Aktuální číslo:

Plyn v energetickém hospodářství ČR

Může „plynová krize“ ovlivnit úlohu zemního plynu?

| 13. 3. 2009

| Vesmír 88, 160, 2009/3

Máme za sebou mimořádné období, kdy Evropa musela řešit výpadek dodávek ruského zemního plynu přes Ukrajinu. Na rozdíl od ostatních zemí střední a východní Evropy (včetně Slovenska) se tato situace Česka nijak významně nedotkla. Nebyla to náhoda, nýbrž výsledek dlouhodobé koncepční práce. Česko i ostatní členské státy EU se z nové situace, která během minulých 35 let nenastala ani jednou, musí poučit. ¹⁾

Vlastnosti a potenciál zemního plynu

Plynárenství je v posledních letech nejrychleji rostoucím odvětvím energetiky na světě. Proč tomu tak je? Zemní plyn je ušlechtilou primární energetickou surovinou. Jde o běžně dostupné fosilní palivo, jehož spalování je bezodpadové, vykazuje nejvyšší energetickou účinnost a minimálně zatěžuje ovzduší. Jako primární palivo nevyžaduje žádnou energetickou transformaci. Rozsáhlé zásoby plynu v dosahu Evropy umožňují (za určitých podmínek) jeho spotřebu zvyšovat. Potenciál využití plynu je dán (kromě dlouhodobé dostupnosti, rozvinuté přepravní infrastruktury, skladovatelnosti a zvládnutých technologií) především jeho příznivými užitnými vlastnostmi.

Zemní plyn pro Evropu a ČR

Nejvýznamnějšími oblastmi se zdroji plynu využitelnými pro Evropu jsou v současnosti Rusko, Norsko a Alžírsko. Územní rozložení zdrojů fosilních paliv nijak neovlivníme. Z těchto zemí pokrývají státy Evropské unie asi 60 % své potřeby zemního plynu. Zásobování probíhá většinou prostřednictvím tranzitních plynovodů. Z hlediska dlouhodobé perspektivy jsou kromě uvedených oblastí významnými potencionálními dodavateli země Blízkého a Středního východu (Írán, Katar a další v oblasti Perského zálivu), střední Asie a severní Afriky. Pro zásobování EU z těchto oblastí přichází v úvahu jako většinový způsob doprava zemního plynu ve zkapalněné formě (LNG). Při tomto způsobu dopravy zemního plynu je však Evropská unie vystavena (jako místo konečné spotřeby) daleko větší konkurenci: nejvýznamnějšími odběrateli jsou trhy Asie a Severní Ameriky. Důležitým rysem uvedených producentských států je poměrně značné propojení nejvýznamnějších plynárenských firem se státní mocí (tyto firmy jsou de facto ovládány státem).

Tuzemská roční spotřeba plynu, která se od poloviny devadesátých let pohybuje mezi 9 až 9,5 miliardy m ³⁾ , je z 99 % závislá na dodávkách ze zahraničí. Od roku 1997 je zásobování ČR zemním plynem založeno na dovozu ruského plynu (naleziště v severozápadních oblastech Sibiře) a norského plynu (norský sektor Severního moře) – zhruba 75 % z Ruské federace a 25 % z Norska. Vyrovnávání nerovnoměrnosti mezi dodávkami ze zdrojů a spotřebou zajišťují zejména podzemní zásobníky zemního plynu. Slouží k uskladňování plynu v letním období a k těžbě plynu v zimním období při denních spotřebách vyšších, než je smluvený maximální denní nákup. Tuzemští obchodníci s plynem využívají pro uskladnění plynu podzemní zásobníky na území ČR i v zahraničí – ve Slovenské republice, Spolkové republice Německo a v Rakousku. Celková kapacita podzemních zásobníků v ČR dosahuje 3,077 miliardy krychlových metrů. ²⁾ Ze Slovenské republiky pak využívají tuzemští obchodníci s plynem kapacitu asi 0,5 miliardy m³ uskladněnou v podzemních zásobnících v Lábu. V Německu využívají zásobníky Wingas a VNG, v Rakousku pak Wingas. Důležitým údajem pro využití podzemních zásobníků je jejich celkový těžební denní výkon, který se reálně pohybuje od maxima 50 milionů m³ na počátku zimního období ke 33 milionům m³ ke konci zimního období. ³⁾

