Jiří Svoboda, Jindřiška Svobodová: Jak snižovat emise oxidu uhličitého a přitom nevykrvácet
Pokud nahlédneme do letošní „Zprávy Nezávislé odborné komise (ZNOK) pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu“, tzv. Pačesovy komise, zjistíme, že Česká republika dnes potřebuje ročně asi 1900 PJ energie z primárních zdrojů, z toho nyní přes 800 PJ pochází z uhlí, asi 400 PJ z jádra, asi 350 PJ ze zemního plynu, asi 250 PJ z ropy a asi 100 PJ je z obnovitelných zdrojů, jimž dominuje biomasa. Emise z uhlí činí přibližně 85 mil. tun CO2, ze zemního plynu 20 mil. tun a z ropy 15 mil. tun. Celkový součet pak vede ke 120 mil. tun CO2 a známému číslu 12 tun CO2 ročně na hlavu občana ČR.
První, co většinu lidí v souvislosti se snižováním emisí CO2 napadne, je dostavět jadernou elektrárnu Temelín (JETE). To je ve shodě s programem rozvoje ČEZu a ČEZ je schopen tuto výstavbu zajistit. Současně je velmi pravděpodobné, že vlastní dostavba JETE nebude mít přímý dopad na cenu elektřiny. Dostavba by ovšem měla být vázána na odstavení nejméně účinných uhelných elektráren a emise CO2 by pak mohly klesnout o asi 25 mil. tun. Pokud se tedy záměr ČEZu, podporovaný většinou lidí i drtivou většinou politiků, podaří, budeme potřebovat najít způsob, jak snížit do roku 2020 emise CO2 ještě o dalších asi 15 mil. tun, abychom závazku dostáli.
Nejpřirozenějším způsobem snižování emisí CO2 jsou úspory energie. Zde vykazuje nejvyšší potenciál úspor vytápění budov. Dobře zateplená budova poskytuje vyšší komfort bydlení než běžná za podstatně nižších nákladů na vytápění (v případě pasivních domů jde o snížení blížící se 90 %). Bohužel povědomí o nízkoenergetickém stavitelství je stále velmi chabé, 90 % nově stavěných budov nedosahuje nízkoenergetického standardu a ani pro nově zateplované budovy (např. panelové domy) toto číslo není zatím lepší. Jednoznačně vinu nesou poskytovatelé dotací, kteří vztáhli podmínky přidělení dotace na příliš nízkou úroveň zateplení, a tak dnes máme mnoho budov „polozateplených“, u nichž není další zateplování rentabilní. Značný díl viny na tomto stavu nese i nevhodně standardizovaný postup energetického auditu i samotní energetičtí auditoři, kteří tyto projekty „odborně“ zaštítili. Bohužel, zatím nevznikl pilotní projekt pro celkovou rekonstrukci panelového domu, z něhož by mohly další projekty vycházet. Úroveň zateplení budov sice postupně roste, na druhé straně roste i počet budov a jejich vytápěná plocha, a tak se v konečném efektu celková spotřeba energie na vytápění budov nebude příliš snižovat. To stejné platí i o spotřebě elektřiny v budovách. Spotřebiče jsou sice úspornější, ale jejich počet stále roste, takže je v konečném efektu třeba počítat spíše s nárůstem spotřeby elektřiny. Je tedy třeba klást důraz na snižování energetické náročnosti provozu budov, aby alespoň nedocházelo k nárůstu celkové spotřeby energie. Podobná situace jako u budov zřejmě nastane i s energetickými nároky na dopravu. Jistěže auta budou stále úspornější, ale bude jich na silnicích přibývat. Stejně tak budou i letadla úspornější, ale bude přibývat letů. Opět bude zřejmě úspěchem, pokud celkové množství energie potřebné k zajištění dopravy do roku 2020 nevzroste. A stejný závěr asi budeme moci udělat i o průmyslu. Jestliže shrneme úvahy o úsporách do jediné věty, můžeme konstatovat, že úspory jsou nezbytné pro udržení současné úrovně celkové spotřeby energie a jakékoli její snížení bude úspěchem.
