I.2 Emise skleníkových plynů

Změna klimatu je v současnosti považována za jeden z nejzávažnějších globálních problémů. Klimatický systém je ovlivňován celou řadou lidských aktivit, přičemž převažující úloha se přičítá emisím skleníkových plynů, které způsobují zesilování skleníkového efektu. S ohledem na globální působení je změna klimatu celosvětový problém, jehož řešení si vyžaduje aktivní a konstruktivní přístup ze strany všech států. Mezi nejzávažnější dopady postupující klimatické změny patří rostoucí četnost extrémních klimatických jevů (povodně, sucha, vichřice), zvyšování hladiny oceánů, klesající dostupnost pitné vody, desertifikace, redukce biodiverzity, atd.

Lidstvo si závažnost problému uvědomuje již delší dobu, a proto byla již v roce 1992 na Konferenci OSN o životním prostředí v Rio de Janeiro vypracována Rámcová úmluva OSN o změně klimatu, která vstoupila v platnost v roce 1994. Základním cílem Rámcové úmluvy je vytvořit předpoklady pro urychlenou stabilizaci koncentrací skleníkových plynů v atmosféře na takové úrovni, která by zabránila nebezpečné interferenci antropogenních vlivů s klimatickým systémem. Rámcová úmluva obsahuje řadu obecných závazků a pravidel, které musí smluvní státy dodržovat, nicméně však neobsahuje konkrétní redukční závazky.

Kjótský protokol k Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu byl přijat na Třetí konferenci smluvních stran Rámcové úmluvy v Kjótu v roce 1997. Jeho přijetí znamenalo významný pokrok v jednání, jelikož stanovuje kvantitativní redukční cíle pro smluvní státy a způsoby jejich dosažení. Rozvinutým státům ukládá, aby v průběhu prvního kontrolního období (2008–2012) snížily jednotlivě nebo společně emise skleníkových plynů nejméně o 5,2 % v porovnání se stavem v roce 1990. Redukce se týkají emisí a propadů oxidu uhličitého (CO₂), metanu (CH₄), oxidu dusného (N₂O), částečně (HFC) a zcela (PFC) fluorovaných uhlovodíků a fluoridu sírového (SF₆), vyjádřených ve formě agregovaných emisí skleníkových plynů udávaných ve formě ekvivalentního množství CO_2eq. Kjótský protokol sleduje nejen procesy vedoucí k emisím skleníkových plynů do atmosféry, ale i procesy opačné, které vedou k odčerpání CO₂ z atmosféry a jeho „uložení“ v biomase, prostřednictvím sledování změn ve využívání krajiny (zalesňování, péče o lesní porosty, resp. odlesňování).

Rámcová úmluva a Kjótský protokol předepisují použití jednotné metodiky¹ pro stanovení emisí a propadů plynů ovlivňujících klimatický systém Země (skleníkových plynů). Toto stanovení, nazývané jako inventarizace skleníkových plynů, je základním podkladem pro kontrolu plnění mezinárodních závazků daných Rámcovou úmluvou OSN o změně klimatu a jejím Kjótským protokolem; v případě ČR se jedná o závazek snížit celkové emise skleníkových plynů v období 2008–2012 o 8 % vůči referenčnímu roku 1990 (pro HFC, PFC a SF₆ je jako referenční stanoven rok 1995). V Evropské unii je implementace Kjótského protokolu a jeho plnění legislativně podpořeno Rozhodnutím Evropského parlamentu a Rady č. 280/2004/ES a prováděcím předpisem². Toto rozhodnutí v současné době prochází revizí za účelem zahrnutí požadavků na poskytování údajů požadovaných nově schválenou legislativou na úrovni EU.

Národní inventarizační systém, požadovaný Kjótským protokolem a výše uvedeným Rozhodnutím, má zajistit funkční zprovoznění institucionálního, legislativního a procedurálního uspořádání potřebného k plnění všech nezbytných činností spojených s inventarizací skleníkových plynů. Zodpovědnost za správné fungování NIS nese v ČR Ministerstvo životního prostředí (MŽP), které pověřilo Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) jako organizaci zodpovědnou za koordinaci přípravy inventarizace a požadovaných datových i textových výstupů. Jednou z procedur je realizace kontrolních mechanismů QA/QC, jejíž aplikace může vést v případě potřeby ke zpětným přepočtům hodnot. Proto může v jednotlivých letech docházet ke změnám u průběžně vykazovaných hodnot emisí a propadů skleníkových plynů.