Zemní plyn je z nalezišť přepravován mezinárodními systémy dálkové dopravy plynu, tvořenými tranzitními soustavami zúčastněných států. Součástí systémů jsou vlastní tranzitní plynovody, tvořené většinou svazkem několika vzájemně propojených velkokapacitních plynovodů, kompresních stanic, hraničních a předávacích stanic a také samostatných řídicích a sdělovacích systémů (obrázek 4).

Riziko strategické závislosti a napadení soustav

Řešením těchto rizik je jednoznačně dovoz plynu z více oblastí a více způsoby (viz rámeček Nové přepravní trasy ). Tak lze omezovat vznik závislosti na jednom dominantním dodavateli, mírnit vliv geopolitických aspektů a významně posilovat bezpečnost i spolehlivost dodávek. Proto se musíme ještě více zaměřit na zajištění dodávek z nových zdrojů jak ruských, tak zejména mimoruských – z oblastí střední Asie, severní Afriky, zemí Blízkého a Středního východu (Íránu, Kataru a dalších zemí v oblasti Perského zálivu) a prostřednictvím kapalného plynu i z dalších oblastí.

Riziko politické a společenské nestability některých zemí vlastnících významné zdroje zemního plynu nebo zemí, přes které je plyn dopravován, je částečně mírněno skutečností, že příjmy z prodeje a přepravy plynu jsou pro vlády dotčených zemí velice významné a motivující k dodržování smluvních podmínek. Tento faktor se projevil i při řešení „plynové krize“. A pokud jde o hrozbu teroristických útoků, nelze je sice bagatelizovat, ovšem nelze je vyloučit nikde na světě. V každém energetickém odvětví se jim již dnes předchází opatřeními na úrovni energetických společností i na úrovni států. Riziko napadení plynárenského odvětví je však na mezinárodní úrovni hodnoceno jako výrazně nižší než u elektroenergetiky, jaderných zařízení apod.

Také provozovatel české přepravní soustavy RWE Transgas Net se trvale snaží posílit a udržet pozice významné tranzitní úlohy naší soustavy. Příkladem je připravovaná výstavba plynovodu Gazela, který bude součástí propojení plynovodu Nord Stream přes německý plynovod OPAL do ČR a dále na jih do dalších států EU. Plynovod Gazela bude propojovat mezistátní předávací stanice Hora sv. Kateřiny – Sayda a Rozvadov – Waidhaus. Dále se připravuje řada dalších propojení, např. Baumgarten – Břeclav jako příprava pro napojení na plynovod Nabucco, popř. South Stream, a také na připojení k připravovanému terminálu LNG Adria (obrázek 6).

Vlastník a provozovatel převážné části plynárenského systému ČR – německá skupina RWE – se také aktivně podílí na spolufinancování ložiskového průzkumu zemního plynu v severní Africe a výstavbě souvisejících zařízení (těžba, terminály LNG, lodní přeprava, plynovody), na projektu Nabucco, terminálu LNG Adria i na uplatnění nových dodávek zemního plynu v Evropě a ČR s využitím tranzitního systému ČR.

Široké možnosti užití zemního plynu

Státy EU 27 se shodují, že spotřeba plynu bude v následujících letech narůstat. Kromě dosavadního využití plynu k otopu a k výrobě tepla pro technologické procesy má nově největší perspektivu užití plynu pro výrobu elektřiny a v dopravě. V ČR lze krom toho očekávat i významnější přechod z uhlí na zemní plyn u některých zařízení pro centrální zásobování teplem.

