Ropné Emise Elektráren a Jejich Regulace v EU

EU ETS byl spuštěn Evropskou unií v roce 2005 jako první velký systém pro obchodování s emisemi skleníkových plynů. Do začátku roku 2021, kdy začal fungovat národní ETS v Číně, byl největším systémem svého druhu na světě.

Princip Fungování EU ETS

Systémy pro obchodování s emisemi jsou tržním mechanismem, který je založen na principu, že znečišťovatelé by za poškozování životního prostředí měli platit. Elektrárny a průmyslové závody vypouštějící skleníkové plyny dnes musí prokázat, že mají na tyto emise povolenky v příslušném rozsahu. Každý rok vydává EU určité množství těchto povolenek, přičemž toto množství (tzv. emisní strop) se v průběhu let rovnoměrně snižuje - v souladu s emisními cíli EU.

Elektrárny a další provozy zapojené do systému si povolenky nakupují v aukci (nebo je mohou obdržet zdarma, viz dále) a následně s nimi volně obchodují na burze. Možnost volného obchodování s povolenkami zaručuje, že ke snižování emisí dochází nejdříve ve firmách, kde je realizace nejlevnější. Množství povolenek nabízených v dalších letech (tj. maximální množství povolených emisí) EU postupně snižuje.

Právě existence externalit, které se v modelu ideálního trhu nevyskytují, vede k neférovému zvýhodnění znečišťovatelů. Ekonomové tento princip nazývají tzv. internalizací externalit (zde je externalitou vypouštění skleníkových plynů, jimiž znečišťovatelé dosud zatěžovali přírodu a celou společnost, aniž by za to museli zaplatit). Tyto platby motivují elektrárny a další provozy ke snižování vlastních emisí a zároveň lze získané prostředky alespoň částečně využít k napravení způsobených škod. K redukování množství emisí však přesto dochází, neboť emisní strop Evropská unie postupně snižuje. Méně povolenek v oběhu rovněž znamená, že jejich cena roste.

Cena Emisních Povolenek

Od doby zavedení systému byla v některých letech cena povolenek velice nízká, často jako důsledek oslabení ekonomiky (např. při propadu ekonomické produkce během finanční krize v letech 2008-2009 nebo na počátku koronavirové pandemie v roce 2020, ale i v období 2013-2017 kvůli přebytku povolenek). V roce 2020 se za tunu CO2 průměrně platilo 25 €, na začátku roku 2023 pak cena evropské povolenky v důsledku vysoké poptávky překonala hodnotu 100 €.

Čtěte také: Odstraňování kalů z ropných nádrží

Kromě toho zahrnuje 371 provozovatelů letadel v rámci Evropského hospodářského prostoru (EHP). Souhrnně pokrývá přibližně 36 % emisí skleníkových plynů v EU1. V letech 2013-2020 bylo bezplatně přiděleno cca 43 % povolenek, především pro emisně intenzivní průmyslová odvětví. Zbylých 57 % bylo určeno k vydražení (množství skutečně vydražených povolenek však bylo nižší).

Bezplatné Emisní Povolenky

Bezplatné emisní povolenky jsou určeny takovým odvětvím hospodářství, ve kterých by bylo snadné přesunout výrobu do zemí, kde nejsou emise skleníkových plynů omezovány. Při důsledném uplatnění dražby povolenek by tak mohlo docházet k odlivu výrobních závodů z EU a navýšení emisí v jiných zemích.

Snižování Množství Povolenek a Rezerva Tržní Stability

Aby bylo dosaženo emisních cílů, které si EU stanovila pro roky 2020 a 2030, docházelo od roku 2013 k rovnoměrnému snižování maximálního množství povolenek. Kromě toho od 1. 1. 2019 množství alokovaných povolenek ovlivňuje ještě mechanismus tzv. Rezervy tržní stability (Market Stability Reserve, MSR), který má za cíl regulovat množství povolenek v oběhu. Je-li jich v oběhu nadbytek (tj. některé byly vydraženy, ale nebyly spotřebovány), pak část z nově alokovaných povolenek místo do dražby míří do MSR. Při nedostatku povolenek v oběhu se naopak část povolenek z MSR přesouvá do dražby.

