Oteplování do roku 2050 zastavit nejde, změny klimatu jsou nevratné a jsou dominantně způsobené fosilními palivy. Současně ale bohužel nelze postavit energetiku jen na obnovitelných zdrojích (OZE) závislých na počasí a denní době. Bez jaderné nebo fosilní nelze udržet civilizaci v chodu. Měli bychom mnohem více hledat nefosilní energetické zdroje a akumulace.
Proč potřebujeme nefosilní energetiku ?
Nereálnost představ environmentálně zaměřených lidí byl důvod k opuštění stínové uhelné komise. V komisi byl společný cíl: upozornit vládní Uhelnou komisi i veřejnost na nutnost začít řešit klimatické změny, jelikož považujeme dosavadní snahu za nedostačující. Vždyť co jsme dosáhli za ta mnohá desetiletí upřímných snah na všech úrovních společnosti (od eko-aktivistů až po prezidenty vlád a korporací) ve snižování emisí skleníkových plynů? Jen to, že emise jsou každý rok větší o 1,5 %.
Je však naopak nutný pokles o 7%, abychom se vyhnuli oteplení o více než 1,5oC, které je dle klimatického panelu OSN (tato zpráva je shrnutím 8.000 vědeckých prací) považováno za již dramaticky zasahující nejen do ekosystémů „chudáků polárních medvědů z televize“, ale už i do četnosti požárů
v jižní Evropě, Kalifornii a západní Austrálii. Také v české krajině vidíme od roku 2014 mnohem častější a intenzivnější sucha (v důsledku mnohem nižší horské sněhové pokrývky, implikující škody v lesnictví kůrovcem a zemědělství téměř 1% HDP) a za posledních 20 let jsme už zažili dvě 500leté katastrofální záplavy. Průměrná roční teplota ČR již stoupla o 2oC (vůči období před průmyslovou revolucí) a růst o další stupeň je do 2050 neodvratný. Očekávaná celosvětová makroekonomická negativa jsou velice obtížně spočitatelná i pro nositele Nobelovy ceny i s maximálně komplexním klimaticko-ekonomickým modelem a zajisté závislá na jeho osobních postojích. Nicméně dosahují náklady srovnatelné s celou energetikou nebo objemem růstu HDP.
Současná ekonomická a dopravní omezení vinou COVID-19 zhruba tuto potřebnou intenzitu poklesu emisí CO2 skutečně splňují, meziroční pokles činí 7%. Nelze věřit, že příští dvě generace lidstva budou akceptovat násilná omezení či dokonce zastavení rozsáhlých oblasti ekonomiky, která by se navíc musela takto stupňovat rok od roku. Proto se nelze domnívat, že oteplování zastaví na 1,5oC. Oteplování má setrvačnost tři až čtyři desetiletí, což je dáno např. gigantickou tepelnou kapacitou ledovců a oceánů. Tudíž toto oteplení do poloviny století už nelze zastavit a tyto změny jsou nevratné (jelikož to CO2 ve vzduchu prostě zůstane).
Přestože toto oteplení bude v oblasti Kanady a Sibiře ekonomicky spíše pozitivní, pro zbytek světa ale pravděpodobně naopak. Víme taky, že jediná oblast světa, která 30 let opravdu trochu snižuje emise skleníkových plynů, je Evropa a Rusko. To ovšem není kvůli obnovitelným zdrojům, ale hlavně díky relokaci těžkého průmyslu (po pádu socialistického bloku) do Číny, která tento pokles naopak desetinásobně vyvažuje růstem. S nadsázkou říkám, že 21. století bude příštími historiky označováno jako „stoletím klimatické změny“, za kterou byla dominantně zodpovědná fosilní energetika.
Proč nemohou být dominantním zdrojem energie pouze ty obnovitelné?
