W 2021 roku na świecie sektor energii elektrycznej odpowiadał za 59% całego zużywanego węgla, oraz 34% gazu ziemnego, 4% ropy naftowej, 52% wszystkich odnawialnych źródeł energii i prawie 100% energii jądrowej. Odpowiadał również za ponad jedną trzecią całego CO związanego z energią emisji w 2021 r.

Scenariusze STEPS i APS

IEA (Międzynarodowa Agencja Energetyczna) w swoim World Energy Outlook 2022 analizuje wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w scenariuszach Said Policies Scenario (STEPS) – opartym na najnowszych ustaleniach i decyzjach politycznych (m. in. UE, rządu USA czy Chin) oraz scenariusz APS (tzw. oczekiwanym). Trzecie wyliczenia przeprowadzone są dla zakładanej Zerowej Emisji Netto w roku 2050 (NZE). Zdaniem IEA do roku 2030 globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrośnie o 5 900 terawatogodzin (TWh) w scenariuszu Said Policies Scenario (STEPS) i o ponad 7 000 TWh w scenariuszu zobowiązań (APS), co odpowiada mniej więcej obecnego poziomu zapotrzebowania w Stanach Zjednoczonych i Unii Europejskiej.

EV będą potrzebowały więcej energii

W gospodarkach rozwiniętych transport w największym stopniu przyczynia się do zwiększonego zapotrzebowania na energię elektryczną, ponieważ udział w rynku samochodów elektrycznych w analizie IEA wzrasta z około 8% w 2021 r. do 32% w STEPS i prawie 50% w APS do 2030 r. Na rynkach wschodzących i w gospodarkach rozwijających się wzrost liczby ludności i rosnące zapotrzebowanie na chłodzenie także mocno przyczyniają się do wzrostu zapotrzebowania na energię elektryczną. W Chinach „pobór energii” dla klimatyzatorów wzrośnie o około 40% w stosunku do obecnych poziomów w STEPS i APS do 2030 r.

Energia elektryczna bez wątpienia ma coraz większy udział w całkowitym zużyciu energii końcowej we wszystkich gospodarkach. Globalne zapotrzebowanie na energię elektryczną w 2050 r. ma być o ponad 75% wyższe w STEPS niż obecnie, o 120% wyższe w APS i o 150% wyższe w scenariuszu zerowej emisji netto do 2050 r. (NZE).

Tymczasowy „powrót” węgla

Ostatnio zużycie węgla w sektorze energii elektrycznej wzrosło w wielu krajach w odpowiedzi na silny popyt, wysokie ceny gazu ziemnego i obawy związane z bezpieczeństwem energetycznym, ale oczekuje się, że będzie to tymczasowe. Nawet w scenariuszu STEPS węgiel spada z 36% produkcji w 2021 r. do 26% w 2030 r. i 12% w 2050 r., odzwierciedlając wzrost odnawialnych źródeł energii, napędzany przez fotowoltaikę i wiatr. W APS zobowiązania obejmujące cele zerowej emisji netto w 83 krajach i Unii Europejskiej są realizowane terminowo i w całości. Przyspiesza to przejście na czystą energię.

Wzrost udziału OZE

Udział odnawialnych źródeł energii w produkcji energii elektrycznej wzrośnie z 28 proc. w 2021 r. do około 50 proc. do 2030 r. i 80 proc. do 2050 r. Węgiel spadnie do zaledwie 3% w 2050 r. Zwiększenie mocy fotowoltaicznych wzrośnie ze 151 gigawatów (GW) w 2021 r. do 370 GW w 2030 r. i prawie 600 GW w 2050 r., podczas gdy przyrost mocy wiatrowych podwoi się do 210 GW w 2030 r. i wzrośnie do 275 GW w 2050 r. Ostatnie wydarzenia, warunki rynkowe i polityka zmieniają poglądy na temat gazu ziemnego i ograniczają jego rolę, podkreślając jednocześnie potencjał energii jądrowej w zakresie ograniczenia emisji i wzmocnienia bezpieczeństwa energetycznego.

Podołać wyzwaniom

W ciągu ostatniego roku systemy elektroenergetyczne stanęły przed wieloma wyzwaniami związanymi z przystępnością cenową i bezpieczeństwem.

„Szacujemy, że warunki rynkowe i kryzys energetyczny podnoszą średni globalny koszt dostaw energii elektrycznej o prawie 30% w 2022 r. Unia Europejska stoi w obliczu szczególnej presji po potrojeniu hurtowych cen energii elektrycznej w pierwszej połowie 2022 r. w porównaniu z rokiem poprzednim. Wynika to głównie z rekordowo wysokich cen gazu ziemnego, ale także z wyższych cen węgla, ropy naftowej i CO2, pogłębionych przez zmniejszoną dostępność energii jądrowej i wodnej. Działania mające na celu zmniejszenie zużycia energii, przewidywane obniżki cen paliw, planowane ponowne uruchomienie elektrowni jądrowych i możliwe reformy struktury rynku mogą oznaczać potencjalne spadki cen w przyszłości „ (…) – pisze w raporcie IEA.

Elastyczność systemu jest podstawą bezpieczeństwa elektroenergetycznego. Obecnie elastyczność systemu elektroenergetycznego zapewnia głównie nieograniczony węgiel, gaz ziemny i wodny, ale systemy jutra będą w coraz większym stopniu opierać się na bateriach, bioenergii i innych odnawialnych źródłach energii, (…) oraz wodorze.

Wzrost zapotrzebowania na minerały do akumulatorów

Zapotrzebowanie na krytyczne minerały związane z sektorem energii elektrycznej ma wzrosnąć z 7 Mt rocznie w 2021 r. do 11 Mt w 2030 r. i 13 Mt w 2050 r. w STEPS w wyniku rosnącego wykorzystania odnawialnych źródeł energii, akumulatorów (m. in. do aut BEV) i sieci. Ich znaczenie rośnie szybciej w scenariuszu APS i NZE, osiągając 20 Mt rocznie do 2050 r. Miedź do sieci, krzem do fotowoltaiki, pierwiastki ziem rzadkich do silników turbin wiatrowych i lit do magazynowania energii będą miały kluczowe znaczenie.

„Minerały krytyczne są kluczowym elementem krajobrazu bezpieczeństwa energetycznego i elektroenergetycznego. Potrzebne są dodatkowe prace badawczo-rozwojowe w celu zmniejszenia intensywności minerałów i umożliwienia zastępowania minerałów w kluczowych zastosowaniach, wraz z recyklingiem, ponownym wykorzystaniem akumulatorów pojazdów elektrycznych i środkami efektywności energetycznej dla użytkowników końcowych+” – podsumowuje IEA.