Kdy má smysl začít s nejdražším opatřením na snižování emisí
Je-li cílem ambiciózní snížení emisí k určitému termínu, může být v některých případech nutno zahájit realizaci dražších opatření s vysokým potenciálem ale velkou setrvačností dříve, než budou vyčerpány možnosti opatření levnějších.
Článek je rozšířeným českým abstraktem příspěvku publikovaného na konferenci EAERE 2012. Plný text článku v angličtině je dostupný zde: Vogt_WPS5803.pdf. Odborný portál TZB-info byl mediálním partnerem konference EAERE 2012.
Úvod
Pro návrh nejlepší politiky pro zmírnění změny klimatu jsou potřebné informace o možnostech snižování emisí skleníkových plynů. Takové informace jsou poskytovány mnoha způsoby, mezi jinými nákladovými křivkami (křivkami marginálních nákladů) snižování emisí. Tyto křivky představují odhad nákladů při snížení emisí o zvolenou hodnotu. Když byly křivky nákladů vyvinuty, ukazovaly se jako užitečné při komunikaci o možnostech redukce emisí.
Obrázek 1: Křivka mezních nákladů zobrazuje možnosti redukce emisí 1...N charakterizované jejich maximálním potenciálem amax a jednotkovými náklady c, seřazené od nejlevnějších po nejnákladnější.
Poznámka: klasický výklad je, že optimální strategie pro dosažení redukčního cíle X je v provedení činností 1 až 5. Y by měly být mezní náklady na redukci emisí; uložení této ceny CO2 na celou ekonomiku by vedlo k optimálnímu rozložení redukčních nákladů (aktivity 1 až 3 jsou možnosti jako zateplování budov, které mají záporné náklady díky snížení spotřeby energie).
Článek zpochybňuje tento výklad.
Nákladové křivky řadí možnosti snižování emisí od nejlevnějších po nejnákladnější, proto vypadají podobně jako nákladové (merit-order) křivky pro dodávky energií. Vede to k domněnce, že by měly být stejně tak i používány. Pokud by to tak bylo, byla by aktivita pro snižování emisí implementována, když cena CO2 (emisní povolenky nebo uhlíková daň) je vyšší nebo stejná jako náklady na redukci emisí. Jinými slovy strategie minimalizace nákladů vyčerpá, v závislosti na růstu cen CO2 a výši redukčních cílů, levnější možnosti dříve než možnosti nákladnější.
Obrázek 2: Křivka mezních nákladů v elektroenergetice. Graf ukazuje křivku nabídky (S) sestavenou z 8 dostupných zdrojů a křivku poptávky (D). Každý zdroj je charakterizován dostupnou kapacitou (MW) a variabilními náklady ($/MWh). Optimální je ponechat v provozu zdroje 1 až 6 a zdroje 7 a 8 odstavit.
Jenže křivky nákladů na snižování emisí se od křivek nákladů výroby elektřiny liší: popisují opatření, jejichž realizace může zabrat celá desetiletí, jedná se například o zateplování budov nebo o přechod z uhlí na plyn v energetice. Výběr redukčních opatření a implementačního harmonogramu na základě povrchní interpretace nákladové křivky může být vzhledem k uvedené setrvačnosti suboptimální.
Modifikovaná nákladová křivka
Autoři zkoumali optimální načasování aktivit pro redukci emisí CO2 (volba v průběhu času) společně s optimálním rozložením nákladů na tuto redukci (volba mezi redukčními aktivitami). K tomu rozšířili nákladové křivky o informaci o setrvačnosti ve formě časových nákladů každé aktivity. Dosažení určitého cíle ve snižování emisí vyžaduje pro implementaci obojí – čas i peníze. Tyto rozšířené nákladové křivky umožňují rozlišovat dostupné aktivity k redukci emisí nejen na základě nákladů a potenciálu, ale rovněž na základě času, který je potřebný pro jejich implementaci. Následně autoři hledali strategii nejnižších nákladů pro dosažení různých klimatických cílů.
Obrázek 3: Modelová křivka nákladů použitá ve studii
Je-li cíl vyjádřen jako kumulativní emise za delší období – vhodný ukazatel z hlediska změny klimatu – je výhodnější začít s nejlevnějšími opatřeními. Je však smysluplné zároveň provádět i opatření dražší, jmenovitě před vyčerpáním celého potenciálu opatření levnějších. Dosažení ambiciózních cílů vyžaduje realizaci opatření, jejichž působení je pomalé. Čas jsou nejen peníze; zahájení implementace daného opatření je definován vedle nákladů i časovým omezením.
