V lidském žití občas dojde k prudkému zlomu. Revoluce. Může být i v technice, nejen ve společnosti. Ta první, obrovská, byl vstup parního stroje na scénu a přeměna ručních manufaktur na továrny, další zlom byla automobilita společnosti ve 20. st.. Aut už jezdí 1,1 miliard a nezadržitelně přibývá. Nedávno další zlom, éra počítačů. Jsou všude kolem a řídí vše. Je jich na 2 miliardy. A teď vstupujeme do revoluce energetické. Energie hýbe světem a spotřebujeme ji ročně (2014) na 15,7 TWh (1 TWH = 109 kWh). Obrovské množství.
Dnešní moderní člověk ji spotřebuje 150x více než náš primitivní prapředek bez ohně. Končí fosilní paliva, není možné dál jejich spalováním zvyšovat koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší bez katastrofálních následků pro klima a společnost. Ta se zavázala k uhlíkové neutralitě (to je stav, při kterém nezvyšujeme množství oxidu uhličitého v atmosféře) v roce 2050. Nebude bez obrovských zásahů do energetiky a lidského myšlení. A bez obrovských, nepředstavitelných investic. Ty se odhadují do roku 2030 na 1,2 trilionu dolarů. To je cifra pro většinu čtenářů sotva představitelná. A také je nutná spolupráce jednotlivců, osob, lidí, průmyslu, politiků.
Nepůjde to bez ochoty investovat do tepelných čerpadel, solárních panelů a větrníků. V Německu již teď vznikají družstva se stovkami a tisíckami členů, které budují alternativní zdroje a zajišťují členům levnější energii. V Holandsku mají tato družstva přes 1 mil. členů. Třeba montují do oken průhledné soláry místo skla. Ty jsou schopny velikých výkonů. V čínském Nechgang jsou ve fasádě mrakodrapu kvazi skleněné panely o výkonu 460 kW. Skládají se z tabulí 120×113 cm. Existuje již i solární střešní krytina.
Přebytky elektřiny se prodávají zájemcům. Něco podle vzoru komunitních tepláren. To ovšem platí pro zahraničí, ne pro nás. Naše vláda neučinila žádné zásadní kroky směrem k obratu energetické základny. V půtkách o posty a platy na to nemá čas a nikdo z vlády tomu ani moc nerozumí. V energeticko-ekonomické sféře neplníme ani vlastní závazky. Takže spíme a ohrožujeme vlastní ekonomickou a sociální soudržnost a budoucnost. Podaří se změnit kurz? Přitom se ve světě realizují obrovské energetické projekty. Ne severním pobřeží Británie se buduje větrné pole Horsea složené ze stovek mocných větrníků o výkonu až 15 MW o celkovém výkonu 6 GW, perspektivně 10 GW. Bude největší v Evropě.
Co nás čeká? Představte si světlo v pokoji, které samo zhasne, když vstáváte, kávovar, který se sám spustí, když vcházíte do kuchyně, za svítání začnou fungovat postřikovače v zahradě, topení se samo vypne, žaluzie otevřou, rozsvítí se v místnostech, kam vstupujete atd. Všechny tato akty budoucnosti potřebují energii. Kde ji vezmeme? Zatím pořád 72% pochází z fosilních paliv, uhlí, ropy, plynu.
To není schůdná cesta. A podepsala se na zvýšení průměrné teploty o 1,2°C. Uvažte, že benzinový osobák při najetí 10 000 km ročně, vypustí do vzduchu 2 tuny CO2 a vynásobte počtem aut. Dostáváme se k astronomickým číslům. Cestou jsou obnovitelné zdroje energie, především solární články a využití větru. Problém je, že slunce pořád nesvítí a vítr pořád nefouká. Ale jsou i cesty méně obvyklé, o kterých jste možná ani neslyšeli: transformace přílivu do elektřiny, solární energie kosmu, řasy jako základna pro výrobu paliva, energie získaná z pohybu osob, využití jaderného odpadu, využití energie magmatu zemského nitra, využití fuzní energie atd.
Především ale potřebujeme smysluplná úložiště elektřiny. Zatím je nemáme a velkoobjemové skladování elektřiny je nedořešený problém. Plusem již zmíněné kombinace je, že slunce spíše svítí v létě a větry foukají víc na podzim a v zimě. Zdroje se vzájemně jakž takž doplňují. V solárech zaostáváme za Evropou, když máme ze sluneční energie jen 3%-ní podíl. V celé Evropě je průměr 22%. Velikým úložištěm energie pro budoucnost mohou být baterie elektroaut. Asi 500 kg baterie auta může až týden zásobovat energií průměrnou domácnost. Nabíjecí stanice ale potřebuje vhodnou technickou úpravu pro obousměrné proudění energie. Potřebné úpravy nejspíše proběhnou, navíc v kombinaci s „moudrými“ systémy ovládání nabíjení v optimálním čase a zapojováním velkých spotřebičů jako je topení ve vhodnou dobu. Auto je dnes znečišťovatel, zítra můžeš být vítaným prvkem elektrosystémů domácnosti.