Fosilní paliva stále tvoří 85% primární energie lidstva (zbytek je hlavně pálení dřeva). Navzdory rozvoji OZE se na tom nic nemění. Chceme tedy společně primárně co nejrychlejší možné uzavření uhelných dolů a elektráren. Rozešli jsme se ale ve stínové uhelné komisi v představě jak tento páteřní energetický systém realisticky nahradit. Komplexním reálným možnostem energetiky je nesnadné rozumět, obzvláště když nejen ve veřejných, ale dokonce i v odborných textech jsou často publikovány scénáře odporující překvapivě i zákonu zachování energie. Skutečně: není totiž důležité jen kolik obnovitelné energie vyrobíte, aletaky kdy. Každou minutu musí výroba pokrýt spotřebu regionu, což ale drtivá většina dokumentů a článků prosazující ideál Evropy se 100 % OZE jednoduše ignoruje. Kdo nevěří, ať si běží sám jednoduše namodelovat na https://realisticka.cz/, o kolik by klesly emise ČR
i kdybychom měli třeba 10x více OZE než dnes (tedy všude kam se jen vejdou). Bez gigantické akumulace navíc, popsané níže, bychom stále spotřebovávali skoro stejně fosilních paliv jako dnes.
Většina českého enviromentálního hnutí požaduje, aby obnovitelné zdroje hrály podstatně větší roli, aby se dokonce rovnou staly páteří energetiky. Státní energetická koncepce naštěstí zastává racionální názor, že budoucí energetický mix země musí stát na jádru, doplněném obnovitelnými zdroji. A to z prostého důvodu: je nezávislé na počasí a denní době a je téměř bezemisní. Nechť je maximálně doplněné hydroelektrárnami, převážně novými přečerpávacími v horách. Bohužel už pro ně nemáme mnoho vhodných lokalit. Biomasy je málo a měla by sloužit hlavně pro lokální vytápění. Víme-li, že palivové (odpadní) dřevo je nejen zdaleka nejlevnější topidlo (asi proto, že je ho stále dostatek), ale zároveň je i CO2neutrální (v horizontu desitek let). Proto je absurdní vidět hájenku u lesa vytápěnou plynovodem přivedeným až z daleké Sibiře za peníze evropských dotací. Dalších max. 20 % (roční spotřeby elektřiny ČR) můžeme získat z větrné a v poslední řadě i solární energie (jež je vhodná k vykrytí poledních odběrových špiček a letních odstávek jaderných bloků). Evropská komise vyhlásila v 2019 Green New Deal s cílem, abychom se zbavili všech fosilních paliv, primárně uhlí, později ropy a plynu, už do roku 2050. S tím lze souhlasit, ale nelze kývnout na současný odchod také od jaderné energetiky, jelikož je v našich podmínkách jediným stálým bezemisním zdrojem. Není přece environmentálně žádoucí, ani ekonomicky možné energetiku postavit dominantně na zdrojích závislých na počasí, denní/noční a roční době.
Obnovitelné zdroje energie v roce 2020 v Evropské unii poprvé vystřídaly fosilní paliva na pozici hlavního zdroje elektřiny. Vyplývá to ze studie institutů Ember a Agora Energiewende.Z obnovitelných zdrojů, jako je vítr a solární energie, v loňském roce pocházelo 38 procent elektřiny v EU. Podíl fosilních paliv, jako je uhlí a plyn, činil pouze 37 procent.V Česku máme nyní čtyřprocentní podíl solární a větrné elektřiny. Ale až budou dohromady tvořit více než zhruba 20 procent, pak bude nezbytné energii pro období kdy nefouká a nesvítí slunce akumulovat. To je zapotřebí zvláště v zimě někdy i týden, kdy je ale největší spotřeba tepla. Německo jakožto světový lídr tento problém řeší každodenním transferem elektřiny se sousedními státy. Ovšem i v rozsáhlé oblasti Evropy nastupuje počasí a slunce zapadá podobně, takže vzájemná energetická pomoc nebude principiálně možná. Zákon o výkupu elektřiny „i v okamžiku, kdy je jí nadbytek“, pak vede k situaci, kdy téměř každý letní větrný den v Německu klesají ceny elektřiny do ekonomickyabsurdních záporných hodnot, kdy za odebranou elektřinu dostane odběratel peníze! Zaplatí to samozřejmě daňový poplatník, tedy každý Němec (průměrně v přepočtu cca 10.000,-Kč/rok/obyvatele). Z hlediska klimatu to ale k ničemu dobrému nevede.
