ENERGETICKÁ TRANZICE – ZÁKLADNÍ MECHANISMY A PŘÍPAD ENERGIEWENDE Filip Černoch MEB415 – Environmentální aspekty energetiky FSS MU Energetická tranzice k nízkouhlíkovému systému  Klimatická změna vyplývá z existujících vzorců produkce a spotřeby – poptávka konzumentů po zboží a službách je uspokojována díky systému využívajícímu fosilní paliva.  Vyřešení klimatické změny se zakládá na přechodu k efektivnějším (nízko- či bezuhlíkovým) technologiím či zdrojům (OZE).  Proč se tyto technologie a zdroje nešíří rychleji?  = systémové bariéry k přijetí těchto (jakýchkoliv nových) technologií. 2 Energetická tranzice k nízkouhlíkovému systému  Ekonomická argumentace = optimální technologie je vybírána s ohledem na tržní síly a plně informované subjekty trhu.  https://www.youtube.com/watch?v=NjEGncridoQ 3 Různé volby bohatých zemí 4 Different choices of rich countries 5 Různé volby bohatých zemí 6 Různé volby bohatých zemí 7 Různé volby bohatých zemí 8 Různé volby bohatých zemí 9 Co určuje, které technologie jsou používány?  Jsou to technicky nejvhodnější (nejlepší) technologie a systémy?  Různé země (byť s podobnými charakteristikami) různé volby.  Nerozhoduje jen trh, ale především lidé (jednotlivci, kolektivy). Trh pouze koordinuje jejich preference.  Historicky (kulturně) podmíněné volby – path dependence (kde jsme nyní je výsledkem rozhodování v minulosti). Viz následující tři mechanismy: 10 1) Cena dlouhodobého kapitálu 11 Hazelwood power station 1) Cena dlouhodobého kapitálu 12 2) Politická nehybnost  Změny mohou být velmi zničující – riziko neočekávatelných výsledků.  Velké změny v politice jsou spíše zřídkavé (CAP v EU, podpora těžby ropy, zdravotnictví)  UK – rozvoj zdravotní péče během WWI.  USA – za WWII zdravotní péče coby bonus zaměstnavatelů.  Švýcarsko – jen soukromé pojištění, podpora nízkopříjmových skupin.  Ideologie hraje významnou roli  Londýnská elektrizační síť (před WWII 65 firem, 10 frekvencí, 24 různých napětí). 13 3) Path dependence u technologických systémů  Technologický systém (TS) – navzájem související fyzické, sociální a informační komponenty propojené do komplexní sítě či infrastruktury (např. automobilový systém).  Změny v TSs jsou obvykle evoluční, s modelem dominantního designu.  Invence a inovace vytváří různé technologické varianty  Období nejistoty – různá řešení soupeří, zlepšují se  Jedna z variant získá rozhodující tržní podíl a stane se de facto akceptovaným standardem.  Vítězné technologie vykazují rostoucí návratnost (pozitivní feedback), což dále akceleruje jejich zlepšování, přičemž zároveň komplikují situaci ostatním řešením. 15 16 Technologické systémy  Případ automobilového průmyslu  Začátkem 20. století soupeření mezi parní, elektrickou a benzínovou technologií pro pohon vozidel, nahrazujících koňská spřežení. Spalovací motor přes své slabiny (hluk, jedovaté splodiny, složitost, nicméně levné palivo jako vedlejší produkt kerosínu) zvítězil.  Období rostoucí návratnosti, ustavující spalovací motor jako dominantní technologii.  Výrobci ostatních designů redukováni – v 1890s produkovalo 1900 firem na 3200 různých variant jen v USA. V 1920, pár tuctů firem. Do 1955 Velká Trojka (General Motors, Ford, Chrysler) drží 90% domácího a 80% světového trhu. 17 Technologický systém  Případ automobilového průmyslu  Přeživší oligopolistické firmy se soustředí na zlepšování knowhow – což posiluje jejich konkurenční výhodu.  