroje zajistily dvojnásobek.

Vodní elektrárny zůstávají nejvýznamnějším obnovitelným zdrojem elektřiny s aktuálním celkovým výkonem 1000 GW, následují větrné elektrárny s 318 GW a fotovoltaické systémy se 139 GW. Pokud jde o obnovitelné zdroje tepla, hrají vedle biomasy stále významnější roli solární tepelné systémy s instalovaným výkonem 326 GW (především v Číně).

Budou obnovitelné zdroje pokračovat v růstu? Globální recese zasáhla i toto odvětví a úroveň investic do čisté energie v roce 2013 klesla podle agentury Bloomberg oproti předchozímu roku o 9 % - na 254 miliard dolarů. Jde o druhý meziroční pokles celkových investic v řadě.

Obnovitelné zdroje pokrývají 72 % výkonu nově postavených elektráren

Navzdory poklesu celkového objemu investic si obnovitelné zdroje na energetickém trhu vedou ve srovnání s ostatními technologiemi dobře. Agentura REN21 uvádí, že rok 2013 byl šestým v řadě, kdy na obnovitelné zdroje připadla většina instalovaného výkonu nově postavených elektráren. Konkrétně v roce 2013 šlo o 72 %.

Zpochybňuje-li někdo důvěryhodnost REN21 jako agentury, která obnovitelné zdroje propaguje, může se podívat na údaje Mezinárodní energetické agentury IEA. Podle střednědobého výhledu vývoje trhu, který IEA zveřejnila v roce 2013, poroste výroba větrných, solárních a geotermálních elektráren a zdrojů na biomasu do roku 2018 o 40 %, takže by v roce 2018 měly pokrýt 25 % světových dodávek elektřiny.

V delším výhledu pak IEA ve zprávě o výhledu energetických technologií (Energy Technology Perspectives) předkládá také vysoký obnovitelný scénář, podle kterého se fotovoltaika do roku 2040 stane nejvýznamnějším zdrojem elektřiny a v roce 2050 pokryje 26 % globální výroby elektřiny. Celkový výkon jaderných elektráren bude podle IEA stagnovat.

Také další organizace spjatá s tradiční energetikou Světová energetická rada (World Energy Council – WEC) předpovídá ve svých scénářích rozvoj obnovitelných zdrojů. Podle scénáře nazvaného Jazz, který předpokládá vývoj řízený převážně tržními mechanismy, se obnovitelné zdroje budou v roce 2050 podílet na výrobě elektřiny 31 %. Podle scénáře nazvaného Symphony, který předpokládá významný vliv vládních koncepcí, se podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny dostává až na 48 %.

Scénáře WEC také porovnávají vývoj podílu obnovitelných zdrojů a jaderné energie na světové dodávce primárních zdrojů energie. Konkrétně WEC uvádí: „Podíl obnovitelných zdrojů na dodávkách primární energie vzroste z 15 % v roce 2010 na 20 % ve scénáři Jazz a na 30 % ve scénáři Symphony do roku 2050. Jaderná energie bude ke světové dodávce primární energie v roce 2050 přispívat 4 % ve scénáři Jazz a 11% ve scénáři Symphony – pro srovnání v roce 2010 šlo o 6%."

Státy využívající jadernou energetiku zůstanou v menšině

Jsou-li odhady autorů zmiňovaných scénářů správné, budou některé země nadále využívat jadernou energetiku, budou ovšem v menšině. V současné době provozuje jaderné elektrárny 30 ze 196 zemí. Na druhé straně 50 zemí získává více než polovinu elektřiny z obnovitelných zdrojů (zatím hlavně díky vodním elektrárnám). V případě některých zemí jde o výraznou většinu a u dvanácti států lze říci, že se blíží ke stoprocentnímu podílu obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny. Zemí sázejících na obnovitelné zdroje podle stávajícího trendu přibývá, naopak v případě jaderných reaktorů bude v příštích letech převažovat počet uzavíraných nad počtem nově spouštěných.

Přestože současná situace na globálním trhu je příznivá pro investice do obnovitelných zdrojů, fosilní paliva stále dominují a společnosti s nimi spojené zůstávají příjemcem velké porce státních dotací. Mezinárodní energetická agentura uvádí, že do fosilních paliv jde šestkrát více dotací, než do obnovitelných zdrojů. Z tohoto důvodu a také kvůli pomalému zlepšování energetické efektivnosti a slabě nastaveným systémům obchodování s emisními povolenkami hrozí, že spotřeba fosilních paliv poroste.

Mezinárodní energetická agentura výrazně prosazuje zvyšování energetické efektivnosti, není pochyb o tom, že by mělo jít o prioritu koncepcí. Země jako Německo nebo Francie hodlají snížit svoji spotřebu do roku 2050 na polovinu. Ovšem i při maximálně možném omezení spotřeby budeme nadále muset zajistit dodávky energie.

Kam až můžou obnovitelné zdroje růst?

Chceme-li se vyhnout návratu jaderné energetiky a nepředpokládáme-li výrazný rozvoj systémů zachytávání a ukládání oxidu uhličitého ze zdrojů na fosilní paliva, tak bude k razantnímu omezení emisí potřeba rychlejší rozvoj obnovitelný zdrojů než dosud. Je ovšem možné jejich nástup ještě urychlit?

