Proč je Fiala ohledně jaderné energie úplně mimo

8. 12. 2023

čas čtení 13 minut

Německá agentura pro životní prostředí


30. listopadu 2023


Jaká je role jaderné energie při dosahování klimatických cílů v globálních scénářích?

Pozn. red. Zde je originál této analýzy v angličtině. Obsahuje grafiku a reference.

Shrnutí

Tento informační přehled analyzuje úlohu jaderné energie v globálních klimatických scénářích. Ukazuje, že globální ztrojnásobení jaderné kapacity do roku 2050 není realistické ani potřebné k dosažení klimatických cílů podle Pařížské dohody.

Klíčová sdělení jsou následující:


► Globální klimatické scénáře ukazují velmi rozdílné výsledky pro budoucí roli jaderné energie.
► Globální klimatické scénáře ukazují, že jaderná energie není potřebná k dosažení klimatických cílů podle Pařížské dohody.
► I při vysoké produkci jaderné energie scénáře s nízkým podílem obnovitelné energie nedosahují klimatických cílů. Budování obnovitelné energie je tedy rozhodujícím a hlavním faktorem pro dosažení klimatických cílů.
► Z hodnocení vládních politik různých zemí světa v oblasti jaderné energie vyplývá, že výrazný nárůst jaderné energie do roku 2050 nelze očekávat.

Globální klimatické scénáře: stejný cíl, různé příběhy


Globální klimatické scénáře hrají při řešení změny klimatu užitečnou roli: Díky tomu, že modelové scénáře zkoumají možné budoucnosti s různými výsledky, pomáhají orientovat se v možnostech klimatické politiky na globální i národní úrovni. Scénáře nejsou prognózy, ale výroky typu "kdyby - tak", které pomáhají pochopit důsledky určitých politických opatření nebo předpokladů. Existuje tedy řada různých scénářů - a to i u scénářů, které mají stejné cíle v oblasti klimatu.

Předkládáme analýzu deseti globálních klimatických scénářů, které dosahují klimatických cílů podle Pařížské dohody, a také scénář bez cílů s důrazem na roli jaderné energie.

V září 2022 zveřejnila "Síť pro ekologizaci finančního systému (NGFS)" různé scénáře, které byly vypracovány pro centrální banky a instituce finančního dohledu v rámci modelovací aliance Postupimského institutu pro výzkum dopadů klimatu (PIK), Mezinárodního institutu pro aplikovanou systémovou analýzu (IIASA), Marylandské univerzity, Climate Analytics a Národního institutu pro ekonomický a sociální výzkum (NIESR) (NGFS 2022).

Tyto scénáře představují vhodný výběr pro tento úkol. V těchto scénářích jsou použity tři různé modely a jaderná energie je v těchto třech modelech využívána ve velmi rozdílné míře. Ze šesti scénářů v tomto projektu, z nichž každý byl modelován třemi různými zapojenými modely, se zaměřujeme na scénáře "Čistá nula" a "Divergentní čistá nula", přičemž všechny dosahují klimatických cílů.

Zahrnujeme také dva scénáře s postupným ukončením využívání jaderné energie do roku 2050 (Teske 2019), které dosahují cíle 1,5 °C, resp. 2 °C. Jako důležitou mezinárodní referenci zahrnujeme tři scénáře ze Světového energetického výhledu IEA (International Energy Agency (IEA) 2022): jeden, který dosahuje cíle Pařížské dohody ("Čistá nula do roku 2050") dosažením cíle 1,5 °C, jeden, který by vedl k předpokládanému nárůstu globální mediánové teploty o přibližně 1,7 °C ("Ohlášené závazky"), a také scénář "Stanovené politiky", který nedosahuje klimatických cílů (tím, že vede ke zvýšení globální mediánové teploty o přibližně 2,5 °C). Druhý jmenovaný scénář je reprezentativní pro scénáře, které lze nalézt v literatuře a které mají relevantní nebo vysoký podíl jaderné energie, ale nedosahují klimatických cílů, jako například tři scénáře v (World Energy Council 2019) nebo vývoj prezentovaný v (Energy Information Administration 2021).

Obrázek 1 ukazuje různý vývoj jaderné energie ve výše popsaných scénářích. Příspěvek jaderné energie k celkovým dodávkám primární energie v roce 2050 se pohybuje od 0 EJ (v obou scénářích Teske) do více než 45 EJ (ve scénářích využívajících model MESSAGEix-GLOBIOM). Poslední z těchto scénářů by znamenal 4,5násobný nárůst jaderné energie ve srovnání se současností a průměrnou výrobou elektřiny v posledních desetiletích.

