Ropný zlom (peak oil) je okamžik, kdy těžba ropy (v
rámci jednotlivého ložiska, státu, oblasti nebo světa) dosáhla maxima a od
kterého produkce ropy vstupuje do fáze poklesu až ke konečnému vyčerpání. Tato
teorie neznamená, že po ropném zlomu ropa náhle dojde, ale že její těžba se
bude postupně snižovat a následně bude razantně stoupat její cena.
Zásoby ropy na Zemi jsou konečné a vyčerpatelné. Přitom
žádný jiný energetický zdroj nemá tak příznivé vlastnosti, jako ropa. Ropný
zlom se proto může stát zlomovým bodem v historii naší civilizace.
Z 65 největších producentů ropy je jich za ropným
zlomem už více než 50 – Spojené státy, Kuvajt, Norsko, Velká Británie, Rusko,
Mexiko, Venezuela, Čína, Indie, Austrálie, Katar, Omán, Libye a další. Většina
zastánců ropného zlomu věří, že celosvětově k němu dojde do roku 2015.
Nejoptimističtější odhady udávají rok 2035.
ERoEI (Energy Return on Energy Invested) znamená energetickou
návratnost, nebo-li poměr energie získané ku energii investované.
Energetické investice do získávané energie musí být
celkově nižší, než energie z procesu získaná, jinak by toto úsilí nemělo
smysl. Energetická návratnost hlavních energetických zdrojů je následující:
Ropa v počátcích těžby: 100
Ropa v Texasu kolem roku 1930: 60
Ropa na Blízkém východě: 30
Ostatní ropa: 10 – 35
Přírodní plyn: 20
Kvalitní uhlí: 10 – 20
Nekvalitní uhlí: 4 – 10
Vodní elektrárny:10 – 40
Větrná energie: 5 – 10
Jaderná energetika: 4 – 5
Ropné písky: max.: 3
Bituminózní břidlice: max. 1,5
Biopaliva (v Evropě): 0,9 – 4
Na první pohled je vidět výjimečné postavení ropy mezi
ostatními energetickými zdroji. Až se ropný zlom plně projeví, levná, lehce
přístupná energie bude minulostí. Relativní rovnováha energetické nabídky a
poptávky, založená na dostatku levné a snadno přístupné energie, se přesune do
éry trvalé nerovnováhy mezi poptávkou a nabídkou, kdy ceny a hodnota peněz
přestanou mít svou signální a regulační funkci. Ceny energie a především ropy
budou procházet chaotickými obdobími typickými pro chronické potíže
v nabídce.
Z toho bude rozvinutý svět, navyklý na vysokou
energetickou spotřebu, velmi nervózní, nemluvě o ambiciózních a po energii
hladových rozvojových zemích typu Číny, Indie, Brazílie apod. Proto budeme „za
každou cenu“ hledat náhradní rychlá řešení. Nabízí se využití jaderné energie a
opravdu se nyní mluví hodně o „renesanci jaderné energetiky“. Je však korektní
upozornit na rizika, která v dnešním reálném světě a při dnešní
technologické úrovni nejsou zdaleka jen „akademická“. Připojujeme tedy vlastní
stručný výčet zásadních problémů, které jsou s jadernou energetikou
spojeny (nepopíráme, že jaderná energetika má jednu velkou a nespornou výhodu –
neprodukuje skleníkový plyn oxid uhličitý; na druhou stranu však produkuje
množství odpadního tepla ve formě vodní páry, která také působí jako skleníkový
plyn):
- Bezpečnostní rizika. Dnešní technologická úroveň i
bezpečnostní standardy jsou vysoké, ale nikdy nelze plně vyloučit tzv.
lidský faktor. Na počátku 80. let 20. století se učilo, že velká havárie
reaktoru může nastat jediným způsobem – srážkou s asteroidem.
Neštěstí v Černobylu v roce 1986 nás přesvědčilo, že tomu tak
není. Lidská nedbalost, ale také zlý úmysl (nebezpečí v případě
vojenského konfliktu nebo teroristického útoku) představuje sice malé, ale
přece jen přítomné bezpečnostní riziko.
- Ukládání vyhořelého paliva. Tento problém není dosud
uspokojivě vyřešen nikde na světě. V otevřeném palivovém cyklu (tedy
u všech nynějších jaderných elektráren) se předpokládá ukládání vyhořelého
paliva do hlubinného úložiště. Doba, po kterou bude radioaktivní odpad
potenciálně nebezpečný (než bude radioaktivita dostatečně nízká na to, aby
mohla být uvolněna do životního prostředí) je cca jeden milión let.
