Nejprve několik čísel a faktů. Podle současných prognóz se spotřeba
elektrické energie na Zemi mezi lety 2010 a 2040 zdvojnásobí. Zdroje energie
můžeme rozdělit např. na fosilní a jaderná paliva a obnovitelné zdroje.
O první (uhlí, ropa, zemní plyn) a druhé (uran, thorium, plutonium) kategorii
jsme mluvili minule,
nyní ještě něco o té třetí.
Obnovitelné zdroje můžeme charakterizovat tímto způsobem: malá hustota
energie, vysoká cena, nerovnoměrnost a nepředvídatelnost, zásah do krajiny,
ekologické škody. Příkladem budiž ukázka imaginárního pokrytí potřeby elektřiny
ČR pomocí jednotlivých obnovitelných zdrojů.
V případě solárních panelů nám pomůže mapa Průměrného ročního úhrnu globálního
záření ČR (nejvíce to během roku praží na jižní moravě, nejméně v severních
čechách). Kilowatty na metr čtvereční jsou
k dispozici , abychom uspokojili poptávku naší republiky, musel by 600
km2 pokrývat velký solární panel. Toto číslo však musíme jistě
zvětšit, neboť se solární elektrárna neobejde bez akumulátorů, transformátorů
a samozřejmě servisních ploch, neboť ke každému solárnímu článku musí být
nutně přístup (ledaže by se opravovalo z vrtulníku). Reálně to tedy bude
nejméně 1200 km2 neřiditelného zdroje, který bude vyrábět elektřinu
ve slunečné dny.
Co se týče větru, může být etalonem proslulá elektrárna Jindříchovice
pod Smrkem, větrná elektrárna s průměrem rotoru 44m. Výpočtem jsme se zabývali
minule, nyní už jen čísla: dle rychlosti větru bychom pro ČR potřebovali
od 130 000 takovýchto elektráren (rychlost větru pět metrů za sekundu) nebo
„jen“ 45 000 větrníků při 8 m/s (nejrychlejší vítr v ČR, samozřejmě na několika
málo kopcích celkem, čili je to extrémní, zcela nedosažitelná hodnota pro
zbytek území). Někde jsem se dogooglil k tomu, že se v ČR staví větrníky
na místech, kde je to alespoň šest. Za domácí úkol si proveďte lineární
regresi pro tuto hodnotu a zjistěte stranu čtverce takovéto sítě větrníků
v ČR.
Pozor, jakkoli se to zdá být hrozivé množství elektráren, Německo v roce
2009 mělo 21 164 větrníků o instalovaném výkonu 25 000 MW (tj. 7% celkové
spotřeby Německa a pozor, nejedná se o čístý vejvar, pouze o instalovaný
výkon). Samozřejmě můj výše uvedený úkol je trochu podraz, protože lze
větrníky nahustit a není důvod je rozprostřít po Říši rovnoměrně. Takže
stále tam existují místa, kde na horizontu nikde žádné neuvidíte.
ČR: zmiňovaný komplex VE Jindříchovice – roční výroba rok 2004: 1200
megawatthodin, rok 2005: 1085 megawatthodin. Údaje od roku 2006 dále se
nezveřeňují a já tuším proč. Instalovaný výkon Jindřichovic je deset tisíc,
čili VE funguje na využití kolem deseti procent. Spotřeba elektřiny ČR
by byla pokryta 90 000 Jindřichovickými elektrárnami. Pojďme dál.
Elektřinu v ČR by voda zajistila tehdy, kdybychom měli k dispozici 50x
území ČR s malými vodními elektrárnami.
Biomasa. Smrkový les má výtěžnost 4t na hektar za rok, topoly a vrby
až 20t na hektar za rok. Lehce se tak dostaneme k tomu, že spotřebu elektřiny
ČR bychom zajistili vykácením 68 000 km2 smrkového lesa (topoly
a vrby se bohužel příliš nekumulují). Pro představu: plocha lesů v ČR =
28 000 km2 (2,5x méně).
K termonukleární fúzi asi není nutné říkat mnoho, snad jen zopakuji klasické
rčení; že to bude za třicet let se říká každých třicet let. Poprvé to bylo
už někdy po WWII. Na škole jsem se s tímto tématem seznámil docela dost
a stejně jako většina zainteresovaných si myslím, že objektivně řečeno,
momentálně za třicet let ani náhodou.
