Českou republiku, a potažmo celou Evropu, čeká změna energetické koncepce. Jiří Dědeček spolu s kolegou Petrem Krtilem z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd ČR připravili nezávislé expertní stanovisko AVex, ve kterém podrobili Green Deal kritickému pohledu z pozice vědy.
Je Green Deal politické rozhodnutí nebo prostě nutnost?
Green Deal je naše vlastní rozhodnutí, o kterém se dá diskutovat. Můžeme se na něj dívat jako na politickou deklaraci, ale bude mít poměrně zásadní dopad na fungování naší společnosti. Zavázali jsme se přibližně do roku 2050 zbavit emisí oxidu uhličitého, čili zbavit se naší závislosti na fosilních palivech. Neoddiskutovatelným faktem je, že fosilní paliva někdy dojdou. Takže dříve nebo později se musíme vyrovnat s tím, že fosilní paliva dostupná nebudou, a naše energetika, pakliže chceme zachovat úroveň života naší společnosti, bude muset být postavena na neemisních energetických zdrojích.
Jak vidíte energetickou budoucnost lidstva?
Půjde o zásadní změnu oproti tomu, jak jsme vnímali svět doteď. Patrně nebude existovat jenom jediný proces, který nás zachrání a který bude představovat naši energetickou budoucnost. Budeme muset být schopni zřetězit různé chemické technologie, které nám umožní obnovitelnou energii, kterou získáme ve formě elektřiny, výsledně převést na kapalné sloučeniny (kapalná paliva), která jsme schopni skutečně skladovat a transportovat.
Prvním krokem takového procesu je převádění elektřiny na energii chemických vazeb. To je úloha elektrolýzy vody, která nám umožní získat základní převodový systém - energeticky využitelný vodík. Tento proces, který známe víc než století, jsme schopni realizovat i s relativně slibnou účinností.
Jaderná energie nám stačit nebude?
Málokdo si uvědomuje, že v tuto chvíli spotřebováváme pro všechny oblasti či sektory naší společnosti každý rok zhruba ekvivalent třiceti ročních produkcí jaderné elektrárny Temelín. Pokud se rozhodneme dodržet Green Deal, musíme počítat s tím, že alespoň o polovinu těchto zatím dostupných fosilních zdrojů do roku 2050 přijdeme.
Vzhledem k omezené dostupnosti primárních energetických zdrojů a výrazné průmyslové orientaci je Česká republika životně závislá na dovozu energie. V současnosti používané zdroje jsou navíc dominantně fosilního charakteru a jejich budoucí využití bude regulováno a ekonomicky znevýhodněno na evropské úrovni. Náhrada jak vlastních, tak dovážených fosilních zdrojů nízkoemisními a obnovitelnými, jak je popsána ve Vnitrostátním plánu v oblasti energetiky, změní revolučním způsobem energetickou koncepci České republiky. S ohledem na energetickou bezpečnost a časový nesoulad mezi produkcí obnovitelné energie a její potřebou, je nutné vyvinout technologie pro dlouhodobé ukládání energie. Dlouhodobé ukládání energie (v řádu týdnů či měsíců), stejně jako interkontinentální transport, zatím nejsou dostatečně podporovány současnou technologickou infrastrukturou.
AVexje nezávislé expertní stanovisko, které Akademie věd České republiky připravuje pro orgány státu a jeho představitele jako odborný podklad ve věcech veřejných záležitostí.AVexidentifikuje klíčové oblasti, v nichž v globálním měřítku technologie nedosahují úrovně nezbytné k bezpečnému přechodu na bezfosilní energetický model. Zároveň popisuje aktivity, jimiž Česká republika může získat konkurenční výhodu – zejména ve vývoji vodíkových technologií a výroby alternativních paliv, které jsou dosud zahrnuty ve strategických dokumentech na národní i evropské úrovni pouze rámcově. Jiří Dědeček stanovisko připravoval.
Jak to potom bude vypadat s naší energetickou soběstačností?