V EU 27 činí podíl plynu na výrobě elektřiny 21 %, v ČR pouhých 4,7 %. Zpevňování koruny, výrazné zdražení uhlí a oznámení záměru EU na prodej povolenek v návaznosti na emise CO₂ výrazně vylepšuje ekonomickou efektivnost investic do moderní výroby elektřiny z paroplynových celků, kogeneračních (výroba elektřiny a tepla), popř. trigeneračních (výroba elektřiny, tepla a chladu) technologií ve srovnání s výrobou elektřiny z uhlí. Tam, kde je nutno nahradit hnědé uhlí, se plyn stává konkurenceschopným palivem.

Elektroenergetická soustava je z hlediska provozování, zajištění bezpečného a spolehlivého chodu a odolnosti vůči vnějším vlivům podstatně zranitelnější než soustava plynárenská. Pro toto tvrzení svědčí poměrně vysoký počet stavů nouze vyhlášených během posledních let na částech území ČR v elektroenergetice a víceméně „nulový“ počet v plynárenství (s výjimkou velkých záplav v letech 1997 a 2002). Přitom je evidentní, že kolaps elektroenergetické soustavy představuje pro ČR mimořádně vážné nebezpečí. Výroba elektřiny z plynu nabízí možnost vyrovnávat potřeby elektrosoustavy.

Využití menších jednotek k výrobě elektřiny a tepla, popř. chladu v ostrovních systémech by kromě možného příspěvku k vyrovnávání potřeb soustavy umožňovalo zajistit v krizových stavech elektroenergetické soustavy dodávky elektřiny subjektům a objektům kritické infrastruktury. Tyto jednotky by však musely být součástí elektroenergetického systému a dodávat elektřinu do sítě i v normálních situacích. Výrazně nižší investiční náklady a rovněž významně kratší doba výstavby plynových elektráren jsou dalšími přednostmi, které mohou hrát roli, až bude nutno nahradit dosluhující uhelné elektrárny, popř. modernizovat teplárny. Spotřeba zemního plynu pro výrobu elektřiny by mohla dosáhnout hodnoty asi 1 miliardy m³ za rok.

Užití zemního plynu k pohonu vozidel sníží strategickou závislost na ropě a zatěžování životního prostředí. Zemní plyn je dle EU významnou, reálnou a dostupnou alternativou klasických pohonných hmot. V Evropské unii, a po uzavření dobrovolné dohody mezi zástupci státu a plynárenství v roce 2006 i v ČR, jsou postupně vytvářeny podmínky pro omezení závislosti na ropě a ropných produktech v dopravě. K r. 2020 mají plánovaná opatření nahradit 10 % celkové spotřeby ropných pohonných hmot stlačeným zemním plynem. Spotřeba zemního plynu v dopravě by pak mohla dosahovat asi 0,5 až 1 miliardu m³ ročně.

Postupné snižování těžby uhlí v ČR jak v čase, tak podle druhů povede k nutnosti řešit centrální zásobování teplem. Teplárny bude nutno rekonstruovat buď na podstatně dražší uhlí ze zahraničí, nebo na zemní plyn. Kdyby se zařízení centrálního zásobování teplem zapojilo do „ostrovního“ zásobování elektřinou, mohlo by být přínosné jak pro lepší využívání dosavadní infrastruktury, tak pro zajišťování dodávek elektřiny a tepla v krizových stavech.

Budoucnost

ČR musí zajistit energii pro své rychle se rozvíjející národní hospodářství, na tom dlouhodobě nic nezmění ani současný útlum světové ekonomiky. Významnou úlohu mohou sehrát dodávky zemního plynu. Přestože ČR je závislá na dodávkách plynu ze zahraničí asi z 99 %, nesnižuje tato skutečnost jeho význam pro národní hospodářství ČR a možnost posilování jeho podílu na energetické bilanci v budoucích letech. Spolehlivost dodávek plynu se prokázala i během právě skončené „plynové krize“, kdy ČR nejen nepocítila výpadky, ale dokonce mohla vypomoci sousednímu státu.

