Analiza scenarijev in predlog optimalnega koncepta prenove elektroenergetskega sistema Slovenije

Izbor scenarijev za analizo izhaja iz dosedanjih dokumentov in študij konceptov bodočega EES, ki so nastajali od leta 2022 dalje. Na podlagi teh dokumentov identificiramo štiri glavne smeri oz. možne scenarije razvoja slovenskega EES, ki so podrobneje analizirani v dokumentu: (1) Status quo, (2) OVE + plin, (3) 100 % OVE ter (4) OVE + jedrska, ki ima dodan podscenarij 4a, v katerem je poleg kriterija izpustov toplogrednih plinov upoštevan tudi kriterij vpliva na biodiverziteto.

Scenarij 1: Status quo
V tem scenariju Slovenija ne bi izvedla novih večjih naložb v proizvodne vire. To pomeni, da bi Termoelektrarna Šoštanj prenehala delovati do leta 2033, jedrska elektrarna Krško pa do leta 2043. Po tem letu bi večino električne energije morali uvažati. Tak pristop je sicer stroškovno na kratki rok manj zahteven, dolgoročno pa prinaša visoko uvozno odvisnost, nestabilnost in izjemno tveganje za oskrbo.

Scenarij 2: OVE + plin
Ta scenarij temelji na povečanju kapacitet sončnih in vetrnih elektrarn ob sočasni uporabi plinskih elektrarn za zagotavljanje stabilnosti sistema. Gre za pristop, ki ga predvideva tudi posodobljeni Nacionalni energetsko podnebni načrt (NEPN). Čeprav omogoča večjo vlogo obnovljivih virov, pa Slovenijo pušča precej odvisno od uvoza plina in elektrike, hkrati pa povečuje emisije CO₂.

Scenarij 3: 100 % OVE
Gre za najbolj ambiciozen, a tudi najbolj problematičen scenarij, ki predvideva popolno zaprtje vseh jedrskih in fosilnih virov ter popolno naslonitev na obnovljive vire. To bi zahtevalo enormno povečanje sončnih in vetrnih kapacitet ter zelo velike sisteme za shranjevanje energije. Čeprav je teoretično možen, je tak pristop zaradi nestanovitnosti proizvodnje, visokih stroškov in potrebe po uvozu elektrike v času brez sonca in vetra ocenjen kot tehnično in ekonomsko težko izvedljiv oziroma neustrezen.

Scenarij 4: OVE + jedrska
Ta scenarij predstavlja uravnoteženo kombinacijo. Predvideva podaljšanje življenjske dobe NEK do leta 2063, gradnjo nove jedrske elektrarne JEK2, hkrati pa zmerno rast sončnih in vetrnih kapacitet ter razvoj hidroelektrarn. Tako bi Slovenija dolgoročno ohranila stabilnost oskrbe, zmanjšala uvozno odvisnost in dosegla najnižje stroške v primerjavi z drugimi možnostmi.

Scenarij 4a: OVE + jedrska, brez novih hidroelektrarn
V analizi je poleg kriterija izpustov CO₂, upoštevan tudi kriterij vplivov na biodiverziteto. Gre za različico osnovnega jedrsko-obnovljivega scenarija, ki ne predvideva izgradnje novih hidroelektrarn na srednji Savi. Zaradi tega bi bila potrebna večja uporaba baterij in drugih hranilnikov, kar nekoliko poveča stroške, a osnovna logika ostaja enaka – jedrska energija kot temelj, obnovljivi viri kot dopolnitev.

Opombe: * Vsota brez kapacitet hranilnikov.

Scenarij 1 je identičen strukturi virov v 2024, vendar brez premogovnih termoelektrarn; scenarija 2 in 3 sta identična scenarijem v Mervar (2024); scenarij 4 je nekoliko dopolnjen scenarij v Mervar (2024); scenarij 4a se od scenarija 4 razlikuje le glede gradnje novih hidroelektrarn.

Vir: SAZU (2022), Mervar (2024), lastne ocene.