Evropa ani Česká republika v nejsou energeticky soběstačné a nebudou ani po přechodu na obnovitelné zdroje. V současnosti dovážíme asi 45 % našich energetických zdrojů ze zahraničí (elektřina, plyn, ropa), Evropa je na tom podobně.
Je tedy jasné, že potřebujeme energii nejen ukládat, ale zároveň ji pokud možno bez dalších konverzí i transportovat na velké vzdálenosti. Představa, že si v Austrálii necháme nabít baterie a jejich pomocí pak budeme převážet energii do Evropy, je v lepším případě úsměvná.
Jaké to má řešení?
Je nutné začít počítat. V první řadě si musíme uvědomit, že my v České republice musíme získat energetickou náhradu za fosilní paliva, která odpovídají zhruba nějakým 14 – 15 jaderným elektrárnám Temelín. To neznamená, že bychom je měli postavit, ale budeme muset využít jakékoli jiné energetické zdroje, které u nás máme. A je tady velký tlak na to, aby tyto zdroje byly v první řadě obnovitelné.
O jakých zdrojích se konkrétně bavíme?
Máme k dispozici tři: energii ze slunce prostřednictvím fotovoltaických elektráren, energii větrnou a energii biomasy, přičemž energie ze slunce je vzhledem k zabrané ploše instalací asi třikrát účinnější než větrná.
Podle všech současných oficiálních rozborů je hlavním zdrojem, na který budeme v budoucnu spoléhat, energie z fotovoltaických elektráren.
Není závislost na slunečním svitu omezující?
Je. Sluneční energie nemusí být k dispozici tehdy, když ji nutně naše společnost potřebuje a většinou ani není. Musíme si uvědomit, že energii z fotovoltaiky budeme mít k dispozici někdy mezi dubnem a zářím každého běžného roku. A s tím se nedá nic dělat, protože to jednoduše odpovídá tomu, kdy na naši polokouli dopadá nejvíc slunečního záření.
Budeme tuto energii ukládat do baterií?
Uložit ji do baterií v principu není problém. Problém to začne být v momentě, kdy si vyhodnotíte energetickou náročnost naší společnosti. Abychom uložili množství energie, které nám pokryje naše energetické potřeby během zimní inverze (což mohou být až tři týdny, kdy nefouká a ani dostatečně nesvítí slunce), potřebujeme horentní tři miliardy tun lithiových baterií. Pokud se nepletu, na to tady na zeměkouli ani neexistuje dostatek dostupného materiálu.
Ostatně celá otázka ukládání energie otevírá druhou otázku – jestli i v případě fotovoltaických nebo větrných zdrojů máme dostatek plochy, na které bychom elektrárny mohli provozovat. Při nejoptimističnějších odhadech se dá předpokládat, že bychom v případě fotovoltaiky potřebovali zhruba někde kolem 5–7 % naší rozlohy. Když se do toho započítá nutnost ukládání a efektivita ukládání, dostaneme se na číslo až 17 nebo 20 % naší celkové rozlohy. A pokud nechceme brát na úkor lesů nebo polí, tak už nám tolik té volné rozlohy nezbývá.
Baterie tedy nejsou řešením?
Samozřejmě, že bateriové technologie výroby se dalším vývojem zlepší, ale je otázka o kolik. Musíme si uvědomit, že potřebujeme skladovat ohromné množství energie. Aby bateriové systémy pro tento účel uspěly, musely by zvýšit svou energetickou hustotu zhruba mimo rozsah, který lze očekávat v časovém horizontu 15 let, se kterým pracuje Green Deal.
Ukládání velkého množství energie musí zohlednit dva aspekty. Jeden zásadní aspekt je množství energie, které potřebujeme skladovat, a druhým je doba, po kterou ji potřebujeme skladovat. A další otázkou je, jak efektivně dokážeme transformovat energii do skladovacího média.
Celý článek je dostupný na vedavyzkum.cz.
Komentáře