Kompromisů není třeba. Nejbezpečnější a nejčistší elektrárny jsou podle statistik jedny a ty samé

V energetice není třeba kompromisů, ukazuje pohled na statistiky jednotlivých zdrojů. Nejbezpečnější zdroje, které mají na svědomí nejméně úmrtí, jsou zároveň ty nejčistší.

Výrobě energie dnes dominují tradiční a osvědčené zdroje: fosilní paliva, biomasa (tj. kvůli teplu a vaření, v menší míře pro výrobu elektřiny), vodní a jaderná energie. Podíl moderních obnovitelných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie, však stále roste a očekáváme, že v příštích desetiletích budou tyto zdroje hrát v našich energetických systémech stále větší roli.

Jak to ale bude do budoucna: které zdroje energie bychom si měli vybrat? Pojďme se na tuto otázku podívat nezaujatě, z čistě statistického hlediska. Předem také řekněme, že vůbec nechceme hanit fosilní paliva. Když se zhruba před dvěma sty lety začala využít energii z fosilních paliv ve velkém, byla to zcela zásadní inovace. Právě díky ní došlo k průmyslové revoluci.

Rostoucí dostupnost levné energie nedílnou součástí pokroku, který jsme v posledních několika staletích zaznamenali. Umožnila zvýšit produktivitu práce, lidé v průmyslových zemích jsou mnohem bohatší než jejich předkové a žijí déle v mnohem lepších podmínkách.

Přístup k energii je proto jednou ze základních hnacích sil pokroku. Podle Organizace spojených národů „je energie ústředním bodem téměř všech hlavních výzev a příležitostí, kterým dnešní svět čelí“. Energie z fosilních paliv tedy změnila svět, ale má také závažné negativní důsledky, které lze zhruba rozdělit do tři hlavních kategorií.

Jako první si uveďme bezpečnost. Stejně jako jiné lidské činnosti, ani výroba energie není úplně bezpečná. I kvůli ní lidé umírají. Důvodem mohou být havárie, ke kterým dochází při těžbě a dobývání paliv (uhlí, uranu, vzácných kovů, ropy a plynu), a dále sem patří havárie, ke kterým dochází při přepravě surovin a infrastruktury, při výstavbě elektrárny nebo při jejím provozu (třeba důsledky havárie v Černobylu).

Další oblastí je znečištění ovzduší: v důsledku znečištění ovzduší každoročně předčasně umírá nejméně pět milionů lidí. Většinu těchto úmrtí mají na svědomí fosilní paliva a spalování biomasy: dřeva, dřevěnoho uhlí odpadu (hlavně sušeného trusu, který podle některých zdrojů používají v nějaké míře dvě miliardy lidí). Odstranění fosilních paliv by podle stejného odhadu mohlo snížit počet předčasných úmrtí v důsledku znečištění ovzduší přibližně o dvě třetiny. To znamená tři až čtyři miliony úmrtí ročně.

Třetí oblastí, o které lze asi nejvíce debatovat, jsou pak emise skleníkových plynů. Fosilní paliva jsou hlavním zdrojem skleníkových plynů, které jsou s největší pravděpodobností hlavním faktorem změny klimatu. Do jaké míry je nebezpečná, a jak tomuto riziku čelit, to je otázka na delší rozbor, který se do tohoto textu se nevejde. Faktem ovšem je, že v roce 2018 pocházelo 87 % celosvětových emisí CO2 z fosilních paliv a průmyslu, takže pokud svět chce řešit emise těchto plynů, musí primárně řešit otázku odkud brát energie.

Pravdou přitom je, že všechny zdroje energie mají negativní vliv na své okolí. Ale míra škodlivosti daného zdroje je různá. Rozdíly jsou ohromné, ukáže pohled i na ty základní statistiky.

Kdo je nejbezpečnější

Začneme otázkou jak si stojí fosilní paliva, jaderná energie a obnovitelné zdroje energie z hlediska bezpečnosti? Co k tomu říká vědecká literatura?

