Před patnácti lety vyšel ve vědeckém časopise Science popis modelu možného přechodu světové energetiky na „bezuhlíkovou“. Práce se stala hojně citovanou a čtenou mezi zastánci rychlého a radikálního snižování emisí CO2. Postulovala, že aby nedošlo ke zvýšení teploty o více než 2 °C, musela by se světová energetika během příštích 30 let zcela zásadně proměnit. A aby se to stalo, svět by musel v současné době každý den uvádět do provozu „bezuhlíkové“ zdroje o výkonu zhruba 1100 megawattů (MW).
Hlavní autor, Ken Caldeira z Carnegie Institution, se po letech ke své práci vrátil, aby se podíval, jak to vlastně vypadá ve skutečnosti. A výsledek ho příliš nepotěšil – ve skutečnosti dnes svět přidává každým dnem zhruba 150 MW nových nízkoemisních zdrojů. Řádový rozdíl znamená, že „přestavba“ energetiky do podoby, kterou by zastánci výrazného snižování emisí CO2 preferovali, by netrvala 30 let, ale zhruba tři a půl století.
Caldeirův výpočet je samozřejmě jen přibližný, ale řádově se shoduje s dalšími podobnými odhady. Letošní výhled Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii (IRENA) říká například něco velmi podobného: podle něj by se měla rychlost budování nových obnovitelných zdrojů zvýšit zhruba šestinásobně, aby obnovitelné zdroje mohly v roce 2050 tvořit dvě třetiny celkové konečné spotřeby energie a 85 % výroby elektřiny. Caldeirovy odhady byly jen o trochu ambicióznější, a tak je jeho výhled ještě o něco „pesimističtější“.
Nechejme stranou veliké nejistoty kolem závislosti globální teploty na hladině CO2, nepřesnosti klimatických modelů i legitimní otázku, do jaké míry se vyplatí proti klimatické změně bojovat. Na řadu z nich jednoduše nemáme vhodné odpovědi a možná ani nikdy mít nebudeme. Věnujme se mnohem praktičtější a pro rozhodování o naší budoucnosti důležitější otázce: proč změna nejde rychleji, když většinový názor (a to zřejmě jak odborný, tak veřejný) se dnes staví zřejmě na stranu zastánců názoru o nutnosti omezování emisí a rizicích globálního oteplování. Proč po zhruba 20 letech, kdy otázka změny klimatu je především ve vyspělých státech na předních místech veřejného zájmu, se vlastně nic nezměnilo.
A zřejmě se v nejbližší době ani měnit nebude. Do poloviny tohoto století by měla podle odhadů světová spotřeba energie vzrůst zhruba o třetinu. Jen samotná Čína bude v příštích desetiletích zřejmě potřebovat zdroje schopné vyprodukovat za rok zhruba stejně energie, kolik činí dnešní celková energetická spotřeba USA (tj. výroba všech primárních energetických zdrojů), tedy zhruba 25 petawatthodin (PWh).
Je to hodně práce
Čtenář nám snad odpustí, ale ještě chvíli se zdržme u čísel, která ilustrují gigantické rozměry takového úkolu: přechod k nové energetice by vyžadoval stavbu řádově zhruba desítek tisíc velkých jaderných elektráren nebo instalaci solární panelů na ploše velmi zhruba odpovídající Německu.
Tváří v tvář takovým číslům je až překvapivé, že si někdo představoval rychlejší změnu. Minulost nám poměrně jasně ukazuje, že něco takového chce čas i za velmi příhodných okolností. Podle hojně citovaných údajů původem Čechoslováka, ale dnes v podstatě naturalizovaného Kanaďana Václava Smila i minulé „energetické přechody“ trvaly velmi dlouho. Podíl uhlí na světové spotřebě energie se z 5 na 25 % zvýšil zhruba během 35 let. U ropy to trvalo 40 let a u zemního plynu 55 let.
Asi jste si všimli, že je trendem prodlužování energetických přechodů. Nejen Smil se domnívá, že hlavní příčinou přitom je zvyšující se technická náročnost těchto postupných přeměn. Uhlí nahradilo dřevo, které je v podstatě velmi podobným palivem. Deriváty ropy už vyžadovaly nové technologie, zemní plyn zase nové – a v mnoha ohledech náročnější (moderní plynové turbíny jsou technologické „divy“, které si náročností a úrovní zpracování leckdy nezadají s kosmickými technologiemi).
Snad ještě významnější roli má také zvyšování skutečné spotřeby. V roce 1965 světová spotřeba energie činila podle odhadů zhruba 51 PWh. Dnes je zhruba trojnásobná, někde nad 150 PWh, A v roce 1900, kdy dřevo pomalu začalo předhánět uhlí jako primární zdroj energie lidstva, byla celková spotřeba snad kolem 10 PWh. V menším systému se změny projevují rychleji.
