Snižování emisí: Cesta k uhlíkové neutralitě

Řada firem má dnes své závazky v oblasti snižování emisí, tak jako státy. Některé firmy mají dokonce závazky k dosažení uhlíkové neutrality. To samozřejmě nejde bez dat a jejich vyhodnocování.

Úrovně (Scope) emisních závazků

Při pohledu na závazky jednotlivých firem je dobré rozlišovat úrovně, kterých se tyto závazky týkají, což firmy ne vždy uvádí. Mezi odborníky se o nich hovoří jako úrovních či rozsahu „scope 1“ až „scope 3“ a zjednodušeně řečeno jde o to, co vše do závazku ohledně své uhlíkové stopy firmy započítávají.

• Scope 1: přímé emise - uhlíková stopa z vlastní výroby a činnosti firmy. Nejčastěji jde o přímé emise z výroby.
• Scope 2: nepřímé emise v důsledku nákupu energie společností od poskytovatelů veřejných služeb. Emise rozsahu 2 zahrnují veškerou elektřinu, vytápění, chlazení a páru nakoupenou a používanou v budovách společnosti, aktivech a výrobních procesech.
• Scope 3: Tato úroveň již vyžaduje mnohem větší množství dat (včetně dat a součinnosti od subdodavatelů) a je tedy složitější na sledování a to zvláště pro firmy, které pro svou vlastní produkci potřebují řadu komponentů od dodavatelů často z celého světa.

Firmy mají nejčastěji závazky v rozsahu první a druhé druhé úrovně. To je logické, protože jde o něco, co jsou firmy schopny přímo spočítat, sledovat a ovlivnit. Čím více firem bude sledovat a vyhodnocovat svou uhlíkovou stopu na těchto úrovních, tím snazší bude přecházet na třetí úroveň.

Klimatická a uhlíková neutralita je stav, kdy se do ovzduší bude vypouštět jen tolik emisí, kolik jsme schopni z ovzduší zpětně odebírat. Jedná se o dlouhodobý cíl řady zemí včetně EU a jejích členských států, ale i firem.

Uhlíková daň a clo

Cesta k dekarbonizaci celé ekonomiky je ale složitá a během na dlouhou trať. Vedle Evropského systému obchodování s emisemi (EU ETS) hledá nyní Evropská komise další způsoby, jak ještě více snížit emise skleníkových plynů. Do hry se dostávají daňové a celní nástroje. V letošním roce plánuje Unie představit návrhy uhlíkového zdanění či zavedení uhlíkového cla na hranicích EU.

Čtěte také: Přehled druhů křemene

Uhlíková daň v Evropě v roce 2020 fungovala již v jedenácti státech, a to vedle v roce 2005 zavedeného systému EU ETS. V roce 2021 ji zavedlo například i Nizozemsko a Německo. Uhlíkové clo na hranicích, které by zvýšilo cenu paliv a výrobků s velkou uhlíkovou stopou, je pak novinkou.

O možnosti zavedení nového nástroje, který by Evropu posunul k cíli uhlíkové neutrality do roku 2050, informoval server Euractiv, který, mimo jiné, cituje českého europoslance Luďka Niedermayera. Ten web informoval, že Evropská komise by mohla plány na revizi směrnice o zdanění energie, která by podobný mechanismus mohla implementovat, představit v první polovině tohoto roku.

Uhlíková daň by však mohla být pro evropské zákonodárce oříškem. Obecně totiž platí, že veškerou daňovou legislativu, která by mohla být přijata na úrovni EU, musí odsouhlasit všechny státy Unie. Lze přitom očekávat opozici některých unijních členů.

Doposud uhlíkové zdanění funguje na úrovni států, které ji přijaly v rámci národní legislativy. Například ve Švédsku uhlíková daň, která zvyšuje především cenu motorových a topných paliv, funguje již třicet let. Daň může pomoci vyrovnat rozdíly mezi sektory pokrytými EU ETS a těmi, které do systému nespadají, a náklady na emise skleníkových plynů tak prakticky nemají. Zároveň má daň pozitivní vliv na státní ekonomiku. Ve Švédsku bylo například při zavedení daně z uhlíků dále snížena daň z příjmu. Tím byly vyrovnány zvýšené náklady na nákup paliv v domácnostech, které jsou často značným zdrojem lokálního znečištění při pálení uhlí v domácích kotlích.