Anil Markandya a Paul Wilkinson publikovali v roce 2007 v lékařském časopise The Lancet analýzu, která porovnávala počty úmrtí souvisejících s hlavními zdroji energie: tedy fosilních paliv, jaderné energie, vodní energie a biomasy. Vzali v úvahu úmrtí v důsledku havárií, pracovní úrazy (v dolech i v elektrárnách) a také předčasná úmrtí v důsledku znečištění ovzduší. V době, kdy tuto práci publikovali, představovaly moderní obnovitelné zdroje energie ještě velmi malý zdroj výroby energie a nebyly do analýzy zahrnuty.

Pro zajímavost dodejme, že u všech zdrojů převažují úmrtí související se znečištěním ovzduší. V případě hnědého uhlí, černého uhlí, ropy a zemního plynu se jedná o více než 99 % úmrtí, 100 % úmrtí souvisejících s biomasou a 70 % úmrtí souvisejících s jadernou energií.

Údaje o bezpečnosti obnovitelných zdrojů se objevily v pozdější studii Benjamina Sovacoola a jeho kolegů. Tyto údaje o úmrtnosti na obnovitelné zdroje jsou v současné době nejlepšími odhady, které máme k dispozici pro toto srovnání, i když nepochybně nejsou dokonalé.

Pro odhad počtu úmrtí v důsledku technologií obnovitelných zdrojů energie sestavili autoři databázi nehod souvisejících s energetikou v akademických databázích a zpravodajství. Ale žádná databáze není dokonalá. Do té jejich byla například zahrnuta úmrtí související s incidentem, kdy během stavebních zkoušek praskla vodní nádrže v továrně na výrobu solárních článků. Někdo by mohl namítat, že k nehodě nedošlo při výrobě, tak by v databázi být neměla, a můžou se najít další různé dobré důvody pro i proti.

Dalším problémem této analýzy je, že vyhledávání bylo omezeno na anglické zprávy a zprávy přeložené do angličtiny. Rozhodně tedy nejde o databázi úplnou, a je na ní co zlepšovat.

Je ovšem poměrně nepravděpodobné, že by tyto metodické problémy zásadně změnily základní pořadí zdrojů. Stále by nejspíše platilo, že obnovitelné a jaderné technologie způsobují mnohem méně úmrtí než fosilní paliva.

Známý statistický web Our World in Data obě studie zkompiloval, doplnil do nich ještě další data (o tom dále) a dospěl k závěru, že i tak jaderná energie způsobí podle zhruba o 99,8 % méně úmrtí než hnědé uhlí, o 99,7 % méně než černé uhlí, o 99,6 % méně než ropa a o 97,5 % méně než plyn. Větrná, solární a vodní energie jsou srovnatelně bezpečné v rámci statistické chyby, dokonce možná o něco bezpečnější.

V absolutních číslech je to tak, že na jednu terawatthodinu vyrobené elektřiny způsobí hnědě uhlí něco přes 30 úmrtí (zhruba někde v rozmezí 30-35). Černé uhlí zhruba 25, ropa 18, biomasa necelých pět, zemních plyn necelá tři úmrtí. Jádro a obnovitelné zdroje pak méně než jednu desetinu, přičemž rozdíl mezi nimi je v jednotkách setin úmrtí na jednu vyrobenou terawatthodinu (TWh).

Střední hodnoty jsou zhruba následující: jádro 0,07 úmrtí na TWh, větrné elektrárny 0,04; vodní elektrárny 0,02; solární elektrárny 0,02. Neberte ovšem tato čísla příliš vážně, jsou velmi malá a rozptyl se může lišit podle toho, jak se tvoří statistiky pro jednotlivé zdroje, jak jsme už zmiňovali, ale základní obrázek je jasný.

Dají se tato čísla nějak převést mimo říši statistiky? Právě Our World in Data přišel se zajímavým pokusem o přiblížení této statistiky do podoby, která je nám bližší.