Stačí se podívat na jednoduché aktuální grafy electricitymap.org, aby každý viděl, že navzdory desetiletím gigantických investicí známé Energiewende do solárních a větrných zdrojů jsou emise CO2/kWh v Německu přibližně 10krát vyšší nežli ve Franci. To proto, že francouzská energetika je postavena převážně na jádru (více zde nebo zde), zatímco Německo systematicky odstavuje jádro,
v roce 2022 skončí poslední německá jaderná elektrárna. Takovou Energiewendev ČR opravdu nechceme. Rakousko (od roku 2001 závislé na dovozu elektřiny) má k dispozici vysoká pohoří umožňující zdaleka nejefektivnější akumulaci elektřiny v podobě přečerpávacích elektráren, a tudíž teoreticky může toho ideálu 100% OZE dosáhnout. Jejich stavby by ale vedly k záboru obrovských horskýchekologicky a turisticky významných lokalit. Proto se taková díla nestaví a asi ani nebudou.
Proč nemůžeme energii akumulovat ?
Bill Gates rozumně prohlásil, že „klimatické změny zastaví buď jaderná energetika anebo zázrak ve způsobu ukládání elektrické energie“. Musíme si zkrátka vybrat: chceme-li zastavit klimatické změny, nemůžeme odmítat jádro jako – zatím jediný – stabilní nefosilní zdroj. Naše malá přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně se svou akumulací vyrovná třiceti gigantickým megabateriím, jako je ta postavená jako pilotní projekt Tesla v Australském Hornsdale. Každá taková megabaterie ale zabírá území velikosti vesnice! Stačí si přečíst zprávu PAC, která pro EU namodelovala potřebu výstavby baterií s kapacitou 76 TWhe, tedy asi 1500 GWhe pro ČR, plus zvýšení počtu přečerpávacích elektráren v Evropě na 56 TWhe (z nichž většinu až v tureckých horách, odkud by se přenášela do EU). Jak si tato čísla představit? Podle této studie je toho skutečně možné dosáhnout potrubním propojením všech stávajících evropských dvojic horských nádrží ve vzdálenosti do 20 kilometrů od sebe a napojením na síť velmi vysokého napětí. Chceme skutečně takovou Evropu? Stačí si to vydělit kapacitou 0,13 GWhe výše zmíněné „megabaterie“, abychom zjistili, že by každá taková musela stát
u každé větrné elektrárny, v ČR bychom jich potřebovali přibližně 10 000. Opravdu tohle ekologové chtějí? Chtěli a mohli by spotřebitelé tyhle obří investice zaplatit v koncových cenách elektřiny?
Kolik toho asi bude k recyklaci?
Stoprocentně obnovitelně-energetická Evropa by navíc vyžadovala vybudovat páteřní panevropskou síť spojující oblasti, kde zrovna nefouká s těmi, kde zrovna fouká a svítí slunce. Vyžadovala by těžit
a recyklovat vzácné kovy. Dnes recyklujeme (nebo spíše bez užitku ukládáme na skládky?) solární
a větrné elektrárny z doby před 20 lety, kdy generovaly přibližně 0,01% evropské elektřiny. S každým procentem těchto zdrojů OZE navíc budeme tudíž muset recyklovat stokrát více zdrojů – umí si to někdo představit a spočítat z enviromentálního pohledu!? Doly na tyto vzácné materiály jsou hlavně v zemích třetího světa, což solární elektrárny staví do jiného světla než jako „čisté zdroje“. Chtějí opravdu ekologicky smýšlející nadšenci namísto jednoho jaderného bloku Dukovan raději postavit 2000 obrovských větrných elektráren (2 MWe,pík) s tím, že u každé z nich stojí „megabaterie“ velikosti vesnice, kterou je navíc potřeba recyklovat typicky každých šest let? Anebo místo té megabaterie by
u každého větrníku raději chtěli fabriku na elektrolýzu vody s palivovými články a s průtočnou nádrží sečtyřmi tunami vodíku? Bum. To aby se pak člověk bál chodit po horách.
Neměli bychom tedy raději využívat energii rozumněji ?
Primárně bychom měli – my v ČR, EU i celý svět – dále zvyšovat ceny za uhlíkové emisní povolenky
a tyto peníze použít na sociální transformaci uhelných regionů, nezbytnou transformaci energetiky
a dopravní infrastruktury, ale i například na projekt Zelená úsporám a výzkumné projekty nových energetických zdrojů a její akumulace (do kterých se zatím neinvestuje téměř nic). Pomalé zvyšovaní cen povolenek už dnes přirozeně ekonomicky tlumí některé fosilní projekty. Postupné další zvyšování povolenek ke spalování uhlí, benzínu, nafty a plynu povede k transformaci energetiky a dopravy, ale přirozeně taky k rozumnějšímu využívání fosilních paliv. Bez výstavby nových jaderných bloků to vše ale nepůjde. Otázka je, zda vše můžeme zvládnout a navíc dostatečně rychle.