Při zavedení uhlíkového cla by Komise mířila na ochránění domácího průmyslu. Ten je díky levnější konkurenci ze zahraničí, kde jsou často nastaveny měkčí environmentální standardy, ohrožen takzvaným únikem uhlíku. Zpoplatněny by prvotně byla energie, tedy nejen samotné formy energie, ale například i dovážené energetické suroviny, následně pak i jiné importované produkty.

Čtěte také: Ohrožené děti a znečištění ovzduší

Snižování emisí v ocelářství

Novodobá historie ocelářství by se s klidem dala nazvat historií snižování přímých emisí oxidu uhličitého. Od roku 1975 se objem vypouštěného oxidu uhličitého na tunu konečného produktu snížil o více než polovinu. Tento pokles přineslo zlepšování výrobních technologií, jehož výsledkem byla nižší potřeba dodávaného uhlíku jako redukčního činidla pro získávání surového železa.

Jestliže v roce 1950 bylo potřeba do vsázky na výrobu tuny tekutého surového železa přidat jednu tunu suchého koksu, tak dnes se množství redukčních činidel, mezi něž se řadí v některých provozech také prachové uhlí a ropa, snížilo na 482 kilogramů na tunu vyrobeného horkého kovu.

Podle studie London School of Economics, která porovnávala emise jednotlivých světových ocelářských firem, se celkové emise na tunu oceli pohybovaly v roce 2015 u integrovaných hutí od 1,82 po 2,49 tuny oxidu uhličitého. Pro splnění závazků z Pařížské klimatické dohody by v roce 2030 neměly emise z výroby tuny oceli přesáhnout 1,923 tuny oxidu uhličitého. Pokud by ale nemělo oteplování planety přesáhnout dva stupně Celsia, bylo by třeba do roku 2030 snížit emise z výroby tuny oceli na 1,275 tuny oxidu uhličitého.

Další omezování přímých emisí z výroby oceli bude komplikované. Studie společnosti Boston Consulting Group z roku 2013 uvádí, že v ekonomicky dosažitelném scénáři lze snížit emise na tunu vyrobené oceli mezi roky 2010 a 2030 o 10 procent. Mezi roky 2010 a 2050 lze dosáhnout poklesu o 15 procent. Vyžadovat to bude investice do nejlepších dostupných technologií, optimalizaci výrobního procesu a vyšší míru využívání ocelového šrotu.

Razantní redukce emisí oxidu uhličitého by si vyžádala používání technologií, které dosud nebyly dostatečně v průmyslovém měřítku vyzkoušené. Navíc investice na jejich zavádění jsou dnes zcela mimo finanční možnosti ocelářských podniků.

Čtěte také: Třídění odpadu z koupelny

Studie Boston Consulting Group analyzovala několik technologií, které by bylo možné k výraznějšímu snižování skleníkových emisí v ocelářství nasadit. Největší potenciál má technologie recyklace odpadních plynů, které vznikají ve vysoké peci. Vodík a oxid uhelnatý se při jejím použití vhání zpět do redukčního procesu, kde nahrazuje koks. Na tunu vyrobené oceli by mohly emise oxidu uhličitého klesnout až o 189 kilogramů.

Technologie jímání a dalšího využití tepla při výrobě aglomerátu se v roce 2013 používala ve 12 z 53 aglomeračních jednotek existujících v Evropě. Při chlazení aglomerátu lze získat energii zhruba 280 megajoulů na tunu aglomerátu. Tuto energii lze použít například na předehřívání směsi, která vstupuje do aglomerační jednotky, nebo k předehřevu vzduchu vstupujícího do vysokých pecí. Tímto postupem lze tedy ušetřit primární palivo v aglomeraci nebo ve vysoké peci. V případě úspory zemního plynu by bylo možné dosáhnout snížení emisí o 16 kilogramů z výroby tuny aglomerátu.

