Reklama
 
Blog | Josef Janeček

Energetická koncepce versus klimatické změny

  Nedávno vydalo Ministerstvo průmyslu a obchodu „Státní energetickou koncepci" navrhující rozvoj naší energetiky do r. 2050. Je to dokument, který svou nevšední „progresivitou" a udivující „předvídavostí" naprosto přesně zapadá do našeho českého Kocourkova.

 Zdá se, že nejdůležitějším problémem energetiky „po česku" je, zda máme či nemáme dále devastovat severní Čechy a bourat tam další vesnice, nebo raději více zateplovat domy, svítit úspornějšími žárovkami a při tom předstírat, že jsme tím naše energetické problémy plně vyřešili. Pikantní jsou rovněž debaty o tom, jestli nám náhodou nějaká větrná vrtule na kopci za chalupou nezkazí výhled do krajiny. Stejně dojemná je také péče o to, jestli nám pár kontejnerů jaderného odpadu z Temelína nezničí životní prostředí, nebo jestli si náhodou někdo pomocí solárních panelů příliš nenamastí kapsu.

Málokdo si uvědomuje, že energetika je snad nejdůležitější obor lidské činnosti, protože s ním doslova stojí a padá celá lidská civilizace. Bohužel je ale opředena spoustou neuvěřitelných předsudků a zavádějících polopravd či přímo lží. Je proto asi nejvyšší čas začít energetiku z tohoto zakletí vymotávat.

Dovolím si nabídnout na problémy energetiky poněkud jiný, možná poněkud „světovější" úhel pohledu. Není to samozřejmě z mé hlavy. Vyčetl jsem to z knihy Jamese Lovelocka  „Gaia vrací úder".

James Lovelock není žádným blouznivým pisálkem. Je dlouholetým významným britským vědcem, členem britské Královské společnosti nauk, čestným členem Green  College University v Oxfordu a jednou z nejvlivnějších osobností ekologického hnutí.

Reklama

Mimo to je původcem teorie „Gaia", což je metaforické označení naší Země jako živého tvora, a za ochranu životního prostředí a přírody bojoval již v době, kdy termín „ekologie" ještě ani neexistoval.

Pokusím se co nejstručněji vyhmátnout jeho nejdůležitější myšlenky.  

Lidská civilizace je za poslední dvě století čím dále tím více závislá na získávání energie. To je všeobecně známo. Stejně je známo, že velkou většinu této energie (v případě ČR v současné době 81%) získáváme spalováním uhlíku, většinou ve formě uhlí, ropy nebo zemního plynu. Víme také, že vedlejším produktem tohoto spalování je oxid uhličitý, který vypouštíme do atmosféry. Méně už je znám kvantitativní rozměr tohoto vypouštění.

James Lovelock uvádí, že lidstvo za poslední dvě století vyrobilo a vypustilo do ovzduší zhruba 0.5 teratuny CO2 (5.1011 t CO2) a v současné době k tomuto množství přidává každoročně zhruba dalších  27 miliard tun. (Toto číslo zní velmi věrohodně. V energetické koncepci, nedávno vydané MPO se uvádí, že ČR v současné době vypouští ročně do ovzduší 125 mil. tun CO2, což je cca 0.5% výše uvedeného celosvětového množství a odpovídá zhruba podílu ČR ve světové ekonomice).

Myslím, že ani tato čísla neumožňují reálnou představu. James Lovelock proto dodává, že pokud bychom každoročně vyrobené množství zmrazili na tzv. suchý led, vytvořili bychom ledovou horu, vysokou 1.5 km, jejíž úpatí by mělo obvod 20 km. Objem této hory představuje cca 12 km3  suchého ledu, což už by vydalo každoročně na velmi slušný alpský ledovec. My bohužel alpské ledovce nejen nevyrábíme, ale naopak opravdové ledovce velmi rychlým tempem likvidujeme.

Podobně se dá spočítat, že veškerý CO2 , který lidé vypustili do ovzduší od počátku průmyslové revoluce, by měl ve zmrzlém stavu objem cca 222 km3 a ledová hora vysoká jako Mt. Everest (8848m) by na svém úpatí měla obvod cca 35.5 km.

