Nízkouhlíková ekonomika je ekonomika založená na zdrojích nízkouhlíkové energie, která produkuje minimální množství emisí skleníkových plynů do atmosféry, především se jedná o skleníkový plyn oxid uhličitý. Emise skleníkových plynů způsobené antropogenní (lidskou) činností jsou dominantní příčinou pozorovaného globálního oteplování (které působí změnu klimatu) od poloviny 20. století. Další produkce skleníkových plynů může způsobit dlouhodobé klimatické změny po celém světě, což zvyšuje pravděpodobnost vážných a nevratných dopadů na lidskou společnost a přírodní ekosystémy. Zavedení nízkouhlíkové ekonomiky vyžaduje výrazné rozšíření technologií s nízkou nebo nulovou produkcí uhlíku, mezi které patří technologie využívající obnovitelné zdroje, jadernou energii a technologie umožňující zachycování a ukládání uhlíku (CCS, z anglického Carbon Capture and Storage), případně zemní plyn. Důležitou roli hraje zvyšování efektivnosti technologií a snižování energetické náročnosti.
Na mezinárodní úrovni mají země usilovat o přechod na nízkouhlíkovou ekonomiku dle cíle Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu (UNFCCC), Kjótského protokolu a zejména dle Pařížské dohody o změně klimatu. Cílem je sociální, hospodářský a environmentální rozvoj a zároveň snížení dlouhodobých emisí skleníkových plynů a zvýšení odolnosti vůči dopadům změny klimatu. Vedoucí představitelé EU se zavázali, že budou usilovat zejména o to, aby se z EU stala do roku 2050 klimaticky neutrální a nízkouhlíková ekonomika vyznačující se vysokou energetickou účinností. Pro přechod na nízkouhlíkovou ekonomiku je potřeba výrazná počáteční finanční podpora, která nastartuje využívání nízkouhlíkových zdrojů a urychlí další rozvoj nízkouhlíkových technologií a zároveň je nutné zapojit do tohoto procesu lidi, kteří si jsou vědomi rizik klimatické změny a důvodů pro její zmírňování. Studie Univerzity v Cambridgi ukazuje, že právě období kolem roku 2050 bude kritické a pokud budeme chtít opravdu dosáhnout uhlíkové neutrality, bude potřeba do roku 2050 prakticky vyloučit hovězí maso, cement, leteckou a lodní dopravu a používání silnic omezit na 60 % stavu v 2020. Studie předpokládá postupný rozvoj technologií a překonání těchto omezení po roce 2050.
Klimatická změna Současná klimatická změna je působena globálním oteplováním klimatického systému Země v posledním století. Průměrná teplota na Zemi narůstá od konce 19. století, v zatím rekordním roce 2016 vzrostla globální průměrná teplota o 0,94 °C oproti průměrné globální teplotě 13,9 °C z 20. století (vzrůst oproti minulosti je přitom mnohem přesnější údaj než odhad globálního průměru samého). Každá z posledních čtyř dekád byla teplejší než ta předchozí a všechny byly nejteplejší od roku 1850. Klimatickou změnu způsobuje zvyšování koncentrace skleníkových plynů v atmosféře, zejména oxidu uhličitého, které je způsobeno lidskou činností.
Změny mají vliv na přírodní procesy nutné k fungování lidské společnosti, které je klimatickou změnou ohroženo. Stupňuje se síla přírodních katastrof, zaplavování pobřeží a teplotních extrémů, které mají za následek úmrtí a ohrožení lidských životů, poškození lidských sídel a další infrastruktury i zdrojů vody a potravin. Klimatická změna přispívá také k šíření nemocí přenášených vodou, jídlem nebo parazity. Při zvýšení teploty nad 2 °C bude mít klimatická změna negativní efekt na zemědělskou produkci v tropickém a mírném pásmu a výrazně sníží zemědělskou produkci. Předpokládá se, že změna klimatu omezí zdroje obnovitelných povrchových a podzemních vod ve většině suchých subtropických regionů.
Emise skleníkových plynů Lidská činnost v posledních padesáti letech značně znečistila ovzduší a zapříčinila klimatickou změnu. Děje se tak v důsledku spalování uhlí, plynu a ropy, zemědělské činnosti nebo vinou odlesňování. V Evropské unii se na tvorbě emisí skleníkových plynů v roce 2017 nejvíce podílela tato odvětví: energetika měla na svědomí čtyři pětiny skleníkových plynů a z nich třetinu vytvořila doprava. Zemědělství a průmyslová výroba na tom byly podobně, kolem 8 % emisí, a zpracovávání odpadu vypouští 2,75 % skleníkových plynů. Skleníkové plyny se ovšem nedrží jen nad znečišťujícími zeměmi a navíc některé typy plynů zůstávají v atmosféře i tisíce let.
