Srovnání emisí elektráren podle druhu paliva

Emise oxidu uhličitého (CO2) a dalších skleníkových plynů jsou klíčovým kritériem při hodnocení různých typů elektráren. Jednotkovým emisím oxidu uhličitého z různých zdrojů se říká emisní faktor. Uvádí množství uhlíku, respektive oxidu uhličitého připadající na jednotku energie ve spalovaném palivu. Udává se v jednotkách t CO2/MWh. V České republice je oficiální emisní faktor elektřiny asi 0,43 tCO2/MWh.

Znamená to, že v průměru se při výrobě 1 megawatthodiny elektřiny v ČR se uvolní 0,43 tuny CO2, aneb 430 kg CO2. Někdo si lépe představí jednotkou kWh (1 kWh je např. spotřeba staré ledničky za den): emisní faktor je po přepočtu 430 g CO2/kWh, či 0,43 kg/kWh, při výrobě 1 kWh elektřiny se uvolní 430 gramů oxidu uhličitého. Emisní faktor je vážený průměr ze všech elektráren, kdy se uvažuje procentuální podíl jednotlivých zdrojů, tedy třeba uhelní elektrárny, jaderné, vodní.

Čísla pro různé typy elektráren nabízí materiál Emisní faktory Paktu starostů a primátorů pro členské státy EU , který vydala Evropská komise Hodnoty se opět liší různých metodik. I v prostředí ČR se běžně pracuje se sloupcem standard tCO2 ekv. v tabulce č. 1. Emisní faktor uhelné elektrárny je asi 0,36 t CO2 ekv./MWh. Pro hlavní obnovitelné zdroje, tedy větrnou elektrárnu, fotovoltaickou i vodní elektrárnu se uvádí nula (tabulka č. 3). Obnovitelné zdroje se tudíž podle tohoto dokumentu považují za tzv. bezuhlíkové. Jaderná energetika zde uvedena není.

Abychom získali reálná měrná čísla z výroby elektřiny, je třeba uvažovat celkové emise všech skleníkových plynů během celé životnosti elektrárny. Musí se započítat např. stavbu/výrobu zařízení, jeho likvidace a případná doprava paliva. Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC) sjednotil hodnoty ekvivalentu oxidu uhličitého (CO2 ekv.) na jednotku energie u nejrozšířenějších typů elektráren. Kromě CO2 se uvažuje i vliv dalších skleníkových plynů, hlavně metanu. Provedl k tomu analýzu stovek jednotlivých vědeckých prací hodnotících jednotlivé zdroje energie. Zdaleka nejhorším producentem emisí je uhelná elektrárna, následuje elektrárna na zemní plyn. Nízkouhlíkové zdroje jsou solární, větrné a jaderné elektrárny.

Emisní faktory různých typů elektráren

Jednotlivá čísla se mohou významně lišit dle technologií a jejich stáří, u konkrétních obnovitelných zdrojů bude hrát velkou roli jejich umístění a výtěžnosti během celé doby používání. Podrobný pohled do zprávy IPCC ukáže, kolik z celkových emisí jsou tzv. přímé emise, dále jaký je význam infrastruktury, včetně dopravy paliva, kolik jsou biogenní emise a jaký je vliv metanu. Třeba u solárních elektráren, větrných elektráren i jaderných hrají roli jen ty emise z infrastruktury, ostatní jsou logicky nulové. Je vidět, že u elektrárny na biomasu (výtopna, kotelna) je nejvíce "klimaticky" náročná výstavba zařízení a pak pravidelná dodávka paliva.

Čtěte také: Vše o emisních normách

V úvahách hraje důležitou roli životnost elektráren. Protože většina emisí z větru, slunce a jaderných zdrojů není z vlastního provozu, jsou-li provozovány déle a během své životnosti vygenerují více elektřiny, budou mít emise na jednotku energie nižší. U všech technologií je třeba počítat s pokrokem v účinnosti, a tedy i s možným snížením jednotkových emisí CO2 ekv.

Skvělý přehled ukazuje vizualizace celkových měrných dopadů (na kWh) výroby elektřiny v reálném čase pro většinu evropských zemí. Když si kliknete na jednu zemi, tak je vidět okamžitá spotřeba, podíl jednotlivých typů elektráren a u nich uvedená tzv. uhlíková intenzita (tyto čísla jsou ze zmíněné studie IPCC 2014). Z hodnocení měrných emisí skleníkových plynů i z dalších dopadů (např. vliv těžby a distribuce paliv na krajinu, místní znečištění ovzduší, znečištění vody) vychází, že obnovitelné zdroje elektřiny jsou lepší než neobnovitelné, tedy např. elektřina z uhlí, zemního plynu nebo popř.