Platnost KP je omezena na období 2008–2012, proto již několik let probíhají jednání o navazující smlouvě zajišťující účinnou regulaci emisí skleníkových plynů. Od poloviny prvního desetiletí tohoto století převládá názor, že je třeba závazná regulační opatření zaměřená na snížení emisí skleníkových plynů rozšířit též o další státy, zejména o ty, které byly dříve chápány jako rozvojové, ale jejichž ekonomika se v poslední době velmi dynamicky rozvíjí a jejichž podíl na celkových emisích skleníkových plynů významně narůstá (např. Čína, Indie, Brazílie, Jižní Afrika, atd). Rok 2009 měl být v tomto procesu klíčový, jelikož se očekávalo, že na 15. konferenci smluvních stran Rámcové úmluvy v Kodani bude uzavřena nová dohoda zaručující pokračování redukčních závazků rozvinutých zemí i po roce 2013 a zajišťující rozšíření závazných regulačních opatření i na další země. Výsledek však nesplnil očekávání, protože se podařilo pouze deklarovat nezávazné dobrovolné přísliby zúčastněných zemí. Zatímco rozvinuté země (včetně USA, které neratifikovaly KP) přislíbily konkrétní cíle na snížení emisí do roku 2020 (v % oproti zvolenému referenčnímu roku), rozvíjející země zde oznámily tyto přísliby jinou formou a sice kvantifikací svých mitigačních opatření. Na konferenci v mexickém Cancúnu se však podařilo v rámci tzv. Cancúnské dohody posílit závaznost výše zmíněných příslibů z Kodaně a zvýšit tak naději pro přijetí komplexněji pojatého a více zavazujícího protokolu roce 2012 v jihoafrickém Durbanu.

Ochrana klimatu je prioritním tématem v oblasti politiky životního prostředí Evropské unie. EU se v současné době zabývá jak otázkou snižování emisí, tak možnostmi adaptace na změnu klimatu. Hlavním nástrojem v oblasti snižování emisí má být Klimaticko-energetický balíček, který mimo jiné obsahuje směrnici novelizující a rozšiřující Evropský systém emisního obchodování (EU ETS). Součástí tohoto balíčku je i Rozhodnutí Evropského parlamentu a Rady č. 406/2009/ES o úsilí členských států snížit emise skleníkových plynů, aby byly splněny závazky Společenství v oblasti snížení emisí skleníkových plynů do roku 2020.

Pokud jde o stanovení emisí a propadů skleníkových plynů, bude nutno se postupně zaměřit na aplikaci nejnovějších vědeckých poznatků³. Kromě toho bude třeba vzít v úvahu požadavky vyplývající z výše uvedených mezinárodních dohod na globální i evropské úrovni. V průběhu následujících let bude tedy nutno národní systém inventarizace skleníkových plynů těmto změnám přizpůsobit s důrazem na zvyšování její kvality a spolehlivosti.

Výsledky národní inventarizace skleníkových plynů

Celkové emise skleníkových plynů včetně zahrnutí jejich propadů z využití krajiny a lesnictví (LULUCF), vyjádřené v ekvivalentních hodnotách oxidu uhličitého (CO_2ekv), poklesly v ČR z hodnoty 191,9 mil. tun v roce 1990 na 126,1 mil. tun v roce 2009 (tab. I.2.1 a I.2.2). Samotné emise (bez LULUCF) poklesly z hodnoty 195,5 mil. tun na 132,9 mil. tun, takže vůči referenčnímu roku 1990 poklesly o 32,0 %. V inventuře jsou též zahrnuty emise HFC, PFC a SF₆ (látek obsahujících fluór, tzv. F-plyny), které rovněž spadají pod Kjótský protokol. Jejich současný podíl na celkových emisích skleníkových plynů činil v roce 2009 0,8 %. Podíl emisí CO₂ na celkových emisích skleníkových plynů (bez LULUCF) byl v roce 2009 85,3 %, podíl emisí CH₄ 8,4 % a podíl emisí N₂O 5,5 %.

CO₂ – oxid uhličitý

Oxid uhličitý je nejvýznamnějším antropogenním skleníkovým plynem. Ve většině vyspělých zemí má v národních emisích největší podíl na celkových agregovaných emisích. V případě ČR byl tento podíl v roce 2009 84,4 %. Emise CO₂ pocházejí zejména ze spalování fosilních paliv, rozkladu uhličitanů při výrobě cementu, vápna, skla, při odsiřování a v metalurgických a chemických výrobách; k emisím a propadům CO₂ (při celkové bilanci sektoru zatím převažují propady) dochází v sektoru Využívání krajiny, změny ve využívání krajiny a lesnictví (LULUCF). V ČR k emisím oxidu uhličitého ze spalovacích procesů přispívají nejvíce tuhá paliva, v menší míře pak kapalná a plynná paliva.