Mezinárodní agentura pro obnovitelnou energetiku IRENA odhaduje, že obnovitelné zdroje mohou do roku 2030 pokrýt 30 až 36 % globálních energetických potřeb – podle úrovně energetické efektivnosti. To je mnohem více, než scénáře WEC předpovídají pro rok 2050.

Podobně optimistické prognózy existují i pro rok 2050, byla publikována řada scénářů, podle kterých bude rozvoj obnovitelných zdrojů podstatně rychlejší, než předpovídají IEA a WEC. Některé ukazují, že v případě optimální podpory můžou obnovitelné zdroje zajistit téměř 100 % elektřiny v zemích Evropské unie do roku 2050 a dokonce i kompletní dodávku energie ke stejnému datu. K dispozici jsou i návrhy, jak dosáhnout stoprocentního zásobování obnovitelnými zdroji celosvětově.

Optimistické návrhy mohou být přehnané. Všechny státy nebudou schopné nebo ochotné odpovídajícím způsobem zrychlit rozvoj obnovitelných zdrojů. Ale i poměrně konzervativní zpráva nazvaná Global Energy Assessment (GEA), kterou zpracoval mezinárodní tým vedený Institutem pro aplikované systémové analýzy poznamenává, že podíl obnovitelných zdrojů na globální dodávce primární energie může do roku 2050 narůst "na 30 až 75 % a v některých regionech dosáhnout až 90 %".

Jaderné nejistoty

Podle zprávy GEA bude zachována určitá role pro jadernou energetiku, kterou si některé státy přejí zachovat nebo dokonce zvyšovat její zastoupení (například Rusko). GEA ovšem vidí v rozvoji jaderné energetiky možnost nikoli nezbytnost.

Nelze vyloučit, že časem se podaří vyvinout bezpečnou, technicky i ekonomicky dostupnou jadernou technologii.  Nejvíce inovativní technologie, jako jsou reaktory využívající thorium pomocí tekuté soli fluoridu sodného (reaktor LFTR) nebo jaderná fúze, zůstávají minimálně padesát let od možnosti dokončení vývoje a uvedení na trh. Před uvedenými koncepty stále stojí enormní technické překážky. Například není vyřešena základní otázka, z jakého materiálu mají být vyrobeny základní součásti těchto reaktorů, aby byly schopny vydržet desítky let provozu v extrémních podmínkách. Investice do jejich vývoje zůstává nejistá bez ohledu na to, kolik času bychom mu byli ochotni věnovat.

Naproti tomu obnovitelné zdroje nabízejí využití svého výkonu pomocí prověřených technologií. To neznamená, že rychlé využití jejich potenciálu bude snadné. Ale náklady na výstavbu zařízení pro využití obnovitelných zdrojů rychle klesají, s tím jak roste jejich častější využití.

Využívání fosilních paliv lze do roku 2050 minimalizovat

V případě, že k tomu bude politická vůle a dokážeme využít potenciál energetické efektivnosti, bude možné nahradit většinu fosilních paliv v energetickém systému zhruba do roku 2050. V některých oblastech dříve, v některých později. Fosilní paliva budou ještě nějakou dobu hrát určitou roli v energetickém systému, ale jejich význam se bude s rozvojem obnovitelných zdrojů zmenšovat. Například elektrárny na fosilní paliva budou v příštích letech třeba k zajištění stability sítě během rozvoje obnovitelných zdrojů závislých na počasí.

Zařízení pro společnou výrobu (kogeneraci) tepla a elektřiny dovedou využívat zemní plyn poměrně efektivně a ve spojení s technologiemi pro skladování tepla můžou výrazně přispět svoji kapacitou k zajištění stability elektroenergetické sítě. Postupně pak mohou být nahrazeny kogeneračními jednotkami na bioplyn a syntetický metan vyráběný ve chvílích přebytku produkce větrné a solární elektřiny.

Rozvoj obnovitelných zdrojů bude rovněž vyžadovat nové systémy pro ukládání energie a možnosti řízení poptávky pomocí inteligentních sítí. Nezbytné bude rovněž posílení možností přenosu elektřiny mezi státy, aby bylo možné vyrovnávat lokální špičky v poptávce po energii i v produkci obnovitelných zdrojů.

Je třeba určit směr

Stojíme před několika strategickými rozhodnutími, která budou pro odvětví obnovitelných zdrojů důležitá. Máme se v první řadě soustředit na výrobu elektřiny nebo dávat stejnou preferenci obnovitelnému teplu a plynu? Jak velké projekty by měly být základním stavebním kamenem obnovitelného systému? Do jaké míry mají být vlastněny lokálně?

Výchozí pozice je jasná: můžeme směřovat k systému postavenému ze 100 % na obnovitelných zdrojích. Klíčová otázka je, jak rychle k němu dokážeme, či musíme přejít.

Originál článku najdete na adrese:
http://www.theecologist.org/blogs_and_comments/commentators/2477299/decarbonising_the_world_energy_system_without_nuclear.html

*****

(c) Překlad Karel Polanecký, Temelín.cz / fotografie: archiv Calla a Wikimedia Common