Máme-li uspořit 15 mil. tun emisí CO2, bude zřejmě nejschůdnější nahradit 150 PJ z uhlí biomasou. Ze ZNOK se dočteme, že k energetickým účelům lze využít asi 1 mil. ha orné půdy. Z této plochy můžeme ročně získat biomasu s čistým výnosem energie kolem 200 PJ. Je zde třeba podotknout, že pěstování energetických plodin se může záhy stát atraktivnější než pěstování potravinářských plodin, takže bude třeba pěstování energetických plodin spíše brzdit než dotovat. Primárně by vypěstovaná biomasa měla nahrazovat uhlí v místních zdrojích tepla se snahou minimalizovat dopravní vzdálenosti. Finančně vysoce rentabilní může být i nahrazování stále dražšího zemního plynu v místních zdrojích tepla. Kromě spalování v místních zdrojích tepla se dnes biomasa spoluspaluje s uhlím v teplárnách či elektrárnách. Pěstování energetických plodin ve větším měřítku však nutně musí předcházet solidní výzkum. Jistě existují značné možnosti ve šlechtění a dále je třeba zjistit, jak pěstování energetických plodin ovlivňuje kvalitu půd či vodní hospodářství a jaké jsou nejvhodnější podmínky pro pěstování jednotlivých druhů. Zde by měla být co nejdříve zahájena podpora výzkumu od grantových agentur nebo přímo od Ministerstva životního prostředí (financí by na to mohlo být dost z prodeje nadbytečných emisních povolenek, jimž se pan ministr tak bránil). Jde totiž o výzkum, který nepotřebuje závratné finanční prostředky, ale potřebuje spoustu času, a každý rok prodlení nás v budoucnu může velmi mrzet.
Vážně se uvažuje o technologiích zkapalňování biomasy na motorová biopaliva druhé generace. Podle ZNOK bude na výrobu 1 kg motorového biopaliva druhé generace potřeba asi 5 kg biomasy, takže při výrobě dojde ke značné ztrátě energetického obsahu mezi vstupem a výstupem. Také nelze předpokládat, že technologie na výrobu nových biopaliv bude jednoduchá a těžko lze očekávat hustou síť malých výrobních závodů. Pokud se tato myšlenka z nějakých důvodů přece jen prosadí, bude nutné svážet biomasu z velkých vzdáleností do velkých závodů. Máme-li biomasou šetřit ropu, pak je mnohem výhodnější nahradit biomasou zemní plyn v místních zdrojích tepla a ušetřený zemní plyn použít k pohonu automobilů. Tak nedojde k žádné ztrátě energetického obsahu biomasy, snížení emisí CO2 bude několikanásobně vyšší a technologie jsou již dnes k dispozici. Pohon automobilů stlačeným zemním plynem se v praxi postupně prosazuje a výtopen na biomasu přibývá. Z tohoto pohledu se jeví zavádění povinného přimíchávání biosložek (ať první či druhé generace) do motorových paliv nesmyslným a neefektivním rozhodnutím, které navíc vede ke zdražení pohonných hmot. Pokud se tedy ustoupí od povinného přimíchávání biosložek do motorových paliv a potenciál biomasy využijeme optimálně, lze docílit potřebného snížení produkce emisí CO2 ve výši 15 mil. tun, aniž bychom to v peněžence jakkoli pocítili.