Razvoj slovenskega gospodarstva in hkratni zeleni prehod bosta v naslednjih desetletjih močno povečala povpraševanje po električni energiji. Analiza kaže, da se bo do leta 2050 poraba skoraj podvojila, glavnina rasti pa bo posledica opuščanja fosilnih goriv v prometu, ogrevanju in industriji.

Osnovni izračuni temeljijo na projekcijah rasti BDP. Uporabljeni so makroekonomski modeli, ki povezujejo porabo električne energije s številom prebivalcev, BDP na prebivalca, deležem industrije v BDP in deležem starejšega prebivalstva. Model temelji na mednarodnih raziskavah (npr. Kuznetsova krivulja), ki kažejo, da poraba energije narašča do določene stopnje razvitosti, nato pa se rast umiri.

Če bo Slovenija sledila srednjemu scenariju razvoja, naj bi se BDP na prebivalca do leta 2050 povečal za približno 93 %. S tem bi osnovna poraba električne energije pri končnih odjemalcih zrasla z 11,4 TWh leta 2024 na okoli 15 TWh leta 2050 – povečanje za tretjino. Vendar pa to zajema le potrebe gospodarskega razvoja, ne pa tudi energetskega prehoda.

Največje spremembe prihajajo prav s prehodom iz fosilnih goriv na elektriko. Po ocenah naj bi se raba električne energije v prometu povečala z manj kot 0,3 TWh na več kot 6 TWh. Industrija bo do leta 2050 zaradi energetskega prehoda in digitalizacije potrebovala tri četrtine več električne energije kot danes, medtem ko naj bi bila poraba gospodinjstev ter storitvenega sektorja in kmetijstva približno enaka. Skupaj bi se končna raba električne energije v Sloveniji povečala z današnjih 12,7 TWh na 21,7 TWh.

Če pa prištejemo še dodatne potrebe po shranjevanju in pretvorbi presežkov energije, ki jih zahtevajo nestanovitni obnovljivi viri, se skupna bruto poraba močno razlikuje glede na izbrani scenarij. V kombinaciji jedrske in obnovljivih virov (scenarij OVE + jedrska) bi Slovenija do leta 2050 porabila približno 26,5 TWh električne energije. V scenariju OVE + plin bi se poraba dvignila na 29,9 TWh, v scenariju 100 % OVE pa celo na 31,9 TWh – predvsem zaradi višjih potreb po baterijah in proizvodnji vodika.

Ključna ugotovitev analize je, da tri četrtine rasti porabe električne energije do leta 2050 izhajajo iz energetskega prehoda, le četrtina pa iz gospodarske rasti. To pomeni, da bo prihodnja slovenska energetska politika morala zagotoviti predvsem dovolj čiste in zanesljive električne energije za nadomestitev fosilnih goriv, saj brez tega ne bo mogoče doseči podnebnih ciljev ter ciljev razvoja Slovenije in blaginje njenih prebivalcev.

Analiza projekcije razvoja slovenskega elektroenergetskega sistema do leta 2050 je scenarije ocenjevala po petih ključnih kriterijih: (1) energetska avtonomija, (2) stabilnost in zanesljivost sistema, (3) celotni družbeni stroški, (4) stroškovna in maloprodajna cena električne energije za odjemalce ter (5) okoljski vplivi. Kot končna kriterija za primerjavo pa sta uporabljena dva kriterija: strošek električne energije na MWh za slovenske odjemalce, ki vključuje vse stroške in dajatve vezane na maloprodajno ceno, ter globalni okoljski učinek zaradi električne energije, porabljene v Sloveniji.

Energetska avtonomija

Rezultati kažejo, da se bo slovenska energetska bilanca v prihodnjih letih neizogibno poslabšala – predvsem zaradi zaprtja TEŠ6 in kasneje NEK ter hkratnega naraščanja porabe, povezane z energetskim prehodom. V scenariju Status quo bi to do leta 2040 pomenilo več kot 65-odstotno uvozno odvisnost, kar bi Slovenijo izpostavilo velikim tveganjem glede zanesljivosti in cenovne volatilnosti. Scenarij 100 % OVE bi zaradi nestanovitne proizvodnje in tehničnih omejitev baterijskih ter vodikovih hranilnikov prav tako prinesel visoko uvozno odvisnost in sistemsko nestabilnost. Tudi kombinacija obnovljivih virov in plina bi po letu 2043 vodila v naraščajočo odvisnost od uvoza. Edini scenarij, ki dolgoročno zagotavlja popolno samozadostnost, je kombinacija jedrske in obnovljivih virov z izgradnjo JEK2 ter podaljšanjem delovanja obstoječe jedrske elektrarne v Krškem.