Úspory tepla jsou zdaleka nejefektivnějším způsobem jak snížit emise skleníkových plynů a zároveň ochránit svou peněženku. Například nízkoenergetické domy považuji za nejefektivnější způsob úspory energie, který má u novostavby návratnost investičních vícenákladů jen několik let, sám jsem si takový nechal stavět. U pasivních rodinných domů už sice prakticky nemusíte topit vůbec, ale tři čtvrtě milionu korun vícenákladů budete ušetřeným teplem splácet hodně dlouho. Jinak řečeno: za ta mnohá desetiletí podpory pasivních budov se jich postavilo na celém světě jen 60.000, takže jich zbývá přestavět už „jen“ 99,9 procenta. Lze sotva věři, že jich v polovině století bude celosvětově více než procento. Rozumnější se tudíž zdá spíše většinu budov zateplit alespoň trochu, nežli se soustředit na extrém pasivního standardu.
Jaký pokrok v dekarbonizaci dosáhl svět ?
Díky 70leté existenci jaderné energetiky se nevypustilo do atmosféry 38 miliard tun CO2 (viz zde). Jenže to odpovídá aktuálnímu ročnímu objemu emisí na celém světě. Problém klimatu se díky jádru odložil do budoucnosti o pouhý jediný rok. Tentýž výpočet ale ukazuje, že veškerá světová snaha
o budování solárních a větrných elektráren (hlavně ve 21. století) odložila oteplování jen o pouhý měsíc tím, že ušetřila emise pouhých čtyř miliard tun CO2. Obojí je strašně málo s vidinou, že potřebujeme oteplování planety „odložit“ o cca půl století. Tedy do doby než lidstvo vymyslí a hlavně v masivním měřítku zrealizuje opravdu bezpečný, bezemisní a bezodpadový energetický mix různých zdrojů (nebo OZE s akumulací). Do té doby ale lepší mix než „dominantně jaderné štěpení + trocha OZE s velkou akumulací“ prostě nemáme.
Věřme, že v tom mixu bude od poloviny století termojaderná fúze (jinak by to nebyl autorův obor :-)), protože tyto podmínky splňuje. Mnozí z nás věří také např. v technologii velmi hlubokých geotermálních vrtů, geologické ukládání CO2 z komínů uhelných elektráren. Nebo se dočkáme zmíněného „zázraku“ v efektivním způsobuskladování elektrické energie (gravitační, tepelné, bateriovo-chemické …). Kdo ví?
Investujeme dost do výzkumu nefosilních zdrojů energie a do akumulace?
Ani zdaleka ne. Celosvětové investice do veškerého výzkumu nových energetických zdrojů a úložišť jsou prakticky zanedbatelné. Jen si srovnejme toto: každý rok každý Čech vydává průměrně 3 000,-Kč na činnost a úhradu nových OZE hlavně FVE (v podobě povinných poplatků za OZE v účtech za elektřinu), za Energiewende ročně zaplatí každý Němec10.000,-Kč. Pro srovnání: investuje se např. do výroby automobilů, z čehož 400 Kč/obyvatele jde na automobilový vývoj. Naopak, do výzkumu fúze lidstvo investuje pouhé 4 Kč / rok / obyvatele. Přestože cílový reaktor ITER je nejdražším vědeckým civilním projektem světa (plán spuštění v roce 2025 a od roku 2035 začnou inženýrsko-fyzikální testy
s výkonem 500 MW). Je to pouze jeden stroj, který je současně podporován výzkumem asi 10 mnohem menších a levnějších projektů. Proto se taky v celé střední východní Evropě fúzi věnuje méně než 200 lidí, z nichž polovina pracuje v Praze. Nelze se pak divit, že je náš pokrok pomalý.
Závěrečné doporučení: jakýkoliv obor „nefosilní energetiky“, obzvláště jeho výzkumu a vývoje, by mladí inženýři(rky) a vědci(vědkyně) měli považovat nejen za fascinující, ale i za skutečně perspektivní v tomto století klimatické změny.
Mgr. Jan Horáček, dr. éssc., člen spolku Realistická energetika a ekologie