Abychom tedy uspokojili své dnešní energetické potřeby, zatěžujeme
důsledky své činnosti následujících 40 000 generací! Proto je také
hledání lokality pro trvalé úložiště jaderného odpadu modelovým příkladem
tzv. syndromu NIMBY (not in my backyard – „ne na mém dvorku“).
Nadpoloviční počet obyvatel v České republice s jadernou
energetikou souhlasí, ale pokud jde o ukládání vyhořelého paliva, nenajde
se obec, která by dobrovolně souhlasila s vybudováním trvalého
úložiště na svém katastru.
- Zakonzervování energeticky náročných způsobů výroby a
spotřeby. Je-li prioritou jaderná energetika, logicky je utlumen vývoj a
rozvoj obnovitelných zdrojů energie a také úspor. Dochází k
„zakonzervování“ průmyslu náročného na spotřebu energie, není dostatečný
tlak na zavádění efektivních a úsporných technologií. V případě České
republiky také po dostavění jaderné elektrárny Temelín dlouhodobě vyvážíme
čtvrtinu až třetinu elektřiny do zahraničí. Na svém území se tedy
orientujeme na produkci energie a energeticky náročných výrobků za cenu
zatížení svého životního prostředí.
Výše zmíněné tři důvody
považujeme za nejpodstatnější riziko rozvoje jaderné energetiky. Pak je tu celá
řada dalších, o něco méně závažných faktorů:
- Těžba uranu zatěžuje životní prostředí, zejména pokud
probíhá loužením za pomoci kyselin.
- Výroba paliva je drahá (tvoří cca 15% výrobních nákladů na
elektřinu), hlavně však vede k vysoké závislosti na dodavateli.
V případě České republiky jsme stoprocentně závislí na Rusku.
- Dlouhá doba výstavby jaderné elektrárny. Když jde vše
dobře, trvá obvykle přípravný a schvalovací proces 7 let, vlastní stavba 5
let (spíše však déle). Po tuto dobu jsou vázány značné finanční
prostředky, které jsou „zality v betonu“ rozestavěného díla a nemohou
být využity jinde.
- Vysoké náklady na výstavbu jaderné elektrárny. Investiční
náklady (tzv. overnight cost) představují okolo 2000 euro/kWe
v porovnání s uhelnými elektrárnami, kde investiční náklady činí
okolo 1000 euro/kWe a paroplynovými elektrárnami, kde jsou investiční
náklady okolo 500 euro/kWe. Výstavba jaderné elektrárny Temelín o výkonu
2000 MW stála přes 100 miliard Kč.
- Vysoké náklady na zakonzervování jaderné elektrárny po
dožití, včetně trvalého uložení vyhořelého paliva. Nejedná se o levnou
záležitost, tyto výdaje jsou srovnatelné s náklady na výstavbu.
Provozovatelé jaderné elektrárny proto musí vytvořit zvláštní fond, kde se
v průběhu životnosti elektrárny akumulují prostředky na její
likvidaci po dožití.
- Životnost jaderné elektrárny. Dnes je životnost
projektována na 40 let. U jaderných elektráren II. generace (elektrárny I.
generace jsou již vyřazeny z provozu, nebo dosluhují) se však počítá
s prodloužením životnosti na 60 let, možná až na 80 let.
- Ekologická zátěž. Kromě problémů s ukládáním
vyhořelého paliva produkuje jaderná elektrárna vysoké množství odpadního
tepla a ovlivňuje tak mikroklima a mezoklima. Na chlazení reaktorů
potřebuje velký vodní zdroj. Jaderná elektrárna také v krajině
nepůsobí právě estetickým dojmem.
- Jedná se o centralizovaný zdroj energie, odkud se
elektřina rozvádí na velké vzdálenosti. To způsobuje ztráty energie při
přenosu.
- V dnešních reaktorech vzniká jako vedlejší prvek
plutonium – nejtoxičtější chemický prvek na Zemi, který se využívá při
výrobě jaderných zbraní.
Nebylo by rozumné zaujmout v programu SOS
k atomové energii stanovisko „za žádnou cenu nikdy“, ale je třeba počítat
s jadernou energií jako s problematickým, kompromisním a dočasným
(„překlenovacím“) zdrojem.
