Je reálné nahradit jadernou a fosilní energii? V
Milan SmržZávěrečná část série textů o obnovitelných zdrojích energie pojednává o obnovitelné dopravě, geotermálních zdrojích, racionálním využívání energie, politických konsekvencích a o tom, jak se k problémům energetiky přistupuje v České republice.
Obnovitelná doprava
Obnovitelná doprava nemůže být z kapacitních ani ekologických důvodů postavena výlučně na biopalivech. Dominovat by měla především elektromobilita, využití obnovitelně generovaného metanu, ale i „exotické“ možnosti jako využití fotovoltaického proudu pro speciální letadla (mnohem levnější než komunikační družice), či renesance využití větru v námořní dopravě. Biopaliva jsou u nás další proklínanou komoditou obnovitelné energetiky. Mnohdy se o nich píše, že na svou produkci spotřebovávají více energie, než je v nich obsažena. To ovšem nemusí být pravda. Bohužel v současné době se kvůli biopalivům na některých místech Země mýtí tropické lesy, dochází k nenahraditelné ztrátě biodiverzity, obnažená půda uvolňuje následně z organických složek oxid uhličitý a naopak váže kyslík oxidací železa v půdě. Tento způsob samozřejmě není udržitelný a je třeba jej odmítnout.
Cokoliv lze dělat dobře i špatně. Můžeme dbát na udržitelnost, zachování přírodního bohatství a biodiverzity i na sociální spravedlnost, či nám mohou být takové věci ukradené a může nás zajímat jenom krátkodobý profit. Nakonec ovšem vždy dostaneme účet.
Kritika cíleně pěstovaných bioenergetických rostlin je částečně oprávněná. Nejdéle využívaná biopaliva (bioetanol, biodiesel) tvoří však dobrý můstek k biopalivům druhé a vyšší generace, které využívají celé rostliny a inovativní procesy. K takovým biopalivům patří především BTL paliva (Biomas to Liquid), na jejichž výrobu využít jakoukoliv biomasu. Z ní se termickým rozkladem vyrobí syntézní plyn (oxidu uhelnatý a vodík) a z něj pak katalyticky směs uhlovodíků, jež svou kvalitou a nízkým obsahem síry předčí motorovou naftu. Jako pohonnou hmotu lze využít kvasný bioplyn, či z něj separovaný biometan nebo metan vyrobený suchou cestou — SNG (Syntetic Natural Gas) která se nedávno zdařila v rakouském Güssingu nebo již uvedeným způsobem Frauenhoferova institutu.
Společnost Virgin Atlantic označila svůj nedávný let z Londýna do Amsterodamu jako průlom při hledání klimaticky nezávadného paliva. K pohonu velkého dopravního letadla použila směsi palmových olejů a umístila je do jedné ze čtyř palivových nádrží letadla. Ostatní tři turbíny byly provozovány běžným palivem. Uspořádání mělo zajistit bezpečný let i pro případ výpadku turbíny s novým palivem. Let bez pasažérů prokázal, že je možné nahradit kerosin směsí rostlinných olejů, aniž by zmrzly nebo se rozložily. Zakladatel firmy soudí, že během 10 let budou dopravní letadla provozována především na rostlinný olej. Obdobně uvažuje firma Airbus.
Čistý rostlinný olej je vhodnou pohonnou hmotou i pro dieselové motory, především starší konstrukce. Je přitažlivý svou cenou, ale je nutno adaptovat palivový systém. Uvádí se, že ekonomické výhody u osobních aut se projeví až po 100 000 km. V budoucnu bude pravděpodobně užíván jen marginálním podílu automobilů. Čistý rostlinný olej by s výhodou mohl používat tam, kde vzniká — na pohon zemědělských mechanismů.
