A G7 a nettó zéró kibocsátású villamosenergia-szektor megvalósításáért
2021/4. lapszám | Magyar Energetika | 416 |
A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) mintegy 100 oldalas új (2021. október 19.) tanulmányban mutatja be, hogyan juthatnak el a legfejlettebb országok (a G-hetek, azaz Kanada, Franciaország, Németország, Olaszország, Japán, az Egyesült Királyság, az USA és az Európai Unió) 2050-ig a nettó zéró üvegházhatású gázkibocsátáshoz.
A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) mintegy 100 oldalas új (2021. október 19.) tanulmányban mutatja be, hogyan juthatnak el a legfejlettebb országok (a G-hetek, azaz Kanada, Franciaország, Németország, Olaszország, Japán, az Egyesült Királyság, az USA és az Európai Unió) 2050-ig a nettó zéró üvegházhatású gázkibocsátáshoz.
A jelentés megállapítja, hogy a G7-ek képesek arra, hogy vezetésükkel 2050-re a globális energiapiacok eljussanak a nettó nulla kibocsátáshoz. 2021 júniusában a G7-ek vezetői kötelezettséget vállaltak arra, hogy megfelelő stratégiák (policies) mentén az erre alkalmas energetikai technológiák alkalmazásával legkésőbb 2050-ig elérik a nettó zéró kibocsátást. Ezek a kötelezettségvállalások jelzik, hogy az érintett államok az ENSZ Éghajlatváltozási Keretegyezménye részes feleinek 26. konferenciája előtt ebben a tekintetben is vezető politikai szerepet vállalnak. A G7-ek 2020-ban a globális gazdaság közel 40%-át, a globális energiaigény 30%-át és ez utóbbival kapcsolatban kibocsátott CO2 25%-át mondhatták a magukénak.
A globálisan értelmezett villamosenergia- szektor dekarbonizációja központi szerepet játszik a nettó zéró kibocsátás elérésében és lehetővé teszi a többi ágazat dekarbonizációját is. A G7-ek villamosenergia- ágazataira vonatkozó ütemterve meghatározza a legfontosabb mérföldköveket, a felmerülő kihívásokat, az innovációs lehetőségeket és a 2035-re a nettó zéró eléréséhez szükséges teendőket is. Az ütemterv az IEA Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector (Nettó zéró 2050-ig: A globális energiaágazat ütemterve) című jelentésére épül, és összhangban van a G7 2021. júniusi kötelezettségvállalásával, amely az „A 2030- as évekre túlnyomórészt dekarbonizált villamosenergia-rendszer” címet viseli. A G7-ek ütemterve összhangban van a globális átlaghőmérséklet-emelkedés 1,5 °C-ra való korlátozásával, bár nem ez az egyetlen út e célkitűzés eléréséhez.
A G7-ek villamosenergia-ágazatainak üvegházhatású gázkibocsátása ma jóval elmarad a csúcsot jelentő 2007-es, közel 40%-tól, ami annak köszönhető, hogy ezekben az államokban a szenet egyre nagyobb mértékben váltják fel a tisztább energiahordozók. Az elmúlt években ennek a változásnak a fő mozgatórugója az olcsó földgáz és a megújuló energiaforrások erőteljes növekedése volt. E két energiaforrás 2020-ban a G7-ekben 30-30%, míg a szén és a nukleáris energia mintegy 20-20%-nyi részarányt képviselt.
Az a körülmény, hogy a G7-ek kormányai a nettó zéró követelményt szem előtt tartva formálják újjá energiapolitikájukat, segít lendületben tartani a világ államait a széntüzelésű erőművek fokozatos háttérbe szorítása, a megújuló energiaforrások, a hidrogén és az ammónia elterjesztése, valamint a szén-dioxid-leválasztási technológiák használata tekintetében. A G7-ek tagjai együttesen több mint 500 milliárd USD kormányzati forrást különítettek el a tiszta energiára történő átállás és a Covid-19 világjárványból való fenntartható kilábalás fellendítése érdekében, amelynek közel 20%-át a villamosenergia-ágazatban tervezik befektetni. A G7-ek tagjai úttörő szerepet játszanak a szén-dioxid beárazását célzó mechanizmusok alkalmazásában is, amelyek ugyancsak a villamosenergiatermelés dekarbonizációját szolgálják.
