Výroba elektrické energie, emise a dopad na životní prostředí v České republice

Výroba a dodávka elektrické energie je klíčovou oblastí ekonomiky, na které závisí většina dalších činností průmyslové výroby a služeb. Environmentální dopady výroby energií jsou v současné době diskutovány stále častěji, ovšem málokdy v konkrétních číslech. Předkládaný článek si klade za cíl tento trend změnit a posunout diskuzi environmentálních dopadů elektráren do odbornější roviny.

Posuzování životního cyklu (LCA) produktů a služeb je metodika, která umožňuje zkoumat dopady jednotlivých procesů a technologií na složky životního prostředí. Environmentální dopady jsou vyčíslovány v tzv „kategoriích dopadu“ - každá kategorie dopadu představuje samostatný ekologický problém, např. narušování ozonové vrstvy, emise prachových částic apod. Jednotkou je v každé kategorii dopadu určité množství referenční látky (např. 1 kg CO2 eq. pro uhlíkovou stopu).

V současné době neexistuje v České republice ucelená metodika pro posuzování energetických zdrojů v rámci jejich dopadů na životní prostředí. LCA zahrnuje energetické a materiálové bilance procesů od výstavby zdrojů, přes provoz až po jejich vyřazení z provozu. Do analýzy je zahrnuta i těžba a zpracování vstupních materiálů, spotřeba energie a odpadové hospodářství vznikajících odpadů. Pro provádění LCA analýz je používán software GaBi.

Skupina ČEZ je leaderem energetické transformace v regionu Střední Evropy. V bezemisních zdrojích vyrábíme 62 % veškeré elektřiny a postupně utlumujeme uhelné provozy, abychom do roku 2040 dosáhli uhlíkové neutrality. Zároveň si uvědomujeme, že jako subjekt kritické infrastruktury státu musíme prioritně zajistit bezpečnost a spolehlivost dodávek energií českým domácnostem i firmám.

Emisní faktory a typy elektráren

Jaké emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů připadají na vyrobenou MWh elektřiny dle typu elektrárny? 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.

Čtěte také: Složení ekologické zubní pasty

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: 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. 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. 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.

Zdaleka nejhorším producentem emisí je uhelná elektrárna, následuje elektrárna na zemní plyn. Nízkouhlíkové zdroje jsou solární, větrné a jaderné elektrárny. Vodní energie, biomasa, geotermální energie a energie z oceánů mohou být obecně velmi nízkouhlíkové, ale špatná konstrukce nebo jiné faktory mohou mít za následek vyšší emise z jednotlivých 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.

Čtěte také: Výroba šetrných mycích prostředků

Je vidět, že u elektrárny na biomasu (výtopna, kotelna) je nejvíce "klimaticky" náročná výstavba zařízení a pak pravidelná dodávka paliva. 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.

Dopady různých typů elektráren

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. Dnes je snadné si vybrat ve své domácnosti (i ve firmě, úřadě) dodavatele elektřiny, která bude pocházet výhradně z obnovitelných zdrojů. Cena za tuto elektřinu je skoro stejná jako ta tzv. fosilní.

Pokud máte možnost, můžete si nainstalovat solární fotovoltaické kolektory a stát se výrobci elektřiny. Ceny panelů jsou rekordně nízké. Pokud nechcete být součástí jednotné sítě, kde koluje i elektřina tzv.

Základem probíhajícího projektu je provedení řady případových studií, ze kterých budou následně vyvozeny obecnější závěry. V projektu jsou v maximální míře použita provozní data elektráren, která byla získána od jejich provozovatelů. Chybějící data (neměřená, neevidovaná) byla získána pomocí výpočtů a expertních odhadů.

Níže je prezentována část dosud získaných výsledků. Jedná se o předběžné výsledky projektu, které se mohou ještě změnit. Výsledky zatím nebyly zobecněny a porovnávány jsou tedy vybrané případové studie (vodní, FV, větrná a uhelná elektrárna).

Čtěte také: Recyklujte a vyrobte si vlastní mýdlo snadno a rychle

V kategorii dopadu Klimatická změna má dle očekávání výrazně nejvyšší dopady uhelná elektrárna - 0,875 kg CO2 eq/kWh. Takřka veškeré dopady připadají na proces spalování uhlí, hlíková stopa výstavby a odstávky uhelné elektrárny jsou téměř nulové, stejně jako uhlíková stopa pomocných procesů - úprava vody, doprava uhlí, apod. Environmetální dopady ostatních typů elektráren jsou v této kategorii neporovnatelně nižší, avšak jak je zřejmé, ani obnovitelné zdroje energie (OZE) nejsou zcela CO2 neutrální. Důvodem jsou skleníkové plyny produkované při těžbě materiálů na jejich výrobu, při jejich zpracování a dopravě.

