Práce Zdislavy Martinkové se zabývá tématem „Jaderná energetika z pohledu energetické bezpečnosti.“ Autorka zkoumá, zda má jaderná energetika potenciál zvýšit energetickou bezpečnost.
Energetická bezpečnost: Historický kontext a definice
Počátek debaty o energetické bezpečnosti datujeme do období ropných šoků v 70. letech 20. století. Od té doby se téma energetické bezpečnosti postupně rozšířilo a kromě ropy zahrnulo i všechny ostatní zdroje energie, související infrastrukturu, rozhodovací procesy i trhy.
Je zřejmé, že jedním ze základních aspektů energetické bezpečnosti jsou ceny, které určuje trh. Mezinárodní energetická agentura (IEA) specifikuje, že důsledkem plynulého fungování mezinárodních energetických trhů budou „bezpečné, dostatečné, spolehlivé a cenově dostupné dodávky energie.“ (IEA 2002: 3) Bohi a Toman mluví o opaku energetické bezpečnosti jako o „ztrátě ekonomického blahobytu, který může být výsledkem změny cen nebo dostupnosti energie.“ (Bohi, Toman 1996: 1) Dostatek energií tedy není cílem sám o sobě.
Druhým důležitým elementem je fyzická dostupnost dostatečných dodávek paliv a energií. Její kontinuita může být ovlivněna v zásadě dvěma faktory. Prvním je technické znemožnění dodávky způsobené poškozením jakékoli části řetězce, druhým je politicky motivovaná manipulace. Aby se takovýmto výpadkům předešlo, soustředí se státy na zajištění určité míry energetické soběstačnosti a diverzifikaci v oblasti zdrojů i tras.
Definice energetické bezpečnosti byly v posledních letech mnoha badateli i organizacemi rozšířeny o environmentální rozměr. IEA aktuálně vymezuje energetickou bezpečnost jako „nepřerušenou fyzickou dostupnost za přijatelnou cenu za současného respektování životního prostředí.“ (IEA 2012) Evropská komise říká, že „bezpečné dodávky zajišťují blahobyt občanů a náležité fungování ekonomiky […] za současného respektu k životnímu prostředí a směřování k udržitelnému rozvoji.“ (Evropská komise 2011: 2 - 3) Ve formě „čtyř A“ definují bezpečnost energetických dodávek Kruyt et al., kde je environmentální hledisko zastoupeno pojmem acceptability.V rámci této práce aplikujeme tři právě definované rozměry energetické bezpečnosti (dostupnost dostatečných dodávek, přijatelná cena a vztah k ochraně klimatu) na jadernou energii.
Čtěte také: Příležitosti environmentální výchovy
Jaderná Energetika a Cena Uranu
Již bylo zmíněno, že jedním z aspektů energetické bezpečnosti je přijatelná cena. Energetickou surovinou potřebnou pro chod jaderné elektrárny je jaderné palivo, nejčastěji U234 nebo Pu239, které musí projít několika etapami zpracování, než může být použito jako štěpný materiál k výrobě elektrické energie. V jaderných elektrárnách je nejčastěji používán obohacený uran ve formě palivových tyčí, alternativou je tzv. Cena uranu je všeobecně stabilní, takže se při rozhodování o výstavbě nových bloků nepřikládá riziku jejího růstu téměř žádná váha.
Kromě ceny paliva započítáváme mezi náklady jaderné elektrárny ještě cenu kapitálu a konstrukční náklady, provoz a údržbu postavené elektrárny a konečně náklady na likvidaci jaderné elektrárny a uložení radioaktivního odpadu.
Většina studií publikovaných zhruba do roku 2005 predikuje jaderným elektrárnám poměrně vysokou ekonomickou rentabilitu (viz např. Trajanne, Luostarinnen 2003; The Royal Academy of Engineering 2004: 41; University of Chicago 2004: 5). Tzv. overnight cost na 1 kW instalovaného výkonu se ve zmíněných pracích pohybuje mezi 1 200 a 2 000 $, v závislosti na použitých zdrojích dat a detailech výpočtu. V následujících letech se ale odhady z celého spektra zdrojů prudce zvedají.