Tento mechanismus byl zaveden, protože kvůli hospodářské krizi v letech 2008-2009 byla produkce skleníkových plynů v následující dekádě nižší, než se původně předpokládalo. V důsledku toho trpěl systém EU ETS nadbytkem povolenek v oběhu, což tlačilo jejich cenu dolů. Díky tomuto mechanismu se do konce roku 2022 v MSR nashromáždily přes 3 miliardy povolenek, což je více, než kolik v současnosti představují dvě roční alokace.

Výnosy z Dražeb Povolenek

Výnosy z dražby většiny povolenek plynou jednak do rozpočtů členských států - tato část může být od roku 2024 využívána už pouze pro účely spojené s ochranou klimatu (dosud takto stačilo využívat 50 % prostředků získaných z dražby). V roce 2021 vynaložily členské státy na klimatické a energetické účely v průměru 76 %, a to především na energii z obnovitelných zdrojů a udržitelnou dopravu. Od roku 2021 je pak část z výnosů dražeb určena rovněž pro Modernizační fond a Inovační fond.

Čtěte také: Ropné plošiny a emise

Fáze Fungování EU ETS

Fungování EU ETS je rozděleno do několika fází. První fáze od roku 2005 byla především testovací a jejím účelem bylo ověřit fungování celého systému a získat spolehlivá data o emisích jednotlivých zařízení. V navazujících fázích docházelo k rozšiřování o další sektory (např. letecké dopravy v rámci EHP) a k úpravě stropu emisních povolenek v souladu s emisními cíli EU.

V návaznosti na vyšší klimatické ambice EU došlo v roce 2023 v rámci balíčku Fit for 55 k dalším úpravám stávajícího systému. Zrychluje phase-out povolenek alokovaných zdarma (ty úplně skončí v roce 2034). Vznikne nový systém obchodování s emisními povolenkami pro sektor silniční dopravy a sektor budov (tzv. EU ETS 2) od roku 2027. Vznikne Sociální klimatický fond, z jehož prostředků budou podporovány zranitelné skupiny obyvatel (například nízkopříjmové domácnosti) a malé a střední podniky, pro které dekarbonizace představuje největší výzvu. Fond bude financován výnosy z prodeje povolenek v tomto systému.

Dopad EU ETS na Rozhodování Producentů

EU ETS je tržní mechanismus, tj. rozhodování o emisích skleníkových plynů je z velké části ponecháno na samotných producentech. Elektrárny a další zařízení se podle aktuální ceny rozhodují, zda nakoupí emisní povolenky, nebo investují do snížení vlastních emisí. Finanční prostředky získané z dražeb povolenek je možné využít k podpoře inovací a k účelům spojeným s ochranou klimatu a rozvojem energetiky.

Dobře nastavené ETS systémy umožňují propojování s dalšími zeměmi (např. EU ETS je dnes propojen s obdobným systémem ve Švýcarsku a v budoucnu by měl být napojen i na nově vznikající britský systém). Během počátečních fází EU ETS nebyla k dispozici přesná data o skutečných emisích jednotlivých provozů, v některých případech tak mohl daný provoz zdarma obdržet více povolenek, než kolik potřeboval (a přebytek následně se ziskem prodat).

Problémy a Výzvy EU ETS

Budoucí ceny povolenek jsou nepředvídatelné, což elektrárnám a průmyslovým závodům, které jsou do systému zahrnuty, komplikuje dlouhodobé plánování. V reakci na nízkou cenu povolenek po finanční krizi v letech 2008-2009, která byla způsobena přebytkem povolenek v systému, zavedla EU tzv. Rezervu tržní stability (viz výše). Jinou možností, jak bránit přílišným výkyvům ceny, je stanovit minimální a maximální cenu povolenek.