Biopaliva by se měla vždy prodávat s průkazem původu a průkazem úspory emisí oxidu uhličitého. Legislativa EU na takové parametry již pamatuje, na trh by měla být připuštěna jen taková biopaliva, která budou mít nejméně o 35 % nižší emise oxidu uhličitého než paliva fosilní. Po průkazu původu bychom se ale měli ptát vždy. Biopaliva nejsou v tomto ohledu žádnou výjimkou. Již zavedenými „průkazy původu“ jsou fair trade i zelený proud výhradně z obnovitelných zdrojů. Zelený proud si můžete koupit již několik let v mnoha zemích Evropské unie a od počátku letošního roku nově i v České republice. Měli bychom se zajímat, jestli to, co „levně“ koupíme, neplatí nakonec někdo jiný. Zda se neničí příroda či atmosféra, jestli se na výrobku nepodílí dětská práce, či zda se do okolí nevypouštějí toxické a škodlivé látky, nebo zda lidé nepracují ve špatných podmínkách.
Hlavní váha budoucí obnovitelné mobility bude nejpravděpodobněji spočívat v elektromobilech. Elektrochemické baterie by s výhodou mohly zůstat v majetku výrobce a na „čerpacích“ stanicích by byly pouze vyměňovány. Tato nová forma vlastnictví by mohla snadno zajistit prakticky 100% recyklaci baterií s obsahem úzkoprofilových prvků nebo materiálů. Systém automatické výměny baterií byl již před několika lety představen na mezinárodních autosalonech. Další, asi menší segment, by mohla převzít regionálně získávaná biopaliva s vysokou výtěžností na hektar. I ekologicky únosná obnovitelná doprava ale nepředstavuje úplné řešení dopravních problémů. Vedle uvedených možností je třeba se soustředit na snížení objemu dopravy částečnou regionalizací hospodářských okruhů, stálou propagací levné veřejné dopravy a racionálním využíváním osobní dopravy (carsharing, carpool, kombinace veřejné a sdílené osobní dopravy při jedné cestě).
Geotermální zdroje
Exaktně řečeno geotermální energie není obnovitelným zdrojem, protože je to teplo, které se nashromáždilo v zemské kůře přirozenými radioaktivními procesy. Geotermie je přesto podle mnoha studií obrovským zdrojem energie. Český geologický úřad ve studii geotermálního potenciálu ČR konstatuje, že potenciál ČR odpovídá 25 JE Temelín, obsáhlá studie MIT tvrdí, že geotermální potenciál v USA by mohl pokrýt americkou spotřebu energie po dobu 130 000 let, a analogická studie v Německu počítá se 600 násobkem současné spotřeby elektřiny.
V principu existují dva různé způsoby využívání geotermální energie. Jeden využívá energii horké vody a takové elektrárny jsou rozšířeny na místech s vysokou tektonickou aktivitou (Japonsko, Island) a druhý, poměrně nedávný, se nazývá HDR (Hot Dry Rock). Při této metodě se vrtají podle geotermálního gradientu dva hluboké vrty. Z jednoho se odebírá horká voda a do druhého vrtu se vtláčí voda ochlazená po tepelném procesu. HDR proces se většinou koncipuje na teplotu 120 až 190°C a využívá se na výrobu elektřiny v uzavřeném cyklu pracujícím s nízkovroucí kapalinou, sice s nízkou účinností, ale s tím, že se primární energie nekupuje. Zatím není úplně uspokojivě vyřešeno vrtání velmi hlubokých vrtů, mimořádně zajímavá se zdá být nová technika vrtání pomocí výkonných laserů, která umožní jakékoliv úhly vrtu a i mnohem vyšší rychlost ve srovnání s konvenčními metodami a je také mnohem levnější. Geotermální zdroje dojdou využití především tam, kde lze zaručit veliký odbyt tepla.
První elektrárna tohoto druhu byla spuštěna v červnu 2008 v Soultz-sous-Forêts v Alsasku, má elektrický výkon 2,1 MW. Teplota vystupující vody je 175° C. V Litoměřicích se staví první česká HDR elektrárna s elektrickým výkonem 5 MW.
