Výroba a spotřeba elektřiny v posledních letech velmi dobře odpovídá předpovědi „železného zákonu klimatu“. Ten přitom boji proti oteplování nepředpovídá veliký úspěch.
Ještě předtím než ruská invaze na Ukrajina, pomohla výrazně zpomalit covidové ekonomické oživení, po celém světě došlo k rychlému růstu spotřeby elektřiny.
Nejnovější údaje společnosti Ember, „klimaticko-energetického think tanku se sídlem v Londýně, který se zaměřuje na urychlení globální transformace elektrické energie“, ukazují, že v první polovině roku 2021 vzrostla celosvětová spotřeba elektřiny přibližně o 5 %. To je větší růst než v roce 2018, kdy se spotřeba elektřiny zvýšila přibližně o 4 procenta ročně.
Čísla společnosti Ember také ukazují, že navzdory mnoha prohlášením o naléhavé potřebě snížit emise skleníkových plynů poptávka po uhlí pro výrobu elektřiny stále roste. Což znamená, že emise odvětví výroby elektrické energie stále rostou. Za první pololetí roku 2019 emise skleníkových plynů vzrostly o 5 %.
Kromě toho ovšem také ukazují, že ačkoli přibližně polovinu růstu poptávky po elektřině pokryly větrné a solární elektrárny, celkově spotřeba elektřiny stále roste rychleji, než roste výkon obnovitelných zdrojů. Jinak řečeno: obnovitelné zdroje nenahrazují klasické zdroje, jen pomáhají částečně sytit hlad po nové spotřebě.
Ani v energetice míč nelže
Novinář o Robert Bryce si nad těmito čísly vzpomněl na jednu sportovní „moudrost“, která podle něj vystihují současný trend v energetice. Autorem moudra je Rasheed Wallac, bývalého hráče basketbalového týmu Detroitu Pistons (a dalších týmů v americké NBA), nyní asistent trenéra na univerzitě v Memphisu, jehož motto bylo: „Míč nelže.“
Pokud byl Wallaceovi nebo některému z jeho spoluhráčů během basketbalového zápasu odpískán faul, který byl podle jeho názoru nezasloužený, a hráč soupeře následné neproměnil trestné hody, Wallace velmi často vykřikoval: „Míč nelže.“ Jako by sám basketbalový míč vynášel rozsudek nad chybným rozhodnutím rozhodčího. Bryce tvrdí, že sledování globálních trendů v oblasti energetiky Wallaceovu hlášku potvrzuje, byť místo „míč nelze“ je podle něj přesnější říkat „čísla nelžou“.
V posledních několika týdnech totiž různí analytici (společnosti jako Ember, BP a Mezinárodní energetická agentura) zveřejnily zprávy, které dospěly k podobným závěrům: země na celém světě – a zejména Čína – dělají vše pro to, aby vyrobily dostatek elektřiny pro další růst svých ekonomik. Za druhé, k získání této energie používají velké množství uhlí.
Elektrické století
Elektřina je dnes nejdůležitější formou energie na světě a její význam podle všeho jenom poroste: spotřeba elektřiny roste rychleji než spotřeba všech jiných forem energie.
To ukazují třeba právě zmíněné údaje společnosti Ember to dokazují. Pokud by spotřeba elektřina rostla o pět procent za rok, celosvětová spotřeba elektřiny by se zdvojnásobila přibližně jednou za 14 let.
Výroba elektřiny je přitom největším producentem skleníkových plynů: její podíl na celosvětových emisích oxidu uhličitého je přibližně 25 procent. Pokud tedy chceme mít skutečně dosáhnout nějakého na snížení celosvětových emisí, je produkce elektřiny klíčové odvětví.
Statistické údaje přesvědčivě ukazují, že rychlý nárůst spotřeby elektřiny jen tak nepřejde. Ukazuje se, že obyvatelé chudších zemí, kteří mají často jen omezený či dokonce žádný přístup k elektřině, nehodlají zůstat ve tmě. Chtějí sami žít vysoce energeticky náročný život s přístupem ke všem elektronickým vymoženostem, které my ve vyspělém světě považujeme za samozřejmost.