Takové zvýšení jaderné energie není pro dosažení klimatických cílů nezbytné: S výjimkou scénáře IEA "Stated Policies" všechny ostatní scénáře uvedené na obrázku 1 dosahují cílů Pařížské dohody s menším využitím jaderné energie v roce 2050 nebo dokonce bez něj.

Pro dosažení klimatických cílů je jaderná energie ve skutečnosti jen malou součástí příběhu: I v modelu MESSAGEix-GLOBIOM představuje jaderná energie (pouze) 9 % dodávek primární energie v roce 2050 a 16 % celkové světové výroby elektřiny, zatímco obnovitelné zdroje energie mimo biomasu zajišťují přibližně 81 % výroby elektřiny, jak je vidět na obrázku 2.

Vzhledem k tomu, že Pařížská dohoda stanoví, že se má udržet "nárůst průměrné globální teploty výrazně pod 2 °C nad úrovní před průmyslovou revolucí" a usilovat o "omezení nárůstu teploty na 1,5 °C nad úrovní před průmyslovou revolucí", hovoříme o klimatických cílech (v množném čísle) namísto jediného klimatického cíle. Zde analyzované scénáře dosahují různých teplotních cílů, které jsou slučitelné se stanoveným rozsahem Pařížské dohody. Scénáře (NGFS 2022) dosahují cíle 1,5 °C s určitou pravděpodobností.

scénářů dosahujících klimatických cílů se pohybuje od 81 % ve scénáři MESSAGEix-GLOBIOM po 90 % ve scénářích REMIND-MAgPIE a Teske.

Ve scénáři bez cíle ("Stated Policies") ve scénáři IEA World Energy Outlook se rozšíření obnovitelných zdrojů energie nedaří - pouze 61 % celosvětové výroby elektřiny. Ze srovnání s cílovými scénáři vyplývá: O splnění klimatických cílů nerozhoduje úloha jaderné energie, ale dostatečné rozšíření obnovitelných zdrojů energie.

Světová výroba elektřiny v roce 2050 se v jednotlivých scénářích liší v důsledku rozdílných výsledků pro stupeň elektrifikace a celkovou poptávku po energii. To je patrné z obrázku 3. Je také zřejmé, že výroba elektřiny z jádra hraje ve všech scénářích menší roli než výroba elektřiny z (nebiologických) obnovitelných zdrojů, což je patrné i z obrázku 2. Scénáře MESSAGEix-GLOBIOM jsou nejen scénáři s nejvyšší výrobou jaderné energie, ale také scénáři s nejvyšší celkovou výrobou elektřiny a nejvyšší výrobou elektřiny z obnovitelných zdrojů v absolutním vyjádření.

Vývoj instalovaného výkonu jaderných reaktorů ve světě je znázorněn na obrázku 4. Ukazuje široké rozpětí instalovaného výkonu jaderných reaktorů od 0 GW (Teske et al.) až po téměř 1800 GW (MESSAGEix-GLOBIOM) v roce 2050 a instalovaný výkon mezi 540 GW a přibližně 1140 GW u ostatních scénářů oproti zhruba 370 GW2 v současnosti.

Analýza vládních plánů v oblasti jaderné energie zdola nahoru

Abychom posoudili, nakolik jsou tyto scénáře shora dolů realistické, porovnáme tyto údaje s plány a programy vlád na rozšíření (nebo postupné ukončení) jaderné energetiky.

V listopadu 2023 bude 31 zemí3 provozovat celkem 412 jaderných reaktorů. Zdaleka nejvíce jaderných reaktorů se nachází v USA, následují Francie, Čína, Rusko a Jižní Korea, jak ukazuje obrázek 5. Pouze devět zemí provozuje více než 10 jaderných reaktorů.

Věková struktura stávajícího parku je hlavním faktorem budoucího vývoje instalovaného jaderného výkonu. Podle (Mycle Schneider 2023) je průměrné stáří všech jaderných reaktorů v provozu k říjnu 2023 31,7 roku. Průměrné stáří jaderných reaktorů, které byly odstaveny do 1. července 2022, činilo podle (Schneider und Froggatt 2022) 27,7 roku.