Racionální využívání energie
Když se v jarní nebo podzimní večer zastavíte na Staroměstském náměstí — ne že by to bylo jediné místo energetické zhůvěřilosti — uvidíte návštěvníky Prahy, jak sedí v lehkých svetřících pod plynovými topidly ve venkovní zahrádce, zatímco za nimi je vytopená úplně prázdná restaurace. Z hlediska restauratéra je to dobrý tah, který mu zajistí více zákazníků, kochajících se při jídle a pití výhledem na historické město, ale z pohledu udržitelnosti a racionality to je velmi špatné řešení.
Velmi často se hovoří o úsporách energie. Mnohé ekologické organizace hovoří o úsporách jako o hlavním způsobu řešení energetické otázky. Dokonce kdysi zavedly pojem „negawatty“ jako energii, která se nespotřebuje, a tvrdily o ní, že úspora je největší zdroj. Úspora není zdroj. Je samozřejmě důležité snižovat spotřebu, ale efekt úspory nelze přeceňovat. Existuje totiž tzv. Jewonsův paradox, podle něhož s úsporou zdroje dochází ke zvyšování spotřeby.
Racionální využívání energie a úspory lze rozdělit do dvou různých skupin. Především je to snížení zbytečného konzumu a zbytečné spotřeby (stand-by režimy), snížení spotřeby elektrické energie na vytápění (včetně tepelných čerpadel), používání úsporných spotřebičů, nalezení nízkoenergetických průmyslových a zemědělských procesů.
Jsou navrženy koncepty jako společnost 2000 W, kterou vypracoval švýcarský technologický Institut v Zurichu, podle nějž by se mělo 5 kW příkonu na jednoho švýcarského občana snížit do roku 2050 na 2 kW příkonu celkové energie. V USA je průměrný příkon na hlavu 12 kW.
K racionálnímu využívání energie může prospět především její adresnost. Mám svou energii ze své střechy; máme energii pro naši vesnici z naší bioplynky nebo našeho větrného parku; nabíjím své auto ze své fotovoltaiky. Již tyto skutečnosti přimějí mnoho lidí zamyslet se nad zbytečnou spotřebou. Anonymní, veliké zdroje naopak vedou k nekontrolovanému nárůstu spotřeby.
Politické a společenské konsekvence
Odstranění státního nebo skrytě státního monopolu energetické výroby výrazně posílí demokratický potenciál veřejnosti. Nelze si dobře představit demokratickou společnost dlouhodobě ovládanou monopolním dodavatelem energie jako nejvýsostnější komodity. Vidíme, že především konzervativní pravicové politické strany jsou propojeny s energetickým byznysem. V Německu v nedávné době pravicové unijní strany kličkovaly před zelenou protijadernou ofenzívou. V ČR není protijaderná politika nijak výrazně profilována, protože jádru fandí v podstatě všichni — občas i Strana zelených, ale na jachtu s šéfy velikých vládních stran jezdí právě energetičtí bossové. Totéž známe z Francie či Itálie. Situaci v USA každý dobře zná, ropné války se vedou na stále více místech. Minulá americká administrativa svým personálním obsazením připomínala více představenstvo ropného koncernu, nežli politické těleso vzniklé demokratickou volbou. Energetické koncerny i politické strany si dobře uvědomují závislost společnosti na dostupné energii, a proto chtějí za každou cenu setrvávat na vizích centralizované energetiky. Jinak by přišly o mnoho peněz, ale i spousty vlivu a společný kamarádšoft kapitálu a politické moci.
Prakticky pro každou ekonomickou jednotku, ať se jedná rodinu či stát, je dobré být pokud možno co nejsamostatnější. Pro rodinu je výhodné mít vlastní dům se skleníkem na pěstování vlastní zeleniny a vlastní teplo na vytápění — ve vesnických společenstvích je něco takového docela samozřejmé. K tomu můžeme ještě přidat čištění a využívání odpadní vody, záchyt vody dešťové, a vlastní elektřinu. Nové postupy a technologie odstraňují dřinu a zvyšují efektivitu. Pakliže k těmto komoditám v rámci obce, města či regionu přidáme ještě další objemy potravin a energie, regionální a lokální stavební hmoty, získáme vedle úspory za dovoz mnoho dalších profitů, zejména vytvoření lokálních ekonomických okruhů a trvalou místní práci. Sklizni energie, potravin a vody se mohou věnovat ti, kteří by jinak zůstali nezaměstnaní. Vedle ekonomických přínosů je také důležitý smysl vlastní existence. Uchopitelná a zcela konkrétní práce má blahodárný účinek na jednotlivce, rodinu i komunitu. Obnovitelné zdroje mají šanci stát se vizí společnosti, která chce být sociálně a ekologicky vnímavá a poctivá.