Emise a legislativa v ČR

V článku profesora Petráka a následném "Vysvětlení a poznámky k textu" od docenta Brože jsou popsány dva pohledy na environmentální hodnocení spotřeby elektrické energie. Je na čtenáři, aby si vytvořil vlastní úsudek. Předností obou částí příspěvku je vyjasnění stanovisek a pohledů na podklady pro hodnocení ekologických přínosů úspor elektrické energie.Při posuzování a hodnocení spotřeby energie a opatření vedoucích k jejímu snížení je nutné vždy vyjadřovat vliv této činnosti na životní prostředí, kromě jiného přepočtem na produkci CO2. Tento přepočet se provádí s emisními faktory uvedenými v Příloze 8 vyhlášky MPO č. 425/2004 Sb. ze dne 29.6.2004. Zde je kromě jiného pro hnědé uhlí uvedena hodnota 0,36 t CO2/MWh výhřevnosti paliva, pro zemní plyn 0,20 t CO2/MWh výhřevnosti paliva a pro elektřinu 1,17 t CO2/MWh elektřiny.

Domnívám se, že u elektřiny tato hodnota neodpovídá skutečnosti a při jejím používání jsou poškozována opatření vedoucí k významným úsporám tepelné energie vyžadující určité navýšení spotřeby elektrické energie. Mezi takové případy patří i používání tepelných čerpadel, využití odpadních tepel z chladicích zařízení a dalších technologických pochodů. Přitom např. při snaze o snížení energetické náročnosti průmyslu, využití obnovitelných a druhotných zdrojů apod. hrají tepelná čerpadla významnou roli. Je tedy zapotřebí vysvětlit, jak byla stanovena výše uvedená hodnota emisního faktoru CO2 pro spotřebu elektrické energie a dle mého názoru je zapotřebí její hodnotu uvést do souladu se skutečností. 1. Ve vyhlášce č. 425/2004 Sb. Ze Statistické ročenky ČR 2005 vyplývá, že v roce 2004 bylo v ČR vyrobeno 84 333 GWh elektřiny, z toho v parních elektrárnách na fosilní paliva 55 422 GWh (65,72 %), v jaderných elektrárnách 26 325 GWh (31,22 %), ve vodních a větrných elektrárnách 2573 GWh (3,05 %), spalovacími motory a plynovými turbinami 13 GWh. Vezmeme-li v úvahu tyto hodnoty, odběratel získal 72 835 GWh elektřiny a při emisním faktoru pro hnědé uhlí 0,36 t CO2/MWh výhřevnosti paliva bylo vyprodukováno 54 402 tis. tun CO2.

Z výroční zprávy Skupiny ČEZ a.s. za rok 2005 vyplývá, že tato společnost v roce 2005 vyrobila 60 016 GWh elektrické energie, z toho z jádra 24 728 GWh (41,2 %), uhlí 33 099 GWh (55,2 %) a OZE 2 189 GWh (3,6 %). Kromě elektrické energie společnost v roce 2005 vyprodukovala 13 535 TJ tepelné energie, z níž odběratelům dodala 11 924 TJ. Při této činnosti (elektřina a teplo) vyprodukovala 3 3321 440 t CO2. Pokud bychom tuto celkovou produkci CO2 vztáhli pouze na výrobu elektrické energie, byl by emisní faktor pro elektřinu 0,555 t/MWhe. Pokud od výroby odečteme vlastní spotřebu a ztráty v rozvodné síti, vychází emisní faktor 0,635 t/MWhe.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

S požadavkem na růst výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů bude hodnota jejího emisního faktoru trvale klesat. Kromě toho např. v informacích pro své akcionáře (červen 2006) ČEZ představil projekt obnovy uhelných elektráren, který "přinese zvýšení účinnosti bloků a s tím související další významné snížení emisí CO2 i emisí ostatních nežádoucích škodlivin". Je třeba si uvědomit, že u elektrické energie jako jediné jsou zahrnuty i ztráty při výrobě a rozvodu. 2. Při žádostech o dotace na realizaci opatření vedoucích k úsporám energie s tepelnými čerpadly jsou žadatelé neprávem znevýhodňováni. Např. směrnice "Metodika hodnocení energetických projektů v rámci OPPP" (Česká energetická agentura, vydáno 18. 3. 2005 s platností od 1. 4. 2005 do 31.12.2006) při bodovém hodnocení projektu, na němž závisí i výše dotace, je zde snížení emisí CO2 významným kriteriem vyčíslení ekologického přínosu. K výpočtu je předepsáno použít emisní faktory uvedené ve vyhlášce č. 425/2004 Sb. Problematická situace nastává i u mnohých žádostí o podporu z EU (nyní např. tzv. 3. Hodnoty emisních faktorů uvedené ve vyhlášce č. 425/2004 Sb. zpochybňují ve velké řadě případů použití tepelných čerpadel. Je-li např. použito tepelné čerpadlo s topným faktorem 3, při spotřebě 1 kWh elektrické energie dodá 3 kWh energie tepelné. Protože toto teplo by bylo pravděpodobně získáno ze zemního plynu (0,20 t CO2/MWh), použití tepelného čerpadla by podle vyhlášky č. 425/2004 Sb.

