VÍZIA
ROKU 2050
OBNOVITEĽNÉ
ZDROJE ENERGIE PRE SLOVENSKO
Úvod
V
súčasnosti sa svet nachádza v období prechodu od fosílnych palív k obnoviteľným.
Hlavným záverom tejto štúdie je, že obnoviteľné zdroje energie nielenže
môžu na Slovensku nahradiť fosílne palivá do roku 2050, ale vzhľadom na
budúce problémy s dostupnosťou ropy a zemného plynu, je táto vízia veľmi
pravdepodobná. Je možné naznačiť viacero scenárov ako by sa budúci vývoj
mohol uberať, rozhodujúci sa však javí globálny prechod k obnoviteľným
zdrojom, ktorý sa pravdepodobne stane hnacou silou vývoja aj u nás. Podstatné
na tomto vývoji je, že obnoviteľné energetické zdroje (OEZ) môžu teoreticky
už dnes nahradiť fosílne palivá a to nielen vďaka ich potenciálu ale aj
technologickej vyspelosti. Viac ako 30 % priemerný celosvetový ročný nárast
OEZ v uplynulých piatich rokoch je dôležitým ukazovateľom toho, že vo svete
už prebieha energetická zmena, ktorá bohužiaľ Slovensko zatiaľ obchádza.
Konečná
spotreba energie v PJ
|
|
|
|
|
Priemysel
|
|
|
|
|
Doprava
|
|
|
|
|
Poľnohospodárstvo
a lesníctvo
|
|
|
|
|
Domácnosti
|
|
|
|
|
Obchod
a služby
|
|
|
|
|
Ostatné
|
|
|
|
|
Konečná
spotreba
|
|
|
|
|
Konečná
spotreba energie podľa palív v PJ.
Palivá
|
1995
|
1997
|
1999
|
2000
|
Pevné
|
117
|
75,7
|
62,9
|
59,3
|
Kvapalné
|
122
|
72
|
70,2
|
66,2
|
Plynné
|
196
|
153,7
|
179,4
|
172,5
|
Teplo
|
28
|
115,7
|
96,2
|
93,2
|
Elektrina
|
78
|
82,2
|
81,9
|
81,0
|
Konečná
spotreba
|
542
|
499,3
|
490,7
|
472,1
|
PALIVÁ A ELEKTRINA
UHLIE
Uhlie
aj napriek zjavným environmentálnym nevýhodám stále zostáva dôležitým palivovým
zdrojom a predstavuje takmer jednu tretinu spotreby palív u nás. Väčšiu
časť (75 %) predstavuje domáce hnedé uhlie a zvyšok vo forme čierneho i
hnedého uhlia pochádza z dovozu. Podstatné však je, že bez štátnych dotácií
by nemohlo domáce uhlie konkurovať dovozu. Celkové dotácie do banského
priemyslu (priame dotácie ceny resp. nepriame dotácie na predčasné odchody
do dôchodku alebo rekvalifikáciu baníkov) predstavovali koncom 90-tych
rokov asi 200 milión Sk ročne.
Štátne dotácie do baníctva.
Štátne
dotácie do uhoľného baníctva v tis.Sk |
|
|
|
|
HB
a.s. Prievidza |
135 900
|
131 500
|
136 300
|
124 700
|
BD
a.s. Veľký Krtíš |
68 400
|
65 400
|
62 500
|
56 700
|
BZ
a.s. Holíč |
3 600
|
2 000
|
1 200
|
2 100
|
Spolu |
207 900
|
198 900
|
200 000
|
183 500
|
ZEMNÝ PLYN
Spotreba
plynu u nás stále rastie. Do konca roku 2001 bolo na rozvod zemného plynu
pripojených viac ako 90 % populácie. Dodávky plynu sú však takmer úplne
závislé na dovoze z Ruska, pričom domáca produkcia pokrýva menej ako 5
% spotreby. Relatívnou výhodou Slovenska je, že až jedna pätina zemného
plynu spotrebovaného v západnej Európe prechádza našim územím, čo je značným
zdrojov príjmov plynárenského priemyslu u nás.
ROPA
Vsúčasnosti
sa až 99% ropy na spracovanie zabezpečuje dovozom. Preprava je zabezpečovaná
na základe Dohody medzi vládami SR a RF o spolupráci v oblasti dlhodobých
dodávok ropy ropovodom Družba z Ruskej federácie v množstve do 6 mil.t/rok.