General Motors rozdělilo vývoj motorů do 22 subsystémů (zapalování, mazání, palivový systém atd.), což vedlo k výrazné specializaci, rozdělení znalostí, hluboký dopad na podobu celého sektoru  = firmy mají tendenci soustředit se na existující systémy na úkor alternativ, které by mohly jejich současné produkty učinit zastaralými.  = kapitálové investice jdou především do projektů, které snižují produkční náklady a dovádějí stávající designy k dokonalosti. 18 Lock-in vzájemně závislých TSs  Síťové externality, které vychází ze systematických vztahů mezi technologiemi, infrastrukturou, nezávislými firmami a uživateli.  Positivní externality – fyzické a informační sítě se mohou stát pro uživatele cennějšími, jak rostou na velikosti (silniční síť, telefonní síť).  = přežití automobilu závisí na rozvoji souvisejících technologií a služeb, tzn. na celém funkčním systému. 19 Lock-in veřejných institucí  Role vlády je důležitá ze dvou důvodů:  Schopnost vládních politik změnit tržní síly. Ve vývoji technologických systémů vládní intervence může odstranit nejistotu na trhu ohledně dalšího směřování technologického vývoje (OZE).  Jakmile jsou vládní instituce (formální – právně ukotvené struktury, či neformální, jako kultura, normy, hodnoty) ustaveny, mají tendenci přetrvávat v původní formě po dlouhá období (zemědělské subvence, zbytné kanceláře). 20 Technicko-institucionální komplex  TSs a instituce jsou vzájemně propojené.  TICs vychází z synergického spolužití iniciovaného technologickou zvyšující se návratností a posilovaného dominantním technologickým, organizačním a institucionálním designem. 21 Technicko-institucionální komplex 22 Změny v energetických systémech 1) Mohou být a bývají realizovány. 2) Někdy na základě výzkumu a následného vývoje (plachty nahrazeny parou, uhlí naftou u lokomotiv) 3) Někdy je třeba změna v politice. 4) Nové systémy čelí problému kuře – vejce. 23 Cíle EW  Snížení skleníkových plynů do 2015 o 80-95 %.  Do 2050 alespoň 80% OZE na hrubé spotřebě elektřiny, 60% podíl na konečné spotřebě elektřiny.  Snížení spotřeby elektřiny do 2040 o 50% (ve srovnání s 2008), o 25 % u elektřiny.  Odstavení jaderných elektráren do 2022.  = snížit závislost na dodávkách energií  = omezit dopady na životní prostředí 24 Dosavadní změny  Výrazný pokles velkoobchodních cen elektřiny (konkurenceschopnost průmyslu).  Relativně vysoké ceny elektřiny pro domácnosti.  Podíl jaderné energie na primární spotřebě elektřiny klesl v 2010-2013 z 10,8 % na 7,7 %.  Růst podílu OZE – PV mezi léty 2011-2013 o 11GWe, větrná energie 5,6 GWe. Tyto zdroje v 2013 13 % celkové produkce elektřiny v Německu, s ostatními OZE dohromady 24 %.  V souvislosti s úpravou výkupních cen a přísnějšími pravidly na zapojování zdrojů klesá tempo instalace OZE od 2012.  Zvyšování podílu černého (z 117 TWh v 2010 na 121,7 TWh v 2013) a hnědého (z 145,9 TWh v 2010 na 160,9 TWh v 2013) uhlí na výrobě elektřiny.  Emise CO2 stagnují/mírně rostou. 25 Hrubá produkce elektřiny, 2013 (před.data) 26 Zdroj: Statistisches Bundesamt, 2014 Výrobní kapacity v GW v 2009 - 2013 27 •Zdroj: BMWi, 2014f, str. 22 Výroba elektřiny podle zdrojů – TWh 2009-2013 28 Zdroj: BMWi, 2014f, str. 22 1) NÁKLADY EW  550 mld. euro do 2050 (roční investice asi 15 mld. euro, resp. 0,5 % HDP).  Náklady na sítě – v 2012 1, 152 mld. euro, o 205 milionů více než v 2011. Odhady na 2013 jsou 1,242 mld. euro.  