To vše naznačuje, že dekarbonizace globální elektrické sítě bude vyžadovat nalezení náhrady za uhlí. Využívání uhlí ve Spojených státech Evropě sice klesá (v případě Evropy tedy klesalo před ruským útokem na Ukrajinu a následnou energetickou krizí). Ovšem několik chudších zemí včetně Mongolska, Číny, Bangladéše, Vietnamu, Kazachstánu, Pákistánu a Indie v poslední dvou letech začalo uhlí využívat ve větší míře.
Obzvláště patrné to bylo v Číně, kde mezi první polovinou roku 2019 a první polovinou roku 2021 vyskočila poptávka po elektřině přibližně o 14 %. Poptávku z větší části pokryla výroba elektřiny z uhlí: její podíl byl dvakrát vyšší než podíl větrné a solární energie dohromady. V Pákistánu poptávka po elektřině vyskočila přibližně o 7 % a uhlí poskytlo více než třikrát více nové elektřiny než jaderná energie a přibližně třikrát více než vodní elektrárny. (Větrná a solární energie v Pákistánu v tomto období vůbec nerostla.)
Zatím to bez něj nejde
Ať máme k uhlí jakýkoliv postoj, ve výrobě energie už celá staletí dokazuje svůj význam. A jeho přetrvávající význam také ukazuje, že obavy ze změny klimatu nejsou pro většinu spotřebitelů a politiků tak důležité jako spolehlivá elektřina.
Statistik a publicista Roger Pielke Jr. v roce 2010 nazval tuto zákonitost železným zákonem klimatické politiky. Ten podle něj říká, že „Když opatření na snižování emisí jdou přímo proti hospodářskému růstu, vždy zvítězí hospodářský růst.“ Pielke tento bod rozvedl a řekl, že železný zákon je „mezní podmínkou pro tvorbu politik, která je stejně omezující jako druhý termodynamický zákon a platí všude na světě, v bohatých i chudých zemích. Říká, že i když jsou lidé ochotni nést určité náklady na snížení emisí (a zkušenosti ukazují, že ano), jsou k tomu ochotni jít jen do určité míry.“
Zmíněný Robert Bryce si myslí, že by se mělo tento „zákon“ či pozorování ještě zobecnit. Navrhuje ho nazvat „železným zákonem elektroenergetiky“ a měl by podle něho znít následovně: „Když si lidé musí vybrat mezi špinavou elektřinou a žádnou elektřinou, vždycky si vyberou špinavou elektřinu.“ Odvolává se přitom nejen na statistiky o stále vysokém podílu uhlí, ale také své praktické zkušenosti z řady s nedostatkem elektřiny po celém světě, včetně Indie, Libanonu a Portorika.
Pielke, profesor na Coloradské univerzitě a vysoce uznávaný autor v oblasti politiky změny klimatu (a také sportu a sportovní statistiky), od té doby železný zákon rozpracoval. V rozhovoru pro časopis Juice ho vysvětlil následovně: „Železný zákon říká, že emise nesnížíme tím, že dobrovolně zchudneme. Bohatí lidé nebudou chtít zchudnout, chudí lidé nebudou chtít zchudnout.“
Tvrdí, že v současné situace je těžké s emisemi pohnout: „Jestli se na něco můžeme spolehnout, tak na to, že tvůrci politik budou odměněni obyvatelstvem, pokud učiní lidi bohatšími. Děláme všechno pro to, abychom se snažili zbohatnout jako národy, jako společenství i jako jednotlivci. Pokud chceme snížit emise, můžeme se vydat jediným možným směrem, a to směrem k vývoji nových technologií.“
Kolik vypouštíme skleníkových plynů?
