Chlad není zadarmo
Poptávka po elektřině na chlazení se ve světě ztrojnásobí, elektrické sítě čeká větší zátěž
Počty klimatizací ve světě se každoročně zvyšují a jen v období 2000-2016 se zdvojnásobily z 815 milionů chladicích jednotek na 1622 milionů. Poptávka po chlazení roste i v Evropě a v horkých dnech se projevuje i v Česku. Do poloviny století přitom můžeme mít ročně až o dvanáct tropických dní více.
Teplotní šok, který vzniká po příchodu do extrémně vychlazeného obchodního centra, kanceláře nebo domu, se líbí málokomu. Jde ale také o zvyk. Obyvatelé Evropy mají ke klimatizacím daleko opatrnější přístup než například Američané, kteří na chlazení svých budov spotřebovávají nejvíc energie na světě. Zatímco v USA má klimatizaci 90 procent domácností, v Evropě je to jen 5 procent. “Po většinu času by ostatně obyvatelům Texasu nebo Arizony připadalo léto v některých částech Evropy spíš jako mírná zima,” komentoval nedávno rozdíly mezi dvěma částmi západního světa deník Washington Post. I starý kontinent ale čeká výraznější nástup chlazení, odhaduje Mezinárodní energetická agentura. Během příštích třiceti let se má počet klimatizací v zemích EU téměř ztrojnásobit z dnešních přibližně 100 milionů na 275 milionů v roce 2050.
Jednou z hlavních příčin jsou častější letní vedra, která zasahují především jižní Evropu. Jak ukazuje infografika, v zemích evropského jihu bylo možné i v chladnějších letech (jako například v roce 2009) naměřit několik stovek chladicích denostupňů, které naznačují potřebu chlazení v budovách. Ve španělské Valencii jich meteorologové zaznamenali 314 a v italském Toskánsku 247, zatímco v Praze to bylo jen 4,7. Chladicí denostupně (z anglického cooling degree day – CDD) se podle metodiky evropského statistického úřadu Eurostat počítají vždy, když průměrná denní teplota vzduchu překročí 24°C. Konkrétně se pak hodnota CDD pro daný den vypočítá tak, že se od průměrné denní teploty odečte hodnota 21°C. Den s průměrnou denní teplotou vzduchu 26°C tak má hodnotu CDD 5.
Někdy teplo zasahuje i překvapivě “vysoko” na severu. V roce 2010 například bylo v regionech u Baltského moře naměřeno více chladicích denostupňů než v Česku. U nás se v poslední době výrazně projevil především rok 2015, kdy celou Evropu zasáhla vlna veder. V Praze bylo zaznamenáno 156 CDD, na jižní Moravě 118 CDD. Také loňské léto bylo teplé, ale v hodnotách chladicích denostupňů se projevilo méně (přibližně 62 CDD v Praze i na jižní Moravě).
V horkých dnech roste i v Česku zájem o klimatizace a další zařízení sloužící k ochlazování. Loňský srpen vyvolal neobvyklý zájem o přenosné klimatizace a větráky, ale například také o bazény, spočítal Český statistický úřad. Na začátku letošního léta se touha po chladu projevila znovu. Internetové portály Heuréka nebo Mall.cz hlásily s příchodem horkých letních dnů až čtyřnásobný nárůst v prodeji různých druhů ochlazovačů vzduchu.
Tropické noci budou i v Česku častější
Ani do budoucna nebude chladněji. I když střed Evropy patří k oblastem méně zasaženým klimatickou změnou, můžeme počítat s častějším výskytem tropických dní s teplotami nad 30 °C, kterých může být v polovině století každoročně až o dvanáct víc než dnes. Na dvojnásobek oproti současné situaci může v některých oblastech Česka vzrůst i počet tropických nocí s teplotami nad 20 °C, upozornila studie Katedry fyziky atmosféry Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy, která vznikla ve spolupráci s analytickým centrem Glopolis.
