Energetika

Energetska tranzicija - ključni problem je što trenutno 84% energenata dobivamo iz fosilnih goriva

Novo i staro, bogato i siromašno: vjetroelektrana i tradicionalna biomasa u Indiji.  📷 Wikipedia CC BY
Zdenko Šimić nedjelja, 19. veljače 2023. u 06:00

Energetska se tranzicija odnosi na proces promjene načina proizvodnje i korištenja energije s ciljem smanjivanja cijene i negativnog utjecaja na okoliš. Za razliku od svih prethodnih tranzicija trenutna je primarno određena smanjivanjem stakleničkih plinova. Zanimljivo je vidjeti zašto je važna energetska tranzicija, kako ide njeno provođenje te kakve su perspektive za postizanje zadanih ciljeva

Trenutna energetska tranzicija se odnosi na proces prelaska s energetskog sustava koji uvelike ovisi o fosilnim gorivima na sustav koji se temelji na nisko ugljičnim izvorima (poput nuklearne i obnovljivih). Ovu tranziciju primarno pokreće zabrinutost zbog negativnih posljedica klimatskih promjena. Energetska sigurnost je postala posebno važna tek nakon što je počeo rat u Ukrajini slično naftnoj krizi prije 50 godina kada se povećalo korištenje prirodnog plina. Energetske tranzicija kod prelaska na ugljen i potom na naftu, bile su pokretane tehnološkim napretkom i ekonomskim prednostima bez hitnosti uzrokovane promjenom klime. 

Ljudske emisijama stakleničkih plinova (CO2, metan i drugi) uzrokuju ubrzane klimatske promjene. Korištenje energije (gorivo, toplina i elektricitet) je izvor 73% stakleničkih plinova s 84% udjela fosilnih goriva (ugljen, nafta i prirodni plin). Jasno je da za smanjivanje emisije stakleničkih plinova treba smanjiti ili promijeniti (pohranjivanjem CO2) korištenje fosilnih goriva. 

Energetska tranzicija obično uključuje primjenu niza tehnologija, uključujući vjetro i fotonaponske elektrane, sustave za pohranu energije, transportna rješenja bez fosilnih goriva (npr. el. vozila) s potrebnom infrastrukturom, napredne tehnologije za upravljanje potrošnjom te povećanje kapaciteta prijenosne mreže za distribuiranu obnovljivu energiju.

Brzina i opseg energetske tranzicije značajno ovise o nizu čimbenika, od podrške javnosti i politike do usklađenosti financiranja i ekonomije. Najveći uspjeh u dekarbonizaciji proizvodnje el. en. imaju zemlje koje su to radile bez pritiska klimatskih promjena korištenjem nuklearne enerrgije (npr. Francuska i Finska) ili iskorištavanjem dostupnih hidropotencijala (npr. Norveška i Brazil) ili jeftinog prirodnog plina (koji ima manje emisije od ugljena, SAD-u). Švedska ima najmanji ugljični intenzitet zahvaljujuči značajnom korištenju nuklearne, hidro i energije vjetra. 

Svjetske emisije stakleničkih plinova prema ljudskim aktivnostima. Ukupne emisije u 2016. godini su iznosile preko 49 milijardi tona. Korištenje energije je izvor 73% emisija s najvećim doprinosom iz industrije gdje se ističe proizvodnje željeza i čelika (7%). Dva najveća izvora emisija su cestovni promet (12%) i stambene zgrade (11%).  📷 Izvor: ourworldindata.org/emissions-by-sector.
Svjetske emisije stakleničkih plinova prema ljudskim aktivnostima. Ukupne emisije u 2016. godini su iznosile preko 49 milijardi tona. Korištenje energije je izvor 73% emisija s najvećim doprinosom iz industrije gdje se ističe proizvodnje željeza i čelika (7%). Dva najveća izvora emisija su cestovni promet (12%) i stambene zgrade (11%). Izvor: ourworldindata.org/emissions-by-sector.

Dekarbonizacija ili ništa

Dekarbonizacija se kao glavni cilj energetske tranzicije može postići maksimalno brzo i uspješno samo ukoliko se ne gubi iz vida zašto se to radi i ako se pri tome razmišlja o mogućim neželjenim posljedicama i povezanosti s ostalim društvenim ciljevima. Ova energetska tranzicija se primarno provodi zato da bi se smanjili rizici koje očekujemo od klimatskih promjena. Pritom je važno da izvori energije ostanu ekonomični i dostupni (pouzdani i pristupačni) energije. Energetska tranzicija je iznimno velik pothvat i ne samo da nije siguran njen ishod već ona može utjecati na brojne neželjene posljedice poput ekonomske i društvene krize ukoliko se ne provodi dovoljno promišljeno. 