Ostatní obnovitelné zdroje energie mají podstatně menší šanci výrazně snížit emise CO2. Potenciál vodních toků je prakticky vyčerpán, pro užití větrné energie je u nás málo vhodných míst a využití fotovoltaiky brání extrémně vysoká pořizovací cena elektráren. Je zřejmé, že těchto zdrojů bude postupně přibývat. Nemělo by to však být z důvodu získání významného podílu na snižování emisí CO2, ale z důvodu praktického vyzkoušení výsledků výzkumu a vývoje. O případném masivním nasazení těchto jednotlivých obnovitelných zdrojů by měla rozhodnout jejich efektivita a nikoli politická rozhodnutí. O zatím zcela nepřijatelné ceně fotovoltaických (FV) elektráren svědčí následující příklad. Kdybychom chtěli roční produkci 13 TWh z JE Dukovany nahradit FV elektrárnami, museli bychom při současných cenách povinných výkupů zaplatit v průběhu příštích dvaceti let 3 biliony, tedy 3000 miliard Kč (to je 300 tisíc Kč na hlavu). Pokud bychom tyto FV elektrárny dnes nechali vybudovat za své peníze, přijdou nás na 1,5 bilionu, tedy 1500 miliard Kč. Stavba nové JE velikosti JE Dukovany vyjde na jednu desetinu! Bohužel, jak se zatím zdá, ani potenciál zlevňování FV elektráren není příliš velký. Dnes cena samotných FV článků (křemíkových destiček dávajících při osvětlení elektrický proud) představuje 50 % ceny FV panelů a náklady na FV panely představují 60 % ceny celé FV elektrárny postavené na klíč. FV články, u nichž lze očekávat rychlý pokles ceny díky intenzivnímu výzkumu, tedy představují jen 30 % ceny elektrárny. Lze tedy těžko očekávat, že do roku 2020 klesnou ceny instalací FV elektráren byť jen na polovinu. Podporovat masivní rozvoj FV elektráren povinnými výkupy za astronomické ceny lze tedy považovat za nehorázné plýtvání penězi nás všech a je mu třeba co nejrychleji zamezit.
Existuje ještě řada dalších cenově příznivých opatření, která vedou ke snížení emisí CO2. Je to třeba nahrazování plynových kotlů kogeneračními jednotkami. Zde je vhodné zmínit také nahrazování centrálních plynových výtopen plynovými kondenzačními kotli umístěnými přímo ve vytápěných budovách. Pak nedochází ke ztrátám tepla v podzemních rozvodech, což je velmi podstatné u dobře zateplených domů. Žádá to provést důkladné analýzy a realizovat několik pilotních projektů, které tyto analýzy prověří. Bohužel se zdá, že překážkou tomuto trendu, umožňujícímu v řadě případů snížit náklady na topení i emise CO2 na méně než polovinu, jsou vazby místních zastupitelů s centrálními zásobovateli tepla. Žijeme v době, kdy již nevystačíme pouze s deklarativním přijímáním závazků, ale budeme muset opravdu se snižováním emisí CO2 začít. Podstatné snížení se, doufejme, podaří docílit dostavbou JETE, zbylou část však musíme dosáhnout úsporami v kombinaci s obnovitelnými zdroji energie. Tady je potřeba rychle přehodnotit nesmyslné systémy podpory FV elektráren a přimíchávání biosložek do motorových paliv. Pokud by se totiž FV elektrárny a biosložky rozmohly ve větším měřítku, vedlo by to k vytahování značných sum z kapes občanů bez významného vlivu na snížení emisí CO2. To by zřejmě u většiny lidí vyvolalo odpor vůči plnění závazků ke snížení emisí CO2. Samotný fakt, že takové systémy podpory byly u nás zavedeny, svědčí o tom, že politikové nejsou sami schopni ordinovat efektivní opatření pro snižování emisí CO2 a tuto úlohu by měly převzít buď jednoduché ekonomické nástroje (jako je zavedení uhlíkové daně zpětně rozdělené lidem) nebo týmy expertů (bohužel ZNOK neobsahuje ekonomická hodnocení možných variant a tím výrazně klesá její použitelnost pro kvalifikovaná politická rozhodnutí). Zatím se toho (kromě stavebnictví) naštěstí příliš nepokazilo a je pořád možnost vydat se správným směrem. Snad stále ještě platí, že naděje umírá poslední.
reklama
Jiří Svoboda pracuje v Ústavu fyziky materiálů AV ČR, Jindřiška Svobodová přednáší na katedře fyziky Pedagogické fakulty MU v Brně ekologicky a environmentálně zaměřené předměty.