Čtěte také: Dopady ropných havárií

V letech 2009-2013 byly celkové ověřené emise nižší než množství alokovaných povolenek, které mohla zařízení uplatňovat také v následujících letech. K problému s nadměrnou alokací přispěla i možnost využívat mezinárodní kredity podle Kjótského protokolu namísto emisních povolenek, proto došlo v následujících letech k propadu ceny evropských emisních povolenek. Odstranění části povolenek ze systému vedlo k opětovné stabilizaci cen.

Inspirace pro Ostatní Státy

Od svého spuštění se EU ETS stal inspirací pro mnoho dalších států a regionů ve světě. Obdobné systémy se dnes používají například v Číně (v některých městech ETS funguje od roku 2013, celonárodní systém byl spuštěn v roce 2021 a dnes je největším ETS na světě zahrnujícím zhruba 30 % čínských emisí). Některé státy zpoplatňují emise skleníkových plynů pomocí tzv. uhlíkové daně (carbon tax), která je dalším efektivním tržním mechanismem pro snížení emisí a může vhodně doplňovat ETS zahrnutím jiných sektorů (např. dopravy).

Alternativní Zdroje Energie

Zatímco energie mořské vody využívá sílu vody a rozdíly teplot na povrchu Země, geotermální energie se obrací do nitra naší planety. Hluboko pod zemským povrchem se skrývá obrovský zdroj energie, který je doslova pod našima nohama. Geotermální energie využívá tepla uchovávaného v zemské kůře. Toto teplo pochází z různých zdrojů, včetně rozpadu radioaktivních prvků v zemské kůře a zbytkového tepla z dob, kdy byla Země formována.

K výrobě elektřiny využívají teplo z hlubin Země geotermální elektrárny. Pracují tak, že ze země čerpají horkou vodu nebo páru, která pak pohání turbíny spojené s generátory. Představte si to jako těžbu teplé vody z podzemních zdrojů, která je pak použita k pohonu turbín a generování elektřiny. Po odvedení tepla se voda vrací zpět do podzemí, kde se znovu zahřeje a cyklus může začít znovu.

Jedním z největších a nejznámějších míst pro geotermální energetiku je oblast zvaná The Geysers v Kalifornii, kde se od 19. století využívá podzemní teplo k výrobě elektřiny. Geotermální energii lze využít nejen k výrobě elektřiny, ale i k přímému vytápění. Od vytápění domů a kanceláří přes rybí farmy a skleníky, kde pomáhá růstu rostlin i v chladném počasí, až po lázně a aquaparky, kde se využívá přirozeně horká voda. Tato rozmanitost dokazuje velký potenciál geotermální energie. Zajímavostí je, že téměř 90 % domácností na Islandu je vytápěno geotermální energií.

Geotermální Energie v ČR

Na rozdíl od Islandu má Česká republika možnosti v této oblasti omezené, avšak potenciál pro její rozvoj zde existuje, zejména v oblastech s vyšší geotermální aktivitou. Hlavní výhodou geotermální energie je její udržitelnost. Na rozdíl od fosilních paliv nedochází ke spalování, které produkuje emise CO2. S rostoucím důrazem na udržitelnost a snižování emisí skleníkových plynů se geotermální energie jeví jako stále atraktivnější alternativa. Její využívání je také méně závislé na počasí než například solární nebo větrná energie. Výzvou však může být vysoká počáteční investice do vrtů a infrastruktury a omezenost lokalit s dostatečně vysokou geotermální aktivitou.

Tepelné Elektrárny

Základním principem fungování tepelné elektrárny je přeměna tepelné energie na mechanickou a mechanické energie na elektrickou. Zdroje tepelné energie mohou být různé. Spalovací elektrárny využívají teplo vzniklé při spalování paliv - například uhlí, plynu, ropy, biomasy. Jaderné elektrárny získávají teplo uvolňované při štěpné reakci chemických prvků, zejména uranu. Geotermální elektrárny pak získávají teplo přímo z přírodního prostředí.