Při tradiční výrobě se žhavý koks hasí vodou. Při suchém hašení je možné část tepelné energie z koksu využít. Koks se při něm zaváží do speciální chladicí komory, kde se chladí dusíkem. Ohřátý dusík pak slouží k výrobě vysokotlaké páry pro výrobu elektřiny nebo jiné účely. Z tuny koksu lze takto získat 100 až 150 kilowatthodin energie, což odpovídá úspoře 54 kilogramů CO2 na tunu koksu.

Pelety mohou ve vysokopecní vsázce nahradit aglomerát, jehož použití je zhruba třikrát emisně náročnější. Přibližně osm procent evropské výroby oceli v roce 2013 bylo založeno na stoprocentním využívání pelet. Jde ovšem o menší provozy. Pro použití ve velkých vysokých pecí se musí ještě odzkoušet. Na tunu tekutého kovu lze takto ušetřit 119 kilogramů oxidu uhličitého. Na druhou stranu pelety se vyrábějí nejčastěji v místě těžby železné rudy. Skleníkové emise při jejich výrobě jsou více než dvakrát vyšší než při výrobě aglomerátu.

Postupná dekarbonizace ocelářského odvětví v EU bude pravděpodobně spočívat v jeho přechodu na vodíkovou výrobu, kdy vodík nahradí uhlík fungující jako redukční činidlo oxidů železa obsažených v železných rudách. Nebudou přitom vznikat emise oxidu uhličitého, pouze vodní pára.

Na základě směřování klimatické politiky EU lze navíc předpokládat, že podporu získá pouze tzv. zelený vodík, vyrobený primárně elektrolýzou vody za použití elektrické energie z obnovitelných zdrojů (OZE). V procentuálním množství však taková výroba nemá ve světě takřka žádné zastoupení a bude tak klást extrémní nároky na další rozvoj OZE a elektrolyzérů.

Technologie 100% redukce železné rudy vodíkem spadá do způsobů výroby železa označované jako DRI (Directly Reduced Iron) a je teprve ve stadiu vývoje - bude třeba zcela nový výrobní agregát, který nahradí vysoké pece. Výroba vůbec první klimaticky neutrální oceli za použití zeleného vodíku je plánována v rámci švédského projektu HYBRIT.

Je třeba připomenout, že kromě budoucího vodíkového DRI se vodík dostává do procesu výroby železa už dnes, a to zejména prostřednictvím dmýchání koksárenského plynu, jenž obsahuje asi 55-60 % vodíku, do vysoké pece. Zelená politika EU však koks jako uhlíkově intenzívní surovinu postupně odsuzuje k záhubě, a tak se bude i dostupnost koksárenského plynu z jeho výroby úměrně snižovat. Koksárenský plyn je ale vzhledem k jeho bohatému energetickému obsahu v hutích využíván i pro ohřevy v dalších provozech podniků, resp. v navazujících procesech výroby, jako je např. válcování (ohřev oceli v pecích). Snížení jeho objemu bude znamenat potřebu náhrady jiným palivem, zejména zemním plynem, jehož podpora je také velmi omezená a pouze dočasná.

Uhlíkový rozpočet vs. Uhlíková neutralita

V posledních letech se různé státy i firmy hlásí k cíli dosáhnout uhlíkové neutrality. Výsledné globální oteplení je ale přímo úměrné celkovým vypuštěným emisím skleníkových plynů a datum, kdy vypustíme poslední tunu CO2, není pro toto výsledné oteplení určující.

Uhlíkový rozpočet a dosažení uhlíkové neutrality jsou dva různé způsoby, jak je možné přemýšlet o snižování emisí skleníkových plynů. Uhlíková neutralita označuje stav, kdy lidstvo svým působením nepřidává CO2 do atmosféry. Cíl uhlíkové neutrality zjednodušeně řečeno říká, kdy spálíme poslední tunu fosilních paliv - nijak už ale neřeší, kolik fosilních paliv do té doby spálíme.

Rozdíl mezi uhlíkovým rozpočtem a uhlíkovou neutralitou dobře ukazuje metafora kuřáka, který se snaží skončit s kouřením. Kdy vykouří svou poslední cigaretu (uhlíková neutralita) a celkový počet cigaret, který do té doby vykouří (uhlíkový rozpočet), jsou dvě velmi různé věci.

