1
Indukce spotřeby (rebound effect):
Úskalí zvyšování energetické efektivity
Jan Urban
Centrum pro otázky životního prostředí, Univerzita Karlova v Praze
Letní škola Katedry environmentálních studií a Katedry mezinárodních vztahů
a evropských studií MU v Brně
Výhledy české energetiky: soláry či chladicí věž na obzoru?
FSS MU, 6. září 2013
2
Motivace
Energetická efektivita
● konsensuální nástroj pro snižování negativních dopadů na ŽP
– Průmysl (podpora inovací, snižování nákladů na výrobu)
– Stát (pracovní místa i příjmy z daní, relativně snadná regulace,
kompatibilní s neoliberální ideologií, významný environmentální dopad)
– Spotřebitelé (spotřební komfort je zachován, nové typy služeb)
Nezamýšlené důsledky zvyšování energetické efektivity
● Zvyšování poptávky po službách
● Zvyšování výroby
● Růst ekonomiky
● Úspory energie jsou menší než zamýšlené
● Vznikají nové typy dopadů
● Proenvironmentální chování spotřebitelů je podkopáváno
3
Cíle prezentace
V prezentaci zodpovím následující
otázky:
1) Můžeme záváděním úsporných
technologií skutečně uspořit energii?
2) Kolik energie můžeme uspořit
zaváděním úsporných technologií?
3) Co můžeme udělat, abychom uspořili
více energie?
4
Struktura prezentace
● Poptávka po energii
● Energetická efektivita a poptávka po energii
● Indukce spotřeby (rebound effect)
● definice
● jak ji měřit
● empirické odhady
● Nástroje pro snižování indukce spotřeby
● Alternativní vysvětlení pro indukci spotřeby
● Diskuse
● Shrnutí
5
● Nepoptáváme energii
● Poptáváme energetické služby
Beckerova výrobní funkce domácnosti:
● Domácnost má užitek z komodit, které produkuje
●
palačinka ← vejce+mouka+mléko+pánvička+energie+vařič+čas
● Což se dá vyjádřit následovně:
Proč poptáváme energii?
ESi=ESi (Ei , Ki ,Oi ,Ti ; Ai)
U =u(ES1, ES2,. .. ESn)
ES...energetická služba, K...kapitál, O...ostatní tržní statky, T...čas,
A...atributy energetické služby; pro domácnost i
6
Energetická služba a energie
Co tvoří energetickou službu?
ES=es(S,A)
ES...energetická služba, např. tepelný komfort
S...užitečná práce, např. teplo
A...atribut energetické služby, nepř. jestli se mohu o kamna spálit
Co tvoří užitečnou práci?
S=s(K,E)
S...užitečná práce
K...kapitál, např. kamna
E...energie
chci se ohřát->chci teplo s určitými atributy->potřebuji energii a kamna
poptávka po ES ->poptávka po S a A->poptávka po K a E
poptávka po energii je odvozená!
7
Co je to energetická efektivita?
1 cyklus pračky ~ 3.5 kWh
PC ~ 65-250 W
LCD ~ 35-80 W
Boening 747 ~ 3.1l na 100 pasažérkilometrů
energetická efektivita = užitečná práce/množství energie
ε=S/E
ε...energetická efektivita
S...užitečná práce
E...energie
8
Co se stane, když se zvýší
energetická efektivita?