Nezbytný je neustálý důraz na úspory a zvyšování
energetické efektivnosti a na rozvoj obnovitelných zdrojů, se kterými si dříve
či později budeme muset vystačit (stranou zatím ponechávám možnost budoucího
technologického zvládnutí termojaderné fúze, který by, zdá se, byla bezpečným a
téměř „nekonečným“ zdrojem energie). Následující stručný výčet obnovitelných
zdrojů a možností jejich využití by měl napomoci tomu, abychom je nevnímali
zdaleka jen jako marginální či pouze doplňkové, což je, bohužel, prozatím
převažující pohled většinové české společnosti.
Slunce každou sekundu vyzařuje asi 3,8x1019
MJ energie. To odpovídá výkonu 1016 (nebo-li deset miliónů miliard)
jaderných elektráren. Na Zemi dopadá jen jedna desetimiliardtina energie, což
však je stále ještě ekvivalent jednoho miliónu jaderných elektráren.
Problém je, že sluneční energie není dostatečně
koncentrovaná. Na jeden metr čtvereční dopadne na Zemi ze Slunce zhruba tolik
energie, kolik je jí obsaženo v necelých 20 litrech ropy.
Obnovitelné zdroje dnes tvoří 13% celkové světové
spotřeby energie. Biomasa, která se hlavně využívá na vytápění, je největším
obnovitelným zdrojem. Podíl obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny činí 18%.
V roce 2006 bylo investováno přes 70 miliard
dolarů do obnovitelných zdrojů a technologií s nízkými emisemi oxidů
uhlíku. Oproti roku 2005 jde o nárůst o 46%. Jen ve Spojených státech bylo
v roce 2006 zaregistrováno 4093 patentů, které se týkají čistých
technologií (zejména v oblasti využití solární energie a biopaliv).
Trh s obnovitelnými zdroji dramaticky narůstá.
V roce 2006 činil obrat 38 miliard USD, což je o 26% více, než
v předcházejícím roce.
Dnes je obnovitelná energie nejrychleji rostoucím
energetickým zdrojem Evropy. Jako příklad hodný následování je často uváděno
Dánsko. 20% spotřeby elektřiny je pokryto z větrné energie a do roku 2025
by to mělo být 50%.
Využití větrné energie roste ročně o 26%, využití
solárních (fotovoltaických) článků o 30% ročně. Cena solárních článků klesla od
počátku 70. let 20. století o 95% a očekává se, že během prvního desetiletí 21.
století klesne o dalších 75% díky úsporám ze sériové výroby již zavedených
technologií.
Je však třeba také připomenout, že narůstá světová
spotřeba energie a je proto možné, že procentuální podíl obnovitelných zdrojů
nebude v blízké budoucnosti nijak výrazně narůstat.
Sluneční energie
Výroba fotovoltaických článků je dosud nejrychleji
rostoucím odvětvím v oblasti energetických technologií. Mezi léty 2000 –
2004 vzrostla jejich kapacita o 60%. V roce 2004 pokrývaly fotovoltaické
články více než 400 000 střech v Japonsku, Německu a Spojených
státech. Nicméně v roce 2007 bylo stále jen asi 0,03% celosvětové produkce
elektřiny získáváno z fotovoltaických článků. Ve výzkumu a vývoji bylo
nejdále jednoznačně Německo, následované Japonskem.
Solární satelity
Solární satelity na oběžné dráze by mohly zachycovat
obrovské množství sluneční energie a přeměňovat ji na elektrickou energii. (Na
oběžné dráze je intenzita slunečního záření mnohem vyšší, než na zemském
povrchu, protože ji zde nesnižuje oblačnost a znečištění atmosféry.) Problémem
však je zatím bezpečný a ekonomicky únosný přenos této energie na Zemi. Nejvíce
se výzkumu tohoto potenciálního zdroje energie věnuje Japonsko.
Energie z biomasy
Jestliže se solární energie může perspektivně stát
hlavním zdrojem elektřiny, biomasa se může stát jedním z hlavních zdrojů
energie nahrazujících ropu, uhlí a plyn. Při pěstování biomasy nejsme odkázáni
jen na pevninu. Pokud bychom byli schopni využít v pobřežních oblastech
halofytů (rostlin snášejících zvýšený obsah solí ve vodě) a řas, mohli bychom
ročně získávat až 190 tisíc litrů biopaliv na hektar.
Vodní energie
Přibližně tři procenta celkové světové spotřeby energie
jsou vyráběna ve vodních elektrárnách. Co se však týče výroby elektřiny, vyrábí
vodní elektrárny přibližně čtvrtinu celosvětové produkce.