Prema tome napori za postizanje energetske tranzicije moraju biti toliko ambiciozni da problemi koje uzrokuju ne budu veći od onih koje rješavaju. Rizici koje očekujemo od klimatskih promjena imaju veliku neodređenost jer ih ne razumijemo dovoljno i jer se očekuju u većoj mjeri iza sredine ili do kraja stoljeća. Neželjene posljedice od ishitrene energetske tranzicije također nisu dovoljno poznate i značajno ovise o brojnim kompleksnim faktorima poput nedavne pandemije, sve složenije ekonomije i ugrožene međunarodne suradnje. Na žalost nema jednostavnog i jasnog recepta za uspješnu energetsku tranziciju. Prioriteti i uspjeh ovise o kriterijima te razvijenosti i drugim uvjetima pojedine zemlje. 

Općenito je važnije (djelotvornije) ulaganje u istraživanje novih tehnologija nego li poticanje korištenja konkretnih rješenja. Izbjegavanje ekonomske krize je važno ne samo jer je to velika opasnost za društvo već i jer predstavlja prijetnju provođenju tranzicije. Povećana nezaposlenost i visoke kamate će značajno usporiti energetsku tranziciju. To je pogotovo veliki problem za nerazvijene i zemlje ukoliko im se energetska tranzicija nametne i ne osigura jeftinu i dostupnu energiju.

Realnost raznih planova i strategija nije moguće ocijeniti obzirom na očekivane velike troškove, a pogotovo obzirom na višestruke svjetske krize. Prema Međunarodnoj energetskoj agenciji (IEA) 2021. je investirano 1,4 bilijuna $ (1400 milijardi) u obnovljive, ali i još uvijek 1 bilijun $ u fosilna goriva. Ulaganja u obnovljive bi se trebalo udvostručiti do 2030. Trenutna energetska kriza je utjecala da su troškovi za energiju u 2021. bili ~10 bilijuna $ (dvostruko više nego li uobičajeno) što je oko ~10% BDP-a i više od ukupnih poreza, profita te znatno više od ulaganja u vojsku. Rat u Ukrajini je troškove za energiju dodatno povećao jer se jeftini fosilni izvori iz Rusije zamjenjuju znatno skupljim alternativama. 

Skupi fosilni izvori istovremeno su prijetnja ekonomiji i poticaj bržem uvođenju nuklearne i obnovljivih izvora energije. Neke zemlje poput Njemačke su donijele odluke kojima dodatno ubrzavaju energetsku tranziciju tako da im je sada cilj udvostručiti udio obnovljivih do 2030. na 80%. Za to će trebati više nego li udvostručiti instalirane kapacitete vjetroelektrana (64 GW 2021.) uključujući značajnu izgradnju na pučini (30 GW). Uz to će trebati skoro 4x povećati instalirane fotonaponske kapacitete (58 GW 2021.). 

Europska unija u cjelini također planira dodatno ubrzati iznimno ambiciozne planove za dekarbonizaciju vezano za energetsku efikasnost, udio obnovljivih (40 do 45% 2030.) i promjene tržišnih pravila. Više je izazova za provođenje dodatno ambicioznih planova dekarbonizacije, od financijskih (cijena i kamate) do kroničnog nedostatka radne snage. Dio planova uključuje prijevremeno zatvaranje termoelektrana na ugljen i, u nekim zemljama, nuklearki. To predstavlja ne samo povećanje cijene tranzicije več i društvene probleme vezane za promjenu ekonomije i nezaposlenost. 

Stanje energetske tranzicije u ostalom dijelu svijeta određuju slični izazovi. Kod razvijenih, poput SAD-a, pitanje ekonomije i političke podrške rezultiraju promjenjivom podrškom tranziciji. Siromašnije zemlje su pod različitim pritiscima bogatih da provode energetsku tranziciju koja im poskupljuje energiju što ugrožava izlazak iz siromaštva.    

