Je zemní plyn pro Státní energetickou koncepci „málo sexy“?

V těchto dnech definovalo Ministerstvo průmyslu a obchodu svá východiska pro návrh aktualizace Státní energetické koncepce (SEK). Návrh má být zpracován do 30. září letošního roku společně s Radou vlády pro energetickou a surovinovou strategii ČR s tím, že nejpozději do konce letošního roku jej má projednat vláda ČR.

V současné době je v České republice stále v platnosti SEK, schválená usnesením vlády č. 211 ze dne 10. března 2004. Definuje dlouhodobé priority a cíle pro energetický sektor v horizontu do roku 2030 a popisuje nástroje energetické politiky státu. Vize naší SEK je charakterizována třemi pilíři – bezpečnost, nezávislost a udržitelný rozvoj. Od vize o několik let později přijaté energetické politiky Evropské unie – bezpečnost, konkurenceschopnost a udržitelný rozvoj, se tedy liší, a to určitou solitérností, důrazem na domácí zdroje uhlí. Protože dosud platná SEK byla přijata ještě před vstupem České republiky do Evropské unie, projevila se postupně potřeba její aktualizace, ve které by měly být především nově formulovány již schválené a deklarované dlouhodobé strategie, cíle a trendy Evropské unie. Stejně důležitým faktorem je určitá korekce s ohledem na vývoj energetiky v sousedních zemích středoevropského regionu, v Evropě a ve světě. Z těchto důvodů v roce 2009 Ministerstvo průmyslu a obchodu zpracovalo návrh aktualizace SEK s výhledem do roku 2050, přičemž výhled s horizontem do roku 2030 má charakter strategie a následné období do roku 2050 má charakter strategické vize. I tento návrh je akcentuje využití tuzemských zdrojů, i když je založen na širokém a poměrně vyrovnaném zdrojovém mixu. K projednání návrhu SEK ve vládě však nedošlo, především proto, že předchozí překlenovací „úřednická“ vláda měla pouze dočasný mandát. A právě tento „scénář A“ by se měl stát základem novelizované SEK. Je to právě důraz na nezávislost, který vede k vyššímu užití tuhých paliv, než je zvykem v okolních státech, který může přinést, a podle mého názoru již přináší, problémy pro životní prostředí.

K tomu navíc přistupuje akutní problém řešit další vývoj teplárenství. Pracovní skupina Teplárenství, vytvořená při MPO, která zkoumala případnou záměnu chybějícího hnědého uhlí náhradním palivem, dospěla k následujícím zjištěním. Náhrada černým uhlím je relativně nejjednodušší, avšak cena přestavby zařízení je vysoká. V případě dřevní štěpky by bylo možno nahradit pouze zlomek hnědého uhlí, vzhledem k jejímu nedostatku. Náhrada hnědého uhlí zemním plynem by podle této skupiny sice byla relativně snadně dostupná, ale za cenu předpokládaného rozpadu systémů centralizovaného zásobování teplem (CZT), přičemž skupina podle mého názoru tendenčně operuje otázkou cenové dostupnosti plynu a jeho údajnou nízkou surovinovou bezpečností. Část hnědého uhlí ze zdrojů CZT bylo možno případně nahradit rovněž prostřednictvím jaderného tepla, které je charakteristické výkonovou stabilitou, avšak jeho nevýhodou je příliš dlouhá příprava realizace projektů. V případě náhrady hnědého uhlí směsným komunálním odpadem by kolem r. 2020 bylo možné touto cestou dokázat nahradit pouze zlomek, cca 2,5 mil. tun hnědého uhlí, za podmínky úplného zákazu skládkování.

