Systémy podpor využívání obnovitelných zdrojů energie (IV)

ÚVOD:

Japonsko trpí nedostatkem vlastních nerostných surovin pro výrobu energie a je zcela závislé na dovozu. Je schopno zabezpečit pouze okolo čtyř procent veškerých energetických nároků z vlastních surovin. Vymanění se ze závislosti na dodávkách nejprve ropy a posléze všech fosilních zdrojů je od přelomu sedmdesátých a osmdesátých let minulého století jedním z hlavních bodů vládních programů. Japonsko proto klade obrovský důraz vedle podpory jaderných programů na projekty spojené s obnovitelnými zdroji energie.

Japonský ekonomický boom po druhé světové válce byl po vyčerpání domácích zásob uhlí pokryt dovozem levné ropy především z oblasti Blízkého východu. V roce 1973 byla energetická spotřeba pokryta ze 73 % právě ropou. Ropná krize, která byla výsledkem letitých arabskoizraelských vojenských konfliktů, vyhnala ceny ropy do závratných výšin, což mělo za následek nepravidelné dodávky ropy. Aby byla dodávka energie stabilizována, Japonsko začalo usilovat o vymanění se ze závislosti na blízkovýchodní ropě a podporovat jaderné programy a dovoz zemního plynu. Po další ropné krizi v roce 1979 začala vedle jaderných programů podporovat i projekty alternativního získávání energie. Do roku 2003 dokázala snížit podíl ropy na zajištění energetické spotřeby na zhruba padesát procent. Podíl zemního plynu a jaderné energie narostl v roce 2003 na 14, resp. 12 %, a Japonsku se tudíž daří oživit energetický trh. Na druhou stranu je ale nutné podotknout, že jak zemní plyn, tak uran jsou téměř bezvýhradně dováženy a Japonsko dokáže z vlastních zdrojů pokrýt pouze okolo čtyř procent energetických nároků. Importovaný uran lze ovšem pokládat za tuzemský, protože lze využívat několik let po jeho dovozu do Japonska. I když přičteme jadernou energii k již zmiňovaným čtyřem procentům, dostaneme se na zhruba 20 % energetické soběstačnosti. Z vyspělých ekonomik je to jednoznačně nejnižší číslo (např.: Německo - 39 %, Francie - 51 %, USA - 73 %, anglická, resp. kanadská ekonomika jsou plně soběstačné a energii vyváží).

V roce 2003 se na pokrytí celkové spotřeby energie podílely z 84 % fosilní zdroje, z 12 % energie z jádra a zbylá procenta připadala na obnovitelnou energii. V letech 2000-2003 byla spotřeba energie zhruba konstantní. Na výrobě elektřiny se v r. 2003 podílely ze dvou třetin tepelné elektrárny, z 23 % jaderné elektrárny a z jedenácti procent obnovitelné zdroje, z nichž více než 80 % tvoří vodní elektrárny.

ENERGIE Z FOSILNÍCH ZDROJŮ

Zemní plyn

Japonsko obrátilo pozornost k zemnímu plynu zejména během první ropné krize na začátku osmdesátých let minulého století. Zatímco v roce 1973 činil podíl zemního plynu na zajištění japonské energetické spotřeby okolo 2 %, v současné době se jeho podíl blíží 14 %. Japonsko v Kjótském protokolu přislíbilo snížení emisí CO₂ do roku 2010 o dvanáct procent oproti roku 2002 a zemní plyn produkující méně CO₂ (způsobující globální oteplování) než ropa nebo uhlí je vhodnou volbou mezi fosilními zdroji. Vedle toho produkuje i nižší množství oxidů dusíku (způsobující kyselé deště) a neprodukuje oxidy síry.

Nevýhodou pro Japonsko je, že nemá téměř žádné tuzemské zdroje, a je proto odkázáno na dovoz. Navíc do Japonska, jako do ostrovní země, přirozeně nevedou z kontinentu plynovody a zemní plyn je dovážen v tankerech v kapalném stavu. Rozvoj a podpora využití zemního plynu se odráží na přestavbě tepelných elektráren využívajících uhlí a ropu. Japonská vláda dále podporuje rozvoj automobilů na zemní plyn. Další nově podporovanou technologií je využití kapalného zemního plynu buď ve formě GTL (gas-to-liquid) nebo dimethyletheru.

Dovoz fosilních zdrojů

Uhlí

Uhlí bylo hlavním zdrojem energie od průmyslové revoluce a např. v období mezi dvěma světovými válkami zajišťovalo 75 % japonské energie. Po objevu ropných ložisek na Blízkém Východě začalo být postupně uhlí nahrazováno ropou. Japonsko v současné době veškeré uhlí dováží, zejména z panpacifické oblasti. Vláda se snaží postupně omezit spalování uhlí a nahrazovat jej zemním plynem, resp. obnovitelnými zdroji energie. Nemalé úsilí je rovněž věnováno rozvoji technologií zabývajících se ekologičtějšími metodami spalování uhlí.