Jako první krok se podíváme na stávající globální jaderné kapacity (instalované a ve výstavbě). Variací životnosti všech jaderných reaktorů se stejnou hodnotou (40 let, 50 let, 60 let) získáme první, i když zjednodušenou představu o velikosti globálních jaderných kapacit v budoucnu, které by vyplývaly z dnešního parku při zohlednění pouze nových jaderných reaktorů, které jsou již ve výstavbě. Vzhledem ke věkové struktuře stávající flotily by předpokládaná životnost 40 let vedla k silnému poklesu instalovaného jaderného výkonu již do roku 2030, zatímco životnost 60 let by naopak tento pokles odložila až na roky 2040-2050,

Podle databáze PRIS MAAE (Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) 2023) bylo na konci roku 2022 na celém světě instalováno 370,99 GW čistého elektrického výkonu. Počty instalovaného výkonu mohou zahrnovat reaktory v dlouhodobé odstávce, které jsou formálně deklarovány jako provozuschopné, ale delší dobu nevyrábějí elektřinu.

V údajích IAEA PRIS je Tchaj-wan zahrnut do čísel pro Čínu.

Ve druhém kroku analyzujeme oficiální programy všech 31 zemí, které dnes provozují jaderné elektrárny, a pěti4 potenciálních nových států, pokud jde o jejich budoucí plány v oblasti jaderné energetiky. V závislosti na místní situaci v těchto zemích a s přihlédnutím k jejich oficiálním cílům i dalším faktorům jsme pro každou zemi odhadli dvě hypotetické cesty vývoje: "základní" a "ambiciózní scénář". Zkušenosti s projekty výstavby jaderných elektráren ukazují, že existuje vysoká míra nejistoty, pokud jde o náklady a časový plán. Základní a ambiciózní scénář jsou proto odborným odhadem, který poskytuje škálu možného vývoje. Je však třeba říci, že základní scénář může být ve skutečnosti kvůli zmíněným nejistotám snadno podhodnocen, zatímco překročení ambiciózního scénáře se zdá být nepravděpodobné.

Srovnání analýzy zdola nahoru se scénáři vývoje klimatu

Naši analýzu zdola nahoru porovnáme s globálními energetickými scénáři: Obrázek 8 ukazuje všechny analyzované scénáře vynesené společně s analýzou zdola nahoru stávajících kapacit a vládních programů. Dokonce i ambiciózní scénář naší analýzy vládních programů je nižší než globální scénáře s výjimkou scénářů postupného ukončení jaderné energetiky podle Teskeho a kol. Zdá se však, že je podobný jaderným kapacitám předpokládaným ve scénáři IEA "Stated Policies".

Obrázek 11 uvádí výsledky analýzy zdola nahoru v kontextu tvrzení o ztrojnásobení jaderné kapacity do roku 2050.5 I když je maximální globální energetický scénář na obrázku 8 ještě vyšší než scénář ztrojnásobení jaderné kapacity, přesto je zřejmé, že takový scénář nemá doposud oporu v žádném rozumném politickém plánování.

Obrázek 9 ukazuje historické roční připojení jaderných reaktorů k síti po celém světě. Za posledních deset let bylo každoročně uvedeno do provozu mezi 3,4 a 10,3 GW čisté elektrické kapacity. Předtím byl rok 1990 posledním rokem, kdy byla v jednom roce uvedena do provozu čistá elektrická kapacita vyšší než 10 GW. Celkové historické maximum bylo v roce 1985, kdy bylo do sítě připojeno 31,3 GW čisté elektrické kapacity.

Ztrojnásobení dnešní jaderné kapacity 370 GW by v roce 2050 vyžadovalo zprovoznění 1 110 GW čisté elektrické kapacity.

Pokud předpokládáme velmi vysokou šedesátiletou životnost všech dnes provozovaných a budovaných jaderných reaktorů, bylo by v roce 2050 stále v provozu zhruba 210 GW současného jaderného parku. V letech 2024 až 2050 by tedy bylo třeba dodatečně vybudovat celkem téměř 900 GW. Za předpokladu lineárního nárůstu tempa nové výstavby do roku 2050, počínaje množstvím nových jaderných elektráren připojených k síti v roce 2023, by v roce 2050 muselo být k síti připojeno více než 60 GW, aby byl splněn cíl ztrojnásobení jaderné energie, srovnej obrázek 10. To by byl přibližně dvojnásobek maximální historické kapacity připojené do sítě v jednom roce. V průměru by bylo třeba každý rok po dobu 25 let připojit více nové kapacity, než tomu bylo v případě historického maxima v roce 1985.

Z těchto čísel je zřejmé, že ztrojnásobení jaderné kapacity do roku 2050 není ani reálné, ani potřebné k dosažení klimatických cílů podle Pařížské dohody.

1
Vytisknout
2549

Diskuse

Obsah vydání | 12. 12. 2023