Vlastné surovinové zdroje ropy kryjú len cca 1,0 - 1,5% jej terajšej celkovej
spotreby na spracovanie a tento stav sa ani výhľadovo podstatne nezmení.
Spracovanie ropy v SR je na úrovni 5,1 až 5,3 mil.ton za rok a spotreba
ropy pre krytie tuzemskej spotreby sa v súčasnosti pohybuje na úrovni cca
3,2 mil. ton/rok (produkcia zo spracovania ropy nad tento rámec je predmetom
exportu). Vývozom sa získavajú významné devízové prínosy na pokrytie až
do 85 % nákladov na nákup ropy.
OBNOVITEĽNÉ ZDROJE ENERGIE
Podiel
OEZ na celkovej spotrebe energie u nás je na úrovni asi 3 %. Podstatné
je, že viac ako polovicu tohto príspevku tvoria veľké vodné elektrárne
a zvyšok biomasa resp. v menšej miere geotermálna energia. Príspevok ostatných
zdrojov ako je napr. slnečná resp. veterná energia je zanedbateľný resp.
nulový.
Využitie obnoviteľných
zdrojov energie v r.1997 bolo nasledovné:
Zdroj |
|
|
||
|
|
|
|
|
Biomasa |
|
|
|
|
Vodná
energia |
|
|
|
|
v
tom: malé vodné elektrárne (do 10 MWe) |
|
|
|
|
Geotermálna
energia |
|
|
|
|
Slnečná
energia |
|
|
|
|
Veterná
energia |
|
|
|
|
S
p o l u |
|
|
|
|
TEPLO
Zásobovanie
teplom predstavuje významnú časť energetického hospodárstva nášho štátu.
Na výrobu tepla v priemysle a bytovo - komunálnom sektore sa spotrebuje
v súčasnosti cca 39 % primárnych energetických zdrojov. Na Slovensku sa
historicky stal dominantným spôsobom zásobovania teplom centralizovaný
spôsob, čo zodpovedá zásadám efektívneho využívania energie. Zo systému
centralizovaného zásobovania teplom je zásobovaných teplom takmer 100 %
bytových domov, čo v celkovom bytovom fonde predstavuje asi 49 %. Hlavným
palivovým zdrojom pre systém centralizovaného zásobovania teplom je zemný
plyn (viac ako 70 %), ktorý sa často využíva i na kombinovanú výrobu elektriny
a tepla.
Spotreba
tepla na vykurovanie a prípravu teplej úžitkovej vody v bytovo - komunálnom
sektore, ako aj v priemyselnom sektore na technologický proces výroby a
na vykurovanie výrobných a administratívnych objektov je uvedená v tabuľke
(v PJ):
Spotreba
tepla (v PJ) |
|
Priemysel |
|
Bytovo
- komunálny sektor |
|
v
tom: - individ. Vykurovanie |
|
-
systém CZT |
|
S
p o l u |
|
ELEKTRINA
Výroba
elektriny na Slovensku je zabezpečovaná jadrovými elektrárňami, ktorých
podiel v roku 2000 predstavoval47
% , parnými elektrárňami (vyrobili 35 %) a vodnými elektrárňami (18 %).
Spotreba elektriny na Slovensku sa ukazovala v minulom desaťročí ako značne
nestála. V dôsledku ekonomickej transformácie klesala až do roku 1993.
Potom narastala a následne zostala ustálená počas posledných troch rokov.
Od roku 1999 sa Slovensko stalo čistým exportérom elektriny. Vývoz elektriny
je však spojený v súčasnosti s celým radom ťažkostí. Ide najmä o prebytok
inštalovaného výkonu v krajinách Európskej Únie odhadovaný na 40.000 MW.
S tým súvisí aj nízka cena elektriny na medzinárodnom trhu.
Spotreba
elektriny v TWh a rast HDP.
|
1995
|
1996
|
1997
|
1998
|
1999
|
2000
|
2001
|
Rast
HDP %
|
|
6,6
|
6,5
|
4,4
|
1,9
|
2,2
|
3,3
|
Spotreba
elektriny, TWh
|
27,3
|
28,9
|
28,6
|
28,27
|
27,85
|
28,2
|
28,3
|
Prenosové
straty, TWh
|
2,1
|
2,0
|
2,1
|
2,0
|
1,8
|
1,8
|
|
Import
- Export TWh
|
1,4
|
3,6
|
4,1
|
2,25
|
-0,043
|
-2,7
|
-3,7
|
Počas
posledných rokov bol zaznamenaný rast spotreby elektriny v sektore malých
spotrebiteľov (domácnosti, obchod) a pokles v sektore priemyslu. Za zmienku
stojí, že predpovede z minulosti o nutnosti budovania nových kapacít v
dôsledku predpokladaného rastu HDP sa nenaplnili a ekonomika sa uberá cestou
zvyšovania energetickej účinnosti. Charakteristickou črtou slovenskej elektroenergetiky
je aj značný prebytok kapacity v stávajúcich elektrárňach.