Stabilnost in zanesljivost sistema

Stabilnost in zanesljivost sistema, merjena z metodologijo LOLE (pričakovana izguba napajanja), je najboljša v scenarijih z jedrsko energijo, kjer vrednosti ostajajo pod eno uro letno – primerljivo ali celo boljše kot danes. Za zagotovitev stabilnosti so potrebni sinhronski viri z inercijo (kot so jedrske, hidro ter plinske elektrarne) ali visoki stroški naložb v asinhronske vire. Visoki deleži nestanovitnih OVE povečajo volatilnost in stroške izravnave; baterije in črpalne hidroelektrarne namreč pokrijejo dnevne, ne pa sezonskih vrzeli. Scenariji, ki temeljijo na velikem deležu sončnih in vetrnih elektrarn brez stabilnih virov v pasu, so tehnično težko izvedljivi, saj bi zahtevali ogromne dodatne kapacitete rezervnih klasičnih elektrarn ali uvoza, predvsem v jesensko-zimski polovici leta.

Družbeni stroški

Če upoštevamo celotne družbene stroške v obdobju naslednjih 80 let (2024–2104), se pokažejo izrazite razlike. Scenariji z jedrsko energijo so najcenejši (53 – 66 milijard evrov), medtem ko bi Slovenijo vztrajanje pri Statusu quo stalo okoli 188 milijard evrov, scenarij OVE + plin 156 milijard, popolnoma obnovljiv koncept pa kar 222 milijard evrov.

Vir: Tabele 6, 7, 8 in 9 v tem dokumentu (Analiza scenarijev in predlog optimalnega koncepta prenove EES Slovenije).

Okolje

Z vidika okolja je prav tako najustreznejši jedrsko-obnovljiv scenarij, saj omogoča do 70-odstotno zmanjšanje emisij CO₂ do leta 2050 ter najmanjše obremenitve z drugimi plini in rabo prostora. V scenarijih brez jedrske energije se izpusti CO₂ celo povečajo – v primeru OVE + plin za več kot 150 %, v primeru 100 % OVE pa za več kot 50 %, predvsem zaradi potrebe po uvozu elektrike iz fosilnih virov v obdobjih brez sonca in vetra. Najslabše se izkaže scenarij Status quo, ki bi zaradi velike uvozne odvisnosti povzročil kar štirikratni porast globalnih emisij CO₂.

V analizi je poleg kriterija izpustov CO2, upoštevan tudi kriterij vplivov na biodiverziteto. Zato je strokovna skupina v analizo vključila tudi različico osnovnega jedrsko-obnovljivega scenarija (4a), ki ne predvideva izgradnje novih hidroelektrarn na srednji Savi. Zaradi tega bi bila potrebna večja uporaba baterij in drugih hranilnikov, kar nekoliko poveča stroške, a osnovna logika ostaja enaka – jedrska energija kot temelj, obnovljivi viri kot dopolnitev.

Razprave o prihodnosti slovenskega elektroenergetskega sistema se pogosto vrtijo okoli investicij in virov energije, a za ljudi in gospodarstvo je ključno vprašanje eno – koliko bo stala elektrika. Analiza pokaže, da so razlike med scenariji velike.