Na počátku vývoje tepelných elektráren stál roku 1884 vynález parní turbíny, jenž učinil irský technik Charles Algernon Parsons. Turbína, která nejdříve sloužila jako součást pohonné jednotky lodí, našla brzy uplatnění také v elektrárnách, kde nahradila méně výkonné parní stroje. V něm se spalováním vhodného paliva vyrábí teplo, které se v prvním kroku předává do uzavřeného vodního okruhu za účelem výroby vodní páry. Ta se pod tlakem vhání na turbínové lopatky a nastává druhý krok, tepelná energie se mění na otáčivý pohyb turbíny, která je přímo propojena na elektromagnet generátoru.

Paliva pro Tepelné Elektrárny

Tepelná elektrárna může spalovat různé materiály, nejčastěji je to lignit, hnědé uhlí, černé uhlí, biomasa, ropné produkty a zemní plyn. Pevná paliva musí být před spálením upravena do vhodné zrnitosti, což zabezpečují uhelné mlýny. Způsob spalování závisí na technické konstrukci kotle. Ke starším typům kotlů patří roštové nebo práškové, mívají různou konstrukci a relativně nižší účinnost. V nich se spaluje uhlí při teplotách 1400-1600 °C. Při této technologii vzniká kromě oxidu uhličitého také velké množství oxidů síry i jiných emisí a z hledisky ochrany životního prostředí patří k největším znečišťovatelům.

Mnohem modernější technologií je spalování ve fluidních kotlích, kde se pracuje s provozní teplotou 850 °C a účinnost kotlů je vyšší. Do spalovacího procesu se vedle paliva přidává mletý vápenec, který eliminuje oxidy síry a vzniká tzv. energosádrovec. Ten má další průmyslové využití, zejména ve stavebnictví. Během spalování uhlí vzniká také pevný odpad - větší část je tvořena popelem a škvárou, menší část popílkem zachyceným na elektroodlučovačích.

Paroplynové Elektrárny

V posledních době se často hovoří o paroplynových elektrárnách, Německo na jejich provozu v kombinaci s obnovitelnými zdroji staví svoji energetickou budoucnost. Technologicky se jedná o tepelnou elektrárnu, kde se jako palivo používá zemní plyn nebo topný olej. K velkým výhodám paroplynových elektráren patří výrazně nižší emise skleníkových plynů, absence pevných odpadů, relativně nízké náklady na výstavbu a jejich flexibilita v přenosové soustavě. Jejich schopnost rychlého spuštění a odstavení je vhodným doplňkem k obnovitelným zdrojům energie.

Dopad Tepelných Elektráren na Životní Prostředí

Každá tepelná elektrárna představuje zátěž pro životní prostředí a je zdrojem skleníkových plynů. Velikost této zátěže závisí na použitém palivu, výkonu zařízení a stáří použité technologie. Pokud bychom měli začít něčím pozitivním, tak tepelné elektrárny nám poskytují opravdu velký a stabilní výkon a jejich provoz není závislý na počasí. Negativní vliv na životní prostředí začíná u tepelných elektráren už při získávání paliva. Asi nejmenší zátěž představuje těžba zemního plynu, mnohem větší rizika poškození prostředí vznikají při těžbě ropy, zvláště na mořských šelfech. Těžba uhlí, ať je povrchová nebo hlubinná, je pak spojena se zvýšenou prašností, hlukem a vznikem odpadu při těžbě i úpravě.

Vlastní proces výroby elektřiny je spojen se spalováním určitého paliva. Tady vzniká nejvíce škodlivých látek u spalování uhlí. To obsahuje podle kvality 40-90 % uhlíku, který se spálením mění na oxid uhličitý. Kromě toho je zastoupena voda a anorganická příměs v podobě zbytků hornin a minerálů.

Emise Skleníkových Plynů

Produkce skleníkových plynů tepelnou elektrárnou závisí na druhu a kvalitě spalovaného paliva a technologii spalování. Průměrná uhelná elektrárna vyprodukuje spálením jedné tuny uhlí přibližně 4,8 tuny CO2, 6 kg oxidů síry, 11 kg oxidů dusíku a 220 kg strusky a popílku. Spálením jedné tuny topného oleje vznikne 3,1 tuny CO2, 20 kg oxidů síry a 6 kg oxidů dusíku. Zdaleka nejlépe pak vychází spalování zemního plynu, u kterého z jedné tuny vznikne 2,3 tuny CO2, prakticky žádné oxidy síry a asi 4 kg oxidů dusíku.