A kis szén-dioxid-kibocsátású technológiák elterjesztése a nettó zéró elérésének központi pillére, amelynek eredményeképpen a szél- és napenergia-kapacitások bővítése a 2020-as mintegy 75 GW-ról 2030-ra 230 GW-ra emelkedik. A további stratégiai lépések megvalósításával a nettó zéró villamos energia felé vezető úton a megújuló energiaforrások részaránya a G7-ekben 2030-ra eléri a 60%-ot – szemben a jelenlegi stratégiák által kijelölt útvonalon lehetséges 48%-kal. Ehhez hatékony kormányzati fellépésre van szükség az akadályok felszámolása, valamint a kiszámítható és következetes piaci és szabályozási keretek kialakítása érdekében. Az atomenergia, a kis szén-dioxid-kibocsátású hidrogén és ammónia, valamint a széndioxid- leválasztóval felszerelt erőművek tovább segíthetik a kis kibocsátású villamosenergia- ellátást.
A kis szén-dioxid-kibocsátású villamos energia elterjesztéséhez szükségszerűen hozzá tartozik, hogy 2021-től nem engedélyeznek leválasztó nélküli új szénerőműveket, a meglévő szenes erőműveket úgy újítják fel, korszerűsítik, hogy azokban a szénnel együtt biomasszát, vagy ammóniát és hidrogént tüzelnek, vagy szén-dioxid- leválasztó berendezésekkel (CCUS) egészítik ki azokat. Kritikus fontosságú, hogy 2035-re a G7-ek a (leválasztó nélkül működő) földgáztüzelésű erőművek termelésének arányát néhány százalékra csökkentsék, szemben a jelenlegi stratégiák szerinti 25%-kal.
A nettó zéró eléréséhez arra is szükség van, hogy a végső energiafelhasználásban a villamos energia egyre nagyobb szerepet játsszon, és a villamosenergia-igény növekedésével az energiahatékonyság is javuljon. A G7-ek villamosenergia-felhasználása 2030-ban a negyedével, 2050-ben pedig több, mint 80%-kal nő a 2020-as szinthez képest, miáltal a villamos energia részaránya a végső energiaigényben a 2020-as 22%-ról 2030-ra 30%-ra, 2050- ben pedig 56%-ra emelkedik. Ebben a tekintetben a személygépkocsi-flották villamosítása és a hidrogéngyártás hatása a legnagyobb, amelyhez jelentős mértékben járul hozzá az épületek hőszivattyús fűtésének elterjedése is. A növekvő gazdasági aktivitás 2050-re növeli ugyan a keresletet, de ezt több mint ellensúlyozza a hatékonyság javulása.
Az 1. táblázatban a G7-ek villamosenergia- ágazatainak a nettó zéró felé vezető főbb állomásai követhetők nyomon. Ennek megfelelően az éves kb. 9 milliárd tonnás kibocsátás nullára csökken. A 2030-as globális mérföldkövek közé tartozik a megújuló energiaforrások kapacitásának több, mint megháromszorozása (amely így addigra meghaladja a 10 000 GW-ot).