Zvláštní zpráva IPCC ke globálnímu oteplení o 1,5 °C z roku 2018 uvádí, že pro 50% pravděpodobnost nepřekročení hranice oteplení o 1,5 °C může lidstvo vypustit už pouze 580 Gt CO2. V současnosti se vypouští přibližně 40 Gt CO₂ ročně, a tímto tempem by se uvedený uhlíkový rozpočet vyčerpal přibližně za čtrnáct let, tedy zhruba v roce 2032.

Měření i klimatické modely ukazují, že globální oteplení je přibližně přímo úměrné celkovému množství CO2, jež bylo do atmosféry vypuštěno. Jinak řečeno: čím více emisí skleníkových plynů vypustíme, tím vyšší bude průměrná světová teplota. Když si tedy stanovíme určitou hranici oteplení, kterou nechceme překročit, dá se vypočítat, kolik CO2 ještě jako lidstvo můžeme v budoucnu vypustit, abychom se pod danou hranicí udrželi. Mluvíme pak o zbývajícím uhlíkovém rozpočtu pro danou hranici.

Emise v České republice

Roční objem emisí České republiky je 103,53 mil. tun CO2eq (údaj z roku 2023). Jednotka CO2 ekvivalent zohledňuje dlouhodobý efekt skleníkových plynů v atmosféře a převádí je na množství CO2, které by mělo stejný efekt.

Sektor výroby cementu a jiných minerálů se v České republice podílí zhruba pěti procenty na celkových emisích skleníkových plynů přepočtených na ekvivalent CO2. V naší cementárně se na základě mnoha technologických a procesních změn při výrobě cementu podařilo snížit fosilní emise CO2 za rok 2023 oproti roku 1990 o 40 %.

Obecně existuje několik možností pro snižování emisí CO2. zachytávání, ukládání a zpracování CO2, tj.

Výroba elektřiny a tepla: 33,72 milionů tun CO2 (32,6 % celkových emisí, 3,11 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise v energetice pochází především ze spalování hnědého uhlí a zemního plynu v elektrárnách (25,61 milionů tun, resp. 24,7 % celkových ročních emisí) a dále z tepláren (8,10 mil. tun, či 7,8 % celkových emisí ročně).

Největším jednotlivým emitentem CO2 jsou elektrárny v Počeradech (pět hnědouhelných bloků a jeden na zemní plyn), které ročně vyprodukují 4,69 mil. tun CO2, což je 4,5 % celkových emisí České republiky. Pět největších českých fosilních elektráren, Počerady, Ledvice, Prunéřov, Tušimice a Chvaletice, vyprodukují ročně téměř tolik emisí CO2 jako veškerá silniční doprava.

Průmysl: 25,86 mil. tun CO2 (25,0 % celkových emisí, 2,39 t CO2eq na obyvatele ročně). V této kategorii jsou zahrnuty tři druhy emisí. Za prvé jde o emise ze spalování fosilních paliv v průmyslu (např. koksu ve vysokých pecích nebo zemního plynu v cementárně). Za druhé jde o procesní emise, které vznikají chemickou reakcí při výrobním procesu - například při redukci uhlíku z železné rudy nebo při kalcinaci vápence při výrobě cementu.

Doprava: 20,94 mil. tun CO2 (20,2 % celkových emisí, 1,93 t CO2eq na obyvatele ročně). Osobní automobilová doprava ročně vyprodukuje 11,40 mil. tun CO2 (11,0 %), zatímco nákladní a autobusová doprava je zodpovědná za 8,07 mil. tun CO2 (7,8 %). Neelektrifikovaná vlaková doprava ročně způsobí emise 0,22 mil. tun CO2eq (0,2 %), v grafu je započtena v rámci ostatní dopravy. Emise z letecké dopravy jsou 1,06 mil. tun tun CO2 (1,0 %, 97,9 kg na obyvatele ročně) a odpovídají emisím vyprodukovaným lety z letišť v ČR.

Snížit emise z dopravy je možné přechodem na alternativní druhy pohonu (např. na elektřinu, biometan nebo CNG), zvýšením podílu hromadné dopravy a snížením počtu vozidel na silnicích.