Obrázek 4: Nahoře: optimální strategie pro omezení kumulativních emisí na 175 GtCO2 v letech 2000 až 2050, vzhledem k setrvačnosti je nutno začít implementovat důkladné dříve, než jsou vyčerpány možnosti levné.
Dole: Křivky ukazující emise v základním a v redukovaném scénáři. Vybarvené plochy představují uhlíkový rozpočet respektive kumulované snížení emisí.
Je-li cíl vyjádřen jako celkové snížení emisí v daném čase, jako je cíl EU -20 % v roce 2020, může být pořadí dokonce obrácené. Může být výhodnější začít s nejdražší možností, pokud její potenciál je vyšší, ale setrvačnost velká. Tento optimální scénář však lze prosadit s jednotnou cenou emisí CO2 v celé ekonomice pouze v případě, že hospodářské subjekty vykazují dokonalou předvídavost a dlouhodobé predikce ceny emisí CO2 jsou naprosto věrohodné (tato podmínka by hovořila ve prospěch kontinuálně rostoucí uhlíkové daně namísto obchodování s emisemi skleníkových plynů, v době zavedení obchodování EU ETS se však obě volby jevily rovnocenné, protože se předpokládalo, že s poklesem objemu obchodovatelných emisí poroste jejich cena, pozn. red.).
Kromě toho krátkodobé cíle mohou zablokovat plnění dlouhodobějších cílů. V Evropské unii nejlepší cesta ke snížení emisí o 20 % v roce 2020 závisí na tom, zda se jedná o cíl konečný, nebo pouze o milník na cestě ke snížení emisí o 75 % v roce 2050. V případě ambiciózního dlouhodobého cíle je nutno krátkodobý cíl splnit pomocí opatření s největším dopadem a nejdelší setrvačností. Strategie redukce emisí založená na povrchní interpretaci nákladové křivky, která by začala s nejlevnějším opatřením, by mohla ekonomiku zablokovat na uhlíkově intenzivním směřování a znemožnit pozdější dosažení dlouhodobějšího cíle.
Závěr
Závěry autorů poskytují kromě některých postřehů k oceňování emisí CO2 zejména rámec pro analýzu překrývajících se politik pro redukci emisí. Jednotná cena emisí pro všechny sektory průmyslu nemůže vyvolat optimální aktivity; předpokládalo by to, že dlouhodobý vývoj ceny je naprosto důvěryhodný a předvídatelný a hospodářské subjekty jednají s dokonalou předvídavostí. Vezmeme-li v úvahu reálné pozadí – setrvačnost, důvěru v dlouhodobá politická řešení nebo nedokonalou předvídavost – může být smysluplné používat doplňkové oborově specifické přístupy. Nákladová efektivita překrývajících se politik – mezi něž patří v EU 20 procent obnovitelných zdrojů energie nebo normy spotřeby pohonných hmot u nově prodávaných automobilů – by měly být posouzeny v dynamickém rámci, který bere v úvahu setrvačnost.
This paper investigates the use of activity-explicit Marginal Abatement Cost Curves (MACC) to design abatement strategies. It shows that introducing inertia, in the form of the cost in time of available options, changes significantly the message from MACCs. With an abatement objective in cumulative emissions (e.g. emitting less than 200 GtCO2 in the 2000-2050 period), it makes sense to implement some of the most expensive options before exhausting the potential of the cheapest ones. With abatement targets expressed in terms of emissions at one point in time (e.g. reducing emissions by 20% in 2020), it can even be preferable to start implementing the most expensive options if their potential is high and their inertia is significant. Also, the best strategy to reach a short-term target depends on whether this target is the ultimate objective or there is a longer-term target. The best way to achieve Europe's goal of 20% reduction in emissions by 2020 is different if this objective is the ultimate objective or if it is only a milestone in a trajectory toward a 75% reduction in 2050. The cheapest options may be sufficient to reach the 2020 target but may create a carbon-intensive lock-in and making the 2050 target unreachable. These results show that without perfect foresight and perfect credibility of the long-term carbon-price signal, a unique carbon price in all sectors is not the most efficient approach. Overlapping sectoral objectives, such as the 20% renewable energy target in Europe, fuel-economy standards in the auto industry, or changes in urban planning, building norms and infrastructure design may be part of an efficient mitigation policy.
The paper was presented on EAERE 2012 conference.
Full version of the paper is available here: Vogt_WPS5803.pdf