1.táblázat. A nettó zéró eléréséhez vezető mérföldkövek a G7 országokban
Év Ellátás Fogyasztás 2021 Kibocsátás-csökkentés nélküli új, széntüzelésű erőmű nem épülhet 2025 A villamosenergia-termelés fajlagos kibocsátása ≤170 g CO2/kWh. A villamos energia >60%-át kis kibocsátás mellett termelik Hidrogénnel és ammóniával termelt villamos energia eléri a 200 TWh-t 2030 A szél- és naperőművek bővülési üteme eléri a 230 GW-ot Az eladott új elektromos gépjárművek részaránya 80% A kibocsátáscsökkentés nélküli szenes erőművek leállnak A gyártott hidrogén 50%-át elektrolízissel állítják elő A kereskedelmi forgalomba hozott termékek hatékonysága megkétszereződik 2035 A villamosenergia-ágazat eléri a nettó zéró kibocsátást A lakossági fűtés fele villamos energiával történik A nem kibocsátás-csökkentett gázerőművi termelés részaránya ≤2% 2040 A termelt villamos energia csaknem ⅔-át nap- és szélerőművekben termelik A teljes végső energiafogyasztás 45%-a villamos energia 2050 A leválasztott CO2 mennyisége 150 Mt/a A közlekedés-szállítási ágazatban felhasznált energia közel 60%-ban villany A lakossági épületek ⅔-át hőszivattyúval látják el
A nettó zéró kibocsátású villamosenergia- szektor (NZE) elérése érdekében a G7-ek villamosenergia-termelésbe történő beruházásai a következő évtizedben megháromszorozódnak, majd a 2030-as és 2040-es években a jelenlegi szint mintegy kétszeresén állandósulnak.
A hálózati beruházások 2030-ra megkétszereződnek, majd ezt követően csökkennek. Ezek a szükséges beruházások messze meghaladják a jelenlegi politikákban előrejelzetteket, ezért megvalósításukhoz olyan intézkedésekre van szükség, amelyek biztosítják a projektek időben történő jóváhagyását és összehangolják a villamosenergia-rendszerek beruházásait az értéklánc egészében.
A villamos energia dekarbonizációja számos új foglalkoztatási lehetőséget teremt, köztük a következő évtizedben 2,6 millió munkahelyet a G7-ek villamosenergia- ágazatán belül, miközben 2030-ra 300 ezer munkahely szűnik meg a fosszilis tüzelőanyagokkal működő erőművekben, valamint csökkennek az upstream munkahelyek az üzemanyag-ellátásban. A munkahelyteremtés mértéke a teljes energiaiparban jelentősen meghaladja a munkahelyek elvesztését, ugyanakkor nem zárhatók ki helyi negatív hatások sem. Ezek elkerülése végett átmeneti mechanizmusokat kell bevezetni és finanszírozni annak biztosítása érdekében, hogy az érintett munkavállalók és közösségek számára az átmenet elfogadható legyen.
Az energia megfizethetősége elengedhetetlen az igazságos és emberközpontú átmenet biztosításához; hosszú távon a G7 országokban a háztartások a rendelkezésre álló jövedelmüknek a korábbinál kisebb részét fordítják energiára. Amíg a G7-ek teljes energiafelhasználása 2050-ig évente 0,3%-kal nő, annak részesedése a GDP-ben a mai 7%-ról 2050-re valamivel több, mint 4%-ra csökken. A háztartások villamos energiára fordított kiadásai növekednek, de ezt ellensúlyozza a szénre, földgázra és olajtermékekre fordított kiadások csökkenése, miközben a G7-ek teljes háztartási energiafelhasználása 2050- re egyharmaddal csökken. Figyelembe véve a hatékonyság javítását célzó további beruházásokat, a G7-országokban az egy háztartásra jutó teljes energiafelhasználás költsége 2050-ben átlagosan mintegy 200 dollárral kevesebb lesz, mint ma. Az érintett kormányok kötelezettsége, hogy ezek a megtakarítások minden háztartásban megvalósulhassanak (tarifák, hatékonyságjavítás, támogatások).