potřebujeme méně energie na jednotku energetické služby
● mezní cena energetické služby poklesne
● můžeme poptat více energetické služby
● můžeme si také koupit nová kamna (kapitál, K), koupit si nový hadr na utírání
kamen (jiné statky, O), můžeme přestat kamna vypínat (T), můžeme si dát kolem
kamen ochrannou mřížku proti spálení (A)
● místo roztápění kamen můžeme také ráno začít péct palačinky
ESi=ESi (Ei , Ki ,Oi ,T i ; Ai)
U =u(ES1, ES2,. .. ESn)
9
Jiný příklad
(Upraveno podle Herring and Sorrell, p. 6)
úsporné hybridní auto
méně energie
nižší náklady
na provoz
častější a
delší cesty
více energie
vtělená energie
menší výdaje
za cestování
autem
dovolená v
Asii
více energie
přímá indukce
spotřeby
nepřímá
indukce
spotřeby
10
Přímý a nepřímý RE v grafu poptávky
(Zdroj: Wikipedie)
Praní prádla
Spotřeba
jiných
komodit
11
Jevonsův paradox
William Stanley Jevons (Otázka uhlí, 1865)
● zvýšení efektivity využívání uhlí → zvýšení spotřeby uhlí
● technologický vývoj nepovede ke snížení spotřeby uhlí
12
Khazzoom-Brookesův postulát
● Leonard Brookes (1979), Daniel Khazzom (1980):
výšená energetická efektivita může vést ke zvýšení
poptávky po energii
● K-B postulát byl následně silně kritizován(Lovins, 1998;
Lovins, Henly, Ruderman, & Levine, 1988)
● v současnosti je však již velmi jisté, že indukce spotřeby
existuje (Sorrell et al., 2009)
13
Terminologie
Indukce spotřeby (rebound effect) je vyjádřena jako:
RE=ztráta úspory/očekávaná úspora
Příklad:
● úsporné auto spotřebovává o 20% méně paliva
● ve skutečnosti ale nový vlastník tohoto auta snížil svou spotřebu
pouze o 15%
● indukce spotřeby je v tomto případě 25% (ztratilo se 25%
předpokládaných úspor)
jestliže je RE>100% ~ „backfire“ ~ Jevonsův paradox
● dojde nejenom ke ztrátě úspor, ale dokonce se zvýší spotřeba
energie
14
Různe typy RE
● Různé mechanismy, které vedou ke snížení úspor energie ze zavedení
energeticky účinných opatření
● Podstata, mechanismus a rozsah RE jsou předmětem sporu
Celoekonomický RE*
Nepřímý RE
Přímý RE
Vtělená energie
Sekundární efekty
Substituční efekty
Píjmové/ output efekty
(Zdroj: Herring and Sorrell, p. 8)
Klasifikace RE (spotřeba a výroba)
*Pozn.: Někteří autoři řadí celoekonomický RE jako samostatný typ RE vedle přímého a
nepřímého RE (ekonomický růst).
15
Kde můžeme nalézt největší RE?
1. Protože platí... ES=es(S,A) and S=s(K,E)
...RE je tím větší, čím větší je podíl E na ES
2. RE je větší v případech, kdy je možné substituovat E za jiné faktory
výroby
3. Velikost RE závisí na míře saturace energetickou službou ES (bude
větší v rozvojových zemícha chudých domácnostech)
4. RE je větší pro větší systémy a delší časový horizont
.
16
Velikost RE
Celoekonomický RE
● Přehled 8 CGE studií (Sorrel, 2007): RE je vždy>37%, většina
studií>50%, některé studie >100%
Přímý RE
Služba Interval
hodnot
Nejlepší
odhad
Počet
studií
Jistota
Osobní automobilová
doprava
3-87 10-30 17+ Vysoká
Topení 0.6-60 10-30 9+ Střední
Klimatizace 1-26 1-26 2+ Nízká
Další energetické služby 0-41 <20 3+ Nízká
Zdroj: Sorrell et al. 2009
17
Jak odhadnout RE?
Odhad RE
(Kvazi)-experimentální
Ekonometrický přístup
Kontrolní skupina
Pre-post
Cenová elasticita
energie
Elasticita účinnosti
„Difference in
differences“
Pro poptávku
po úžitečné práci
Pro poptávku
po energii
Pro poptávku
po energii
Pro poptávku
po úžitečné práci
18
Připomeňme si
● přímý RE je zvýšením poptávky po energii v
důsledku zvýšení poptávky po energetické
službě
● je třeba odlišit přímý RE od jiných
mechanismů vedoucích ke ztrátě úspor ze
zvýšené energetické účinnosti
SF...shortfall
TTB...temperature take-back
BEH...ztráta úspor v důsledku změny
chování
RE...přímý RE
Příklady:
a...nepřesný inženýrský odhad úspor;
b...změna vnitřní teploty v důsledku
tepelné izolace (žádná změna chování);
c...termostat je nastaven na vyšší teplotu
jako prevence vzdušné vlhkosti a plísně;
d...termostat je nastaven na vyšší teplotu,
protože je to levnější;
e...častější otevírání oken, dům přirozeně
nedýchá;
f...okna jsou otevírána častěji, protože je to
„levnější“
Jiné mechanismy ztráty úspor
20
Nástroje zmenšující RE
● RE je velmi zřídka brán v potaz při formulování energetických
politik; jednou z výjimek je zpráva DEFRA (2007)
● Důsledky RE pro energetickou politiku jsou zcela zásadní (viz
Brännlund, 2007)
– 20% zvýšení energetické účinnosti
– zvýšení emisí CO2 o 5% (celoekonomický RE je v tomto případě
125%)
– daň na CO2 musí být zvýšena o 130% aby zabránila vzniku RE
21
Nástroje omezující RE
Nástroj Strop v
používání
Cena Poznámka
Poskytování
informací a morální
přesvědčování
? ? neznámá účinnost
Přímá a fyzická
regulace
A ? záleží na kontextu
Dotace N nižší kontraproduktivní (re-
spending)
Cenová regulace ? A účinný nástroj
Obchodovatelné
povolenky
A A nejúčinnější nástroj
Zdroj: upraveno podle Bergh (2010)
22
Alternativní vysvětlení pro RE
Ekonomové předpokládají, že RE vzniká, protože
● se zvýšila energetická efektivita
● v důsledku toho klesla mezní cena energetické
služby
● v důsledku toho vzrostla poptávka po energetické
službě
● v důsledku toho se snížila úspora ze zvýšené
energetické efektivity
Je takový předpoklad oprávněný?