Nyní něco k vodíku, neboť občas neskonale žasnu co novináři všechno nevyplodí:
prosím vás všichni, zapamatujte si následující – vodík není zdrojem energie,
ale pouze jejím zásobníkem. Vyrábíme ho z vody elektrolýzou nebo tepelným
rozkladem, případně se doluje přímo z fosilních paliv (metan). Aby nám tak
jezdila superčisťoučká ekoautíčka na vodík, je nutné v těchto dnech spálit
příslušné kvantum uhlí a energii uložit do vodíku (stejný princip jako
nápad Jihočeských matek napouštět pračku rovnou teplou vodou, aby se nemusela
ohřívat studená!!). Tím nechci říct že to není dobrý nápad, je to do budoucnosti
skvělá cesta jak nahradit ropu, která nám někdy dojde, možná, ale že by
to bylo něco zeleného nebo ekologického (tak je to prezentováno) – to je
naprostý nesmysl – proč by tomu tak mělo být? Je nějak zeleně ekologický
monočlánek?
Jaké tedy máme do daleké budocnosti perspektivy, chceme-li nahradit
fosilní paliva? Buď jen obnovitelné zdroje, jen jaderné zdroje, kombinaci
těchto dvou, nebo něco úplně nového, nepoznaného. Jen obnovitelné zdroje
jsou bez výrazné redukce populace Země nerálnou alternativou, navíc by
byly vykoupeny rozsáhlou devastací přírody. Jedinou reálnou možností tedy
zůstávají jaderné zdroje, možná v mixu s nějakými obnovitelnými, pokud se
podaří je využívat tak, aby se při tom neničila příroda, jak je tomu prozatím
dnes.
Zkusme se nyní zamyslet nad tématem devastací přírody. Co je to ochrana
přírody? Snaha zachovat přírodu takovou, jakou ji chceme mít. A jakou ji
vlastně chceme mít? Čistý vzduch a čistou vodu, to chceme samozřejmě. A
co víc?
Fakta jsou jasná: obnovitelné zdroje jsou velkoplošným sběrem řídké
energie a značným zásahem do přírody. Nejvíce je to zřetelné u biomasy,
neboť se v tu chvíli jedná o velmi intenzivní zemědělství: zábor obrovských
ploch, vytváření monokultur, nutnost použití průmyslových hnojiv a nasazení
těžké techniky. Příklad: roční spotřeba ropy v ČR jest 6,5 mega tun. Z jednoho
hektaru získáme tunu řepkového oleje. Pokrýt spotřebu ČR by znamenalo osázet
65 000 km2 řepkou. Orná půda v ČR ale tvoří nejvýše 30 000 km2. Z materiálů
samotných greenpeace se dočteme, že vytvoření 0,5 cm ornice trvá 100 let
a ornice při intenzivním zemědělství mizí 30x rychleji, než se obnovuje.
Kromě toho je důsledkem tohoto na hlavu padlého hospodaření např. to, že
v USA se 85% dostupné pitné vody spotřebuje na zemědělství.
Ale to je jen začátek. Spoustu lidí má v paměti slavné
vystoupení Kateřiny Žákové u Jana Krause. Někdo se směje, ale já se
ptám dál – kolik biomasy je potřeba na roční vytápění rodinného domu? Na
jaké ploše se toto množství vypěstuje? Není další posílení intenzivního
zemědělství spíše ke škodě přírody? Jaký lze očekávat vývoj ceny biomasy
při zvýšení poptávky?
Například dřevěné peletky. Tuna stojí 3400 korun, výhřevnost mají 18,5
MJ/kg. Započítáme-li velmi optimistickou účinnost zdroje 80%, vyjde nám
spotřeba paliva 67,57 kg/GJ a tedy 230 kč za jeden gigajoule. Wow. A není
to ani ekono, ani ekolo. Zateplená novostavba (150 čtverečních metrů) má
spotřebu typicky kolem 18 000 kWh/rok tj. 64 GJ/rok což nám dělá (podle
toho, zda se použijí peletky, dř. brikety nebo lesní štěpka) 6-10 tun biomasy.
To je 1,5-2,5 ha smrkového lesa. Jeden domeček sežere dva hektary jehličnanů.
Energetická koncepce Zelených v celé své parádě. Akorát se to na Novinkách
nedočtete. Tak tohle prosím, dotuje nyní stát...ehm teda vlastně my ostatní.
Příště: jaderná energetika jako opravdu ekologický zdroj energie, dotování
biolihu a FV, hybridní auta, náš vzor? a potom už opravdu konec.
Při psaní jsem čerpal z přednášek doc. RNDr. Z. Bochníčka, Dr., „Fyzika
v živé přírodě“.
10.8.2010 Smrtihlav