Najbolj ugodno se izkaže kombinacija jedrske energije in obnovljivih virov (scenarij OVE + jedrska). Po letu 2043, ko bi v omrežje vstopil JEK2, bi stroškovna cena elektrike znašala okoli 76 €/MWh, kar je za tretjino manj kot v scenariju OVE + plin (114 EUR/MWh) ter za skoraj 40 % manj kot v scenariju 100 % OVE (121 EUR/MWh). Maloprodajna cena za odjemalce bi do leta 2050 ostala skoraj nespremenjena – iz današnjih 212 €/MWh bi se dvignila na približno 230 €/MWh. Če bi bila gradnja JEK2 cenejša (4b), pa bi se cena električne energije za odjemalce spremenila minimalno (218,4 EUR/MWh).

Povsem drugačna slika se kaže v scenarijih brez jedrske energije. V primeru kombinacije obnovljivih virov in plina bi se stroškovna cena po letu 2043 povzpela nad 114 €/MWh, maloprodajna pa bi do 2050 narasla na 287 EUR/MWh. Še slabše je pri scenariju 100 % OVE – stroškovna cena bi presegla 120 €/MWh, maloprodajna pa bi se zvišala kar za tri četrtine, na 372 €/MWh, kar je primerljivo s sedanjimi rekordnimi cenami v Nemčiji. Scenarij Status quo, torej brez novih naložb, pa se sicer na prvi pogled zdi cenovno ugoden, a temelji na uvozu več kot dveh tretjin potrebne elektrike. Takšna odvisnost od zunanjih trgov pa prinaša nesprejemljivo tveganje volatilnosti cen in nezanesljive oskrbe.

Opombe: Stroškovna cena JEK2: 72.5 EUR/MWh; uvozna veleprodajna cena EE: 120 EUR/MWh. Poraba 1.000 kWh in priključna moč 10 kW. Upoštevane stalne cene iz 2024.

Vir: Lastni izračuni.

Ko govorimo o prihodnosti električne energije, največ pozornosti običajno namenimo proizvodnim virom – jedrski, sončni, vetrni in hidroelektrarnam. A pomemben del končne cene predstavlja tudi omrežnina, torej strošek uporabe prenosnega in distribucijskega omrežja. Brez ustreznih naložb v omrežje prehod na nizkoogljične vire sploh ne bo mogoč.

Analiza pokaže, da se razlike med scenariji jasno kažejo tudi pri tem strošku. Najnižja vrednost potrebnih naložb v omrežje je v scenariju OVE + jedrska – okoli 2,5 milijarde EUR. V tem primeru je obseg novih razpršenih virov energije zmeren, omrežje pa je manj obremenjeno.

Če bi Slovenija šla po poti večjega deleža sončnih in vetrnih elektrarn, bi se potrebne naložbe hitro povečale. V scenariju OVE + plin znašajo stroški omrežnine že 3,3 milijarde EUR, v scenariju 100 % OVE pa kar 8,3 milijarde EUR – torej več kot trikrat več kot pri jedrsko-obnovljivem konceptu. Razlog je jasen: občasni viri zahtevajo zmogljivejše distribucijsko omrežje za prevzem presežkov elektrike ob sončnih in vetrovnih dneh ter za uravnavanje obremenitev v času, ko proizvodnje ni.

Zanimivo je, da tudi v scenariju Status quo, torej brez novih proizvodnih zmogljivosti, omrežnine ne moremo povsem izločiti. Tudi v tem primeru so nujne naložbe v modernizacijo, ocenjene na približno 40 % potrebnih investicij v scenariju OVE + jedrska.

Vir: Mervar (2024, Tabela 8.3). Upoštevane stalne cene iz 2024.

Za končnega odjemalca to pomeni, da se omrežnina – ki je sestavni del položnice – lahko občutno poveča, če se Slovenija odloči za poti z visokim deležem nestanovitnih obnovljivih virov. Z vidika stroškovne učinkovitosti se zato kot najbolj vzdržna rešitev, kjer je potrebna nadgradnja omrežja bistveno manjša in cenejša, izkažejo scenariji, ki vključujejo tudi klasične vire električne energije.

Slovenija je že danes neto uvoznica električne energije, v prihodnjih desetletjih pa se bo to vprašanje še zaostrilo. V študiji so avtorji izračunali, kako bi se uvozna odvisnost razvijala v različnih scenarijih in kakšne stroške bi to prineslo. Rezultati so presenetljivi – razlike med scenariji segajo v več deset milijard evrov.