Z tohoto souhrnu jednoznačně vyplývá jistá bezvýchodnost, kterou kolegům teplárníkům opravdu nezávidím. Ovšem ani to je neopravňuje k závěrům, které o využití plynu v teplárenských soustavách učinili. Výsledkem je tlak na státní orgány, které by měly problém řešit do značné míry za ně. Pracovní skupina uvádí, pokud by vláda nepřijala žádné rozhodnutí o budoucnosti CZT, byl by vyvíjen enormní tlak na přenesení odpovědnosti na vlastníky zdrojů s důsledkem pravděpodobného rozpadu systémů CZT, došlo by k výraznému nárůstu ceny tepla s dopadem na zvýšení závislosti energetiky na dovozu energetických komodit, hlavně zemního plynu. Pracovní skupina proto navrhuje aktivní kroky na zachování systému CZT, jedná se zejména o podporu zdrojů s CZT s tím, že stát by měl preferovat využití kvalitního hnědého uhlí pro teplárenství. Tím by měl být vytvořen časový prostor v horizontu cca 50 let, který by měl být využit na hledání nového mixu pro vzdálenější budoucnost. To by pak mělo vést ke snížení tlaku na investice a cena tepla ze zdrojů CZT by měla růst podstatně pomaleji a plynuleji. Nejsou ale tato doporučení v konfliktu s otevřeným energetickým trhem a nesnaží se pouze získat čas?

Vstupní podmínky pro tvorbu energetických koncepcí jsou známé. Na celém světě se primární zdroje energie kombinují z vlastních a dovážených fosilních paliv, různé míry obnovitelných zdrojů a, pokud to není v rozporu s administrativními zákazy, z určitého podílu jaderné energetiky. Navíc, všechny vyspělé státy světa se také zavázaly ke snižování škodlivých emisí a k maximální ochraně prostředí, i to determinuje použitelnou skladbu zdrojů. Rovněž spolehlivost dodávek energií se v posledních letech stala imperativem, proto je v případě dovozu energií nezbytná diverzifikace zdrojů i přepravních cest energií. Světová skladba primárních zdrojů energie podle ročenky BP vypadala koncem roku 2009 následovně (v %, obr.1):

Obr.1: Primární zdroje energie - SVĚT

Zdroj: BP Statistical Review (2010)

Hlavním zdrojem byla ropa a ropné produkty, které kryly více než 1/3 roční spotřeby, necelou třetinu představovala tuhá paliva, zhruba ¼ připadla na zemní plyn, zbytek tvořila ostatní paliva, tedy jádro a obnovitelné zdroje. Vyspělé průmyslové státy, jako USA nebo Německo, stejně jako průměr EU27, mají ještě vyšší podíly ropy a zemního plynu na úkor tuhých paliv, aby tak byly zajištěny požadavky na ochranu prostředí.

Naproti tomu jsou energetické zdroje České republiky tradičně založeny na sice klesajícím, nicméně stále velmi vysokém, podílu domácího hnědého uhlí pro výrobu tepla a elektřiny, které je doplněno cca ¼ ropných produktů, zhruba pětinu podílu tvoří zemní plyn a obnovitelné zdroji energie s jadernou energií bilanci doplňují (v %, obr.2):

Obr. 2: Primární zdroje energie - ČESKÁ REPUBLIKA

Zdroj: BP Statistical Review (2010)

Hned na první pohled je zřejmé, že nejen od vyspělých zemí, a dokonce i od světového průměru, se skladba primárních zdrojů energie České republiky významně liší. Krátce řečeno - velký podíl tuhých paliv se všemi dopady na životní prostředí a malý podíl zemního plynu, ekologicky nejpřijatelnějšího fosilního paliva. Důvodem je jedna ze základních premis minulé Státní energetické koncepce, stanovující maximální dovozní nezávislost. Myslím si, že je na čase toto dogma v nové koncepci zásadně přehodnotit. Ať již budou limity těžby hnědého uhlí zachovány či nikoliv, bude vytěžené uhlí potřeba především pro výrobu tepla v teplárnách, u moderních teplárenských zdrojů lze ve vyšší míře předpokládat užití zemního plynu. V delším výhledu u nás výrobu elektřiny v dožívajících uhelných elektrárnách zjevně nahradí rozvoj elektráren jaderných. Pro ty je ovšem typický rovnoměrný výkon a rostoucí potřebu pružného vyrovnávacího výkonu mohou uspokojit například plynové elektrárny a plynové kogenerační zdroje, ostatně několik projektů plynových elektráren je již ve vysokém stupni přípravy. To pak logicky povede k vyššímu podílu zemního plynu v primárních zdrojích ČR.