Možná, že ani taková hora nemusí někomu připadat omračující. Lze se na to tedy podívat i z jiného hlediska.

Vědci pomocí vrtů v ledovcích Antarktidy a Grónska zjistili, že během poslední doby ledové, kdy do poloviny Evropy a Severní Ameriky sahaly zhruba 3 km silné ledovce, byl průměrný obsah CO2 v atmosféře zhruba 180 ppm (parts per million). Zhruba před 12 tis. lety se do ovzduší dostalo dalších zhruba 100 ppm CO(tenkrát ještě bez přičinění člověka) a celkový obsah CO2 se ustálil na hodnotě cca 280 ppm. Průměrná teplota se tímto zvýšila asi o 3o C, ledovce ustoupily do Arktidy a vytvořilo se klima velmi příznivé pro život i pro rychlý rozvoj lidské společnosti.

Obsah 280 ppm CO2 se udržoval víceméně stabilně až do počátku 19. století. Poté se lidstvu podařilo za pouhých cca 200 let k tomuto množství přidat dalších cca 100 ppm na současných asi 380 ppm. Myslím, že to již na hrozivých změnách klimatu začínáme dosti silně pociťovat. Nejhorší ale je, že při současném tempu spalování fosilních paliv máme reálnou šanci to během pouhých 40 let dotáhnout až na 500 ppm CO2.

Řada vědeckých týmů provedla počítačové simulace chování atmosféry při postupném zvyšování obsahu CO2. a bylo zjištěno, že spolu s růstem obsahu CO2 bude zatím víceméně plynule narůstat nejen průměrná teplota, ale i všechny negativní průvodní jevy. Postupný růst průměrné teploty bude zřejmě doprovázen stále častějšími a silnějšími hurikány, povodněmi a vichřicemi. Současně s tím budou jiné oblasti sužovány stále většími dlouhodobými suchy a hladomory.

Tento vývoj ale není nekonečný. Podle provedených simulací by měl nastat nezvratný zlom právě někdy po dosažení obsahu CO2 zhruba 500 ppm. Planetární regulační systém se zhroutí a dojde skokově a nevratně k nárůstu průměrné teploty, podle odhadu různých vědců o 3 – 8 stupňů. Nám, kteří jsme zvyklí žít ve velmi variabilním počasí, nemusí tento nárůst připadat příliš hrozivý. Někteří jsou schopni ho dokonce bagatelizovat. Např. presidentu Klausovi nepřipadal teplotní rozdíl 6 stupňů při jeho cestě mezi Los Angeles a Washingtonem nikterak alarmující.

Když ale uvážíme, že rozdíl průměrných teplot na Zemi mezi dobou ledovou a poledovou činil pouhé 3o C, pak výše uvedený odhadovaný průměrný nárůst teploty celé Země musí nutně budit hrůzu. Planetě to moc neuškodí, ta si jen najde nový teplotní rovnovážný stav, ale otázkou zůstává, zda budou lidé schopni v tomto novém klimatu přežít a jaký to bude mít vliv na kvalitu jejich života. Údajně již jednou k takovému zvratu došlo zhruba před 55 mil. let vlivem obrovského množství CO2, který se do ovzduší dostal zřejmě sopečnou činností. Planeta se s tímto výkyvem prý vypořádávala asi 100 tis. let.

Čím zejména bude tento kolaps způsoben?

  1. Rozpustí se veškerý led v Arktidě a Grónsku a značná část ledu v Antarktidě. Dojde ke změně albeda těchto původně zaledněných ploch a sluneční energie, která se zde odrážela zpět do vesmíru, zůstane na Zemi a bude ji dále zahřívat.
  2. V oteplené mořské vodě světových oceánů začnou hynout mořské řasy, dosavadní největší světoví spotřebitelé vzdušného CO2. Místo, aby ze vzduchu CO2 odčerpávaly, tak naopak svým tlením budou do vzduchu další miliardy tun CO2 a metanu emitovat.
  3. Při zvýšené teplotě neudrží vláhu a začnou hynout deštné pralesy, druhý největší světový spotřebitel vzdušného CO2. Biomasa pralesů uschne a asi většinou shoří. A opět místo, aby ze vzduchu CO2 odčerpávaly, budou naopak do vzduchu další miliardy tun CO2 emitovat.
  4. V oteplené mořské vodě se poruší křehká rovnováha hydrátu metanu, ve kterém jsou na dně moří uložené miliardy tun metanu. Metan se z hydrátu uvolní a vybublá do atmosféry. Metan je skleníkový plyn, 24x účinnější než CO2. Jeho vliv na klima planety by byl fatální.
  5. Stejný proces uvolňování obrovského množství metanu nastane při rozmrznutí permafrostu na Sibiři a v severní Kanadě.