Můžeme se znovu vrátit k pojmu chladicích stupňodnů, se kterými ve své letošní analýze pracuje Evropská agentura pro životní (EEA). Ta bere v úvahu i zalidněnost jednotlivých oblastí, a díky tomu je možné lépe vystihnout poptávku po chlazení. Agentura zkoumá dosavadní trendy v počtu chladicích denostupňů v Evropě a odhaduje, jak se budou vyvíjet dále. Zatím se v jednotlivých letech počet chladicích denostupňů výrazně lišil, ale celkový trend mezi lety 1981 až 2017 ukazuje, že potřeba chlazení znatelně roste (průměrný nárůst o 0,9 CDD ročně). Nejvíce pochopitelně v jižní Evropě, ale viditelný nárůst zaznamenaly i některé oblasti v Česku jako jižní Morava a Ústecký kraj. Otepluje se také v Maďarsku nebo na jižním Slovensku, kde je obecně tepleji než u nás. Rozdíl lze zpozorovat třeba v roce 2017, kdy Praha naměřila 53,6 CDD a Bratislava 134,2. V celém Maďarsku se ve stejném roce hodnota chladicích stupňodnů pohybovala nad stovkou nebo těsně pod ní.
Při pohledu do budoucna se evropská agentura zaměřila na dva scénáře růstu emisí skleníkových plynů vycházející z Páté hodnotící zprávy Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC). Pokud by se celosvětový nárůst emisí nepodařilo do konce tohoto století zastavit, bude podle EEA potřeba chlazení růst podobným tempem jako dosud. V zemích jižní Evropy tak například vzroste o 4 nebo více chladicích stupňodnů ročně. V Česku by nárůst teplot pocítila hlavně jižní Morava s nárůstem okolo 2 CDD ročně. Příznivější vývoj ukazuje scénář, který počítá s tím, že od roku 2040 budou globální emise skleníkových plynů klesat. Téměř celá jižní Evropa však musí i v takovém případě počítat s nárůstem potřeby chlazení o 2 až 3 CDD ročně.
Třikrát víc elektřiny na chlazení do roku 2050
S tím přirozeně poroste i spotřeba energie, která je k chlazení potřeba. V Evropě se dnes většinou spotřebuje v provozních budovách, jako jsou banky, kanceláře nebo prodejny. Spotřeba energie na metr čtvereční je v průměru o 40 % vyšší než u obytných domů, upozorňuje evropská strategie pro efektivnější vytápění a chlazení. Nejvyšší nároky mají supermarkety (podíl chlazení obvykle činí více než 40 % spotřeba energie) a datová centra (25–60 % provozních nákladů).
Celosvětově může do roku 2050 podle Mezinárodní energetické agentury poskočit poptávka po elektřině na chlazení až trojnásobně, pokud bude vývoj postupovat tak jako dosud. V Evropě se dá podle vědeckých studií počítat spíše s menším nárůstem, upozorňuje EEA. Samotná změna klimatu může na starém kontinentu do poloviny století ovlivnit celkovou spotřebu energie a elektřiny v řádu maximálně 5 procent. Do hry ovšem mohou vstoupit další faktory jako větší dostupnost klimatizací. A větší dopad bude mít chlazení hlavně na špičkovou spotřebu energie v horkých dnech. To je také důvod, proč nelze vyšší spotřebu energie na chlazení jednoduše “vykrátit” klesající spotřebou na vytápění. Na rozdíl od něj se totiž chlazení zajišťuje téměř výhradně elektřinou a je potřeba především v určitých dnech a hodinách. To má dopad i na zatížení elektrické sítě a její stabilitu. V průběhu vln horka může jít navíc potřeba chlazení ruku v ruce s omezenou výrobou vodních elektráren nebo zhoršenými podmínkami pro chlazení konvenčních zdrojů. Růst nákladů na stabilizaci sítě čeká podle EEA v příštích desetiletích hlavně Itálii, Španělsko a Francii, ale projeví se napříč celou Evropou.
V Česku se zatím tento jev výrazně neprojevuje. Obecně zaznamenávají vyšší zatížení sítě zimní měsíce, kdy je potřeba vytápět a svítit a pracovní tempo neovlivňují prázdniny. V letních měsících sice hodnota maximálního zatížení během posledních let stále roste. Tento růst je ale jen o něco málo rychlejší než v zimních měsících. Vývoj tedy spíše souvisí s obecně rostoucí spotřebou elektřiny od doby hospodářské krize.