Budovy: 8,62 mil. tun CO2 (8,3 % celkových emisí, tedy 0,80 t CO2eq na obyvatele ročně). Jde o topení a ohřev vody v domácnostech, kancelářích a institucích (pokud energie není dodávána z teplárny) a také o vaření plynem.

Zemědělství: 8,13 mil. tun CO2eq (7,9 % celkových emisí, 0,75 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise v zemědělství pochází především z chovu hospodářských zvířat (4,35 mil. tun) v podobě emisí metanu a také z obdělávání půdy a s tím spojenými emisemi N2O (2,35 mil. tun). Také sem patří spalování pohonných hmot v zemědělství a lesnictví (1,16 mil. tun). K omezení emisí metanu ze zemědělství by vedlo snížení počtu chovaného dobytka (a s tím související snížení spotřeby hovězího masa a mléčných výrobků), změna nakládání se statkovými hnojivy (například jejich stabilizací v bioplynových stanicích) a méně intenzivní hnojení průmyslovými hnojivy.

Odpadové hospodářství: 5,58 mil. tun CO2eq ročně (5,4 % celkových emisí, 0,51 t CO2eq na obyvatele ročně). Emise z odpadového hospodářství produkují především skládky odpadu, ze kterých do atmosféry uniká metan. Ten vzniká rozkladem biologicky rozložitelného materiálu (papíru, kartonu, textilií a bioodpadu) v tělese skládky.

Pro snadnější možnost srovnávání emisí napříč státy EU vynecháváme kategorii lesnictví a využití půdy (která bývá označována LULUCF podle anglického Land use, land use change, forestry). Díky ukládání uhlíku v zeleni má totiž tato kategorie ve většině států EU záporné emise, což komplikuje vizualizaci. Sektor LULUCF se také často ze srovnávání vynechává, protože záporné hodnoty v tomto sektoru mohou zakrývat strukturální emise z energetiky, průmyslu a zemědělství a také tento sektor obsahuje vysokou nejistotu v datech a je náchylnější na výkyvy v čase. Právě v Česku jsme v posledních letech byli svědky výrazného výkyvu kvůli masivní těžbě dřeva při kůrovcové kalamitě.

Emise Skupiny ČEZ

Výroba elektřiny a tepla z fosilních zdrojů, stejně jako samotná těžba těchto zdrojů, je spojena s emisemi znečišťujících látek do ovzduší. Z důvodu snížení množství emisí znečišťujících látek do ovzduší jsou na spalovacích zdrojích provozovaných v rámci Skupiny ČEZ instalována zařízení ke snižování emisí.

Pro snížení objemu oxidů síry je většinou využívána vysokoúčinná metoda odsiřování kouřových plynů na principu mokré vápencové vypírky, na některých zdrojích je využívána polosuchá metoda, při které jsou škodliviny ze spalin absorbovány na částicích vápenné suspenze, a částice takto vzniklého produktu jsou následně vlivem tepla kouřových plynů usušeny. Snižování množství emisí oxidu siřičitého je na některých spalovacích zdrojích (především fluidních kotlích) realizováno formou náhrady fosilních paliv spalováním nebo spoluspalováním biomasy.

Dne 15.7.2022 byla mezi ČEZ, a. s. a MŽP podepsána Dobrovolná dohoda o spolupráci v oblasti ochrany klimatu, energetiky a některých souvisejících oblastech. ČEZ se v této souvislosti zavázal zkrátit horizont dosažení uhlíkové neutrality o 10 let, do roku 2040.

Skupina ČEZ při provozu uhelných elektráren a tepláren dlouhodobě a systematicky sleduje jejich vliv na znečištění ovzduší prostřednictvím vlastní měřicí imisní sítě. Ekologizace elektráren a tepláren je spojena se zpřísňováním emisních parametrů vycházejících z legislativy EU. K přizpůsobení se přísným emisním požadavkům pro tuhé znečišťující látky, oxid siřičitý, oxidy dusíku a oxid uhelnatý, jsou realizována příslušná technická opatření, případně náhrada stávajících zdrojů novými.