Ropa

Ropa je dominantním fosilním palivem v Japonsku (okolo 50% energie). Po ropných krizích v minulosti se japonská vláda snaží prohloubit spolupráci s blízkovýchodními zeměmi, protože 90 % dovážené ropy pochází právě z tohoto regionu. Spolupráce probíhá zejména ve vědecké oblasti na rozvoji technologií týkajících se těžby a zpracování ropy. Japonsko se snaží předejít potenciální ropné krizi skladováním ropy - v současné době má zhruba půlroční zásoby. Vládní politika příliš využití ropy nepřeje a snaží se postupně dovoz omezovat a ropu nahrazovat jinými zdroji energie.

JADERNÁ ENERGIE

Japonsko se v současné době řadí ke státům s nejvyšším podílem jaderných elektráren. Přes tragické zkušenosti z druhé světové války se Japonsko, které má limitované zásoby fosilních paliv, záhy rozhodlo zaměřit na jadernou energetiku a v padesátých letech zahájilo v této oblasti vlastní výzkumný program. Japonský zákon z roku 1955 limituje využití jaderné energie pouze pro mírové účely. Na jeho základě vznikly výzkumné ústavy a podniky zabývající se jadernou energetikou a přípravou jaderného paliva.

První komerčně využívaný 160 MW plynem chlazený jaderný reaktor (Magnox) byl dodán z Anglie a uveden do provozu v roce 1966 v elektrárně Tokai-1. Od té doby se jaderná energetika prudce rozvíjí. Do konce sedmdesátých let minulého století dováželo Japonsko technologie převážně z USA a stavělo je ve spolupráci s domácími firmami. V této době se jednalo pouze o lehkovodní reaktory (Light Water Reactor - LWR) používající jako palivo obohacený uran. Postupně získaly japonské společnosti dostatek zkušeností v navrhování a navrhovaly konstrukci LWR. Koncem sedmdesátých let již byly schopny pokrývat nároky domácího trhu vlastními silami a dnes již s americkými a evropskými partnery spolupracují na vývoji nových typů jaderných reaktorů. Kromě LWR vyvíjí Japonsko i další typy jaderných reaktorů. Od roku 1977 je v provozu experimentální rychlý množivý reaktor (Fast Breeder Reactor - FBR) Joyo, další FBR Monju byl uvedený do provozu v roce 1994, byl však po havárii v prosinci 1995 odstaven a jeho uvedení do provozu přichází v úvahu až v roce 2008. Další komerční využití FBR se stále odsouvá. Od roku 1998 je v také v provozu malý vysokoteplotní heliem chlazený reaktor (High Temperature Gas Cooled Reactor - HTGR) který umožňuje dosahovat teplot až 950 °C, což umožní jeho aplikaci v chemických procesech jako je termochemická výroba vodíku.

V současné době je v Japonsku v provozu 55 LWR, z toho 29 varných reaktorů (Boiling Water Reactor - BWR), 3 pokročilé varné reaktory (Advanced BWR - ABWR) a 23 tlakovodních reaktorů (Pressurized Water Reactor PWR) s celkovým instalovaným elektrickým výkonem 47.700 MW, což představuje asi 20 % z celkového instalovaného výkonu japonských elektráren. Cena energie vyrobené v jaderných elektrárnách činí 5.9 jenu (okolo 1.20 Kč)/kWh.

Vzhledem k projektům na recyklaci vyhořelého paliva a využití rychlých množivých reaktorů se dají považovat, alespoň částečně, za obnovitelné zdroje energie. Japonská vláda se k jaderné energetice staví příznivě a podporuje její další rozvoj. V roce 2002 oznámila, že plnění snižování emisí skleníkových plynů v rámci Kjótského protokolu bude silně záviset na jaderné energii. V jejím dlouhodobém energetickém plánu figuruje zvýšení výroby elektrické energie v jaderných elektrárnách o 30 %, což bude znamenat výstavbu asi deseti nových elektráren.

Závěrečný díl o systémech podpor obnovitelných zdrojů energie se bude zabývat dotační politikou a programy podpor v Japonsku.

Seznam použité literatury:

Nuclear Power in Japan, Uranium Information Centre Ltd, Australia,
http://www.uic.com.au/nip79.htm

Energy Supply in Japan Today, Agency for Natural Resources and Energy (ANRE) , Japan
http://www.enecho.meti.go.jp/english/energy/japan/supply.html

Electric and Gas Industry Development, Agency for Natural Resources and Energy (ANRE) , Japan
http://www.stat.go.jp/data/nenkan/pdf/

Ministry of Economy, Trade and Industry (METI)
http://www.meti.go.jp/

New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
http://www.nedo.go.jp/

International Energy Agency
http://www.iea.org/

The Energy Conservation Center, Japan
http://www.eccj.or.jp/

The New Energy Foundation
http://www.nef.or.jp/

The Institute of Energy Economic, Japan
http://eneken.ieej.or.jp/en/data/pdf/205.pdf