Množství emisí oxidu uhličitého produkované jednotlivými aktivitami je ilustrováno obr. I.2.1. Mezi roky 1990 a 2009 došlo k jejich poklesu o 31,1 % a podílel se na něm zejména pokles v sektorech Energetiky – Zpracovatelský průmysl a Ostatní sektory (domácnosti, instituce a služby). Pokles emisí při spalování ve Zpracovatelském průmyslu na začátku 90. let byl dán útlumem a restrukturalizací některých průmyslových odvětví, ke konci období byl pokles emisí způsoben úsporami a zaváděním nových technologií. Snížení emisí v Ostatních sektorech lze připsat na vrub hospodárnějšího využití energií (zvyšování energetické účinnosti, zejména zateplování budov a hospodárnějšímu nakládání s energií). Opačná situace je v sektoru Dopravy, kde je od roku 1990 patrný více než dvojnásobný nárůst (2,5krát), což je dáno obecně rozvojem dopravy, zejména individuální automobilové dopravy a silniční nákladní dopravy. Pozitivně se na vývoji emisí CO₂ projevil trend klesajícího podílu tuhých paliv a nárůst podílu zemního plynu a od roku 2003 i využívání biomasy. V posledních letech však došlo k výraznému růstu cen plynu, což v některých lokalitách vedlo k přechodu na využívání jiných druhů paliv.

CH₄ – metan

Antropogenní emise metanu v ČR pocházejí zejména z těžby, úpravy a distribuce paliv, tento typ zdroje je označován jako fugitivní. Dalšími významnými zdroji emisí metanu je chov zvířectva, anaerobní rozklad bioodpadů při jejich ukládání na skládky a čištění odpadních vod. Na mezinárodní úrovni je velmi významným zdrojem emisí metanu pěstování rýže. Při chovu zvířectva tento plyn vzniká při trávicích pochodech (zejména u skotu) a při rozkladu exkrementů živočišného původu.

Metan je druhý nejdůležitější skleníkový plyn z pohledu produkce v ČR, jeho podíl na celkových agregovaných emisích skleníkových plynů poklesl od roku 1990 z 9,7 % na 8,9 % v roce 2009. Množství emisí metanu produkované jednotlivými aktivitami je uvedeno na obr. I.2.2. V období 1990–2009 došlo ke snížení emisí metanu o 39,8 %, které bylo způsobeno zejména poklesem těžby uhlí a stavu hospodářských zvířat, v menší míře pak i nižší spotřebou tuhých paliv v domácnostech. Nárůst emisí v sektoru Odpadů je snižován využíváním skládkového plynu či bioplynu k energetickým účelům.

N₂O – oxid dusný

Největší množství emisí oxidu dusného pochází ze zemědělských aktivit, zejména denitrifikací dusíku dodávaného do půdy ve formě umělých hnojiv nebo organického materiálu. Dalším významným zdrojem je výroba kyseliny dusičné a v menší míře i Doprava (automobily s katalyzátory).

Podíl emisí oxidu dusného na celkových agregovaných emisích skleníkových plynů poklesl od roku 1990 z 6,5 % na 5,8 % v roce 2009. Množství emisí tohoto skleníkového plynu produkované jednotlivými aktivitami je uvedeno na obr. I.2.3. V období 1990–2009 došlo k poklesu emisí oxidu dusného o 41,1 %, zejména v důsledku snížení používání umělých hnojiv v zemědělství, poklesem stavu hospodářských zvířat a poslední době též v důsledku cíleného zavádění technologií na odstraňování emisí oxidu dusného při výrobě kyseliny dusičné.

Fluorované plyny

Podíl fluorovaných plynů na celkových agregovaných emisích od roku 1995, který byl stanoven jako referenční z hlediska Kjótského protokolu, vzrostl ze 76 na 1 337 Gg CO_2ekv v roce 2009, obdobně vzrostl i podíl na celkových agregovaných emisích (z 0,05 % v roce 1995 na 0,95 % v roce 2009). Tyto látky nejsou v České republice vyráběny a veškerá jejich spotřeba je kryta dovozem. Jsou využívány zejména v chladírenské a klimatizační technice (zejména HFCs), v elektrotechnice (zejména SF₆), a v řadě dalších oborů (např. jako meziokenní izolace, plazmatické leptání, náplně hasicích prostředků, hnací plyny pro aerosoly, nadouvadla apod.). Nárůst emisí je způsoben jejich používáním jako náhrady za látky poškozující ozonovou vrstvu Země (CFC, HCFC – zejména jako chladiva), vyšším používáním moderních technologií (klimatizace) a výrobním zaměřením ČR (produkce automobilů, klimatizačních jednotek). V některých případech, jako např. meziokenní izolace, plazmatické leptání, nadouvadla, používané množství stagnuje, popřípadě klesá s tím, jak jsou zaváděny nové technologie a/nebo používány alternativní látky. Pokles v létech 2007–2009 je částečně způsoben i ekonomickou krizí spojenou s poklesem výroby osobních automobilů a produkce obecně.
Sumární množství emisí F-plynů v období 1995–2009 je uvedeno na obr. I.2.4.