Celosvětová spotřeba energie v terawatthodinách.
Energetika je dnes největší průmyslové odvětví vůbec a situace se logicky může měnit jen pomalu (a umocňuje to ještě obecně známý fakt, že investiční rozhodnutí v energetice se dělají na desetiletí). Například v rozvinutém světě ropa na začátku 70. let dodávala polovinu celkem spotřebované energie (tj. včetně dopravy), dnes je to zhruba 35 %.
Z podílu ukrojily jen zcela zanedbatelnou část „nové“ obnovitelné zdroje, které dnes mají podíl něco přes 2 %. Mnohem větší roli hrál zemní plyn (z 19 na 27 %), jaderná energetika (z 1 % na 10) a větší vliv než OZE měla i biopaliva a spalování odpadu (jejich podíl stoupl ze 2 % na necelých 6). Podíl uhlí se za stejnou dobu snížil ze zhruba 22 % na 17 a ve státech skupiny OECD dnes tedy platí, že zemní plyn překonal význam uhlí a je mezi všemi palivy „dvojkou“.
Minulost nás také učí, že „stará energetika“ mizí nerada. Nové zdroje staré ani tak nenahrazovaly, zatím je vždy spíše doplňovaly. Uhlí máme sice od školních let spojené s průmyslovou revolucí, ovšem i ve 21. století je stále klíčovým zdrojem. V celkové spotřebě energie je ovšem druhým největším zdrojem vůbec (za ropou a jejími deriváty) a ve výrobě elektřiny je jednoznačnou jedničkou.
Výroba elektřiny ve světě podle zdroje. Údaje jsou podle dat Světové agentury pro energii (IEA)
„Slabé“ Slunce a vítr
Současná situace se ale od minulých také v některých ohledech liší – a není to ve smyslu pro ni příhodném. Historicky řečeno se přechody k novým zdrojům energie děly (až na malé lokální výjimky) směrem od méně vydatných zdrojů k bohatším. Tím máme na mysli nejen dostupnost, ale také energetickou hustotu jednotlivých zdrojů. Vyschlé dřevo obsahuje nějakých 15 až 20 megajoulů na kilogram (MJ/kg), uhlí od 10 do 30 MJ/kg, ropa něco málo přes 40 MJ/kg a metan, který je hlavní složkou zemního plynu, pak kolem 55 MJ/kg. (Dodejme, že plyn má jistou nevýhodu ve větším objemu.)
Obnovitelné zdroje, které se mají podle některých představ stát minimálně dominantním zdrojem energie, ovšem se svými předchůdci v tomto ohledu zcela zásadně prohrávají. Není zcela jednoduché udělat srovnání, protože OZE nepoužívají palivo a v tomto ohledu mají tedy nižší náklady, na druhou stranu ovšem vyžadují například velké množství volné plochy. Zcela nesrovnatelné s tím, jaké potřebují klasické zdroje.
Aby měla dnešní technologií vybavená fotovoltaická elektrárna maximální výkon zhruba srovnatelný s výkonem temelínských dvou bloků, tedy cca 2 000 MW, musela by mít plochu přes 50 km². A to je výkon za ideálních podmínek, které nastávají zřídkakdy. V českých podmínkách fotovoltaické elektrárny za rok vyrobí zhruba sedmkrát až osmkrát méně než jaderná elektrárna se stejným výkonem; koeficient ročního využití instalovaného výkonu FVE se u nás pohybuje kolem 11 %.
Plánovaný přechod k obnovitelným zdrojům jde tedy nejen českým konzumentům elektřiny „proti srsti“; jde o historicky výjimečný případ přechodu od komfortnějšího zdroje k méně komfortnímu.
Konzumentům tedy nové zdroje vlastně nic nového nepřinášejí. Uhlí umožnilo lidstvu uskutečnit průmyslovou revoluci, kterou by biomasa podle propočtů pohánět nedokázala. Už dlouho totiž platí, že lidstvo spálí za rok podstatně více fosilních paliv, než kolik může za stejnou dobu reálně řečeno získat z biosféry.
Elektřinu, kterou zajišťují fotovoltaické či větrné elektrárny, už vyrábějí ve stejné kvalitě zdroje starší (nechejme teď stranou nepředvídatelnost OZE). Mohou se najít některé drobné výhody – například bateriové systémy se ukazují opravdu jako zajímavý systém na poskytování síťových služeb a udržení jejich stability – ale v zásadě nepřinášejí uživatelům možnosti, které by předtím neměli. Cílem je topit, svítit, jezdit či létat stejně jako dnes, ne lépe. Odpadá tak jedna z hlavních motivací, která poháněla minulé energetické „revoluce“.
