Svět se rychle mění - 21. století bude stoletím boje o přírodní zdroje

1. Svět se rychle mění - 21. století bude stoletím boje o přírodní zdroje • růst populace, urbanizace, požadavky na koncentraci a stabilitu dodávek energií, • ceny energií, rozpor mezi zdroji a poptávkou • ochrana životního prostředí • rostoucí obavy o bezpečnost zdrojů i dodávek (safety × security) • globalizace, nároky investorů

3. Úvodem několik čísel: • V současné době žije na Zemi více než 6,3 miliard obyvatel s průměrným ročním přírůstkem 1,3%. • Každých 12 let se počet obyvatel zvyšuje o 1 miliardu. 79% světové populace žije v méně vyvinutých zemích (Asie, Afrika, Latinská Amerika). Přírůstek této populace je 1,6% ročně, až polovina obyvatel v méně vyvinutých zemích je mladší 15 let • nejméně 2 miliardy této populace nemá přístup k elektřině • Při zachování současných trendů bude v roce 2030 stále 1.4 miliardy lidí bez elektřiny • V Indii je bez přístupu k elektřině 600 miliónů lidí, na rozdíl od Číny, kde 98% lidí přístup k elektřině má • 1,3 miliardy nemá přístup k nezávadné pitné vodě • 2,4 miliardy používá biomasu pro vaření a vytápění • 2,5 miliardy lidí zde žije za méně než 2US$/den.

4. Úvodem několik čísel: • Roční světový HDP (543 biliónu USD) potřebuje 11 miliard tun ropného ekvivalentu • Při současném hospodářském růstu roste spotřeba energie ročně téměř o roční spotřebu Afriky • Při zachování současných trendů bude v roce 2030 stále 1.4 miliardy lidí bez elektřiny • V Indii je bez přístupu k elektřině 600 miliónů lidí, na rozdíl od Číny, kde 98% lidí přístup k elektřině má

5. Úvodem několik čísel: • Spotřeba primární energie je z 85% kryta fosilními zdroji • třetinu tvoří ropa, zůstane nejdůležitějším palivem • 2/3 nárůstu tvoří doprava • Více než 80% emisí CO2 produkovaných člověkem je způsobeno spalováním fosilních paliv

6. Úvodem několik čísel: • země OECD, Indie a Čína tvoří 80% ekonomických výstupů a spotřebovávají 70% energie, mají ale pouze 10% světových zásob ropy a plynu • nejbohatší miliarda lidí spotřebovává 50% energie, ta nejchudší 5% • USA spotřebovávají více než 20% světové ropy, třikrát více než druhý největší konzument, Čína, ale Čína odpovídá za třetinu ročního nárůstu • spotřeba uhlí v USA a Číně (Gtoe každá) vytváří spojení výzev energetické bezpečnosti a změn klimatu

7. Jaké otázky si pokládat: • Nedostatek energie; kdy, jak velký? • Jak dlouho vydrží neobnovitelné zdroje? • Jaké jsou možnosti obnovitelných zdrojů? • Energeticky udržitelná ekonomika, možnosti úspor? • Nové technologie; vodík, fúze, supravodiče? • Jaká jsou skutečná rizika (havárií a pod.)? • Riskuje EU vážné politické problémy, politickou závislost na dodavatelích energie? • Riskuje EU vážné ekonomické problémy, jaké budou společenské dopady? • Riskuje EU a zbytek světa vážné problémy vyvolané skleníkovým efektem? • Co opravdu odkážeme budoucím generacím?

8. Energie se nachází v centru napětí Populace Technologie Odpovědnost

9. Světová populace zatím explozivně roste

11. Spotřeba primární energie, 2030

12. Lidé bez elektřiny

14. Vývoj světové poptávky po energii

15. Nárůst světové produkce primární energie (podle regionů)

16. Slabiny se potvrzují • Nezávislost na vnějších zdrojích nedosažitelná • Nedaří se stabilizovat výši spotřeby • Výkyvy cen se rozšiřují na všechny komodity: ropa, plyn, uhlí, uran • Neodvratný pokles konvenčních kapacit • Rezervy ropy a zemního plynu v Severním moři klesají • Restrukturalizace uhelného hornictví • Ukončování jaderných programů • Příliš pomalý růst obnovitelných zdrojů • Rostoucí závislost na dováženém plynu • Dosažení závazků z Kyota se jeví nemožným • Vlivy na životní prostředí rostou

17. Ukazují se nová rizika • Zranitelnost infrastruktury – terorismus • Geopolitická nestabilita Středního Východu • Potřeba nových investic • Rozsáhlé výpadky • Nároky rozvojových zemí • Kyoto a jeho vliv na konkurenceschopnost

19. Vylučující kritéria: • vysoké investiční náklady, • vysoké provozní náklady, • vysoké energetické a materiálové nároky • nedostatečné roční využití, • nízká výkonová hustota, • vysoké externí náklady (včetně nákladů na ukončení provozu), • technologická nezralost, • ekologická nepřijatelnost, • společenská nepřijatelnost, • technologická nedostupnost, • geopolitická nedostupnost a z ní plynoucí rizika, • problémová bezpečnost a spolehlivost, • nejistoty ve strategickém zajištění paliv, • vyčerpání zdroje, • problémy s odpady, • životnost technologie, • geopolitické hodnocení, • sociální aspekty.

20. Zamyšlení Neexistuje vše řešící odpověď, není ideální zdroj energie. Každý zdroj od slunce po ropu, od uhlí po jádro, od větru po plyn, má své výhody a nevýhody. Každá země stojí před výzvou, jak vytvořit vyváženou energetickou politiku. Takovou, která se příliš nespoléhá nebo naopak úplně neignoruje jakýkoli možný zdroj (geografický, geologický, fyzikální). Naše vnímání pořadí čtyř základních požadavků na energetickou politiku – bezpečnost dodávek, ohleduplnost k životnímu prostředí, hospodárnost, společenská přijatelnost – se může čas od času měnit. Co se pravděpodobně nezmění, je základní výzva: dosáhnout udržitelný kompromis mezi těmito požadavky.