Trvalá a stále rostoucí závislost na energetických surovinách hrozí přerůst do politické závislosti, která se může stát vážnou bariérou demokratického rozvoje společnosti. Proměna energetického systému do decentrální formy tedy povede nejenom k čistějšímu a bezpečnějšímu světu, ale ke světu spravedlivějšímu i demokratičtějšímu.
To co bylo řečeno, platí mnohonásobně pro země rozvojové. Veliká většina lidí z těchto zemí nemá žádnou elektrickou energii, ani na prodloužení krátkého tropického dne. Především v těchto zemích nelze připustit žádnou jinou energetiku než obnovitelnou. Ostatně ve většině těchto zemí jsou mnohem lepší podmínky pro aplikace obnovitelných zdrojů. Představa, že rozvinuté země se vydají cestou principielně jiné koncepce energetiky, než chudé země rozvojové, není udržitelná. Taková politika by se časem vymstila, protože by vedla k dalšímu nárůstu rozdílů. Dvě třetiny afrických zemí dováží energetické suroviny za větší objem peněz, než činí jejich exportní příjmy. Čtyřicet zemí na světě sdílí obdobný osud. Poroste počet zemí, které budou žít na energetický dluh.
V současné době, více než kdy předtím, potřebujeme příběh proměny. Těžko se může stát příběhem pouhé obalení domu polystyrenovými deskami. Může to být praktické, levné a úsporné řešení, to ano, ale nebude to „love story“, ani cesta či vize. Příběhy byly vždy tím, co lidi stmelovalo a co jim dávalo světlo a sílu na cestu. Musíme takový příběh začít psát a musíme jej začít vyprávět svým dětem. Musíme jej žít. Jenom tak se dostaneme z marasmu, do něhož jsme se dostali neodpovědným životem ve vulgárně spotřební společnosti. Potřebujeme participaci občanů na změně společnosti prolezlé korupcí, malomyslností, morálně devastované, potřebujeme něco, co nás postaví na reálnou zem. Respekt k přírodě a začlenění našich civilizačních cyklů do existujících cyklů přírodních může být takovou výzvou. Velikou součástí tohoto plánu jsou obnovitelné energie — světová sluneční revoluce (Scheer). Lidská civilizace se bez násilného porobování přírody stane i sama méně násilnou. Pakliže se nám tyto kroky nepovedou, zřejmě naše historie skončí.
České řešení
Nekompetence české politiky je velmi dobře patrná mimo jiné i v přístupu k energetice. Kotrmelce v politice obnovitelných zdrojů, nesmyslně vysoké výkupní ceny fotovoltaiky ještě v roce 2010, které nereflektovaly prudké snižování nákladů na fotovoltaiku, pak zcela nestandardní zdanění (ve chvílích, kdy se hovoří o zjednodušení a unifikaci daní), jednou se připojení povolují a pak se zase nepovolují, nedostatečná regulace spekulativních záměrů, participace odpůrců obnovitelné energetiky v dobrém byznysu, to vše svědčí o absolutním nezájmu o obnovitelnou energetiku. Česká politika nerespektuje evropské energetické směrnice, nesplnila indikativní cíle a čím dále jasněji projevuje svůj nezájem na obnovitelných zdrojích. Koleduje si o mezinárodní arbitráže, které nakonec zaplatíme všichni.
Především bude třeba vytvořit právní rámec skutečně a dobře podporující obnovitelnou energetiku, což bude v české společnosti těžké, neboť je protkána pevnou sítí rezistence proti alternativě, především energetické. Důvěra v energetické giganty se zdá neotřesitelnou. Bez změny postoje veřejnosti je změna politiky nemyslitelná. Je třeba otevřít média široké a otevřené energetické diskuzi a konfrontovat naše zaostávání ve srovnání s vývojem v jiných zemích.