Ukázkové město

Jedna terawatthodina je totiž velmi abstraktní číslo. Ale můžete si ho představit tak, že jde o roční spotřebu průměrného evropského města zhruba o velikosti Plzně: konkrétně s 187 tisíc průměrnými Evropany z roku 2019, kdy průměrná spotřeba evropských států na obyvatele byla zhruba 5 350 kilowatthodin. Dodejme, že v Česku je spotřeba na obyvatele o něco vyšší (cca kolem 6 200 kilowatthodin), do značné míry proto, že jsme země velmi průmyslová, ale držme se pro tento příklad evropského průměru.

Pokud by toto hypotetické město (které v Our Wolrd in Data nazvali Euroville) mělo dostávat elektřinu výhradně z hnědého uhlí, statisticky řečeno by mělo v důsledku toho každý rok předčasně zemřít kolem 30 lidí. Většina v důsledku znečištění ovzduší.

Kdyby byl primární zdroje energie jiný, vypadalo by to takto:

• každý rok by předčasně zemřelo 25 lidí;
• každý rok by předčasně zemřelo 18 lidí;
• každý rok by předčasně zemřeli 3 lidé;
• v průměrném roce by nikdo nezemřel. Míra úmrtnosti 0,07 úmrtí na terawatthodinu znamená, že by trvalo 14 let, než by zemřel jediný člověk. Jak se dozvíme později, může jít dokonce o nadhodnocený odhad.
• V průměrném roce nikdo nezemře – bude trvat 29 let, než někdo zemře;
• V průměrném roce nikdo nezemře – bude trvat 50 let, než někdo zemře;
• V průměrném roce by nikdo nezemřel – pouze každých 50 let by někdo zemřel.

Bezpečný atom

Z těchto údaje lze vyvodit celou řadu zajímavých údajů. Například to, že navzdory všeobecnému přesvědčení hlavně v západních zemích jaderná energie ve své dosavadní historii jednoznačně zachraňovala lidské životy. Byť většina z nás má v živé paměti Černobyl a Fukušimu, fosilní paliva zabíjejí mnohem více lidí než jaderná energie.

Čísla vychází pro jádro tak příznivě i přesto, že statistici z Our World in Data do analýzy zahrnuli právě obě zmíněné havárie. V případě Černobylu na základě odhadů WHO do statistiky zahrnuly 4 000 úmrtí. To zahrnuje úmrtí 31 osob v přímém důsledku katastrofy a osoby, u nichž se očekává, že zemřou později na rakovinu způsobenou ozářením.

Někteří vědci považují tento odhad za nadhodnocený. Hodnocení WHO z let 2005/06, které používá velmi konzervativní metodiku zvanou lineární bezprahový model (tedy vychází z předpokladu, že radioaktivní záření škodí i v malých dávkách, a jeho škodlivost stoupá lineárně, což stále nemáme jasně doloženo tvrdými daty). Za přehnaný údaj tedy považuje například i závěr pozdější zprávy Vědeckého výboru OSN pro účinky atomového záření (UNSCEAR). Shoda ovšem není stoprocentní, najdou se odborníci s opačným názorem (tedy že úmrtí jsou podhodnocená). Odhad WHO je však nejčastěji citovaný, i proto byl použit pro analýzu.

V analýze je zahrnuto také 574 úmrtí ve Fukušimě. Při této nehodě samotná radiace nikoho nezabila. V roce 2018 japonská vláda uznala, že rakovina plic jednoho bývalého zaměstnance byla následkem expozice během této události. (My dodejme, že přesný původ rakoviny nejde přímo prokázat, jde vždy pouze o pravděpodobnou příčinu. Rozhodnutí ovšem pomohlo pozůstalým, kteří tak získali nárok na finanční kompenzaci.) Z 574 úmrtí jich tedy 573 připadá na důsledky stresu z evakuace.

K počtu obětí dvou jaderných katastrof v historii byly ještě připočteny odhadované oběti těžbě a zpracování uranu. I tak je jaderná energetika zjevně výrazně bezpečnějším zdrojem než fosilní paliva.