Hrozby vyplývající z dovozní závislosti jsou již dnes do značné míry kompenzovány. Další diverzifikační opatření realizovaná na základě společného postupu EU a navazujících opatření členských států by mohla rizika v budoucnu prakticky vyloučit.

S ohledem na své užitné vlastnosti, dlouhodobou udržitelnost užití, zabezpečené dodávky a prokázanou konkurenceschopnost na trhu paliv má zemní plyn veškeré předpoklady k tomu, aby v budoucnu posiloval svou pozici v mixu palivoenergetických zdrojů ČR.

Krom toho, že plyn poskytuje teplo pro vytápění a průmyslové technologie, může sehrát významnou úlohu i při výrobě elektrické energie a při řešení deficitu v zajišťování plynule regulovatelného výkonu elektráren. Očekává se vývoj spotřeby elektrické energie a nedostatek instalovaného výkonu výrobních kapacit (zejména ve střednědobém horizontu). Vzhledem k tomu je významnou předností plynových elektráren rychlost jejich výstavby a minimalizace problémů při jejich veřejnoprávním projednávání.

Vyšší využití zemního plynu lze předpokládat i v dopravě. Forma stlačeného zemního plynu je dostupnou a výhodnou alternativou pohonu vozidel. Dlouhodobě lze rovněž předpokládat zvyšování koupěschopnosti obyvatelstva, které přiblíží podíl nákladů na pořízení zemního plynu na celkových nákladech k úrovni původních členů EU.

Pokud se tato očekávání naplní, lze (při zahrnutí vývoje tuzemského uhelného hornictví) ve střednědobém horizontu očekávat růst roční spotřeby zemního plynu na 12–13 miliard m³ a v dlouhodobém horizontu na 14–17 miliard m³ (obrázek 5). To v zásadě odpovídá předpovědím státní energetické politiky k roku 2030 i dlouhodobým prognózám vývoje v EU 27. Jsme přesvědčeni, že na těchto závěrech není třeba po „plynové krizi“ nic zásadního měnit.

Poznámky

1) Tato stručná analýza úlohy zemního plynu v energetickém hospodářství ČR si klade za cíl poskytnout v maximálně přehledné formě souhrn zásadních informací umožňujících posouzení významu a míry využití zemního plynu pro pokrytí dlouhodobých energetických potřeb České republiky.

2) Kapacita virtuálního zásobníku (de facto součet všech zásobníků tohoto provozovatele) plynu RWE Gas Storage činí 2,321 miliardy m³, další podzemní zásobník plynu vlastní Moravské naftové doly, a. s. (podzemní zásobník Uhřice, kapacita 0,180 miliardy m³) a SPP Bohemia, a. s. (podzemní zásobník Dolní Bojanovice, kapacita 0,576 miliardy m³, využívaná zatím jen pro Slovensko).

3) Podzemní zásobníky plynu jsou velmi významným nástrojem k zajištění bezpečnosti dodávek zemního plynu pro zákazníky v ČR. Jejich význam prověřila právě nedávná „plynová krize“.

4) British Petroleum – Statistical Review of World Energy June 2008.

Světové zásoby zemního plynu a jeho dovoz

Světová produkce zemního plynu v r. 1973 činila 1227 miliard m³, v roce 2006 dosahovala již 2977 miliard m³, tj. více než dvojnásobku. EU 27 bude kolem roku 2030 ze 70 % závislá na dodávkách všech energetických surovin a až z 80 % na dodávkách zemního plynu z teritorií mimo EU , přičemž tato závislost u EU 25 (bez Bulharska a Rumunska) může být i vyšší (obrázek 2).