Od roku 2008 se pohybují nejčastěji mezi 4 000 a 6 000 $ / kW (např. TVA 2008), v roce 2011 se UBS a další instituce přiklání k rozptylu 5 000 - 7 000 $ / kW v případě Evropy a Severní Ameriky (UBS 2011: 20). V projekci nákladů na výrobu elektřiny v roce 2010 uvádí OECD data sahající od 1 556 $ / kW pro Koreu, přes 3 000 - 4 000 $ / kW pro různé typy reaktorů v Japonsku a USA až po téměř 6 000 $ pro Švýcarsko. Pro Českou republiku i Maďarsko byla cena v obou případech vyčíslena nad 5000 $ / kW (OECD 2010).
Určité rozdíly ve výpočtech jednotlivých organizací jsou dány uvažovanou úrokovou sazbou (obvykle mezi 5 - 10 %), typem reaktoru a předpokládanou délkou stavby a životnosti. Overnight costs nám sice poskytují údaj o rostoucích nákladech, nezapočítávají však úrokové sazby, které jsou při úvahách o stavbě jaderné elektrárny naprosto klíčové. Musíme si zde proto pomoci jiným nástrojem.
Čtěte také: Starbucks a udržitelnost
Jedním z nejběžněji používaných způsobů výpočtu ziskovosti investice je tzv. vnitřní výnosové procento neboli Internal Rate of Return (IRR), za pomocí kterého můžeme vyjádřit, kolik procent na hodnoceném projektu vyděláme nebo proděláme, uvážíme-li časovou hodnotu peněz (Zikmund 2010). Výsledkem je úroková sazba, při které se čistá současná hodnota nákladů investice rovná čisté současné hodnotě výnosů investice. V případě investice do jaderné elektrárny je IRR nejcitlivější na změnu v cenách elektrické energie.
Overnight costs nám zároveň neříkají nic o konkurenceschopnosti jaderné energie v porovnání s jinými zdroji elektrické energie. Pokud bychom chtěli srovnat investici do jaderné elektrárny s dostupnými alternativami, zvolili bychom nejspíše výpočet tzv. Levelized cost of electricity (LCOE). Tento LCOE zahrnuje všechny náklady výroby elektrické energie po celou dobu životnosti elektrárny, vč. investovaného kapitálu, paliva, provozních nákladů, nákladů na údržbu atd. Obvykle nezahrnuje systémové náklady a externality (u jaderných elektráren obvykle neuvažuje náklady na likvidaci).
Studie Mezinárodní agentury pro atomovou energii dochází k výsledku, že při úrokové sazbě 10 % se LCOE tří hlavních způsobů výroby elektrické energie, kam počítáme uhlí, jádro a plyn, překrývají zhruba v rozmezí od 50 do 100 $ na 1 MWh. K podobnému výsledku dochází i Mezinárodní energetická agentura, kde se LCOE u uhlí, plynu a jádra překrývá mezi 50 a 140 $, s nižší hranicí platnou pro Asii a vyšší pro Evropu. UBS odhaduje výrobní náklady pro jadernou elektrárnu taktéž na 1 MWh mezi 50 a 120 $, podle toho, kde se elektrárna postaví. Vyšší odhady se týkají Evropy a USA, nižší hranice platí pro rozvojové země, zejména pro Čínu, která má výhodu především v nižších nákladech na kapitál, výstavbu i lidské zdroje (UBS 2011: 20).
Rozdíly ve výpočtech jsou dány zejména ne zcela identickými vzorky dat a různými předpoklady ohledně cen emisních povolenek. Všeobecně je jaderná energie tím konkurenceschopnější, čím vyšší jsou ceny emisních povolenek, čím stabilnější ceny elektřiny a čím nižší investiční náklady. Problémem je, že v mnoha případech nelze zmíněné faktory spolehlivě předvídat, a proto je i konkurenceschopnost nových jaderných projektů těžko odhadnutelná (Keppler 2010: 7).
Energetický výhled, který každoročně vydává americká Energy Information Administration (EIA), v posledních několika letech neustále zvyšuje odhady pro cenu kapitálu na projekty jaderných a uhelných elektráren, v poslední aktualizaci až o 25 - 37 % oproti roku 2010 (EIA 2011: 47). Podobně podle Climate Investment Update 2011 od HSBC lze čekat vzrůst nákladů na kapitál u jaderných elektráren o dalších 25 % (HSBC 2011: 3).