23
Spotřebitelé energií
Attari, S. Z., DeKay, M. L., Davidson, C. I., & Bruine de Bruin, W. (2010).
Public Perceptions of Energy Consumption and Savings. Proceedings of
the National Academy of Sciences, 107(37), 16054-16059.
● spotřebitelé mají málo znalostí ohledně komparativní spotřeby energií a
potenciálních úspor různých úsporných opatření
● opatření založené na zvyšování EE obecně uspoří více energie než
úsporné chování, avšak pouze 11.7% účastníků šetření zmínilo EE jako
nástroj šetření energie, 55.2% zmínilo úsporné chování
● spotřebitelé podhodnocují spotřebu energie a úspory průměrně 2.8x,
nejvíce se mýlí tam, kde je spotřeba/úspory největší
● spotřebitelé jsou schopni porovnávat spotřebu mezi spotřebiči stejného
druhu, avšak nikoli mezi různými spotřebiči
24
Spotřebitelé energie
Kempton, W., Harris, C., Keith, J., & Weihl, J. (1985). Do consumers
know “what works” in energy conservation? Marriage and Family
Review, 9(1/2), 115-133.
respondenti konzistentně podhodnocují úspory z EE opatření a
nadhodnocují úspory z úsporného chování
lidé při svých odhadech úspor spoléhají na informace od přátel a sousedů
místo energetických expertů
Craig, C., & McCann, J. (1978). Assessing communication effects on
energy conservation. Journal of Consumer Research, 5, 82-88.
důležitý je zdroj informace o úsporách energie: informace of státního
orgánu je vnímána jako důvěryhodnější, než informace od soukromého
dodavatele energie
25
Spotřebitelé energie
Kempton, W., & Montgomery, L. (1982). Folk
quantification of energy. Energy, 7(10),
817-827.
● spotřebitelé používají zjednodušené, netechnické
způsoby měření spotřeby energie a na jejich základě se
rozhodují (např. výdaje)
● lidé systematicky špatně odhadují úspory z různých
opatření a chování
● rodiny si zapamatují vysoký účet za energii, ale nejsou
schopny vyjádřit spotřebu v technických jednotkách (m3,
HDD)
26
Alternativní hypotézy vysvětlující RE
● mentální RE (Girod, Haan, & Scholz, 2010; Girod & Haan, 2009)
– lidé neporovnávají mezní cenu ES, ale provádějí mentální účetnictví
– jestliže udělali něco dobrého pro environment (koupili si úspornou pračku), je
pravděpodobné, že se přestanou omezovat v jiné oblasti (poletí na dovolenou)
– na různých datech ukazují existenci MR
● zelené kompenzační představy (Kaklamanou, Jones, Webb, & Walker, 2013)
– představa, že proenvironmentální chování v určité oblasti kompenzuje mé envi nešetrné
chování v jiné oblasti
– příklad: využívání veřejné dopravy -> letecký zájezd do zahraničí
– škála měřící zelené kompenzační představy skutečně koreluje s negat. chováním
● morálně licenční efekt (Tiefenbeck et al., 2013)
– morální chování v jedné oblasti mě opravňuje (dává licenci) chovat se amorálně jinde
● field experiment
● domácnosti vystavené kampani zaměřené na úspory vody (každý týden zpětná vazba) ->snížení
spotřeby vody o 6%
● ->zvýšení spotřeby elektřiny o 5.6%
● na environmentální programy je třeba se dívat celistvě
27
Shrnutí
1) Různé typy RE snižují úspory ze zavádění EE
2) O existenci RE je značná shoda
3) Liší se odhady RE a jejich jistota
4) Většina politik nebere RE do úvahy
5) Existují nástroje snižování RE
6) Ekonomický RE není jediným mechanismem
snižování úspor v důsledku zavedení EE;
předpoklad o ekonomickém mechanismu není
často realistický
28
Kde začít...
...chcete-li si sami o RE něco nastudovat?
● Jediný český popularizační článek je na
EurActivu: http://www.euractiv.cz/energeticka-ucinnost/clanek/vyssi-ucinnost-muze-pobizet-
k-dalsi-spotrebe-energie-pochopeni-efektu-podle-expertu-zlepsi-energetickou-politiku-zateplovani-
rebound-effect-energeticka-efektivita-011023
● Přečtěte si článek Sorrell a Dimitropoulos (2008)
● Podívejte se na materiály UKERC
– http://www.ukerc.ac.uk/support/ReboundEffect
● Přečtěte si knihu Herring a Sorrel (2009)
Kdybyste nemohli materiály sehnat/ byly pro vás nedostupné,
napište mi a já vám je pošlu!