Počátky procesů pod bodem 1, 4 a 5 je možno již dnes v televizi pozorovat prakticky v přímém přenosu. Ledová pokrývka v Severním ledovém oceánu a v Grónsku mizí stále se zrychlujícím tempem. V Severním ledovém oceánu také již začíná vybublávat ze dna metan a plynové metanové bubliny se začínají objevovat i pod ledem na Sibiři.

Nejhorším důsledkem všech těchto procesů bude, že prakticky veškerá souš, snad s výjimkou severního pobřeží Sibiře, severní Kanady, Skandinávie a Patagonie v Jižní Americe se promění v neobyvatelnou poušť, nebo v nejlepším případě ve vyprahlou step. Nechtěl bych se dožít toho, až začne dnešních 6.5 miliardy lidí bojovat o těchto několik obyvatelných kousků země.

Jak tuto situaci řešit a celý proces zastavit, nebo alespoň zpomalit? James Lovelock argumentuje jednoznačně –  co nejrychleji drasticky omezit spalování fosilních paliv a nahradit je jinými druhy energie.

Krokem správným směrem je nepochybně snaha o úspory energie. Je to také velké téma všech ekologů a Zelených. Bohužel mám pocit, že je to v této oblasti také téma jediné. Sebevětší úspory energie ale problém  nevyřeší. V nejlepším případě mohou trvalý nárůst energie jen poněkud zpomalit.

Je velkou utopií se domnívat, že se lidé ve vyspělých zemích dobrovolně vzdají většiny vymožeností, které jim přinesl dosavadní technický rozvoj a s tím spojený životní styl. To se týká v současné době zhruba jedné miliardy lidí ve vyspělých zemích. Dalších zhruba 5.5 miliardy lidí v rozvojových zemích zatím jen závistivě pozoruje tuto životní úroveň a zároveň dělá vše pro to, aby ji co nejrychleji dosáhlo také. Až se jim to podaří, potřeba energie na Zemi vzroste několikanásobně. (Uvádí se, že průměrná produkce CO2 na hlavu ročně činí v USA asi 20t, v ČR asi 12.5t a v nejchudších zemích cca 100kg. Lze si jen těžko představit, co by se s klimatem dělo, kdyby tyto chudé a přelidněné země dosáhly jen poloviny naší úrovně).

Velkou pomocí při nahrazování fosilních paliv se mohou stát všechny tzv. obnovitelné zdroje, tedy především vodní, větrné a solární elektrárny. Bohužel je není možné považovat za příliš spolehlivé. Vody v řekách teče občas příliš málo, vítr dost často nefouká a Slunce svítí jenom ve dne a to také jenom občas. Tyto zdroje mohou sice významně pomoci, ale jejich podíl na celkovém potřebném výkonu se bude moci pohybovat maximálně v jednotkách procent. Navíc není ani vítr, ani sluneční energie v současné době cenově konkurenceschopná.

Za důležitý obnovitelný zdroj energie je často považována biomasa. (Zdá se, že na ni hodně spoléhá i energetická koncepce MPO). James Lovelock před větším využitím biomasy přímo varuje. Uvádí, že pokud bychom chtěli biomasou nahradit fosilní paliva používaná jen v dopravě, potřebovali bychom jen pro tento účel asi 4x větší zemědělskou plochu, ve srovnání se zemědělskou plochou používanou pro výrobu potravin. (To je zcela logické, protože fosilní paliva jsou v podstatě původní biomasou, kterou příroda střádala miliony let. Je tedy nemožné nahradit jejich dnešní roční spotřebu tím, co nám během jediného roku vyroste na poli). To je naprosto nereálné a navíc jakékoliv rozšiřování zemědělské plochy na úkor lesa je z hlediska  CO2 naprosto kontraproduktivní. Les odčerpá z ovzduší podstatně více CO2 než stejně velká plocha zemědělské půdy. Využití biomasy je podle Jamese Lovelocka přijatelné jen v případě, že se bude jednat o odpady po potravinové zemědělské výrobě.