Podrobnější údaje o emisích a propadech skleníkových plynů v ČR jsou uvedeny na webových stránkách ČHMÚ: www.chmi.cz nebo v národní inventarizační zprávě ČR⁴. Analogické informace ze všech států EU jsou pravidelně shromaždovány a publikovány EEA formou zpráv⁵ a interaktivní internetové databáze⁶.

Systém emisního obchodování

Obchodování s povolenkami na emise skleníkových plynů (CO₂) je považováno za ekonomicky efektivní nástroj na snížení emisí skleníkových plynů. V České republice v současnosti fungují dva navzájem propojené systémy – Evropský systém emisního obchodování a flexibilní mechanismy Kjótského protokolu: Mechanismus čistého rozvoje, Projekty společné realizace a Mezinárodní emisní obchodování.

ČHMÚ se aktivně podílejí na obou systémech. Experti ČHMÚ se od začátku podíleli na přípravě a implementaci EU ETS v ČR zejména po stránce metodické (monitorování, vykazování a ověřování emisí skleníkových plynů). Interakce národní inventarizace emisí skleníkových plynů a systému EU ETS je oboustranná, národní inventarizace přináší některé podkladové údaje pro výpočet emisí z vybraných procesů a na druhé straně vybrané údaje získané prostřednictvím EU ETS jsou využívány při národní inventarizaci.

V případě využívání flexibilních mechanizmů Kjótského protokolu je implementace a provoz Národního inventarizačního systému základní a nevyhnutelnou podmínkou pro možnost využívání Mezinárodního emisního obchodování, pro Projekty společné realizace přináší možnost výrazně nižního administrativního zatížení a tím i snížení nákladů na jejich realizaci.

České podniky, zapojené do EU ETS v roce 2009 vypustily o 8,2 % méně skleníkových emisí než v roce 2008. Emise v roce 2009 dosáhly 73,8 Mt CO₂, což je hodnota výrazně nižší, než předpokládá aktuální Národní alokační plán pro Českou republiku, který v tomto roce mezi podniky rozděluje 85,8 milionu povolenek. Výsledky jsou uvedeny v tab. I.2.3.

Výrazný pokles emisí monitorovaný v rámci EU ETS (zejména z výroby železa, oceli a stavebních materiálů mezi roky 2007 a 2009) je jednoznačně důsledkem ekonomické krize. Na základě porovnání s daty za rok 2010 lze usuzovat, že jejich pokles způsobený krizí se zastavil.

Tab. I.2.1 Celkové emise skleníkových plynů v letech 1990–2009 [Mt CO_{2 ekv.}]

Tab. I.2.2 Emise skleníkových plynů v sektorovém členění, 1990–2009 [Mt CO_{2 ekv.}]

Tab. I.2.3 Emise CO₂ ověřené a vykázané v systému ETS, 2005–2010 [Mt CO_{2 ekv.}]

Obr. I.2.1 Emise oxidu uhličitého v sektorovém členění, 1990–2009

Obr. I.2.2 Emise metanu v sektorovém členění, 1990–2009

Obr. I.2.3 Emise oxidu dusného v sektorovém členění, 1990–2009

Obr. I.2.4 Emise fluorovaných plynů, 1995–2009

¹ Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Vol. 1–3, IPCC 1997
Good Practice Guidance and Uncertainty Management in National GHG Inventories, IPCC 2000
Good Practice Guidance for Land Use, Land-Use Change and Forestry, IPCC 2003

² rozhodnutím Komise 2005/166/ES, kterým se stanoví prováděcí pravidla k rozhodnutí Evropského parlamentu a Rady č. 280/2004/ES o mechanismu monitorování emisí skleníkových plynů ve Společenství a provádění Kjótského protokolu

³IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Signor, M. and Miller, H.L. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.
IPCC 2006, 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Prepared by the National Greenhouse Gas Inventories Programme, Eggleston, H.S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T. and Tanabe, K. (eds). Published: IGES, Japan.

⁴ www.chmi.cz

5 Annual European Community greenhouse gas inventory 1990–2007 and inventory report 2009
http://www.eea.europa.eu/publications/european-community-greenhouse-gas-inventory-2009

6 Greenhouse gases emissions and Global Warming Potential (GWP)
http://dataservice.eea.europa.eu/pivotapp/pivot.aspx?pivotid=465