Největší vodní elektrárnou bylo donedávna vodní dílo
Itaipú na řece Paraná, na hranici mezi Brazílií a Paraguaí, o výkonu
12 600 MW elektrické energie (tedy přibližně ekvivalent šesti jaderných
elektráren Temelín o výkonu 2000 MW). Nyní je největším vodním dílem čínská
přehrada Tři soutěsky (Three Gorges Water Dam) s instalovaným výkonem
18 000 MW. Méně kontroverzní bývají malé vodní elektrárny. Například na
území České republiky fungovalo před 2. světovou válkou několik tisíc malých
vodních elektráren.
Přílivové elektrárny
U zemí majících přístup k moři se vkládají značné
naděje do využití přílivových elektráren, které využívají rozdílnou výšku vodní
hladiny v době přílivu a odlivu. Zatím však jsou cenově nákladné a
komerčně prakticky nevyužívané.
Další možnost využití nabízí mořské proudy. Využít se
dá jednak energie proudící vody (mořský proud je vlastně obrovská řeka, která
by mohla pohánět vodní turbíny umístěné na ukotvených plovoucích plošinách),
jednak rozdílná teplota vody mořského proudu a okolního oceánu (třeba
v případě teplého Golfského proudu).
Větrná energie
Řada států západní a severní Evropy pokrývá
z tohoto zdroje kolem 10% své výroby elektřiny, podobně je na tom
Kalifornie. Větrná energetika v Evropě i ve světě však rychle narůstá.
Technologie se zdokonaluje a cena na jednotku instalovaného výkonu klesá. Nové
typy větrných turbín mají umístěny osy rotorů podstatně výše, než dřívější
modely a to se projevuje jejich mnohem vyšším využitím instalovaného výkonu.
Firmy Norsk Hydro a Siemens oznámily plán postavit na
moři první plovoucí větrnou elektrárnu. To by byl technologický průlom, který
by pravděpodobně způsobil rychlý rozvoj tohoto typu větrných elektráren.
Další možností je umístit turbínu do vyšší nadzemní
vrstvy, kde vanou intenzívní a stálé větry (tzv. jet stream). Podle Sky Windpower
Corporation by skupina 600 generátorů umístěných v této výšce mohla
produkovat třikrát více energie, než nejvýkonnější jaderná elektrárna ve
Spojených státech.
Podle klimatologa Kena Caldeira z Lawrence
Livermore National Laboratory by využití jen jednoho procenta energie, která
proudí v jet streamu, posloužilo k uspokojení současných světových
požadavků na energii.
Dosud však energie z větru pokrývá jen něco přes
1% světové spotřeby elektřiny.
Větrná energie (podobně jako solární energie) je velmi
perspektivním zdrojem pro rozvojové země. Podle map vanoucích větrů, které
připravila OSN, má rozvojový svět mnohem větší potenciál pro výrobu elektřiny
z větrných elektráren, než se dosud myslelo. Největší potenciál mají
Nikaragua, Mongolsko a Vietnam, kde je 40% území vhodných z hlediska
intenzity a četnosti vanoucích větrů pro provoz větrných elektráren. Nejhůře na
tom jsou Bangladéš, která má jen 0,2% ploch vhodných pro tyto účely. Nepříznivá
je také situace na Kubě či v Ghaně.
Geotermální energie
Geotermální energie se v některých oblastech Země
jeví jako velmi perspektivní. Např. na Islandu 93% obyvatel topí vodou
z geotermálního ohřevu. Mezi další perspektivní oblasti patří např. USA,
Filipíny či Mexiko.
Tam, kde se horká pára či voda neprodere až na povrch,
je možné využít principu „ústředního topení“. Voda je zaváděna do podzemí
vsakovacím vrtem a prostupuje systémem puklin, který slouží jako tepelný
výměník. Na povrch se vrací pára nebo horká voda dalším, čerpacím vrtem. Po předání
tepelné energie se ochlazená voda vrací opět vsakovacím vrtem do podzemí
k dalšímu ohřevu. Nevýhodou jsou potíže s rozpuštěnými minerálními
látkami, které způsobují korozi a zanášení rozvodných systémů.
Závěrem tedy můžeme konstatovat, že možnosti i
technologické předpoklady, jak přejít na dlouhodobě udržitelnou energetiku, tu
jsou. Otázkou je, budeme-li k tomu mít dostatek vůle a odvahy. Jak kdosi
moudrý vtipně poznamenal „nejde o to mít novou myšlenku, ale o schopnost
opustit tu starou“.
Poprvé zveřejněno na www.stranaos.cz, do údaje "počet přečtení" vložen údaj k 1. 5. 2010.