Zbývá tedy jediný reálný a čistý zdroj, který je schopen fosilní paliva z hlediska potřebných kapacit a spolehlivosti plně nahradit. Tento zdroj je v současnosti plně technicky dořešen a i z hlediska ceny a bezpečnosti se plně fosilním elektrárnám vyrovná. Tím zdrojem je atomová energie.

Nebudu dále rozvádět názory Jamese Lovelocka na jadernou energii, jsou velmi podrobně rozvedeny a zdůvodněny v jeho výše uvedené knize. Omezím se jen na heslovité uvedení jeho závěrů:

  1. Jde o čistou výrobu energie, která neemituje žádné škodlivé látky do ovzduší.
  2. Vývoj těchto jaderných elektráren je plně zvládnut a dokončen.
  3. Cena energie z jádra je plně srovnatelná s cenou z fosilních paliv.
  4. Štěpných látek pro atomové reaktory (uranu a thoria) je tolik, že by vystačily na několik století.
  5. Statisticky lze dokázat, že výroba energie v jaderných elektrárnách je zhruba 40x bezpečnější než výroba z uhlí a několikanásobně bezpečnější než výroba z vody.

Současným odpadem výroby v jaderných elektrárnách je sice vysoce radioaktivní vyhořelé palivo, ale jeho množství a objem je naprosto nesouměřitelný s odpadem z fosilních paliv. Místo miliard tun nekontrolovatelně emitovaného jedovatého a skleníkového plynu z fosilních elektráren by se celosvětově jednalo maximálně o několik tisíc tun pevného odpadu. (V této souvislosti je pikantní, že spolu s CO2 emitují uhelné elektrárny do ovzduší i spoustu uranu, který je v uhlí ve značném procentu obsažen a jsou tedy pro své okolí mnohem radioaktivnější než jaderné elektrárny). Pevný jaderný odpad je nebezpečný jen pro nekrytého člověka z bezprostřední blízkosti a jeho bezpečné skladování je v současné době technicky plně vyřešeno. James Lovelock uvádí, že pokud by veškerou světovou produkci elektřiny zajišťovaly jaderné elektrárny, všechen roční jaderný odpad by se vešel do krychle o hraně 16m. On sám veřejně prohlásil ochotu převzít jednoroční produkci odpadu jaderné elektrárny na svoji zahrádku. Po provedení jednoduchých opatření by nejen neohrozil bezpečnost svoji, ani svých sousedů, ale naopak by získal zdroj, který by mu až do smrti mohl zadarmo vyhřívat jeho domek. Navíc se již nyní dokončuje vývoj reaktorů IV. generace, pro které se naopak tento dnes obtížný  odpad stane velmi ceněnou vstupní surovinou.

K těmto argumentům, které jsem v podstatě převzal od Jamese Lovelocka, si dovoluji připojit ještě jednu svoji poznámku:

Technologický vývoj lithiových akumulátorů dosáhl takové úrovně, že dojezdové vzdálenosti elektromobilů již dnes dosahují cca 200 km, což je zhruba polovina dojezdové vzdálenosti běžných automobilů. Další zvýšení kapacity akumulátorů na sebe určitě nenechá dlouho čekat a proto již všechny světové automobilky na to zareagovaly tak, že se chystají na zavedení hromadné výroby elektromobilů. Lithia je v zemské kůře spoustu, jen ho začít těžit a elektromobily jsou navíc mechanicky mnohem jednodušší než běžné automobily. Lze proto reálně očekávat, že  jejich cena po zavedení hromadné výroby bude plně srovnatelná s dnešními automobily. Navíc bude tento trend posilován snahou zbavit se energetické závislosti na velmi nestabilních zemích a režimech, odkud se ropa vesměs dováží. Za těchto podmínek by mohlo dojít k plné náhradě běžných automobilů elektromobily velmi rychle. Odstranění fosilních paliv z dopravy by byl nepochybně obrovský ekologický úspěch. Na druhé straně to však vyvolá obrovský tlak na další zvyšování výroby elektřiny. Ovšem nahrazovat poměrně ušlechtilá fosilní paliva  elektřinou vyráběnou v uhelných elektrárnách by byl neuvěřitelný nesmysl.