Počet úmrtí na vyrobenou jednotku energie je 350krát nižší než u uhlí. O to nepochopitelnější je, že se k ní politici i veřejnost řady zemí staví zády. Útěchou nám může být alespoň to, že moderní obnovitelné zdroje, které jsou obecně přijímány lépe, v této metrice vychází velmi podobně (byť mají zase jiné nevýhody, samozřejmě). Dosud jsme se zabývali pouze krátkodobými dopady těchto zdrojů energie na zdraví. Nyní ale vezměme v úvahu i jejich dlouhodobý vliv na klima.

Vliv na planetu

V tomto ohledu máme velmi dobrou zprávu: nejbezpečnější zdroje jsou pro nás dnes ty samé zdroje, které mají nejmenší dopad na klima. Ať už vám jde o to, aby lidé umírali nyní, nebo o budoucnost planety, chcete stejné zdroje energie.

Následující tabulka shrnuje výpočet emisí ekvivalentu oxidu uhličitého (tedy i jiných skleníkových se stejným účinkem na klima jako dané množství CO₂) pro výrobu 1 kWh elektřiny. Výsledek je zjednodušeně řečeno výsledkem „zprůměrování“ různých hodnot z různých studií a pochází z analýzy americké federální Laboratoře pro obnovitelné zdroje (NERL, čili National Renewable Energy Laboratory).    

Svět tedy nestojí před kompromisem – bezpečnější zdroje energie jsou zároveň nejméně znečišťující. To je patrné ze symetrie grafu. Uhlí způsobuje největší škody v obou ukazatelích: má vážné zdravotní náklady v podobě znečištění ovzduší a nehod a vypouští velké množství emisí skleníkových plynů. Ropa a poté plyn jsou na tom lépe než uhlí, ale stále jsou v obou ukazatelích mnohem horší než jaderná energie a obnovitelné zdroje.

Jaderná, větrná, vodní a solární energie se v obou ukazatelích nacházejí na konci tabulky. Všechny jsou mnohem bezpečnější, pokud jde o nehody a znečištění ovzduší, a jsou nízkouhlíkové.

Tyto energie mají bohužel stále malý podíl na celosvětové spotřebě energie – vyrábí méně než 10 procent primární energie. Primární energie je přitom energie, která neprošla žádným procesem přeměny; jinak řečeno energie ve formě, v jaké se vyskytuje v přírodě (příkladem může být surová ropa).

Dominance fosilních paliv má několik důvodů: odstartovala průmyslovou revoluci a od té doby je kolem nich vybudována velká část naší energetické infrastruktury. Díky těmto počátečním investicím do fosilních paliv byla tato paliva po dlouhou dobu relativně levná. A v mnoha případech stále jsou nejlevnější možností pro výrobu energie.

Situace by se změnila, pokud by do ceny energií byly nějakým způsobem započteny celkové náklady na fosilní paliva. Pokud bychom zavedli uhlíkovou daň, která by zohledňovala celkové náklady, které všichni neseme, fosilní paliva (hlavně patrně uhlí) by zřejmě velmi výrazně podražila, mnohem výrazněji než jiné zdroje. Velmi citlivou otázkou je, jak přesně tuto skutečnou cenu vlastně spočítat.

Ale ať už by výpočet vypadal jakkoliv, v důsledku by nejspíše pomohl jak obnovitelným zdrojům, tak jaderným zdrojům. Jak jsme viděli, v otázce vlivu na lidské zdraví, bezpečnosti a uhlíkové stopy si všechny tyto zdroje vedou velmi dobře. Přechod od fosilních paliv tedy může znamenat významný přínos pro lidské zdraví a bezpečnost bez ohledu na to, zda je nahradíme jadernými nebo obnovitelnými zdroji, tvrdí řada analýz.

Je také celkem jasné, že přechod k nové energetice by neměl být drahý, protože chudoba sama o sobě také je doslova zdraví nebezpečná. Drahotě se ovšem v současné politické situaci budeme vyhýbat těžko. To je však téma pro úplně jiný text.

Oprava: V článku jsme opravili chybu v informaci o využívání sušeného trusu jako paliva a doplnili zdroj. Děkujeme čtenáři za upozornění v diskusi.