Zemní plyn jako primární zdroj energie má bezesporu, vzhledem k faktu, že je nejčistším fosilním palivem (obr.3), vynikající potenciál ve vztahu ke kjótským závazkům na snížení emisí skleníkových plynů. To odpovídá také novým a přísnějším požadavkům na kvalitu ovzduší, které po členských státech EU vyžaduje Směrnice 2009/28/ES.

Obr.3: Porovnání měrných emisí znečišťujících látek pro různá paliva

Zdroj: Koneko Marketing (2007)

V úvahu je ovšem nutno brát také další faktory, kupříkladu účinnost přepravy energetických médií sítěmi. V tomto případě má obrovský význam výše ztrát při přepravě energetických médií. A tady opět hraje prim s 1% ztrát zemní plyn. Ve studiích, které pro Českou plynárenskou unii zpracovala firma ENA, jsou porovnány ekvivalenty emisí CO2 (přepočteno z metanu) při dopravě plynu na konečné odběrné místo zákazníka s výší emisí CO2, zapříčiněných ztrátami při dopravě tepla tepelnými sítěmi (tab.1):

Tab.1: Porovnání ekvivalentu emisí metanu v plynovodních rozvodech a ztrát v tepelných sítích

Ekvivalent emisí CO2 vzniklých při dopravě plynu je tedy nižší o cca 12 mil. tun za rok než emise vzniklé v důsledku ztrát při dopravě tepla. Ztráty v tepelných rozvodech, přepočtené na emise CO2 (ekvivalent) jsou cca 40krát vyšší (!!) než z plynovodních sítí. Bezesporu by tedy nahrazení části centrálního vytápění, založeného na uhelných zdrojích, decentralizovaným vytápěním zemním plynem z hlediska tepelných ztrát při dopravě přineslo výraznou úsporu emisí CO2. To je závažné zjištění, jímž je zapotřebí se vážně zabývat při tvorbě nové SEK.

Další oblastí, hodnou hlubšího propracování, je účinnost a ekologie výroby tepla ve světle nových emisních limitů, které budou platit od roku 2016. Hodnoty měrných emisí tuhých znečišťujících látek, které jsou v současné době největším problémem České republiky, připadající na jednotku konečné spotřeby tepla hovoří samy za sebe. V případě zemního plynu jsou měrné emise více než 50x nižší proti uhelným teplárnám!

Tab.2: Porovnání měrných emisí tuhých znečisťujících látek (TZL) z plynového a uhelného zdroje

Zdroj: ENA (2011)

Limit pro emise tuhých znečišťujících látek se pro uhelné bloky na základě nových předpisů EU od roku 2016 snižuje až 5x, pro oxid siřičitý až 10x a pro oxidy dusíku až 3x. Je zřejmé, že zejména pro řadu menších uhelných bloků bude nutná redukce emisí obtížně dosažitelná z ekonomických důvodů, protože potřebné investice by zvýšily cenu tepla na nekonkurenceschopnou úroveň. Naproti tomu zemní plyn splní limity 2016 u tuhých látek a SO2 vesměs bez dodatečných investičních opatření a pro snížení emisí NOx budou potřebná jen relativně jednoduchá a levná opatření (např. výměna hořáků). Kromě toho je nutné připomenout, že limity v tabulce uvedené se budou v druhém kroku po roce 2020 dále zpřísňovat vzhledem k cíli EU dosáhnout bezemisních technologií. To dále zhorší pozici uhlí na trhu energií.

Proto za zmínku stojí především mizivý podíl tuhých znečišťujících látek vznikajících při spalování zemního plynu, tedy možnost řešení problematiky v poslední době nesmírně aktuální především na Ostravsku, v širším okolí Prahy a v severních Čechách.