GWP – potenciál globálního ohřevu
Míra potenciálního příspěvku daného plynu ke skleníkovému jevu. Jednotkou je příspěvek ke skleníkovému efektu jedné molekuly CO2. Pomocí těchto koeficientů je možné určit tzv. ekvivalent CO2 (zapisován jako CO2 ekv., CO2 eq., CO2e), tedy množství CO2, které by mělo ekvivalentní příspěvek ke skleníkovému jevu atmosféry jako dané množství příslušného plynu. Obvykle se vztahuje k časovému horizontu 100 let.
Ekonomika Fungování ekonomiky je od dob průmyslové revoluce závislé na fosilních palivech, které spolu s technologickým pokrokem způsobily rapidní populační a ekonomický růst. K tradičním palivům (převážně dřevo) a dalším zdrojům energie (lidská a zvířecí síla, vodní toky, vítr) se přidalo uhlí a později ropa a zemní plyn. V roce 2014 světová spotřeba primární energie (tj. forma energie, v jaké se nachází v přírodě, obsažená v kombinaci palivo–kyslík a v přírodních procesech; tato energie je člověkem použita na výrobu elektřiny, vytápění, transport apod.) byla z 81,1 % tvořena fosilními palivy (31,3 % ropa, 28,6 % uhlí, 21,2 % plyn), 10,3 % biopalivy (vč. tradiční biomasy, např. dřevo), 4,8 % spotřeby tvořila jaderná energie, 2,4 % vodní energie a 1,4 % další obnovitelné zdroje. Získávání primární energie, zvlášť spalování fosilních paliv, produkuje emise skleníkových plynů. Mezi antropogenními skleníkovými plyny nejvíce zastoupený oxid uhličitý tvoří 76 % z celkových emisí, zbylých 16 % emisí tvoří metan (51 % z nich pochází ze zemědělství, následuje produkce energie a odpad) a 6 % oxid dusný. Zhruba dvě třetiny všech emisí skleníkových plynů jsou způsobeny spalováním fosilních paliv a průmyslovými procesy, a to elektrárnami, motory letadel, automobilů a dalších strojů i vytápěním.
Energetika Na produkci emisí skleníkových plynů má největší podíl výroba elektřiny a tepla. Pro výrobu elektřiny se nejvíce používají fosilní paliva (uhlí, plyn a ropa), následuje jaderná energie, vodní a další obnovitelné zdroje.
Fosilní zdroje energie Mezi fosilní zdroje se řadí uhlí, ropa a zemní plyn, které vznikly v dávných dobách přeměnou biomasy a patří mezi neobnovitelné zdroje energie. Z fosilních paliv nejvíc emisí při výrobě elektřiny produkuje uhlí, které během životního cyklu vyprodukuje ekvivalentu CO2 820 g/kWh. Zemní plyn (moderní elektrárny s kombinovaným cyklem) produkuje ekvivalent 490 g/kWh, pokud jde o samotnou vyrobenou elektřinu.
Výhody uhlí jsou zejména jeho snadná dostupnost v mnoha zemích a nízká cena pro jeho použití. Naopak mezi nevýhody patří devastace krajiny během těžby a znečišťování půdy, vody i vzduchu.
Emise produkované při oxidaci fosilních paliv mohou být sníženy zavedením technologií zachytávajících a ukládajících uhlík (CCS), které ale zatím nejsou komerčně dostupné, protože CCS je energeticky náročná technologie.
Jaderná energie Jaderná energie je vázána v jádru atomu, konkrétně se pro výrobu elektřiny využívá převážně jaderná energie uranu. Ten je na planetě omezeným zdrojem a přirozeně se neobnovuje, řadí se proto mezi zdroje neobnovitelné. Produkuje 12 g/kWh (ekvivalentu CO2 na vyrobenou elektřinu), je tedy jedním z nízkouhlíkových zdrojů, přesto jeho podíl na výrobě elektřiny klesá.
Mezi výhody patří velké zásoby paliva a nízká spotřeba půdy, mezi nevýhody vysoké ekonomické náklady na stavbu, udržení bezpečnosti a zacházení s palivem, produkce radioaktivního odpadu.