21. Tři výzvy pro energetiku • bezpečnost dodávek • změny klimatu • energie pro chudé • Jakou roli bude při řešení energetického hlavolamu, který před lidstvem stojí, hrát jaderná energetika?

22. Koncentrace energie 1 000 000 eV na částici Jaderná energetika 10 6 Fosilní paliva 10 0 1 eV v molekule Energie [eV] v molekule 0,000 001 eV Těžba uhlí Obnovitelné zdroje 10 -6 1700 1750 1800 1850 1900 1950 1990 2020 Feudální společnost Průmyslová revoluce Počet obyvatel: 0,8 1,3 2,5 5,4 8 miliard 1 eV = 1.602 10-19 J

23. Koncentrace energie v uranu: • Štěpením uranu se produkuje zhruba třímilionkrát více tepelné energie na jednotku hmotnosti než spálením fosilních paliv . Rozštěpením 1 kg 235U se uvolní zhruba 25 GWh tepla. • Jaderná elektrárna s instalovaným výkonem 1000 MW a faktorem využitelnosti 91% (8,000 hodin za rok na plném výkonu) s účinností 30% vyrobí 27 TWh tepla ročně, potřebuje tedy přibližně jednu tunu 235U. • Uvážíme-li přítomnost dalších štěpných izotopů (239Pu, 241Pu a 233U) v použitém jaderném palivu, sníží se roční množství spotřebovaného 235U na zhruba 640 kg. • To odpovídá zhruba 30 t obohaceného uranu obsahujícího 3% 235U (palivové soubory se vyměňují po spotřebování zhruba 2/3 235U) a zhruba 165 t přírodního uranu (0.7% 235U, 99.3% 238U). • Máme-li uranovou rudu obsahující 2 ‰ uranu, potřebujeme vytěžit 80 000 t rudy. Pro srovnání: uhelná elektrárna s instalovaným výkonem 1000 MW a stejným faktorem využitelnosti potřebuje zhruba 3 milióny t uhlí.

24. Jak se vyvíjel počet reaktorů a instalovaná kapacita

25. Jaderná energetika - několik čísel

26. Současný a budoucí stav jaderné energetiky v zemích G8

27. Postupná změna názoru • V poslední době • veřejnost více rozlišuje mezi Černobylem a elektrárnami provozovanými v EU (projekt, dozor, kultura) • jaderné elektrárny mají výborné statistiky bezpečnosti • roste ekonomická výhodnost stávajících elektráren • změny podnebí jsou zřetelnější • ceny ropy lámou rekordy • dynamická výstavba jaderných elektráren v Asii pokračuje • bezpečnost dodávek elektřiny je velké téma • politici opět začínají brát jádro na milost Jaderná energetika neposkytuje ideální a pohodlné řešení, ale může k řešení přispět a získat nám tím ČAS

28. Podíl jaderných elektráren na světové výrobě elektřiny

29. Faktory ovlivňující osud jaderné energetiky • Ekonomické parametry • Úroveň bezpečnosti • Nakládání s vyhořelým palivem • Možnost vojenského zneužití • Veřejné mínění, přístup politiků • Legislativní požadavky, předvídatelnost regulace

30. Silné a slabé stránky

31. Energetická náročnost různých zdrojů a energetická doba návratnosti

32. Surovinová náročnost různých zdrojů

33. Zábor půdy pro elektrárnu o instalovaném výkonu 1000 MW • Poznámka: • rozloha České republiky je 78 862 km2 • výkon pro pokrytí zatížení České republiky je tč. cca 12 000 MW

34. Emise vybraných nox z německých elektráren

35. Světové emise CO2 (energetika)

36. Emise CO2 z JE jsou nízké, ale nejsou nulové

37. Emise CO2 při výrobě elektřiny

38. Vývoj emisí CO2 v EU-15

39. Stav závazků z Kyota v EU-15 (2004)

40. Stav závazků z Kyota v EU-10 (2004)

41. Omezení emisí CO2 - stabilizační trojúhelník

42. Šest možných klínků do trojúhleníku obnovitelné zdroje účinnost & úspory jaderná energetika lesy, zemědělství uhlí  plyn CCS

44. Nástroje již máme • všechny uvedené technologie se již v nějaké míře komerčně využívají • ani jedna z nich nevyřeší problém sama o sobě • nemusí však být třeba úplně všechny dostupné technologie

45. Jak dospět ke konsensu? • Je načase jednat • Je brzy vybírat „vítěze“ • Pro nastartování technologií jsou žádoucí subvence • Později by měl nejlepší řešení určovat trh • Nejlepší řešení pro jednu zemi nemusí být vhodné pro jinou • Je třeba věnovat pozornost sociálním dopadům a vlivům na životní prostředí

46. Odpady ročně produkované různými typy elektráren

47. Kolik RAO vyprodukuje jaderná energetika? roční produkce odpadů v EU

48. Kolik RAO vyprodukuje jaderná energetika? • 1000 MW reaktor potřebuje ročně 32 tun paliva obsahujícího 26 tun uranu • vyprodukuje 7TWh elektřiny (80% load faktor) • bez přepracování zůstane 32 tun použitého paliva (25 tun těžkých kovů, zejména uran, neptunium, plutonium, americium) pro skladování a uložení a příbližně 300 m3 nízko a středně aktivního odpadu

49. Co obsahuje vyhořelé palivo?

50. Průměrné roční ozáření z různých zdrojů