Lidstvo do atmosféry vypouští v posledních letech cca 33 gigatun (Gt) CO2. Všech skleníkových plynů vypouštíme více. Aby se představa zjednodušila, uvádí se tato hodnota po přepočtu na oxid uhličitý, tedy jako „ekvivalent CO2“. Činí zhruba 46 Gt. (Ekvivalentní tyto plyny jsou opravdu jen z bilančního hlediska, fyzikálně a klimaticky jsou mezi nimi důležité rozdíly, do kterých se ale nebudeme pouštět.)
Těžko představitelná „hausnumera“ si zkusme přibížit nejprve pomocí veličiny, o které se mluví jako o „zbývajícím uhlíkovém rozpočtu“. V podstatě říká, kolik emisí lze vypustit, a tedy kolik fosilních paliv celkem ještě můžeme spálit, abychom dosáhli nějakého teplotního cíle. Neurčuje se tedy, kdy přesně má dojít ke spálení poslední tuny, jen počítá, jak velkou máme ještě rezervu.
Začněme odspodu: pro udržení oteplení pod hranicí 1,5 °C (oproti průměru z let 1850–1900) byl v roce 2020 zbývající uhlíkový rozpočet řádově 400 Gt CO2. Tedy zhruba 12násobek dnešních ročních hodnot emisí oxidu uhličitého, a méně než desetinásobek všech ročních emisí skleníkových plynů. Asi v tuto chvíli chápete, proč dosažení této hranice považují všichni za krajně nepravděpodobné. Pro udržení oteplení pod hranicí 2 °C je rezerva, tedy zbývající uhlíkový rozpočet, několikanásobně vyšší, zhruba 1150 Gt CO2.
Hodnoty nelze brát zcela exaktně. Například oba výše zmíněné údaje jsou pro 67% pravděpodobnost nepřekročení dané teplotní hranice. Co to znamená? Proto se i uhlíkový rozpočet vztahuje k určité pravděpodobnosti, že daná hranice oteplení nebude překročena. Pokud například chceme mít alespoň 50% šanci, že nepřekročíme hranici oteplení 2 °C, můžeme vypustit již pouze 1400 Gt CO2. Na 67 % to alespoň podle současných modelů bychom neměli do ovzduší vypustit více než 1100 Gt CO2. Čím vyšší chceme mít jistotu, tím méně oxidu uhličitého si můžeme dovolit vypustit.
Jeden směr
Pielkeův názor není samozřejmě úplně originální a ojedinělý „hlas na poušti“. Další energetický analytiků, Roberta Rapier, například v nedávném sloupku pro web časopisu Forbes připomněl jeden důležitý faktor. Napsal: „Navzdory závratnému tempu růstu obnovitelných zdrojů je důležité mít na paměti, že celková světová spotřeba energie roste. Přestože se celosvětová spotřeba energie z obnovitelných zdrojů za posledních deset let zvýšila přibližně o 21 exajoulů, celková spotřeba energie vzrostla o 51 exajoulů. Většinu tohoto nárůstu tvořila zvýšená spotřeba fosilních paliv, přičemž každá kategorie fosilních paliv vykázala v průběhu desetiletí zvýšenou spotřebu.“
Pointa je zřejmá: tvrzení, že brzy určitě dojde k masivnímu snížení globálních emisí oxidu uhličitého, je ve zjevném protikladu k číslům.
Země na celém světě jednají ve svém zájmu, zejména pokud jde o jejich uspokojení potřeby elektřiny, a to vede k velkému nárůstu emisí. Jak Ember ve své zprávě uzavírá, větrné a solární elektrárny rostou, ale přechod na „zelenou“ elektřinu „neprobíhá dostatečně rychle“.
Neznamená to tedy, že by nedělo nic. V první polovině roku 2021 výkon větrných a solárních elektráren poprvé překonal výkon světových jaderných reaktorů (viz náš článek). Dále uvádí, že za poslední dva roky „výroba jaderné energie klesla o 2 % ve srovnání s úrovní před pandemií, protože v zemích OECD bylo odstaveno více zdrojů, než kolik jich bylo uvedeno do provozu v Číně“ (která je dnes hlavním staveništěm).