4. V certifikátu energetické náročnosti budovy budou prováděny přepočty na energii primární a na emise CO2. V případě veřejné budovy s podlahovou plochou nad 1000 m2 musí být v souladu s Evropskou směrnicí 2002/91/ES certifikát vyvěšen na "nápadném místě dobře viditelném veřejností". 5. Uvedená hodnota emisního faktoru nereprezentuje Českou republiku příliš příznivě na poli Evropské unie. Jestliže např. Německo v roce 1997 uvádělo u elektřiny 0,691 t CO2 na MWh elektřiny a Velká Britanie 0,616 (pro rok 1995), naše hodnota 1,17 nás neprávem staví do role mimořádných znečišťovatelů životního prostředí. A to neuvádím Francii, která díky rozsáhlému využití jaderné energetiky uváděla v roce 1997 hodnotu 0,076 t CO2/MWh elektřiny. V odborném článku ze Slovenska z července 2006 je tamní výroba elektrické energie hodnocena tak, že ji doprovází produkce přibližně 0,18 kg CO2/kWhe.

Protože se domnívám, že je nezbytné v legislativě co nejrychleji přehodnotit produkci CO2 u elektřiny, byly výše uvedené připomínky v září 2006 předány na MPO a bylo přislíbeno, že k nim bude přihlédnuto při další legislativní činnosti. Úkolem příspěvku bylo poskytnout čtenářům tohoto časopisu základní informaci o rozporu mezi emisními faktory uvedenými pro elektřinu v Příloze 8 vyhlášky MPO č. 425/2004 Sb. Vysvětlení a poznámky k textu prof. Tento limit, uvedený v příloze 8 vyhl. č. 425/2004 Sb., vypracované MPO, je platný pro elektrárny, kde je palivem naše hnědé uhlí. Například mostecké uhlí má průměrný obsah uhlíku 45,1 %, jeho průměrná výhřevnost je 16,5 MJ/kg (tj. 4,58 kWh/kg). Celková účinnost našich odsířených uhelných elektráren, vztažená na výstup do sítě (tedy se zahrnutím vlastní spotřeby) je 31 %. To znamená, že z 1 kg uhlí se do sítě dodá 1,42 kWh elektřiny. Stechiometrickým spálením (ovšem za potřebného přebytku vzduchu) 0,451 kg uhlíku v 1 kg paliva vznikne 1,66 kg CO2, což přepočteno odpovídá produkci 1,66 : 1,42 = 1,17 kg CO2/kWhe.

Základní zatížení naší elektrické sítě kryjí jaderné elektrárny. Uhelné elektrárny pak pokrývají časové úseky zvýšeného a špičkového odběru. Podíl jaderných elektráren kolísá v jednotlivých letech podle tvaru odběrového diagramu. Podle mého názoru je při posuzování vlivu tepelných čerpadel na životní prostředí vhodné stanovit snížení spotřeby elektřiny i snížení emisí s ohledem na zdroj elektřiny, a to na uhelné elektrárny pro srovnávací případ elektrických přímotopů. V souladu s tímto principem byly dříve tvořeny i pevné měsíční platby za odběrné místo pro tepelná čerpadla jako třetinové proti ostatním spotřebičům. Důvodem pro to je fakt, že širší využití tepelných čerpadel s použitím hromadného dálkového ovládání sníží špičkovou spotřebu, případně přispěje ke zvýšení podílu jaderných elektráren. V takovém případě je snížení emisí úměrné topnému faktoru a čím vyšší je emisní faktor, tím větší je snížení emisí. Lokální hodnocení emisí v místě instalace tepelného čerpadla proti jinému v úvahu připadajícímu palivu (například zmíněnému dováženému zemnímu plynu spalovanému v kotli) nepovažuji za správné, protože elektřina se v místě zpravidla nevyrábí ani v uhelném, ani v jaderném zdroji.