Podíl Tepelných Elektráren v ČR

V roce 2020 jsme v České republice vyrobili 81,4 GWh elektrické energie. Různé typy tepelných elektráren se na tomto množství podílely asi 55 %. Je to poměrně vysoký podíl, navíc většina našich tepelných elektráren spaluje uhlí, takže z hlediska produkce CO2 si naše energetika nevede právě nejlépe. Tepelné uhelné elektrárny v ČR používají nejčastěji energetické bloky o výkonu kolem 200-250 MW. Liší se většinou počtem těchto bloků. Nejvíce zařízení najdeme pod Krušnými horami, kde se využívá blízká těžba hnědého uhlí. Jsou to například elektrárny Tušimice, Počerady, Ledvice nebo Prunéřov. V naší republice jsou rovněž provozovány paroplynové elektrárny, k největším patří Vřesová, Kladno a Počerady.

Dopady Energetické Krize v Německu a Oživení Uhelných Elektráren

S klesajícími dodávkami zemního plynu z Ruska se německá vláda připravuje na zimu bez dostatečných dodávek fosilního paliva, na které je při vytápění domácností velmi závislá. Kromě zvýšení dovozu zkapalněného plynu (LNG) a zavedení opatření na úsporu energie vláda dočasně oživuje uhelné elektrárny, které již byly nebo měly být brzy odstaveny. Ačkoli je to pro mnohé klimatické aktivisty i část vlády bolestivé, ministerstvo hospodářství argumentuje tím, že uhlí může pomoci zmírnit nedostatek energie během příštích dvou zim a nemělo by zvýšit celkové emise nad celoevropský limit ani ohrozit klimatické cíle Německa.

Zákon o udržování náhradních elektráren (EKBG) stanoví, že tyto elektrárny, které byly vyřazeny z provozu v rámci německého programu postupného ukončování těžby uhlí, mohou na omezenou dobu znovu vstoupit na trh s elektřinou. Následným nařízením vláda uvedla, že účast na trhu je dobrovolná a bude omezena do 30. dubna 2023. Zákon EKBG počítá s využitím uhelných elektráren, které jsou součástí záložních zásob fosilních elektráren v Německu. Elektrárny v těchto rezervách se nesmějí účastnit běžného trhu s elektřinou (tj. Síťová rezerva obsahuje elektrárny, které mají být dočasně nebo trvale vyřazeny z provozu, ale provozovatelé sítí je klasifikují jako systémově důležité, a proto musejí zůstat v pohotovosti.

Možné Problémy a Výzvy

Někteří provozovatelé německých uhelných elektráren uvádějí, že mají potíže s hledáním pracovníků, kteří by umožnili opětovné spuštění zakonzervovaných bloků. Dalším logistickým problémem jsou omezené železniční kapacity pro přepravu většího množství uhlí z různých zdrojů do elektráren, upozornil provozovatel STEAG a požádal o upřednostnění přepravy uhlí po železnici, aby bylo možné obstarat dostatečné množství.

Znovuzprovoznění se neobejde bez dopadů. Uhelné elektrárny totiž nevypouštějí pouze CO2, ale také další zdraví škodlivé látky, jako jsou oxidy dusíku (NOx), oxidy síry a rtuť. Skupina LEAG a zemští premiéři východoněmeckých zemí těžících hnědé uhlí rovněž uvedli, že některé hnědouhelné bloky, které jsou v současné době v bezpečnostní rezervě, nesplňují současné emisní normy pro tyto znečišťující látky.

tags: #ropné #emise #elektrárny

Oblíbené příspěvky:

• Skládkování stavebního odpadu Jeneč: Aktuální informace
• Zábavný Kvíz pro Děti o Přírodě
• Zrychlení rozkladu kompostu
• Výskyt a ochrana outloně váhavého
• Nové podmínky pro měření emisí