Závěry a doporučení Jamese Lovelocka mohou možná někoho šokovat, jsou však plně v souladu se závěry mezinárodního panelu pro klimatické změny, který sdružuje asi 2000 vědců z celého světa a který naléhavě doporučuje snížit emise CO2 co nejrychleji o 25-40%, pokud nemá dojít k nebezpečnému nárůstu teplot na planetě. I naše zkušenosti s klimatem v posledních letech a s jeho nevypočitatelnými a stále extrémnějšími projevy začínají dávat Jamesi Lovelockovi stále více za pravdu.

Z tohoto důvodu se domnívám, že cíle vytýčené v energetické koncepci MPO do r. 2050 jsou naprosto nedostatečné. Státní energetická koncepce si klade za cíl snížit do r.2050 podíl fosilních paliv z dnešních 81% na 60%, tj. zhruba o 25% za 40 let! Pokud tento záměr srovnáme s naléhavým požadavkem mezinárodního panelu vědců,  tak to působí přímo směšně. Uvažovat o zvýšení podílu jaderné energie za 40 let z dnešních 15% na pouhých 25% představuje velmi ubohý cíl. Přitom žádná země v našem širokém okolí nemá pro řešení svých energetických problémů tak výhodné podmínky jako my. Jsme jediná země EU, která má na svém území dostatečná ložiska uranu. To nám umožňuje nejen plně pokrýt svoji potřebu energie, ale dokonce se v oblasti jaderné energie, případně elektřiny stát pro EU tím, čím je dnes Norsko v oblasti ropy a zemního plynu. Že by to mělo, podobně jako dnes v Norsku, i velmi kladný vliv na státní rozpočet snad není ani třeba zdůrazňovat. V minulosti náš uran vyzbrojil Sovětský Svaz atomovými zbraněmi, dnes by nám naopak mohl poskytnout plnou energetickou nezávislost na Rusku a navíc ještě významně přispět k odvrácení celosvětové klimatické katastrofy.

Je plně v našich ekonomických a technických možnostech odstranit během příštích 40 let z naší energetické bilance uhlí, a to nejen při výrobě elektřiny, ale i v teplárenství (zejména když většina tepláren je dnes již zcela opotřebená). Nejlépe asi postupným přechodem na vytápění domácností elektřinou z nově vybudovaných jaderných elektráren. Uhlí by v tom případě zůstalo pouze surovinou pro potřeby chemického průmyslu. Ekologický význam takového opatření, nejen pro regeneraci ovzduší, ale i pro severní Čechy, snad ani není nutno zdůrazňovat.

Vzhledem k tomu, že během nejbližších 20 – 30 let dojde s největší pravděpodobností i v silniční dopravě k úplnému přechodu na elektromobily, umožnilo by to odstranit z naší energetické bilance i tekutá paliva.

Je tedy zcela reálné pokrýt celou naši energetickou potřebu z jaderných a obnovitelných zdrojů, možná s okrajovým využitím zemního plynu. Částečně asi pro domácnosti, ale zejména jako pohotovostní rezervu pro vykrytí nevyhnutelných výpadků dodávek z obnovitelných zdrojů.

Z těchto důvodů by bylo účelné nejen vybudovat potřebnou kapacitu jaderných elektráren, ale i rozšířit těžbu uranu, a vybudovat průmyslový komplex pro následné zpracování uranu a výrobu palivových článků.

Rozšířená těžba uranu sice bude znamenat určitou ekologickou zátěž (jako každá jiná důlní činnost), ale tato zátěž bude naprosto nesrovnatelná se současnou devastací krajiny při těžbě uhlí, a té bychom se naopak zbavili.