Miután a villamos energia részaránya a teljes energiaigényben növekszik, valamint a szél- és napenergia részaránya is nő, 2020 és 2050 között a G7-eknek kezelniük kell a (jelenlegihez képest) mintegy háromszoros szabályozási energiaigényt. A szél- és napenergia részesedése a villamosenergia-termelésben a G7-ben a 2020-as 14%-ról 2030-ra több, mint 40%-ra, 2050-re pedig kétharmadra emelkedik. Az eddigi tapasztalatokon túl a G7-eknek biztosítaniuk kell, hogy a 100%- ban megújuló energiaforrásokkal működő villamosenergia-rendszerek mindenütt és mindenkor biztonságosak és megfizethetőek. Ugyanakkor a rugalmas szabályozás elsődleges eszközeinek helyét a szén- és földgáztüzelésű erőművek helyett a változatlanul fontos lehetőségként figyelembe veendő vízerőművek mellett a keresletoldali eszközök és az akkumulátoros tárolás veszi át. A robusztus villamosenergia-hálózatok természetesen ugyancsak nélkülözhetetlenek az átmenet támogatásához és a rugalmasság valamennyi forrásának kihasználásához. A G7-ek vezető szerepet játszhatnak olyan technológiai megoldások kidolgozásában, amelyek a felmerülő kihívásokat – többek között a szezonális tárolás szükségességét – a megfelelő piaci struktúrák és rendszerüzemeltetési gyakorlatok mellett kezelik.
A villamos energiával és a szélesebb körű energiabiztonsággal kapcsolatos kihívások teljes rendszerszemléletet igényelnek. Ez túlmutat a szűk üzemeltetési kérdéseken, és magában foglalja a rendszerek rugalmas alkalmazkodó-, illetve ellenállóképességét olyan fenyegetésekkel szemben, mint az éghajlatváltozás, a természeti katasztrófák, az áramkimaradások és a kibertámadások. Ennek elérése érdekében a G7-ek tagjainak együtt kell működniük és meg kell osztaniuk a legjobb gyakorlatokkal szerzett tapasztalataikat egymással és a többi érintett országgal is. A nettó zéró cél megközelítése és elérése a G7-ek energiaimportra szoruló országai számára idővel jelentősen csökkenti a nettó energiaimporttól való függőséget, ami energiabiztonsági szempontból pozitív, de új kihívások várhatók, különösen a tiszta energiatechnológiákhoz szükséges kritikus ásványi anyagok ellátási lánca tekintetében.
Az innováció, az új technológiák csatasorba állítása 2050-ig a G7 villamosenergia- ágazatai kibocsátás-csökkentésének mintegy 30%-át teszi lehetővé. Az olyan fejlett technológiák, mint a vízenergia és a könnyűvizes atomreaktorok, ebben a csökkenésben mintegy 15%-kal részesedhetnek, további 55% a jelenleg fejlesztési, vagy korai bevezetési fázisban lévő technológiák bevezetéséből származik. A szárazföldi szélerőművek és kristályos szilíciumot alkalmazó fotovillamos erőművek száma jelenleg növekvő tendenciát mutat, míg a szén-dioxid-leválasztással, a nagy teljesítményű hőszivattyúkkal, a keresletoldali válaszokkal és az akkumulátoros tárolással összefüggő fejlesztések az alkalmazás kezdeti stádiumában vannak. A G7-ek villamosenergia-ágazatai kibocsátás- csökkentésének fennmaradó 30%-át olyan technológiák nyújtják, amelyek még ma is demonstrációs, vagy prototípus-fázisban vannak. Ezek közé tartoznak az úszó tengeri szélerőművek, a szén-dioxid leválasztóval kiegészített földgáz- és biomassza- tüzelésű erőművek, valamint a hidrogén és az ammónia. A G7-eket is magában foglaló intenzív nemzetközi együttműködés nélkül a nettó zéró kibocsátásra való áttérés akár évtizedeket is késhet.
A digitalizáció a bevált gyakorlatok terén folytatott nemzetközi együttműködésből is profitálna, elsősorban a keresletoldali rugalmasság és a kiberbiztonság erősítése terén. A politikai döntéshozók főképp az egyenlő versenyfeltételek megteremtésében, a fogyasztók bevonásában segíthetik a folyamatokat, és koordinálhatják a tervezést annak biztosítása érdekében, hogy a hálózatokba és egyéb infrastruktúrákba történő beruházások hozzájáruljanak a digitalizáció előnyeinek kiaknázásához.
Forrás
2021/4. lapszám | Magyar Energetika | 416 |