V kategorii Spotřeba vody jsou výsledky výrazně odlišné. Uhelná elektrárna je až na třetím místě s 0,003 m3/kWh, což je dáno převážně spotřebou vody v chladicím okruhu. Vyšší spotřebu vody má jak FV elektrárna s 0,0091 m3/kWh, tak větrná elektrárna s 0,0054 m3/kWh. Důvodem je materiálová náročnost pro jejich výstavbu, s čímž je spojena i značná spotřeba vody.

V kategorii Humánní toxicita (HT) vykazuje nejvyšší hodnoty vodní a větrná elektrárna - 0,021 a 0,022 kg 1,4-DB eq./kWh. Nižší hodnotu najdeme u uhelné elektrárny a nejnižší u FV elektrárny. U OZE opět většina dopadů pochází z materiálové náročnosti procesu výstavby elektrárny.

Z výše uvedeného je patrné, že posuzování environmentálních dopadů elektráren je velmi komplexní úkol. Metoda Posuzování životního cyklu (LCA) nám umožňuje vyčíslit environmentální dopady elektráren v jednotlivých kategoriích dopadu. Pokud bychom chtěli provést porovnání elektráren přes všechny environmentální kategorie dopadů, je nutné provést hodnotový soud (tzv. vážení).

Emise znečišťujících látek a jaderná energie

V uplynulém desetiletí se výrazně snížily emise hlavních látek znečišťujících ovzduší. Ve stanovených termínech se společnost ČEZ, a. s., vyrovnala nejen s požadavky zákona č. 201/2012 Sb., o ochraně ovzduší, ale významně přispěla k celkovému zlepšení kvality ovzduší v České republice i k plnění mezinárodních závazků České republiky v ochraně ovzduší.

Jaderné elektrárny jsou významným nízkoemisním zdrojem energie. Při posouzení celého životního cyklu elektrárny (výstavba, provoz, vyřazení z provozu a včetně výroby paliva) jsou emise CO2 a dalších skleníkových plynů z jaderných zdrojů srovnatelné s emisemi z obnovitelných zdrojů, nebo dokonce nižší. Totéž platí také pro emise oxidů síry (SOx) či oxidu dusíku (NOx).

Jaderné elektrárny jsou k okolnímu životnímu prostředí i v jiných aspektech velice šetrné: nevypouštějí žádné znečišťující látky nejen do vzduchu, ale ani do vody či do půdy, jejich provoz není příliš hlučný, veškeré radioaktivní odpady se skladují ve speciálních odolných kontejnerech a na bezpečném místě, které je pod mezinárodním dohledem. Okolí elektráren navíc neustále kontrolují, monitorují a vyhodnocují nejrůznější nezávislé organizace a odborníci. Data nasbíraná během desítek let provozu obou českých jaderných elektráren ukazují, že jejich provoz nemá na životní prostředí žádný negativní vliv. Vyhodnocován je rovněž zdravotní stav obyvatelstva v okolí obou našich elektráren.

Výhodou jaderné energie je také její koncentrovanost: z malého objemu paliva dokáže vyrobit obrovské množství energie. Jaderné elektrárny v roce 2021 představovaly 20 % celkového instalovaného výkonu všech elektráren v České republice, ale vyrobily 36 % veškeré elektřiny. Díky tomu jsou jaderné elektrárny rovněž nejefektivnější, co se týče vyrobené elektřiny na zabranou plochu. Platí i tehdy, když započítáme celý životní cyklus elektráren, tedy včetně těžby materiálů na výrobu komponent či paliva.

Na celkových provozních nákladech jaderné elektrárny se jaderné palivo podílí zhruba jednou třetinou, zatímco u uhelných elektráren tvoří cena uhlí přes 75 % nákladů a u plynu je to dokonce přes 85 %. Jaderné palivo lze navíc na rozdíl od uhlí a plynu skladovat až na několik let dopředu, čímž se elektrárny chrání před neočekávanými výpadky dodávek. Díky tomu, že má Česká republika v oblasti jádra dlouhou tradici, máme unikátní know-how od výzkumu přes výrobu komponent, úspěšný provoz až po vzdělávání v oboru a jaderný dohled. Do značné míry jsme tedy v provozu jaderných zařízení soběstační. Jaderné elektrárny tedy můžeme považovat za domácí zdroj, který zvyšuje nezávislost naší země na cizích dodavatelích.