Trenutni veliki porast novih obnovljivih (vjetra i sunca) kapaciteta na svjetskoj razini nije dovoljan niti da pokrije porast potrošnje energije. Postizanje maksimuma potrošnje fosilnih goriva na svjetskoj razini će se možda postići u ovom desetljeću, ali moguće je da se to ne dogodi sve do negdje oko 2040. ovisno o kretanju ekonomskog razvoja i brojnim drugim faktorima. 

Količina strukturnih materijala potrebnih za proizvodnju energije iz raznih izvora (kt/TWh). Za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora treba daleko više materijala (10x više za vjetar i 16x više za fotonapon) u odnosu na nuklearnu energiju.  📷 Izvor podataka: Visual Capitalist, WNA.
Količina strukturnih materijala potrebnih za proizvodnju energije iz raznih izvora (kt/TWh). Za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora treba daleko više materijala (10x više za vjetar i 16x više za fotonapon) u odnosu na nuklearnu energiju. Izvor podataka: Visual Capitalist, WNA.

Energetska sigurnost i tranzicija 

Europska unija ubrzanom gradnjom obnovljivih izvora pokušava rješavati i energetsku ovisnost o Rusiji. Međutim, dominantna proizvodnja te tehnologije i sirovina izvan EU ne garantira energetsku sigurnost. Potreba za mineralima za obnovljive izvore (posebno vjetar i sunce) i povezane tehnologija (npr. el. vozila, spremnici energije) 10 do 15 puta je veća u odnosu na fosilna goriva i nuklearnu energiju. Većina tzv. kritičnih materijala se rudari i prerađuje izvan EU. Više od 90% fotonaponskih modula i sve fotonaponske ćelije dolaze izvan EU (većinom iz Kine).Razvijanje vlastitih nalazišta i vezane industrije može promijeniti ovu veliku ovisnost. Međutim, to je dugotrajan i skup proces jer za uspostavu proizvodnje sirovina i ostaloga trebaju godine (npr. otvaranje novog rudnika traje 15-ak godina) i bez strogih okolišnih propise koji se primjenjuju u EU.  

Uz cijenu i ekonomske rizike pitanje potrebnih materijala za energetsku tranziciju, koja se primarno temelji na obnovljivim izvorima, možda je najvažnije. Pitanje osiguravanja potrebnih materijala za obnovljive ima ekološku, ekonomsku, sigurnosnu i fizičku dimenziju. 

Rudarenje potrebnih materijala se obavlja većinom u nerazvijenim zemljama gdje su ekološki i ljudski uvjeti na niskoj razini. Svako dodatno povećanje rudarenja predstavlja rizik za okoliš i ljudske uvjete u tim zemljama. To je i ekonomski potencijal za nerazvijene. Moralna obveza razvijenih je da ulažu i u poboljšanje uvjeta u tim zemljama. 

Sigurnost dobave iz tih zemalja nije zagarantirana jer se mahom radi o tzv. krhkim zemljama gdje je demokracija slaba a korumpiranost velika. Značajna i za neke kritične materijala gotovo potpuna ovisnost o Kini predstavlja veliki sigurnosni rizik uz rastuće napetosti. 

Na kraju pitanje je praktične izvedivosti, ili fizičkih ograničenja,postizanja potrebnog povećanja rudarenja potrebnih materijala obzirom na potrebno vrijeme za otvaranje novih nalazišta i na to da se najprije iscrpljuju najbogatija. 

Energetska kriza pogađa u velikoj mjeri i ostatak svijeta jer je tržište energentima globalno. Nesigurnost dobave materijala i proizvoda za obnovljive izvore je potencijalno vrlo velik problem ne samo za EU več i za neke druge zemlje (poput SAD-a i Japana), ali ne predstavlja problem za preostali veći dio svijeta.  

Pojednostavljeno se može zaključiti da više energije znači manje siromaštva i bolje životne uvjete. 📷 Izvor: ourworldindata.org/grapher/energy-use-per-capita-vs-share-of-population-in-extreme-poverty.
Pojednostavljeno se može zaključiti da više energije znači manje siromaštva i bolje životne uvjete. Izvor: ourworldindata.org/grapher/energy-use-per-capita-vs-share-of-population-in-extreme-poverty.