Prebytok inštalovaného
výkonu:
|
|
|
Francúzsko |
|
|
Nemecko |
|
|
Rakúsko |
|
|
Švajčiarsko |
|
|
Taliansko |
|
|
Slovensko |
|
|
·prípravu tepla a teplej vody,
·výrobu elektrickej energie a
·dodávky energie pre dopravu.
Pri
uvážení rôznych chybných predpovedí, na ktorých boli budované mnohé energetické
koncepcie (spotreba často založená na jednoduchej interpolácii rastu kopírujúceho
rast HDP) je možné len veľmi ťažko kvantifikovať budúcu spotrebu. Je možné
však očakávať že cena energie určite bude skôr stúpať ako klesať, čo sa
pozitívne prejaví na úsporách a zvyšovaní energetickej účinnosti. Je možné
uviesť niekoľko dôvodov, pre ktoré by bolo možné očakávať veľmi mierny
eventuálne žiadny nárast spotreby energie na Slovensku.:
·Úspory energie sú nevyhnutné a prebiehajú často bez nejakého politického nátlaku len vďaka výmene starých technológií za nové a postupným utlmovaním vysoko energeticky náročných výrob. Navyše k úsporám dochádza aj v dôsledku rastúcich cien energií a odbúravaním dotácií palív. Podstatné z hľadiska Slovenska je, že tu existuje značný potenciál úspor veď naša energetická náročnosť (vyprodukovaný HDP na jednotku spotrebovanej energie) je až dvojnásobne vyššia ako v krajinách OECD. Súvisí to s nízkou produktivitou a vysokým podielom energeticky náročného priemyslu. V procese ekonomického vyrovnávania sa s vyspelými krajinami EU bude zákonite dochádzať aj k zlepšovaniu energetickej účinnosti a značným úsporám energií.
·Viac energeticky úspornejších technológií bude používaných v dôsledku prirodzenej výmeny starých spotrebičov za nové. Všetky dnes používané elektrospotrebiče budú do roku 2050 nahradené novými. Môžeme predpokladať, že energeticky najúčinnejšie technológie , ktoré sú na trhu dnes sa stanú bežnými v budúcnosti.
·Takmer polovica dnešných budov bude nahradená novými, stavanými podľa nových, prísnejších predpisov na úspory energie, čo povedie k znižovaniu spotreby tepla.
·Je možné očakávať silné politické úsilie s cieľom znižovania spotreby energie na medzinárodnej scéne v dôsledku snáh na obmedzovanie emisií skleníkových plynov po roku 2012 alebo energetických kríz súvisiacich s nedostatkom lacnej ropy po roku 2020.
·Teoretický pokles počtu obyvateľstva Slovenska z pohľadu alarmujúceho demografického vývoja v súčasnosti by mohol tiež zohrať významnú úlohu v celkovej nižšej spotrebe energie.
Nárast
spotreby energie
v porovnaní so súčasným stavom by mohol nastať v dôsledku vyššej spotreby
domácností (hlavne elektriny), ktorá dnes zaostáva za priemerom krajín
EU. Podobne by k nárastu spotreby mohlo prísť aj v dôsledku uplatnenia
sa na trhu nových dnes neznámych technológií, ktoré sa môžu stať bežnými
v budúcnosti. Vyššia spotreba sa predpokladá hlavne v oblasti spotreby
elektriny a energie na dopravu, kým nižšiu spotrebu je možné očakávať v
oblasti tepla a prípravy teplej vody.
V dôsledku
vyššie uvedených neistôt vo vývoji spotreby bol pre účely tejto štúdie
predpokladaný stav, pri ktorom celková spotreba primárnych energetických
zdrojov v roku 2050 bude na úrovni súčasnej spotreby, čo do istej miery
podporuje aj vývoj v posledných 10 rokoch tak u nás ako i vo vyspelých
krajinách. Spotreba by preto mohla mať nasledujúce hodnoty:
·250 PJ pre teplo (vykurovanie + príprava teplej vody)
·28 TWh pre elektrinu.