Stav životního prostředí v ČR

Česko patří ohledně stavu životního prostředí v rámci EU stále k podprůměru, letos nám připadla 19. příčka v Indexu prosperity a finančního zdraví. Na jednoho Čecha stále připadá větší množství skleníkových plynů než na průměrného Evropana, přesto meziročně významně ubylo emisí vznikajících vlivem obhospodařování půdy a lesů, a to z 8 358 na 3 378 tisíc tun ekvivalentu CO2. Z vůbec nejhorší pozice v EU jsme se tak v emisním odvětví označovaném LULUCF posunuli na 22. příčku.

Zatímco v roce 2023 i 2024 na nás připadla 22. příčka, letos jsme poskočili na 19. místo mezi eurounijními státy. I přes pozitivní vývoj nicméně zůstává situace v Česku z pohledu tohoto pilíře podprůměrná. Na jednoho Čecha vychází relativně hodně odpadu, v rámci EU máme nízkou produkci elektřiny z obnovitelných zdrojů a zůstáváme také nadprůměrným emitentem skleníkových plynů u většiny sledovaných oblastí.

Stejně jako v ročnících Indexu 2023 a 2024 jsme v produkování skleníkových plynů 6. nejvýkonnější v EU, a to přesto, že hodnota meziročně poklesla z 10,16 tun ekvivalentu CO2 na 9,25.

„Největší pokles emisí v Česku je zaznamenám v energetice díky postupnému odstavování uhelných elektráren a přechodu na obnovitelné zdroje,“ popisuje Barbora Kočí z Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ) a dodává, že mezi dalšími sektory, které ke snižování emisí významně přispívají, je výroba, kde se uhlíková stopa snižuje vlivem zapojení efektivnějších technologií.

Mnohem výraznějšího úspěchu než v případě celkových emisí dosáhlo Česko podle údajů Evropské agentury pro životní prostředí (EEA) v případě emisí vznikajících z lesů a půdy a vlivem lidské činnosti během jejich obhospodařování (tzv. LULUCF).

V Česku oblast využívání půdy a lesů napříč ročníky emitovala, nikoli pohlcovala, a přestože jde stále o jeden z indikátorů, kde se umisťujeme na nejnižších příčkách, situace se během let zlepšuje. Zatímco ve všech předchozích ročnících jsme dopadli vůbec nejhůře z celé EU, letos jsme si polepšili na 22. příčku.

Co se týče konkrétních sektorů, ve kterých vznikají emise, Česko si vede dobře ohledně emisí z dopravy a skladování, které máme dle Eurostatu s hodnotou téměř 1 287 kilogramů na osobu třetí nejnižší. Ještě méně skleníkových plynů než na jednoho Čecha pak připadá na jednoho Rumuna a na jednoho Slováka.

Stejně jako v minulém ročníku i letos zůstávají pro Česko jednou z nejslabších oblastí emise z vytápění domácností. Přestože meziročně klesly z 836 kg skleníkových plynů na osobu na necelých 744, jednadvacet států v EU produkuje při termoregulaci budov méně emisí na osobu než my.

Dobrou zprávou dále je, že se v Česku snižuje počet lidí, za jejichž úmrtím stojí znečištěné ovzduší. Zatímco v roce 2021 zemřelo vlivem špatného ovzduší 81 lidí na 100 tisíc obyvatel, v roce 2022 se počet snížil na 65, a vyhoupli jsme se tak z 20. na 18. příčku.

V roce 2023 se suchem vyznačovalo podle EEA jen 0,27 % půdy v Česku, pouze deset států v EU je tak na tom v letošním ročníku lépe.

Podobně jako v předchozích letech jsou Češi na předních příčkách v množství vody spotřebované na hlavu. Sice nás od minulého ročníku předběhla Malta, a pohoršili jsme si tak z 5. na 6. místo, naše letošní hodnota 128,4 kubíku znamená nicméně v porovnání s minulým rokem téměř neznatelné pohoršení.

„Z analýzy dat EU vyplývá, že Česko je 6. v tzv. „Od 90. let minulého století poklesla specifická spotřeba na polovinu. Nejvýznamnějším důvodem bylo zavedení reálné ceny pro vodné a stočné, což znamenalo nárůst ze státem stanoveného poplatku 1 Kč/m3 v roce 1989 na 20 Kč/m3 na začátku milénia. Jakkoliv se nejednalo v absolutních hodnotách o významné částky, vedlo to ke značným úsporám v domácnostech,” vysvětluje Paul a dodává, že pomohlo také plošné nasazení vodoměrů pro přesné měření spotřeby, které má v Česku dlouhou tradici.