Važnost drugih ciljeva i energetska tranzicija

Pitanje izvedivosti energetske tranzicije za bogate je pitanje prioriteta svih drugih društvenih ciljeva. No, za siromašne je to i pitanje opravdanosti odnosno pravednosti. SAD je odgovoran za četvrtinu ukupnih emisija do sada, a prva sljedeća zemlja je Kina s doprinosom od 13%. Zanimljivo je da kada se gleda kumulativne emisije po glavi stanovnika onda je Kanada prva, ispred SAD-a, dok Kina nije niti u prvih 20 zemalja (od većih zemalja u prvih 10 se nalaze Rusija, VB i Njemačka; prema carbonbrief.org analizi povijesnih emisija).  

Za siromašne rješavanje akutnih problema vezanih za prehranu, zdravlje i obrazovanje sigurno ima prioritet u odnosu na nedovoljno određene buduće probleme od klimatskih promjena. Za njih je pogrešno ulagati u tranziciju ukoliko to ujedno ne rješava probleme siromaštva. 

Trenutno je oko 750 mil. ljudi energetski siromašno (to znači da imaju manje od 4 h dnevno pristup el.en.). Energetsko siromaštvo značajno korelira s ekstremnim siromaštvom (prihodi ~2€ na dan). Primjerice u Indiji je 2014. prosječna potrošnja energije bila (~7 MWh/st.god.) 3 puta manja od svjetskog prosjeka, a ekstremno siromaštvo ~18%. Siromašnima će situaciji biti još lošija s klimatskim promjenama, ali to će biti postepeno (za 30 i više godina) i prioritet bi trebali imati postojeći ogromni problemi. 

Dovoljno jeftini niskougljični izvori bi mogli potencijalno riješiti istovremeno probleme siromaštva i klimatskih promjena. Pitanje je koliko je to realno i u suprotnome koliko siromašni imaju pravo na svoj dio klimatskog budžeta i minimalne uvjete normalnog života sada. Povećanje standarda nerazvijenih i spašavanje od siromaštva je moguće ali nije nužno u skladu s ciljevima smanjivanja klimatskih promjena. 

Energetsko siromaštvo postoji i u razvijenom dijelu svijeta. Prema Eurostatu 2021. 7% EU stanovništva (više od 31 milijuna ljudi) nije moglo dostatno grijati svoje domove. Prema podacima iz 2014. 6 zemalja EU je imalo povećanu smrtnost zimi preko 10%. Hrvatska nije među njima. Mi relativno dobro stojimo i prema tome koliko troškovi za energiju opterećuju kućni budžet. Loše planirana energetska tranzicija lako može povećati energetsko siromaštvo čak i u bogatoj EU. 

Valja naglasiti da siromaštvo ide zajedno s lošim zdravljem, slabim obrazovanjem, zagađenjem okoliša i nejednakosti. Zaštita klime i pristupačna (i čista) energija su samo dva od ukupno 17 globalnih ciljeva održivog razvoja Ujedinjenih nacija. Istraživanja ovisnosti ispunjavanja ciljeva održivog razvoja pokazuju da se optimum ne postiže maksimiziranjem ciljeva energetske tranzicije. 

Požuri polako

Protiv energetske krize i za uspješniju energetsku tranziciju treba se boriti informiranjem, diskusijom, istraživanjem i cjelovitim pristupom koji uzima u obzir ostale društvene ciljeve, ekonomiju i pravednost. Ukratko sve važnije prednosti i nedostatke. Bez dijaloga i povjerenja energetska tranzicija će biti manje uspješna (kao npr. nedavna pandemija). 

Prema nekim anketama oko 60% ljudi u zemljama OECD-a doživljava rizik od klimatskih promjena kao potencijalni kraj svijeta. Osjećaj straha ili čak panike paralizira i predstavlja prepreku za kvalitetan društveni dijalog o tome što je najbolje učiniti. Komunikacija o ovako složenim društvenim pitanjima je slično kompleksna kao i sama pitanja.  

Energetska tranzicija nije jedina, tu su pandemija, rat u Ukrajini, druge geopolitičke napetosti, razvoj umjetne inteligencije, depopulacija, itd. Održavanje ekonomske stabilnosti je barem jednako važno kao i napredak u energetskoj tranziciji. 

Na kraju treba imati na umu da su prilagođavanje novom načinu ponašanja i prestanak razornih ratova također vrlo važni za ublažavanje mogućih klimatskih rizika. Tim prije jer je ulaganje u prilagođavanje desetak puta uspješnije od ulaganja u dekarbonizaciju.