15. 8. 2008 / Boris Cvek
V České republice a vlastně na celém světě často uvažujeme o budoucnosti energetiky, přitom existuje mnoho politických, vědeckých či morálních argumentů pro různá stanoviska. Čtvrteční číslo časopisu Nature (vol. 454, pp. 816--823) přináší zajímavé srovnání alternativ k výrobě energie prostřednictvím spalování uhlíku.
Výroba elektřiny jako taková představuje asi 40% vší energetické spotřeby lidstva a vede ke vypuštění 10 gigatun (10 miliard tun) CO2 do atmosféry ročně. Jednou z cest, jak snížit tyto emise, by mohlo být zvýšení efektivity výroby, podle Nature , ale zvýšení efektivity paradoxně vede ke zvýšení spotřeby, čili nezbývá než využít takové formy výroby elektřiny, jež nevedou zároveň k produkci CO2. Mezi ně patří vodní elektrárny (typické třeba pro Švýcarsko), dále jaderná energie, energie z biomasy a využití jiných přírodních živlů: síly větru, geotermální činnosti, sluneční záře nebo mořského příboje (poslední cesta je typická pro Norsko).
Vodní elektrárny jsou hodnoceny jako levná a vyspělá cesta, která má ovšem náklady spojené s vlivem na životní prostředí. Lepším využitím této cesty lze k současné světové výrobě, která je asi 18 tisíc terawatthodin, přidat jen velmi málo. Větší potenciál má energie jaderná, je ale politicky méně přijatelná a postoj k ní může být změněn nějakým novým Černobylem nebo teroristickou akcí, zaměřenou na jadernou elektrárnu (líbí se mi, že Nature obě možnosti jasně připouští, v Česku je to naopak tabu). Možnost vyrábět elektřinu z biomasy je viděna redakcí Nature neurčitě a s mnoha otazníky pro budoucnost, jednoznačně pozitivně jsou viděny pouze potenciální "carbon-negative" systémy, při nichž celkové množství CO2 klesá (zatímco při klasickém využití biomasy je totéž množství CO2 uvolněno spálením jako spotřebováno za růstu rostlin, čili jedná se o "carbon-neutral" systémy).
Využití větrné energie je viděno do budoucnosti jako pozitivní možnost, zejména pro USA a Čínu. Zásadní přelom však přinést nemůže. Geotermální cesta má značnou kapacitu, může se z ní získat desetkrát víc elektřiny, než je tomu dnes, nicméně nezdá se, že by v dohledné době mohla překročit význam vodních či větrných zdrojů. Nakonec je dle Nature nejvýhodnější vyrábět elektřinu ze slunečního záření, tento způsob může časem -- dojde-li k technologickým zlepšením -- dokonce vyřešit problém s emisemi CO2 při výrobě elektřiny. Energie moří je naopak viděna jako marginální zdroj z hlediska celosvětové poptávky po elektřině.
Podívejme se tedy blíže na sluneční energii. Zatím ji neumíme dosti efektivně přeměňovat na elektřinu, celkové náklady ale klesají a kapacita je úžasná: desetina rozlohy Sahary by byla teoreticky schopná pokrýt veškerou světovou spotřebu elektřiny (napadá mne, že po éře, v níž bohatly pouštní státy s ropou, může přijít éra, v níž se Sahara a Gobi promění v solární zlato). Velkou výhodou fotovoltaických článků je to, že se nejedná o žádné obří stavby, ale každý si je může instalovat dům po domu, fabriku po fabrice. Můžeme také racionálně očekávat, že se technologicky budou zlepšovat, takže produkce elektřiny bude ještě levnější a efektivnější. Hlavním problémem u výroby energie ze slunečního záření je její skladování a distribuce.
Zdá se tedy, že budoucnost nebude náležet termojaderné fúzi -- jak jsem se dlouho domníval -- ani biomase a jiným populárním alternativám, ani jaderné energii, jak by se zdálo z českého dogmaticky pro-jaderného pohledu, ale obyčejným slunečním bateriím a sluneční světlo se stane po uhlí a ropě a uranu hlavním přírodním zdrojem lidstva. Zní to ostatně celkem logicky. Drtivá většina života je přes fotosyntetickou reakci, na níž přímo závisí svět rostlin a nepřímo svět živočichů skrze rostliny, živena sluncem již po miliony let. Vlastně i ta ropa i to uhlí jsou jen kondenzované formy energie, která k nám přiletěla ze slunce. A energie slunce je energie termojaderné fúze, probíhající v bezpečné vzdálenosti od nás.