Obr.4: Koncentrace prachových částic PM10 (nejvyšší 24 hodinové, 2008)

Zdroj: ČHMÚ, ENA (2011)

V naprosté většině již dnes plní plynové zdroje emisní limity, které budou v EU platné až po roce 2016, a dokonce v mnoha případech jsou jejich emise již nyní nižší. I pokud bychom tedy uvažovali, že uhelné zdroje plní v současnosti v průměru stávající emisní limity (ovšem místně jsou imise např. v Severomoravském kraji překračovány 4–6x, překračovány jsou výrazně i v Severočeském kraji), pak emise z plynových zdrojů jsou nižší 4x až 57x než ze zdrojů založených na uhlí. Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že užití plynu by mohlo přinést výrazně nižší emise nejen u tuhých látek a SO2, snížily by se i emise NOx. Přínos ekologických vlastností zemního plynu je tedy neoddiskutovatelný.

Modelový výpočet ze studie ENA ukazuje názorně, jak velký přínos by mohlo mít nahrazení uhelných kotelen plynovými (obr.5). Jistě, jedná se o model stoprocentního nahrazení, ve skutečnosti jistě nerealizovatelný, ale výsledek je rozhodně důvodem pro zamyšlení.

Obr.5: Koncentrace prachových částic PM10 (nejvyšší 24 hodinové, model ENA)

Zdroj: ČHMÚ, ENA (2011)

Příprava pozic jednotlivých energetických oborů pro tvorbu nové státní energetické koncepce již započala. Příkladem mohou být právě diskuse o budoucím vývoji teplárenství. V tomto případě pominu, že tyto diskuse mají proti ostatním síťovým odvětvím s velkým vlivem směrnic EU zpoždění minimálně 10 let. Rozhodně však bude zapotřebí korigovat celou řadu mýtů, které se v teplárenství dlouho tradují. Namátkou, vysoká účinnost využití energie v palivu, přiměřenost ztrát v tepelných rozvodech, výhody CZT ve srovnání s decentralizovanou spotřebou, atd. atd.

Z uvedených informací o přípravě SEK se zdá, že jejím základem má být domácí uhlí a jaderná energie. V jaderné oblasti ovšem dochází v zahraničí i u nás k odsunu zásadních investic, v poslední době jsme kupříkladu zaznamenali posunutí dostavby JE Temelín za rok 2025. Také většinové spoléhání na domácí zdroje je koncepce, kterou lze označit za zastaralou především z hlediska ekologického. Otázkou pak hlavně je, jak ČR splní přísné emisní limity. Není znám žádný jiný stát EU, který by šel podobnou cestou. Taková koncepce by tudíž dokonce mohla odrazovat zahraniční investory od investování v ČR, což společně s občasným – a neopodstatněným - zpochybňováním spolehlivosti dodávek zemního plynu by zbytečně snižovalo také důvěryhodnost České republiky jako státu.

Zrekapituluji tedy nejprve stručně východiska, diskutovaná v předcházejícím textu - jaderná energetika se zpožďuje, široké využití uhlí bude ekologicky přinejmenším komplikované, nezvyšování dovozní závislosti nebude reálné ani pro EU, ani pro Českou republiku.

Domnívám se proto, že místo koncepce založené takřka výhradně na tuzemských zdrojích (uhlí a jádro) doplněných o obnovitelné zdroje by měla být zvolena koncepce ekologičtější, levnější a méně riziková. Měla by to být koncepce založená na úsporách energie, na široké nabídce palivo-energetických zdrojů a na konkurenci energií. Průmysloví odběratelé by měli být ekonomicky stimulováni k tomu, aby snižovali spotřebu energie, a aby investovali do vícepalivových systémů. Koncepce by měla být vyváženým mixem všech druhů energie včetně zemního plynu, a měla by být doplněna v ekonomicky přijatelném podílu i obnovitelnými zdroji energie. Plyn by se samozřejmě neměl pasovat do role univerzálního řešení, cílem by mělo být dosažení optimálního mixu všech dostupných zdrojů, přičemž důraz ve Státní energetické koncepci by měl být z „nezávislosti“ posunut na přijatelnost pro životní prostředí.

Zdroj: CPU, Ing. Oldřich Petržilka
prezident České plynárenské unie