Jak by mohl vypadat rámec rozvoje obnovitelných zdrojů? Bylo by vhodné podporovat a učinit atraktivní investice do obnovitelných energií pro obce a skupiny občanů. Pevné výkupní ceny stanovit vždy na základě vzniku optimálního energetického mixu. Přijmout zákon pro vtáčení obnovitelného metanu do sítě zemního plynu. Větrnou energetiku situovat podél liniových staveb, podporovat bioplyn, klasický i SNG, vybudovat provoz na výrobu obnovitelného metanu z vodíku, který by zpracovával přebytečný proud a tlakové zásobníky stlačeného vzduchu spojené s kogenerací z biometanu u měst a podporovat energetickou autonomii. Podporovat mikrokogeneraci v bytech, elektromobily a systém C2G. Najít politické spojence, kteří nechtějí být závislí na energetických dovozech a fandí decentralizaci. Najít hospodářské spojence, především v branžích stavebnictví, elektroniky, komunikace, IT a pochopitelně u výrobců zařízení OZE.
Sympatie, či skepse vůči jaderné energii je otázkou důvěry v trvalý spontání pokrok vědeckotechnické civilizace.
Sympatizant příkladně opírá svou důvěru o názor, že bezpečnost jaderných elektráren je zaručena gradující technickou vyspělostí, takže i radioaktivni odpad chápe jako pouhý meziprodukt dalšího využití na trhu s energií.
Skeptik považuje defektnost lidské bytosti a přirozenost přírodních katastrof za nadřazené technickému pokroku. Nedůvěra jej nutí vnímat nebezpečí a hledat alternativy.
Pan Smrž popisuje sice řadu dalších "možností", problém ovšem je, že nerozlišuje, zda jde o technicky a ekonomicky realizovatelné projekty či jen vize, které se snad realizují ve velmi vzdálené budoucnosti (nebo třeba vůbec).
Nemá však smysl namlouvat lidem, že auta v udržitelné energetice tady s námi nadále budou, akorát, že budou jezdit na elektřinu. To je lež jako věž!
Pro přiblížení rozměru problematiky energetické spotřeby současného automobilového provozu v ČR jsem si dovolil pro vážené čtenáře DR malý výpočet - s převodem na počet tolik oblíbených Temelínů:
Energetický obsah benzínu či nafty je asi 35 MJ/litr tedy 35 10^6 J/l. Roční spotřeba ČR je asi 8x10^9 litru, což dělá 0.3x10^18 J/rok. Temelín dodává asi 15 TWh za rok (to jsem trochu nadsadil) což je 0.5x10^16 J/rok.
Takže necelých 100 Temelinu a budem si u nás v Česku dál jezdit jako páni...
První je, že se také musí zintenzivňovat stavba fosilních tedy plynových nebo uhelných zdrojů. I to je důvod proč rok 2010 byl prvním v EU, kdy výkon plynových zdrojů rostl nejrychleji a teprve podruhé od roku 1998 se postavilo více nových uhelných zdrojů než se odstavilo. Čím více bude větrných elektráren, tím více bude potřeba i fosilních, které je zálohují a větrné budou stále méně efektivní. Když na pobřeží fouká, tak to je většinou v celé rozsáhlé oblasti, stejně když nefouká. Takže v prvním případě se bude muset část z nich vypínat a v druhém pojedou intenzivně fosilní.