Kako hitro raste uvozna odvisnost?

Do leta 2033 se bo zaradi zaprtja Termoelektrarne Šoštanj 6 povečal primanjkljaj za približno 2,6 TWh, do leta 2040 pa vsaj za 5 TWh. V scenariju status quo bi po zaprtju NEK leta 2043 to pomenilo skoraj 65-odstotno uvozno odvisnost, kar bi Slovenijo postavilo med najbolj ranljive države EU.

Scenarij 100 % OVE bi zaradi nestanovitnosti proizvodnje iz sonca in vetra prav tako zahteval visok uvoz elektrike v obdobjih nizke proizvodnje. V primeru scenarija OVE + plin pa bi bil uvoz nekoliko nižji, a še vedno nad 30 % do leta 2050. Edini scenarij, ki po letu 2040 prinaša popolno samozadostnost, je OVE + jedrska, saj kombinacija nove jedrske elektrarne in obnovljivih virov zadostuje vsem potrebam domače porabe.

Strošek uvoza

V 80-letnem obdobju (2024–2104) je ocena stroška uvoza po scenarijih naslednja:

• scenarij (1) Status quo: 186 milijard EUR za uvoz plina in električne energije,
• scenarij (2) OVE + plin: 82 milijard EUR,
• scenarij (3) 100 % OVE: 73 milijard EUR,
• scenarij (4) OVE + jedrska: 3–8 milijard evrov.

Uvozna odvisnost ni le vprašanje energetske varnosti in suverenosti, temveč tudi vprašanje stroškov, ki jih bodo dolgoročno plačevali gospodinjstva in podjetja. Če Slovenija ne bo investirala v lastne stabilne vire, bo za uvoz električne energije in plina v prihodnjih desetletjih porabila ogromno sredstev, kar pod resen vprašaj postavlja ekonomsko suverenost države.

Analiza jasno pokaže, da je scenarij 4 (OVE + jedrska) najbolj vzdržen, saj združuje nizke stroške, visoko stopnjo energetske avtonomije, stabilnost sistema in najnižji okoljski odtis. Na nasprotnem polu sta scenarija Status quo in 100 % OVE, ki predstavljata bodisi veliko uvozno odvisnost bodisi prevelika tehnična in finančna tveganja.

Odločitev o prihodnjem elektroenergetskem sistemu tako ni zgolj tehnično vprašanje, temveč strateška izbira, ki bo določala slovensko gospodarsko, okoljsko in energetsko prihodnost vse do sredine stoletja

Končna razvrstitev po vseh petih kriterijih zelo izrazito kaže, da je najbolj primeren scenarij 4 (OVE + jedrska), Odločilni argumenti za scenarij OVE + jedrska so: (1) najvišja avtonomija po 2040, (2) stabilnost EES in nizka LOLE v praksi, (3) najnižji celotni družbeni stroški v 80-letnem horizontu delovanja, (4) najnižja in najmanj volatilna stroškovna/maloprodajna cena po 2040, ter (5) najboljši okoljski profil, pri čemer je scenarij z novimi hidroelektrarnami bolj primeren iz vidika izpustov toplogrednih plinov, medtem ko je podscenarij 4a, ki ne vključuje gradnje novih hidroelektrarn, bolj primeren iz vidika rabe prostora, vpliva na biodiverziteto in tveganja deforestacije. 

Scenarija OVE + plin in 100 % OVE sta bistveno dražja zaradi visokih sistemskih stroškov in visoke uvozne odvisnosti. Scenarij Status quo pa sicer prihrani izdatke za investicije, vendar na dolgi rok povzroči najvišje stroške uvoza in tveganja glede zanesljivosti.

Ključni sklep analize je jasen: če želi Slovenija dolgoročno ohraniti stabilne in dostopne cene električne energije, je nujna izgradnja novih jedrskih zmogljivosti v kombinaciji z obnovljivimi viri. To je edini scenarij, ki hkrati zagotavlja nizke stroške, zanesljivo oskrbo in nizke emisije CO₂.