Čtěte také: Ochrana životního prostředí
Právě díky nedávnému boomu v oblasti nekonvenčních zdrojů plynu se zdá, že k jaderné renesanci, o které se v USA mluvilo před několika lety, nakonec nedojde. EIA předpokládá, že podíl elektřiny z jaderných elektráren ve střednědobém výhledu (do roku 2035) sice poroste, ale její podíl na celkově vyrobené elektrické energii naopak klesne. Exitující jaderné elektrárny zůstanou připojené, některé z nich požádají o prodloužení licence. Několik málo nových pak bude postaveno tam, kde budou existovat finanční pobídky ze strany státu (EIA 2011:73).
Vysoké náklady na jaderné elektrárny se v porovnání s elektrárnami na plyn ukazují ve všech posuzovaných scénářích jako neekonomické (EIA 2011: 76). Při aktuálních cenách kapitálu pro novou jadernou elektrárnu mezi 5 a 6 tisíci dolary za kW (platí pro Evropu a USA, nikoli pro Čínu a jiné asijské země) je málo pravděpodobné, že kalkulace zisku a potenciálních ztrát bude pro soukromého investora vycházet výhodně. Mnohem pravděpodobnější je, že se do projektů budou pouštět státní nebo polostátní firmy, případně soukromé firmy, které získají některé státní garance, ať už v podobě omezených odvodů na tzv. jaderný účet, záruk na půjčky nebo cenu elektrické energie.
Na trhu, kde je elektrárenská společnost monopolem, je cena kapitálu obvykle nižší, protože finance vložené do výstavby jaderné elektrárny může investor získat zpět od spotřebitelů. V případě ČR si nelze nevšimnout, že nadšení ze zřejmé ekonomické výhodnosti dostavby jaderných bloků v Temelíně, které převládalo ve výrocích mnohých představitelů politiky i průmyslu ještě zhruba před rokem, vystřídala opatrnost nebo dokonce skepticismus a častěji se ozývají i hlasy, které ekonomickou životaschopnost projektu zpochybňují kompletně (Bartošová; Viliš: 2012). Nelze totiž předpovědět ceny ani omezení, která budou v energetickém sektoru za 20 let a vysoká míra nejistoty ohledně ziskovosti projektu je důvodem, proč chce ČEZ vyjednávat o státních garancích.
Dostupnost dodávek a energetická soběstačnost
Dostatečné dodávky si můžeme představit jako pokrytí poptávky spotřebitelů po palivech a energiích. Z podstaty věci existují dvě možnosti, jak tento dostatek zajistit. Buď máme paliva a suroviny potřebné pro výrobu energií k dispozici na vlastním území, nebo situaci řešíme dovozem. Při úvahách o závislosti na zahraničních dodávkách energetických surovin, případně elektrické energie, se již odkláníme od ekonomické argumentace a dostáváme se spíše do oblasti strategicko-politické. Analýzy zisků a ztrát totiž obvykle těží z existence integrovaného globálního trhu, ve kterém nemá smysl zajišťovat si bezpečnost například diverzifikací dodavatelů.
Pojmy jako energetická závislost postrádají logiku, záleží pouze na komparativních výhodách země a celkové produkci a spotřebě, od kterých se odvíjí cena. O tom, že energetika není pouze záležitostí nabídky a poptávky, ale i nástrojem moci, však přesvědčivě argumentuje například Anita Orbán: „Moskvě se podařilo zastavit projekt norsko-polského plynovodu, nejvýznamnějšího pokusu, jak diverzifikovat dodávky zemního plynu do regionu. […] Moskva se také pokusila zastavit výstavbu plynovodu Nabucco […], kterým by do EU proudil zemní plyn ze zemí mimo Rusko. […] Rusko odložilo na několik let své plány na transport kaspické ropy do střední Evropy přes ropovod Oděsa-Brody, který je veden mimo ruské území. […] Klíčovými akvizičními cíli byly společnosti s dovozními právy, transportní systém a velkoobchodní společnosti a rafinerie.
Jaderné palivo a bezpečnost dodávek
Ačkoli palivo pro jaderné elektrárny většina zemí importuje, situace z hlediska bezpečnosti dodávek je odlišná od jiných energetických surovin. Poměrně malé množství jaderného paliva na jeden rok a množství dodavatelů z různých zemí nezávislých na potrubní infrastruktuře znamená, že dodávky paliv pro jaderné elektrárny jsou bezpečné a jejich cena stabilní. Výhodou je, že za určitých podmínek lze dodavatele měnit a v neposlední řadě se palivem na několik let dopředu předzásobit.