Obnovitelné zdroje energie Obnovitelné zdroje jsou přírodní zdroje, které se v lidském měřítku přirozeně obnovují a jsou v podstatě nevyčerpatelné. Patří mezi ně sluneční, větrná, vodní a geotermální energie a energie biomasy. Obnovitelné zdroje produkují relativně malé množství emisí, produkci elektřiny z biomasy odpovídají emise 230 g/kWh, geotermální energii 38 g/kWh, vodní energie produkuje 24 g/kWh, sluneční 27–48 g/kWh (podle použité technologie) a větrná 11–12 g/kWh. Obnovitelné zdroje jsou čím dál tím více konkurenceschopnější, zvyšuje se jejich energetická výtěžnost a významnost jako zdroje čisté energie.
Vodní energie Vodní energie má nejvyšší energetickou výnosnost a nízké náklady na produkci. Avšak stavba vodní elektrárny způsobuje velké změny v krajině a přesidlování místních komunit. Zároveň se vodní nádrže postupně zanášejí erodovanou hlínou a vhodných míst pro výstavbu je omezené množství.
Solární energie a větrná energie Zdroje solární energie jsou jednoduché pro instalaci, jsou použitelné i v malém měřítku. Větrná energie má poměrně vysokou energetickou výnosnost, je levná, široce dostupná a snadno využitelná, ale může negativně změnit ráz krajiny. Solární a větrná energie mají obecně tu výhodu, že jsou nezávislé na zásobování palivy, spoléhají jen na přírodní procesy. Mohou být využívány bez připojení k centrální síti (zvlášť důležité pro nezapojená a nedostupná místa v rozvojových zemích). Na druhou stranu závisí na nepravidelných větrných proudech a slunečním záření, takže neprodukují stále stejné množství elektřiny a nelze je přizpůsobit poptávce. Proto je pro jejich mnohem širší použití potřeba různých změn. Například poptávka může být mnohem pružnější zejména pokud se jedná o ohřev nebo chlazení – akumulace energie v zahřátých či naopak ochlazených budovách či zásobnících je snadná. Další potřebná změna je vybudování mohutných dálkových elektrických vedení vysokého napětí, a to zejména těch, co užívají stejnosměrný proud: někde vítr vždycky je. Energetika opírající se o slunce a vítr jako zcela převažující zdroje kromě toho počítá s vykrýváním potřeby biomasovými zdroji, které na rozdíl od dnešní praxe nemusí běžet stále. Kromě toho, solární tepelné elektrárny ve velmi slunných krajích, využívající zásobníků roztavené soli, mohou elektřinu vyrábět i v noci. Je proto myslitelné 100% pokrytí evropské potřeby energie jen z obnovitelných zdrojů Je ovšem možné, že méně nákladná může být alternativa s nějakým podílem neobnovitelným a přitom bezemisním, vč. případného uskladnění energie ve formě vodíku.
Transport Největší podíl na využití ropy má její spalování ve spalovacích motorech jako pohonné hmoty, především v dopravním sektoru. Alternativní biopaliva jsou sporné řešení, protože pěstování plodin pro jejich výrobu má velké množství negativních aspektů: zabírá velkou plochu půdy, způsobuje úbytek biodiverzity, bere prostor produkci potravin. Zároveň mají biopaliva velmi nízkou energetickou návratnost a za určitých okolností i poměrně vysokou uhlíkovou stopu. Ropa může být nahrazována elektřinou v elektrických nebo hybridních vozech, které by mohly být použitelnou alternativou, zatím ale i výroba elektřiny produkuje velké množství emisí.
Jako řešení pro nízkouhlíkovou dopravu se nabízí rozvoj nových technologií (a tedy nových možností pro využití elektřiny i biopaliv) a zvyšování efektivnosti motorů. Zároveň lze podporovat jiné dopravní systémy, využití veřejné dopravy a jízdy na kole především ve městech.
Cíle a výhody nízkouhlíkové ekonomiky Cílem nízkouhlíkové ekonomiky je integrovat všechny její aspekty v oblasti výroby, zemědělství, dopravy a výroby energie za využití technologií, které produkují energii a materiály s nízkými emisemi skleníkových plynů. Důležitou roli v dosahování cílů spojených s přechodem na nízkouhlíkovou ekonomiku má technologický pokrok a implementace inovací.Přechod na nízkouhlíkové hospodářství mohou také urychlit veřejné finance a investice, pokud vlády ustoupí od podpory investic do činností s vysokými emisemi skleníkových plynů a budou klimatické cíle zohledňovat při zadávání veřejných zakázek i v oficiální rozvojové pomoci.