Kľúčovou
otázkou preto je ako nahradiť celú súčasnú spotrebu fosílnych palív obnoviteľnými
zdrojmi v roku 2050. Popri tom zostáva jedna nezodpovedaná otázka a to
ako zabezpečiť spotrebu energie v sektore dopravy (nahradiť ropu) –
najrýchlejšie rastúci segment spotreby energií. Celosvetovo rastúci trend
spotreby ropy je v niektorých krajinách veľmi prudký (napr. v Číne) a celkom
určite povedie k náhrade ropy za iný zdroj už pred rokom 2050. Súvisí to
s nasledujúcimi skutočnosťami:
·Svetové rezervy ropy sa odhadujú na 39 rokov (www.bp.com)
·Vrchol v ťažbe (prevýšenie dopytu na produkciou) sa dá očakávať v období rokov 2010 až 2020, čo povedie k výraznému nárastu cien ropy.
·Podiel krajín OPEC na celkovej produkcii ropy vzrastie nad 50 % už do roku 2020.
·Podiel dovozu ropy v priemyselne vyspelých krajinách bude narastať. Toto bude stimulovať hlavne politiku USA a EÚ s cieľom nahradiť ropu za iné palivo pravdepodobne obnoviteľné nakoľko ani zemný plyn z dlhodobého hľadiska nedokáže nahradiť ropu.
Berúc
do úvahy vyššie uvedené podnety je možné predpokladať, že v blízkej budúcnosti
nastane silný politický tlak so snahou o vyššiu palivovo-energetickú sebestačnosť
a prechod k obnoviteľným zdrojom. Spoločné úsilie krajín veľmi závislých
na dovoze (USA, EÚ, Japonsko) povedie k silným ekonomickým stimulom pre
alternatívne palivá hlavne v doprave. Palivové články využívajúce vodík
vyrábaný obnoviteľnými energetickými zdrojmi sa dnes ukazujú ako jedna
z možných už dnes technologicky zvládnutých alternatív. Keďže dnes nie
je možné odhadnúť aká energetická surovina (vodík, biopalivá, elektrina)
sa presadí, nebudeme sa ďalej problému dopravy venovať. Faktom však zostáva,
že aj keby sektor dopravy mal byť založený na vodíku vyrábanom elektrickou
energiou, vo svete existuje dostatočný potenciál jeho výroby pomocou slnečnej
resp. veternej energie. Potenciálne vyššia spotreba elektriny na Slovensku
z hľadiska potrieb v doprave nie v tejto analýze zohľadnená.
POTENCIÁL
OEZ NA SLOVENSKU
Napriek
skutočnosti, že náhrada fosílnych palív OEZ môže byť problematická hlavne
vo väčších mestách napr. pri nahradzovaní centralizovaných systémov využívajúcich
zemný plyn, dá sa predpokladať že keď to bude potrebné, technické problémy
s infraštruktúrou budú zvládnuté. Finančné problémy, ktoré by si takýto
prechod vyžiadal môžu predstavovať problém hlavne v začiatkoch tohto prechodu.
Avšak náhrada drahých fosílnych palív lacnými obnoviteľnými tieto náklady
z dlhodobého hľadiska vyváži. Pre účely tejto štúdie sme však zhodnotili
potenciál len tých OEZ, ktoré sú už dnes konkurencie schopné na trhu s
energiou v krajinách EÚ (vietor, biomasa, voda, geotermálna energia, solárne
kolektory). Potenciál elektriny vyrábanej drahšími technológiami ako sú
napr. fotovoltaické články je tiež stanovený. Trend narastajúcej výroby
článkov (30 % ročne) a klesajúce ceny dávajú záruku, že tento typ výroby
elektriny môže zohrať významnú rolu v budúcnosti.
Celková
rozloha vhodná pre umiestnenie veterných turbín bola ministerstvom hospodárstva
(Energetická politika) ohodnotená na 257
km2 v 43
okresoch Slovenska (s rýchlosťou vetra vyššou ako 5 m/sek).
Je potrebné zdôrazniť, že zlepšovanie technológie, ku ktorému neustále
prichádza, bude znamenať vyšší potenciál z tohto zdroja v budúcnosti a
využívanie nižších rýchlostí vetra. Pre účely tejto analýzy však bola vybraná
rozloha 257 km2. Z ohľadom na skúsenosti pri umiestňovaní turbín je možné
počítať s 25 turbínami rozmiestnenými na ploche 1
km2. Vzájomná vzdialenosť tak bude min. 200 metrov.