Podle myšlenkové školy, kterou představují Pielke či Bryce to ovšem není až tak dobrá zpráva, jak se někomu může zdát. Domnívají se, že jediný praktický způsob, jak sektor výroby elektřiny může dosáhnout významného snížení emisí oxidu uhličitého, je, kdyby se povedlo nahradit spoustu uhelných elektráren jadernými reaktory, a to v relativně krátkém čase, tedy v příštím desetiletí.
Obnovitelné zdroje podle těchto analytiků mají jistě své výhody, jsou politicky populární a jejich podíl nadále poroste. Nebudou schopny ovšem vyrovnat prudce rostoucí poptávku po elektřině, která je potřebná k udržení moderních ekonomik a k tomu, aby se rozvojové země vstoupily skutečně do moderní doby.
Země jako Čína, Vietnam, Indie a další potřebují alternativu k uhlí pro výrobu energie. Potřebují nové jaderné reaktory, které budou menší, bezpečnější a levnější než stávající konstrukce. A potřebují je brzy.
Jádro za uhlí?
Existuje nějaká možnost, jak jedním rozhodnutím rychle snížit množství uhlíkových emisí, vytvořit dobře placená trvalá pracovní místa, podpořit ekonomiku, a dokonce i snížit ekologickou zátěž chudých regionů? Ano, podle nové zprávy amerického ministerstva energetiky ano: stačí ve velkém nahrazovat uhelné elektrárny menšími jadernými bloky.
Zmíněný dokument vznikl, aby zevrubně popsal otázku strategie, která se obvykle shrnuje pod názvem „Od uhlí k jádru“ (anglicky „Coal to Nuclear“, polofonetickou zkratkou pak „C2N“). Zpráva se zaměřila na tři otázky: „Kolik uhelných elektráren ve Spojených státech je k takové náhradě vhodná? Jaké jsou výhody a problémy? Jak ovlivní místní komunity?
Stručné odpovědi na tyto otázky jsou následující: menší, pokročilé reaktory s výkony pod 1 gigawatt (GW) by mohly stát na 80 % lokalit, na kterých dnes fungují americké uhelné elektrárny.
Využití stávající infrastruktury může vést k úsporám investičních nákladů za jednu v rozmezí od 15 % do 35 %.
Zároveň by mohlo vybudování takové elektrárny vytvořit stovky nových pracovních míst. To by v důsledku mohlo vést ke zvýšení ekonomické aktivity v oblasti řádově o stovky miliony dolarů. Přitom by lokální emise skleníkových plynů mohly klesnout až o 86 %.
Analýza DOE konkrétně „identifikovala jako potenciální kandidáty na přechod z uhlí na jádro 157 vyřazených uhelných elektráren a 237 provozovaných uhelných elektráren“. Hrubý odhad, jehož autorem je statistik Roger Pielke, říká, že jaderné bloky na oněch 394 lokalitách by v zásadě byly schopny zajistit přibližně 70 % veškeré výroby elektřiny v USA v roce 2021. Jde o odhad nejspíše nadsazený, protože je nepravděpodobné, že se všechny takové lokality obsadí, ovšem dobře ilustruje, jak ohromný potenciál tato myšlenka má.
V Česku je samozřejmě násobně menší, ale vhodné lokality by se také našly. Jejich přesný počet ovšem závisí na řadě okolností, například nárocích reaktorů na chlazení, přesně podobě legislativy kolem malých reaktorů atp.
Navíc Česko nebude nikdy tak velký trh, aby umožnilo skutečný praktický rozjezd této technologie, a s tím související pokles cen díky „úsporám z rozsahu“. Pokud by se měly stavět po jednom, či dvou kusech, byla by tato zařízení na jednotku výkonu podle dnešních propočtů dvou- či vícenásobně dražší než klasické velké jaderné reaktory.