V Česku vzniká podle dat Eurostatu z obnovitelných zdrojů (OZE) ani ne pětina energie, meziročně se hodnota zvedla o necelého půl procenta na 18,59 %. Zůstala nám tak v rámci EU až podprůměrná 19. příčka. Ve vedoucím Švédsku pro srovnání obnovitelná energie představuje podíl 66,4 % na celkové produkci.

Přestože v Česku zažívají poměrně dynamický rozvoj solární elektrárny, kdy se jejich instalovaný výkon zvýšil z 2,45 gigawattů v roce 2022 na 3,95 gigawattů v roce 2024, Česko se naopak v celé předchozí dekádě vyznačovalo stagnující výstavbou větrných elektráren. Zatímco v roce 2015 byl ve větrných turbínách instalovaý výkon 0,28 gigawattu, do roku 2024 vzrostl pouze na 0,35 gigawattu.

„Česko se v době energetické krize v roce 2022 probudilo a viděli jsme strmý nárůst počtu instalací solárních panelů, a to i v řádu stovek procent. Dlouhodobě ale zaostáváme v instalaci větrných elektráren. V některých letech dokonce nebyla instalována ani jedna nová turbína,“ uvádí analytička Evropy v datech a šéfredaktorka CSRD.cz Kateřina Novotná.

Důvodem jsou jednak zdlouhavé povolovací procesy, ale také nedůvěra lidí. „S větrnými elektrárnami je spojen vizuální zásah do krajiny a také řada mýtů. Není například pravda, že by Česko bylo z pohledu větrných instalací nevhodné. „Podle studie Ústavu fyziky atmosféry má vítr v Česku potenciál pokrýt 10 % roční spotřeby elektřiny a v optimistickém scénáři až celou třetinu. Potenciál máme tedy podobně dobrý jako sousední Rakousko, kde z větru pochází přibližně 12 % energie, nebo část Německa,“ říká Novotná s tím, že naopak s přímořskými zeměmi, jako je Británie nebo Nizozemsko, nedává smysl se srovnávat.

„Velkou pomoc by nicméně představovalo i pokrytí pouhé desetiny spotřeby, vzhledem k tomu, že se chystá útlum výroby elektřiny z uhlí a bude urgentně třeba hledat jiné, rychle dostupné zdroje,“ uzavírá Kateřina Novotná.

Znečišťovatelé ovzduší

Podle žebříčku ekologických organizací je nejvýznamnějším znečišťovatelem elektrárna Chvaletice, na předních místech zůstaly Spolana Neratovice a elektrárna Počerady. Kromě emisí skleníkových plynů vypouštějí do životního prostředí i toxické kovy včetně rtuti.

Uhelné elektrárny a teplárny jsou podle ekkologických organizací největšími zdroji úniku rtuti do ovzduší, obsadily prvních devět míst žebříčku. Na prvním místě je elektrárna Chvaletice společnosti Sev.En Energy, která v porovnání s předchozím rokem vypustila o 70 procent více rtuti. Na druhém místě se umístila elektrárna Počerady stejné společnosti. Elektrárna Chvaletice je první i v žebříčku toxických těžkých kovů.

Elektrárna Počerady je podle žebříčků největším zdrojem emisí skleníkových plynů, na druhém místě se umístila elektrárna Chvaletice. Počerady zvýšily meziročně emise skleníkových plynů o přibližně 700 000 tun, Chvatelice o zhruba 1,1 milionu tun.

Nejvíce rakovinotvorných látek podle ekologických aktivistů vypustila do životního prostředí Spolana Neratovice. Uniklo z ní meziročně téměř totožné množství trichlorethylenu a o něco nižší množství vinylchloridu než v předcházejícím roce. Spolana vede i žebříček mutagenních látek.

Za smutného skokana roku lze podle aktivistů označit společnost Saint-Gobain Adfors v Litomyšli, která meziročně více než zšestinásobila množství vypouštěného formaldehydu do ovzduší.

tags: #vyroba #elektricke #energie #emise #dopad #na

Oblíbené příspěvky:

• Spánek v přírodě bez hmyzu
• Ekologická likvidace suti Městec Králové
• Vliv prostředí na zdraví
• Průvodce výběrem odpadkového koše kolibka
• Koně a příroda v ČR