Ročná
výroba elektrickej energie 25 turbínami (600 MW každá) alebo výroba z 1
km2 plochy bude 25 GWh/rok. Tieto predpoklady vedú k celkovej ročnej výrobe
elektriny na Slovensku na úrovni 6,4 TWh/rok.
|
Mil.
ton/rok.
|
PJ/rok
|
Palivové
drevo + odpad pri lesníckej ťažbe a z drevospracujúceho priemyslu (čerstvá
hmota)
|
1,5
|
15,0
|
Slama
(1/3 hmotnosti z 3 mil. ton vyprodukovaného obilia za rok)*
|
1,0
|
14,2
|
Slama
z produkcii repky olejnej (40.000 ha * 4 t/ha) suchej hmoty
|
0,16
|
2,9
|
Energetické
rastliny (400.000 ha) suchá hmota pre Salix viminalis
|
6,0
|
135,0
|
SPOLU
|
17,66
|
167,1
|
·podiel slamy a obilia sa uvažuje 1:1. Tretina slamy sa počíta na energetické využitie, zvyšné 2/3 na využitie v poľnohospodárstve.
Energetický
obsah bol stanovený nasledovne:
čerstvé drevo - 10 GJ/tonu
suché drevo – 15 GJ/tonu
slama – 14,2 GJ/tonu
slama repky olejnej - 18 GJ/tonu
BioPLYN
Na
zhodnotenie potenciálu bioplynu je možné použiť vstupné údaje zodpovedajúce
počtu zvierat v živočíšnej výrobe (hovädzí dobytok, ošípané a hydina) a
z toho odvodiť potenciálnu výrobu bioplynu v m3. Z bioplynu je možné následne
stanoviť potenciálnu výrobu elektriny a tepla a to na základe domácich
skúseností s touto technológiou.
Potenciál
bioplynu na Slovensku.
|
|
|
|
|
Hovädzí
dobytok (500 kg)
|
|
|
|
|
Ošípané(150
kg)
|
|
|
|
|
Hydina
|
|
|
|
|
SPOLU
|
|
|
|
|
Výroba
elektriny a tepla bola zhodnotená na základe údajov z farmy vBátke
(okres Rim. Sobota). Vstupy v tejto farme boli nasledujúce:
Geotermálnu
energiu využívame na Slovensku už niekoľko desaťročí. Súčasne využitie
predstavuje 1,2 PJ za rok. Hlavnou oblasťou využitia je dnes vyhrievanie
bazénov (geotermálne kúpaliská). Celkom nedávno sa začalo s uplatnením
geotermálnej energie na vykurovanie obytných domov a na výrobu elektrickej
energie. Hoci potenciál geotermálnej energie je prakticky nevyčerpateľný
a teoreticky by mohol pokryť všetky naše energetické potreby je z praktického
hľadiska uvažovaná hodnota z energetického plánu - 22,68 PJ/rok. Tento
potenciál by podľa vládnych údajov bolo možné realizovať do roku 2010,
pričom by geotermálnu energiu bolo možné v podstatne väčšej miere využiť
hlavne na vykurovanie objektov (tepelné čerpadlá).
Pre
účely tejto štúdie bol spočítaný potenciál slnečnej energie na prípravu
tepla s cieľom pokryť zvyšok spotreby biomasou resp. geotermálnou energiou.
Berúc do úvahy typickú účinnosť a priemernú výrobu energie slnečným kolektorom
- 350 kWh/rok/m2 alebo 1,26 GJ/rok/m2 je možné odhadnúť, že využitím kolektorovej
plochy 10 m2 na osobu alebo inštalovaním 50 mil. m2 solárnych kolektorov
by bolo možné vyrobiť 63,0 PJ tepla za rok. Napriek tomu že táto plocha
sa môže zdať veľká, existuje tu možnosť využiť strechy budov a tiež kombinovať
kolektory s tepelnými čerpadlami. Solárne kolektory sú už dnes bežnou realitou
(Rakúsko) nielen na rodinných domoch ale aj na viacpodlažných obytných
budovách resp. priemyselných stavbách. Budovanie veľkých kolektorových
polí pre centralizované systémy vykurovania je možné uvažovať ako alternatívu
k umiestňovaniu kolektorov na strechy budov.
|
|
|
Vodná energia
|
|
|
Veterná energia
|
|
|
Biomasa
|
|
|
Drevo, slama, en. rastliny
|
|
|
Bioplyn
|
|
|
Geotermálna energia
|
|
|
Solárna
termálna energia
|
|
|
Fotovoltaika
|
|
|
Spolu
|
|
|