U elektrické energie jsou ztráty při výrobě, včetně vlastní spotřeby zahrnuty do emisního faktoru oprávněně, protože se hodnotí energie dodávaná do sítě ke spotřebě. Ztráty v rozvodné síti v emisním faktoru zahrnuty nejsou. Každý zdroj má své ztráty a určitou vlastní spotřebu. Stejný přístup jako u elektráren je uplatněn i v emisních faktorech ostatních citovaných zdrojů (kotle na hnědé uhlí 0,36 t CO2/ MWht, na zemní plyn 0,2 t CO2/MWht), protože jsou vztaženy na energii obsaženou v palivu. Spotřeba paliva je měřena a vzniklé emise se stanoví správně, ať má zdroj jakoukoliv vlastní spotřebu a účinnost.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

Pokud by v případné novele vyhlášky č. 425/2004 Sb. bylo rozhodnuto, že emisní vlivy tepelných čerpadel budou hodnoceny na celkovou strukturu výroby elektřiny, pak by pro ČR například v roce 2005, kdy se v uhelných elektrárnách vyrobilo téměř 60% celkové výroby elektřiny, vyšel tento smíšený emisní faktor 0,6 . 1,17 = 0,7 t CO2/MWhe. Srovnání smíšených ročních emisních faktorů v ostatníchn zemích napovídá o struktuře zdrojů elektřiny a nemůže dle mého názoru být kopírováno v ČR pro hodnocení vlivu tepelných čerpadel na životní prostředí (například Německo - téměř 0,7 t CO2/MWhe má téměř stejnou strukturu zdrojů jako ČR, Spojené království 0,616 - větší podíl jaderných elektráren než ČR, Francie 0,076 - téměř všechno kryjí jaderné zdroje, Norsko - téměř 0, má 99 % elektřiny z vodních elektráren). V článku prof. Petráka je správně poukázáno na skutečné hodnoty produkce CO2 při výrobě elektrické energie v České republice.

Jde o to, že elektrická energie není vyráběna pouze z hnědého uhlí, jak by vyplývalo z emisního faktoru uvedeného v Příloze 8, vyhlášky MPO č. 425/2004 Sb. Tento emisní faktor nevyjadřuje skutečnost, že v současné době cca 40 % výroby elektrické energie pochází z jaderných elektráren. Ve svém vyjádření doc. Brož tento fakt nezpochybňuje. Obhajuje však uvedený emisní faktor ve výše zmíněné vyhlášce z důvodů, že úspora elektrické energie, ke které dojde instalací tepelného čerpadla, se projeví hlavně v úspoře výroby elektrické energie, hnědým uhlím. Jaderné elektrárny svým charakterem provozu, který vyžaduje minimalizaci krátkodobých změn výkonu, vytvářejí stabilní nekolísající zdroj. Můj návrh na řešení tohoto problému spočívá v zachování ve vyhlášce uvedeného emisního faktoru s uvedením faktu, že platí pro výrobu elektrické energie z hnědého uhlí. Není možné, aby ve vyhlášce byla zavedena proměnná hodnota emisního faktoru v závislosti na podílech jednotlivých zdrojů elektrické energie. Naproti tomu nesouhlasím s tím, aby tento emisní faktor byl používán pro hodnocení energetické náročnosti budov, neboť v tomto případě jde o výrazně nadhodnocený údaj.

Doprava paliva a emise

Doprava saúdské ropy generuje o 27 % více skleníkových plynů než doprava té ruské Kromě plynu Česko importovalo z Ruska i ropu. Zatímco u plynu došlo k prakticky zastavení tohoto dovozu, u ropy si Česko vyjednalo v Evropské unii výjimku a dál ji může využívat. I tak ale začalo v rámci omezování své závislosti na Rusku v určité míře ropu dovážet ze Saudské Arábie.

Saúdská ropa nejdříve musí urazit přes 8 000 kilometrů tankerem do italského Terstu, odkud následně 812 km proudí transalpinským ropovodem do Německa a ropovodem Ingolstadt do Kralup. Oproti tomu ruská ropa se k nám dostává ropovodem Družba o délce přibližně 4 000 km. Ačkoliv doprava ropy ropovodem produkuje na kilometr více emisí než doprava tankerem, kvůli rozdílu vzdáleností produkuje transfer ropy ze Saudské Arábie o zhruba 27 % více skleníkových plynů. „Podle našich dat na jednu tunu ropy přepravené kilometr tankerem připadá 6,7 g CO2e a v případě ropovodu 12,8 g CO2e. Ačkoliv z tohoto srovnání vychází ropovod hůře, při zahrnutí celkové vzdálenosti se pomyslné váhy převáží. Celková doprava ropy z Ruska do Česka totiž vyprodukuje 7,1 kg CO2e na jeden barel ropy, zatímco ze Saudské Arábie 9 kg CO2e,“ vysvětluje Karel Kotoun, zakladatel startupu Green0meter.

tags: #emise #elektrárny #srovnání #druhy #paliv

Oblíbené příspěvky:

• Recenze plechového kyblíku na kompost
• Životní prostředí a dovoz potravin v ČR
• Vliv solárních panelů na životní prostředí
• Vlastnosti oceli 11 373
• Environmentální geologie v Olomouci