29
References
Attari, S. Z., DeKay, M. L., Davidson, C. I., & Bruine de Bruin, W. (2010). Public Perceptions of Energy Consumption and Savings. Proceedings of the National
Academy of Sciences, 107(37), 16054–16059. doi:10.1073/pnas.1001509107
Bergh, J. C. J. M. (2010). Energy Conservation More Effective With Rebound Policy. Environmental and Resource Economics, 48(1), 43–58.
doi:10.1007/s10640-010-9396-z
Brännlund, R., Ghalwash, T., & Nordström, J. (2007). Increased energy efficiency and the rebound effect: Effects on consumption and emissions. Energy
Economics, 29(1), 1–17.
Brookes, L. (1979). A low energy strategy for the UK. Atom, (269), 73–78.
Craig, C. S., & McCann, J. M. (1978). Assessing Communication Effects on Energy Conservation. Journal of Consumer Research, 5(2), 82–88.
DEFRA. (2007). Consultation document: energy, cost and carbon savings for the draft EEC 2008-11 ilustrative mix. London: Department of Environment, Food,
and Rural Affairs.
Girod, B., & Haan, P. (2009). Mental rebound. Rebound research report nr. 3. Zurich: ETH Zurich, Institute for Environmental Decisions (IED). Dostupné z
www.uns.ethz.ch/res/irl/emdm/publications/berichte
Girod, B., Haan, P., & Scholz, R. W. (2010). Consumption-as-usual instead of ceteris paribus assumption for demand. The International Journal of Life Cycle
Assessment, 16(1), 3–11. doi:10.1007/s11367-010-0240-z
Herring, H., & Sorrell, S. (Ed.). (2009). Energy Efficiency and Sustainable Consumption: The Rebound Effect. London: Palgrave Macmillan.
Jevons, W. S. (1866). The Coal Question (2nd vyd.). London: Macmillan. Dostupné z http://www.econlib.org/library/YPDBooks/Jevons/jvnCQ.html
Kaklamanou, D., Jones, C. R., Webb, T. L., & Walker, S. R. (2013). Using Public Transport Can Make Up for Flying Abroad on Holiday: Compensatory Green
Beliefs and Environmentally Significant Behavior. Environment and Behavior. doi:10.1177/0013916513488784
Kempton, W., Harris, C., Keith, J., & Weihl, J. (1985). Chapter 6: Do Consumers Know „What Works" in Energy Conservation? Marriage and Family Review,
1/2(9), 115–133.
Kempton, Willett, & Montgomery, L. (1982). Folk quantification of energy. Energy, 7(10), 817–827. doi:10.1016/0360-5442(82)90030-5
Khazzoom, J. D. (1980). Economic Implications of Mandated Efficiency in Standards for Household Appliances. The Energy Journal, 1(4), 21–40.
Lovins, A. B. (1998). Further comments on red herrings. Letter to the New Scientist, (2152).
Lovins, A. B., Henly, J., Ruderman, H., & Levine, M. D. (1988). Energy Saving from the Adoption of More Efficient Appliances: Another View; a follow-up. The
Energy Journal, Volume 9(Number 2), 155–170.
Sorrell, S. (2007). The Rebound Effect: an assessment of the evidence for economy-wide energy savings from improved energy efficiency. Sussex: UKERC
(UK Energy Research Centre). Dostupné z http://www.blakealcott.org/pdf/Rebound_Report_UKERC.pdf
Sorrell, S., & Dimitropoulos, J. (2008). The rebound effect: Microeconomic definitions, limitations and extensions. Ecological Economics, 65(3), 636–649.
Sorrell, S., Dimitropoulos, J., & Sommerville, M. (2009). Empirical estimates of the direct rebound effect: A review. Energy Policy, 37(4), 1356–1371.
Tiefenbeck, V., Staake, T., Roth, K., & Sachs, O. (2013). For better or for worse? Empirical evidence of moral licensing in a behavioral energy conservation
campaign. Energy Policy, 57, 160–171. doi:10.1016/j.enpol.2013.01.021
30
Poděkování
Tato prezentace vznikla na základě výzkumu realizovaného v rámci
projektu podpořeného Evropskou komisí (grant No 265325 FP7 PURGE)
a byla podořena také z projektu SOVA – Internacionalizace, inovace,
praxe: sociálně-vědní vzdělávání pro 21. století Masarykovy univerzity
v Brně.
31
Děkuji za pozornost
jan.urban@czp.cuni.cz