Ještě větším problémem je doprava elektřiny ze severu, kde už teď je ve větrných časech velký přebytek na jih, kde je stálý nedostatek. Už první německá studie DENA I (vypracovaná „Deutsche Energie-Agentur GmbH“) z roku 2005 ukázala, že do roku 2015 musí Německo (aby splnilo plán 20 procentního podílu obnovitelných zdrojů) postavit 850 km vedení velmi vysokého napětí. Doteď se postavilo jen 90 km. To je i důvod, proč elektřina z německých větrných parků se tlačí k nám a do Polska a ohrožuje síť u nás. A bude stále hůře. Nová studie DENA II z roku 2009 rozebírající situaci v energetice a potřeby na energetickou síť do roku 2025 ukazuje, že pro možnost mít v roce 2020 podíl obnovitelných zdrojů 35 procent je potřeba postavit do tohoto roku 3600 km vedení velmi vysokého napětí a další vedení posílit ( předpokládaná cena této investice je 9,7 miliard EUR).
Nezanedbatelný problém je v tomto případě i obrovská nestabilita a výkyvy. Ve studii DENA II se konstatuje, že do roku 2025 jsou jedinými realistickými možnostmi ukládání energie přečerpávací elektrárny (o dalších možnostech, které popisuje pan Smrž, studie konstatují, že nejméně ve zkoumaném období, tedy do roku 2025 je jejich využívání technologicky a ekonomicky nereálná. Proto potřebuje Německo vedení velmi vysokého napětí, které je napojí na norské vodní elektrárny. I když tak využije norskou baterii, jak o tom píše pan Smrž, pořád ještě to nebude stačit pro udržení stability sítě. Proto Německo tlačí na vybudování evropské globální energetické sítě. Předpokládá, že dostatečný počet dalších států nepůjde stejnou cestou a klasické elektrárny (fosilní a jaderné) mimo Německo podrží stabilitu i německé sítě. Řečeno jasně, do značné míry by stabilitu německé sítě držely hlavně francouzské jaderky. A to mluvíme o podílu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů v Německu pouhých 35 procent. A i tak by to nešlo bez podpory klasických zdrojů ze zahraničí. A zesílení centralizace a globalizace energetiky v celé Evropě.
V elektřině tak stačí pouze zhruba čtvrtinový obsah energie. Výsledkem je, že pokud je prvotní číslo o spotřebě benzínu a nafty Martina Mistrika správný a nespletl se v dalších počtech, tak by stačilo pouhých 25 Temelínů. Ovšem, podle mě se spletl. Souhlasí, že oba bloky Temelína tohromady mohou dodat 15 TWh ročně. To je 15x10^12 Wh. Abychom to dostali v joulech, musíme to vynásobit 3600 a máme tak 54x10^15 J = 5,4x10^16 J za rok. Tedy o řád více než udává Martin Mistrík. V tom případě by nám pak stačily necelé tři Temelíny a to už je docela zvládnutelné. Tedy, pokud jsem se někde nesekl já. Pochopitelně to je obrovské zjednodušení, protože je třeba porovnat i energetickou náročnost infrastruktury potřebné pro elektromobily a klasické automobily. V každém případě by přechod i významné části automobilů na elektřinu z hlediska pouhé spotřeby elektrické energie nemusel být dramatický (zatím existují jiné technická a ekonomická omezení).
Vzpomínám na jeden dokument o Václavu Bělohradském, kde srdnatě hovoří o ekologické krizi a potřebě zelené kritiky systému - načež nasedne do auta a odfrčí pryč.
Všichni participujeme na systému, jsme jeho součástí, nemůžeme se odstěhovat na zelený ostrov a pít kokosové mléko. V tomto smyslu je náš současný systém našim "osudem". Avšak jen do určité míry. Neznamená to, že musíme podléhat fatalismu a sedět se založenýma rukama. Vždy máme možnost hledat alternativy, věnovat se hlubinné kritice systému. Ale slova by měla jít ruku v ruce s činy.
Nikdo z nás asi není schopen bojkovat jadernou energii tím, že např. přestane používat elektrické spotřebiče. To je nesmysl, návrat do středověku není možný. Ale máme stále možnost svobodné volby např. v tom, že nebudeme jezdit autem. Autobus jistě není ekologický, ale v úhrnu je ekologičtější hromadná přeprava autobusem než osobní doprava. O vlacích nemluvě.
Já řidičský průkaz nevlastním a ani ho nechci. To je můj skromný příspěvek k udržitelnému rozvoji.