Teritoriální rozložení zásob zemního plynu a ropy ve světě je odlišné (obrázek 3). Více než 60 % světových zásob zemního plynu a ropy je ale v dosahu Evropy, což Evropu zvýhodňuje v porovnání s A merikou i A sií. To bude mít velký význam v budoucích letech.

Celkové ověřené světové zásoby zemního plynu ⁴⁾ dosahují asi 177,4 bilionu m³, pravděpodobné 350 bilionů m³ a potenciální až 20 000 bilionů m³. Velké rozdíly jsou dány skutečností, že zásoby uhlí jsou prozkoumávány více než 500 let, ropy asi 150 let, ale zásoby plynu pouze posledních 50 let. Proto je pravděpodobnost objevování dalších ložisek plynu velmi vysoká.

Z vývoje životnosti celosvětových zásob základních fosilních paliv vyplývá, že v průběhu času se zásoby plynu i přes významný růst jeho spotřeby nesnižují. Jejich životnost je kolem 64 let (obrázek 1). Pokud ovšem započteme předpokládané zásoby na místech, kde dosud nebyl proveden detailní geologický průzkum, dosahuje životnost zásob zhruba 150 let.

Uspořádání přepravní soustavy ČR

Tranzitní systém ČR je významnou součástí mezinárodního evropského přepravního systému, který zajišťuje zejména přepravu ruského plynu z nalezišť ve směru východ – západ do států Evropské unie, ale umožňuje také přepravu norského plynu. Současná provozní konfigurace tranzitního plynovodu ČR umožňuje v posledních letech také paralelní přepravu plynu směrem ze západu na východ. Právě tato investice do „obrácení“ toku plynu ochránila české zákazníky před omezováním či odstavováním odběrů. Že by nešlo o zanedbatelný problém, prokazuje počet zákazníků. V tuzemsku se zemní plyn dodává přibližně do 2,8 milionu odběrných míst. Podíl velkých odběratelů v odběrech všech zákazníků v ČR meziročně činí asi 45 %, podíl středních odběratelů 10 %, maloodběratelů 13 % a domácností 30 %. Plynárenská soustava je ve velmi dobrém stavu. Ztráty v plynárenské soustavě společně s vlastní spotřebou plynárenských společností představují pouhých 1,9 %. Oproti většině ostatních států Evropské unie se tuzemské plynárenství odlišuje především tím, že na výrobu elektřiny se zatím využívá jen zanedbatelný podíl zemního plynu. Vzhledem k tomu je pro tuzemské plynárenství typický značný rozdíl mezi spotřebou v zimních a letních měsících, který se dlouhodobě pohybuje v poměru 4 až 5 ku 1. Ještě vyšší poměr, a to 7 až 8 ku 1, se projevuje i mezi minimálním a maximálním dnem v průběhu roku. To jen zdůrazňuje význam rozvoje podzemního skladování plynu.

Nové přepravní trasy

„Plynová krize“ bude mít bezesporu velký vliv na vznik nových přepravních tras, umožňujících dopravu plynu z nových zdrojů. K nejvýznamnějším opatřením v tomto směru patří:

plynovod Nord Stream (propojující nová naleziště Ruska trasou v B altském moři do severního Německa); význam spočívá v přivedení nového plynu (3,7 bilionu m³ postačujících na krytí celkových potřeb EU ve výši 200 miliard m³ za rok po dobu téměř dvaceti let), zvýšení počtu a nezávislosti přepravních tras ruského plynu do Evropy;

plynovod Nabucco (přeprava plynu z nalezišť střední Asie, popř. Blízkého a Středního východu do Rakouska) významně preferovaný z úrovně EU právě pro přepravu plynu z mimoruských zdrojů, v důsledku nedávné krize budou diskuse o potřebě tohoto plynovodu obnoveny;

terminály zkapalněného plynu na severu Německa, Polska a v oblasti Jaderského moře (včetně propojovacích plynovodů), zvyšující potenciál nových zdrojů zemního plynu pro Evropu;