Reforma EEG v srpnu 2014  Úprava podpory OZE. Nastaveny koridory, celkové snížení finanční podpory, pevný řád dalšího snižování. Preference levnějších technologií (PV, on-shore větrné elektrárny) na úkor dražších (off-shore vítr a biomasa. Zprůměrovaná podpora z 17 centů/kWh na 12 centů kWh s pokračující tendencí.  Do konce 2016 dojde k nahrazení FiT systémem tržní prémie. Od 2015 testování aukcí na velkých solárních parcích.  Redistribuce nákladů na OZE. V 2014 výjimky u 2098 společností (5,1 mld.euro). Nově jen u firem se spotřebou nad 1 GWh ročně a náklady vyššími než 14 % hrubé přidané hodnoty.  Elektřina pro vlastní potřebu. 29 KORIDORY OZE DLE REFORMY EEG 30 On-shore větrné elektrárny 2,5 GW ročně Off-shore větrné elektrárny 6,5 GW ročně do roku 2020 Fotovoltaické elektrárny 2,5 GW ročně Biomasa 100 MW ročně Žádné cíle ve vodní a geotermální energetice 1) NÁKLADY EW  Problémy Velké čtyřky (E.ON, RWE, En.BW, Vattenfal). 2012 Vattenfal žaluje SRN u ICSID ve Washingtonu, žádá náhradu škody 4,7 mld. euro. Podobně E.ON a RWE u ústavního soudu a Finančního soudu v Hamburgu.  2014 E.ON žádá odškodné 380 mil. euro za Meiler Unterwesser a Isar 1, poté RWE s 235 miliony u Biblis.  OZE ze strany Velké čtyřky prakticky ingorovány, snaží se to dohnat. 31 VLASTNICKÁ STRUKTURA OZE 2012 32 Zdroj: statista, 2014 1) NÁKLADY EW  Regulované náklady u domácností patří k nevyšším v Evropě. Jen poplatky na OZE stouply mezi 2009 – 2014 z 1,3 centů/kWh na 6,24 centů.  Nicméně vysoká kupní síla obyvatelstva. Náklady na elektřinu cca 2,5 % nákladů domácností. 33 CENY ELEKTŘINY PRO DOMÁCNOSTI 34 •Zdroj: Eurostat, 2014 SLOŽENÍ CEN PRO DOMÁCNOSTI 35 Zdroj: Bundesnetzagentur, 2014a 36 Zdroj: ACER 2014 2) PODPORA VEŘEJNOSTI 1) 70 % populace čeká další zvyšování cen elektřiny, s nárůstem o 5 euro měsíčně souhlasí 23 %, o 10 euro 31 %, proti je 23 %. 2) Celková podpora EW mezi obyvatelstvem je 89 %. 46 % si je vědomo nutnosti přijímání realizačních opatření EW (sítě). 44 % považuje poplatky na podporu OZE za správné, 22 % se obává nouzových stavů při zásobování elektřinou, 18 % považuje výpadky dodávek za možné. 3) = silný celoněmecký konsenzus na EW. 37 3) STABILITA SÍTĚ, BEZPEČNOST DODÁVEK 38 3) STABILITA SÍTĚ, BEZPEČNOST DODÁVEK 39 3) STABILITA SÍTĚ, BEZPEČNOST DODÁVEK 40 2009 2012 Bilance Instalovaná kapacita v PVE a VE (GW) 36 65 +55 % Výroba elektřiny z PVE a VE (TWh) 45 77 +59 % Spotřeba regulační energie (MWh/měsíc) 285 180 -37 % Nestabilní OZE vs. spotřeba regulační energie Zdroj: Bundesnetzagentur, 2014, str. 77; Eurostat 2014 3) STABILITA SÍTĚ, BEZPEČNOST DODÁVEK 41 Import vs. export elektřiny Zdroj: Parkinson, G., 2014 4) RESTRUKTURALIZACE ENERGETIKY 1) Rozšiřování OZE na úkor tradičních zdrojů. Výsledek tohoto trendu závisí především na ochotě zákazníků nést náklady na OZE (podpora, ale i síťové náklady). 1) Nulové palivové (variabilní) náklady 2) Garantovaná podpora 3) Náklady spojené s udržováním fungování systému (stabilita sítě, rovnováha). 2) Dochází nicméně ke snižování nákladů na OZE. Otázkou je, zda systém bude schopný pracovat s volatilnějšími OZE tak, aby to bylo ekonomicky únosné (bezpečnost dodávek, fungování ekonomiky). 42 4) RESTRUKTURALIZACE ENERGETIKY 43 Zdroj: BMWi, Green paper Zdroje  Gawande, A.: Getting there from here, 2009.  Unruh, G.C.: Understanding Carbon Lock-in, 2000.  Schmalensee, R.: Energy Decisions, Markets, and Policies, 2012. 44