Někdy ovšem letní teploty výrobu elektráren v Česku ovlivňují. “Typickým příkladem byl zmíněný rok 2018, kdy naše elektrárna ve Chvaleticích zaznamenala historický rekord ve výrobě (4,7 TWh) od uvedení do provozu v roce 1980. Loňský rok bodoval i v měsíčních statistikách, kdy se na historicky prvním místě umístil loňský srpen s výrobou 512 930 MWh. Také první desítka nejvytíženějších dní je obsazena rokem 2018, a to včetně dvou červnových a dvou červencových dní,” říká mluvčí skupiny Sev.en Energy Gabriela Sáričková Benešová. Průměrná měsíční výroba mezi květnem a zářím byla v roce 2018 vyšší (426 160 MWh) než v chladných měsících od ledna do dubna a od října do prosince (372 089 MWh). “To bylo poprvé od roku 2013, kdy se Chvaletice staly součástí naší skupiny,” upozorňuje Gabriela Sáričková Benešová.
Poznámka: Pro potřeby článku považujeme za “letní” měsíce květen, červen, červenec, srpen a září a za “zimní” měsíce období leden-duben a říjen-prosinec.
Nejvíce přibývají klimatizace v Číně
Daleko výraznější dopady ale bude mít nárůst teplot na jiných kontinentech. Počty klimatizací ve světě se každoročně zvyšují a jen v období 2000-2016 se zdvojnásobily z 815 milionů chladicích jednotek na 1622 milionů s celkovým výkonem 11 672 GW. Dlouho se na první příčce držely zmíněné Spojené státy, které ovšem po roce 2010 předběhla Čína. V nejlidnatější zemi světa bylo v roce 2016 čtyřikrát víc klimatizačních jednotek než v roce 2000, když poskočila ze 138 milionů a 569 milionů. Američané ovšem ve stejném roce dokázali na chlazení svých domů, kanceláří a obchodů spotřebovat více energie - 616 TWh oproti čínským 450 TWh.
Celosvětově žene větší poptávku po klimatizacích hlavní ekonomický a demografický růst v nejteplejších částech planety. A spotřeba energie na chlazení roste rychleji než spotřeba dalších energií v budovách. Mezi lety 1990 a 2016 se podle čísel IEA více než ztrojnásobila. Výzkumníci Bloomberg Energy Finance odhadují, že do roku 2050 vzroste spotřeba elektřiny na chlazení obytných a komerčních budov o více než 140 %. Jde o množství elektřiny, jaké ročně spotřebuje celá Evropská unie. Velkou část nové poptávky podle nich budou schopny pokrývat solární elektrárny, protože spotřeba elektřiny na chlazení obvykle roste při slunečných dnech. Vysoké teploty se ale mohou udržet i poté, co slunce zajde, takže určitou část budou pravděpodobně muset zajistit i fosilní zdroje. Opět také porostou nároky na stabilitu elektrické sítě.
Odborníci proto kladou důraz na energetickou účinnost. Moderní klimatizace sice vyrábějí chlad stále efektivněji, ale prostor pro zlepšení je podle Mezinárodní energetické agentury značný. Do poloviny století by se mohla průměrná efektivita klimatizačních jednotek zdvojnásobit, takže by byl předpokládaný nárůst spotřeby elektřiny jen poloviční. Ještě větší přínos ale může mít chytřejší výstavba domů. Základem je podle expertů dobře odizolovaná vnější část budovy, která pomáhá snadněji překonat výkyvy teplot a udržuje stálé vnitřní prostředí. Někdy může být řešením také takzvané noční předchlazení. Pokud má budova vhodnou vnitřní dispozici, lze totiž jednoduše využít chladnějšího nočního vzduchu, kterým se vnitřek objektu provětrá. Přes den zase hrají důležitou úlohu stínící prvky jako třeba venkovní žaluzie. Budovy ovšem ovlivňuje také jejich okolí. V blízkosti zelených ploch se horka přežívají daleko snáz než v sousedství rozpálených parkovišť. Pomáhají také zelené střechy. Pokud by se podařilo využít všech možností, lze podle IEA udržet spotřebu elektřiny na chlazení v podstatě na stejné úrovni jako dnes.