Snižování emisí znečišťujících látek je také dosahováno provozováním obnovitelných zdrojů energie. Obnovitelným zdrojem s nejvyšším objemem výroby elektřiny je vodní energie. Ve Skupině ČEZ je spalována biomasa k výrobě elektřiny ve čtyřech zdrojích - Elektrárně Poříčí, Elektrárně Hodonín, Energetickém centru Jindřichův Hradec a v polské Elektrárně Chorzów.

Nástroje pro snižování emisí

Stát má ve své moci několik nástrojů, jak snižovat emise skleníkových plynů. Například vám může něco zakázat a když to porušíte, tak vás potrestat (tzv. přímá regulace). Stát se ho snaží spíš nevyužívat, protože nechce lidi a firmy moc naštvat. Navíc takový zákaz neříká, co tedy mají lidi zvyklí a závislí na fosilních palivech dělat.

Stát proto raději volí měkčí, ekonomické nástroje, které vám nic nezakážou, ale zdraží to, čímž se vás od předmětné činnosti snaží odradit. Typicky je to daň. To už má stát raději, protože se přitom může napakovat a tvářit se přitom, že chrání životní prostředí. Problém je v tom, že se dá těžko říct, o kolik se emise sníží, když bude daň zrovna XY. Může se taky dobře stát, že stát vybere spoustu peněz na dani, ale emise neklesnou ani trochu. Je obtížné nastavit daňovou sazbu tak, aby byla účinná, a málokterý politik si troufne nastavit laťku vysoko. Navíc každé odvětví má jiné náklady na snížení emisí, takže zatímco někdo nad daní mávne rukou, pro jiného to může být likvidační. Daň je jednoduchá, ale nepříliš efektivní.

Pak jsou tu tržní mechanismy, jako je emisní obchodování. Stát stanoví nějaký cíl, třeba snížení emisí o 30 % do tří let. Pokud jsou dnes emise 100 tun CO2, vydá stát na příští rok jen 90 povolenek, na druhý rok 80 a třetí rok jen 70. Cenu povolenky určí trh - čím méně je povolenek, tím víc cena roste. Nakonec se cena dostane na úroveň, kdy se někomu vyplatí svoje emise snížit - emise se snižují tam, kde je to nejlevnější. Výhoda je, že jak stát vydává jen omezený počet povolenek, tak se vždy dostane na cílové snížení.

Na různá odvětví se líp hodí jiný nástroj. EU zavedla systém emisního obchodování EU ETS na energetiku (velké elektrárny a teplárny) a těžký průmysl (ocelárny, chemičky, cementárny, sklárny…) a do roku 2020 emise v těchto odvětvích klesly o 42,4 % oproti počátečnímu roku 2005. Chvíli se systém potýkal s přebytkem povolenek a jejich cena byla nízká, teď ale cena roste a firmy si konečně uvědomují, že musí investovat do čistých technologií. U aut se jde cestou regulace a kvót a na emise z budov by byla vhodná daň.

Velmi brzy bude každý zdroj emisí nějakým způsobem zpoplatněný a bude to tak dlouho gradovat, dokud ho emitenti nenahradí klimaticky neutrální variantou. Například ve Švédsku mají drakonickou uhlíkovou daň na topení uhlím v domácnostech, ale stát na ní nevybere nic.

ČR nikdy nezavedla žádný nástroj na snižování emisí skleníkových plynů sama, vždy jen zavádí evropská harmonizovaná opatření. Alespoň je neblokujeme. Stát má z prodeje povolenek velmi vysoké výnosy, v roce 2020 to bylo 18,9 miliard Kč. Když už stát ty peníze vybírá, měl by je využít nazpět a podpořit jimi čisté investice nebo stavět potřebnou infrastrukturu. Jediné opatření, které se ale z výnosů financuje, je ale Nová Zelená úsporám - stát na ni dal jen cca 2 miliard Kč.

tags: #druhy #snižování #emisí

Oblíbené příspěvky:

• Složení a použití ekologické chemie
• Více o ekologickém zemědělství
• Integrace ESG
• Problém odpadu na Mount Everestu
• Vliv Dalajlamy na společnost