Ve vztahu jaderných elektráren a energetické bezpečnosti je třeba zkoumat ještě další aspekt, jenž souvisí s druhou polovinou definice, kterou jsme zmínili na počátku této kapitoly. Je jím pravděpodobnost přerušení dodávek elektrické energie z tohoto zdroje neboli bezpečnost dodávek elektrické energie z jaderného zdroje (IEA 2011: 37). Na rozdíl od diverzifikace elektroenergetického mixu, ve kterém má jaderná energie z dlouhodobého hlediska nesporně pozitivní roli, z krátkodobého hlediska existují některá rizika. Je jím zejména tzv. unplanned outrage rate, který měří podíl času, po který je jaderná elektrárna neplánovaně odstavena. Toto procento získáme vydělením neplánovaných ztrát energie standardním množstvím generované energie. Ve výpočtech IEA se např. ČR umístila v kategorii medium, tzn. ztráta plánované kapacity v rozsahu 3 - 6 %.
Riziko neplánovaného odstavení roste i s nástupem obnovitelných zdrojů elektrické energie (OZE). Jaderná elektrárna je zdrojem, který pracuje v režimu základního zatížení, a tedy nejekonomičtějším způsobem jejího provozu je dlouhodobý plný výkon s minimem odstávek. S rostoucím instalovaným výkonem větrných a solárních elektráren však může častěji docházet k situacím, kdy bude třeba výkon jaderných elektráren nákladně snižovat. Nejde přitom jen o zvládnutí situace uvnitř jedné země, ale o regionální fenomén. Nasazování OZE v soustavách okolních zemí má jednoznačný vliv i na dostupnost podpůrných služeb v dané zemi (ČSRES 2011) - známý je příklad přelévání výkonu větrných elektráren na severu Německa do přenosové soustavy v ČR.
V situaci, kde je výkup energie z obnovitelných zdrojů upřednostňován a programy finanční podpory větrných a fotovoltaických elektráren snižují ceny elektřiny z těchto zdrojů tak, že jsou na volném trhu prodány jako první, je riziko odstavování konvenčních zdrojů vyšší.
Jaderná energetika a životní prostředí
Udržitelnost energetických systémů ve vztahu k životnímu prostředí je nejčastějším rozšířením definice energetické bezpečnosti jako „dostupnosti dostatečných dodávek za přijatelné ceny“. Environmentální dopad energetiky je posuzován téměř výhradně na základě množství emisí skleníkových plynů. Podle Evropské komise je téměř 80 % celkových emisí spojeno se získáváním energií. Podobně jako elektrárny vyrábějící elektrickou energii z větru, slunce nebo vody je i jádro zdrojem, který má během svého životního cyklu jednu z nejnižších hodnot emisí skleníkových plynů na vyrobenou jednotku elektrické energie. Potenciál jednotlivých opatření přispět ke snížení skleníkových plynů dlouhodobě podrobně sledují analýzy McKinsey&Company.
V nákladových křivkách vychází jednoznačně nejvýhodněji opatření zaměřená na energetickou efektivitu. Ta mají ve výsledku zápornou cenu, tzn. výsledkem jsou čisté úspory v €/t CO2e. Co se týče obnovitelných zdrojů, jejich potenciál se mění v závislosti na geografických podmínkách v jednotlivých zemích. V mnohých z nich je bez systémů podpor cena za ušetřené emise uhlíku zatím příliš vysoká. Ačkoli jaderná energetika s sebou přináší i jiná environmentální rizika (např. riziko úniku radiace v případě havárie), v této práci se zaměřujeme na životní prostředí pouze v souvislosti s emisemi uhlíku. Důvodem je nastavení evropské energetické politiky, které téměř výhradně staví na argumentaci zvyšujících se emisí skleníkových plynů.
Otázka, kterou jsme si položili na začátku, zněla, zda jaderná energetika má potenciál zvýšit energetickou bezpečnost. Odpověď není ani jasná ani samozřejmá. Z hlediska třech kritérií energetické bezpečnosti, která jsme definovali na začátku, má jaderná energetika jednoznačně nejvyšší potenciál zvýšit energetickou bezpečnost v oblasti bezpečných dodávek paliva a snížení emisí skleníkových plynů. Na druhou stranu je nejisté, zda tyto výhody překonají nebo alespoň vyrovnají náklady potřebné na výstavbu a provoz jaderných bloků a nejistoty ohledně budoucí podoby a fungování energetického ...
tags: #environmentalni #bezpecnost #physical #and #environmental #security
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]