I když jsou štěpné jaderné elektrárny v současnosti jedinou reálnou záchranou životního prostředí, představují i ony řešení pouze dočasné. Definitivní řešení energetické otázky přinese až jaderná fúze, kdy slučováním jader vodíku na jádro helia dostaneme tolik energie, že voda v obyčejné sklenici představuje tolik energie jako několik set litrů kvalitního benzínu. Ani vstupní palivo (deuterium a lithium), ani výstupní odpad (helium) nejsou radioaktivní. Jaderní fyzici se o tuto fúzi snaží již asi 50 let, ale teprve nyní se stala reálnou možností. G. McCracken a P. Stott ve své knize „Fúze, energie vesmíru" uvádějí, že pro zapálení fúzní reakce je nutno směs těžkého vodíku (deuteria a tritia) zahřát na 150 mil. stupňů C. To se v r. 1997 skutečně podařilo na britském tokamaku JET a dokonce během 2 sec vyrobili asi 16 MW energie.Tím se jim podařilo prokázat, že jaderná fúze skutečně může fungovat nejen na Slunci, ale i v pozemských podmínkách. Pro výrobu elektřiny by bylo možno využít asi 80%, protože asi 20% z vyrobeného množství zůstává uvnitř tokamaku a mělo by sloužit k udržení vysoké teploty vodíkového plazmatu. Zhruba 3 MW energie v popsaném pokusu však zatím na udržení takové teploty nestačilo. Proto fúze pracovala jen 2 sec a proto se dnes staví ve Francii mnohem větší mezinárodní tokamak ITER, který by již měl udržet fúzní reakci „vlastními silami" delší dobu.

Na základě těchto informací je možno dnes reálně očekávat, že někdy po r. 2050 bude možno již opotřebené štěpné jaderné elektrárny postupně nahrazovat fúzními jadernými elektrárnami.

V prosinci by se měla za účasti všech světových politiků v Kodani uskutečnit celosvětová konference o klimatu a ta by měla ke všem těmto problémům učinit rozhodující závěry. Existují mezi světovými politiky lidé, kteří si plně uvědomují vážnost dnešní situace. Např. bývalá kvantová fyzička Angela Merkelová, ale i ona mluví o atomové energii jen hodně potichu, protože i její země  je stále plná antiatomových předsudků. Nebo Michail Gorbačov, který znovu po 20 letech vyzývá státníky ke „zbourání zdi", v této oblasti stejně nebezpečné, jako ta která spadla v r.1989. Naléhavě vyzývá všechny světové státníky, aby se osobně do Kodaně dostavili a tuto novou, doslova celosvětovou hrozbu uspokojivě vyřešili. Bohužel se zdá, že většina světových politiků si vážnost situace vůbec neuvědomuje, nebo tuto situaci přímo bagatelizuje. Původní ambiciózní záměr dohodnout na této konferenci snížení emisí  CO2 do r.2020 o 30% už asi vzal za své a v současné době se prý uvažuje jen o stanovení limitů, za které by se světové klima nemělo dostat. Je to prý celkové oteplení max. o  2oC, nebo obsah COmax  450ppm. S ohledem na výše uvedené údaje Jamese Lovelocka leží oba limity těsně před hranicí, odkud již není návratu, a z tohoto hlediska považuji podobné záměry za  dráždění kobry bosou nohou. Navíc prý dosavadní ochota ke snižování CO2  tyto limity  ani zdaleka nenaplňuje.

Mám pocit, že při této pštrosí politice se svět v nepříliš vzdálené budoucnosti asi nevyhne obrovským problémům. Bylo by asi moudré tuto situaci včas předvídat a v době, kdy se celý svět bude rvát o omezené kapacity několika dodavatelů atomových elektráren, mít své atomové elektrárny již dávno postavené.

Vyhledávání

Tip: Vyhledávejte dle autora pomocí autor: autor:”Erik Tabery” další tip

Výsledky vyhledávání

Hledám o sto šest
Vyskytla se chyba, zkuste to znovu.
Reklama