To vše závisí také na lidech a jejich ochotě spolupracovat. Pokud budou přijatelně a včas informováni, spolupracovat nejspíš budou, pokud budou mateni tiskem a katastrofickými vizemi redaktorů, pak ne. Jenže, to by tisk musel psát objektivně i o těchto základních problémech bytí společnosti, a ne jenom o politických půtkách a osočování poslanců a senátorů, jejich platech a kde jakých nehodách a katastrofách.
Zatím je nedořešena budoucí role vodíku v energetice. Úvahy o vodíkové energetice existují, reálná technická řešení jsou na začátku, většina ale na řešení čeká. Už jezdí první auta na vodík, také autobusy a v Německu dokonce i první vlak. Vodík nese velké množství energie a spalování je čisté a bezemisní. Jako zdroj čisté energie může být vyráběn, skladován, rozváděn, spalován. Pokud ho vyrábíme z vody (nejpravděpodobněji), jde ale o jakousi energetickou okliku, snižující účinnost procesu a vyvolávající ztráty. Výroba elektrolýzou z vody je nesmírně energeticky náročná, na výrobu 1 kg vodíku potřebujeme asi 50 kWh energie a bez levné elektřiny je výroba nemyslitelná.
Lze ho vyrábět i s využitím jádrových reaktorů. První takový funguje v USA, ale vyrobený vodík se používá k chlazení alternátoru. Jako skladové energetické medium vodík nadmíru vyhovuje, protože má vysoký energetický obsah. Větší a větší roli bude hrát elektřina v domácnostech. Budou naprosto elektrifikovány. Elektřina je pro ně ten nejelegantnější zdroj energie. Určitě musíme ale vychovat více elektromontérů pro instalaci i údržbu elektrosystémů. Zatím schází. Je na čase, aby školy konečně reagovaly na potřeby společnosti. Elektřina se považuje za čistou energii. Také ovšem drahou. Budeme-li s elektřinou topit, musíme začít dokonalou izolací domů a bytů. Od krovů až po sklep. Nové stavby už vyhovují, staré se musí izolačně zdokonalit. Kouzlo novosti je i v náhradě současných gigaelektráren tisíckami malých zdrojů na lokální úrovni, které budou napájet rovněž lokální síť. Především solární panely. Selhání páru zdrojů tato místní síť ani nepocítí. Počítá se, že do ní budou zakomponovány nové baterie, jejichž výrobu nedávno oznámil veřejnosti Elon Musk. Už teď má objednávky za 800 mil. USD a pořád jich přibývá. Takže se počítá s výstavbou dalších gigaprodukčních závodů na baterie. Záměr vyrábět podobné stacionární baterie má v Německu Mercedes-Benz. Měly by být vysokokapacitní a mnohem levnější než současné. Muskova produkční firma se jmenuje Tesla Energy na rozdíl od Tesla Motors vyrábějící elekroautomobily. Musk spolupracuje s výzkumníky z Univerzity Dalhousio a ti oznámili, že jsou blízko baterií, které vydrží před 5 000 cyklů a v provozu 1 mil. mil (1,6 mil. km). Vývoj této super baterie pokračuje. Mezitím Musk postavil jižně od Melbourne největší, 300 MW bateriové úložiště na světě. Je od minulého roku v provozu. A na stole jsou plány pro úložiště ještě 4x větší (1 200 MW), také v Austrálii. Právě baterie (nebo jejich nějaká náhrada) byly dosud chybějící článek řetězu.
Musk se v energetických programech a elektromobilitě nesmírně angažuje a výsledkem je i závodní elektrospeciál na bázi Tesly S, který už překonal několik rekordů. Mezi jiným na populárním okruhu Nürmburgring. Má 1 020 ks, rychlost 320 km a zrychlí z 0 na 100 za 2 sek.
V naší společnosti mají obrovskou a často nepřiměřenou moc politici. A méně politiků a více odborníků by společnosti leda prospělo. Ještě více, kdyby se tak často nestřídali. A energetické změny, kterým nerozumí ani za mák, musí požehnat. Jsou to vůbec schopni vykonat? A pochopit, oč jde? Ještě důležitější je spoluúčast občanů. Jsou vrozeně nedůvěřiví k novinkám a přijímají je obtížně. Tisk o převratných energetických změnách nepíše a televize nevysílá, schází v technice fundovaní redaktoři a průměrný občan se k informacím nedostane. I když mohou být zásadní. Neinformovaný občan je převážně naladěn negativně. A větší tlak vyvolá ještě větší odpor. Těm pozitivně cítícím nezbude než vysvětlovat, poučovat, přesvědčovat, školit. Kamarády, sousedy, kolegy, známé, rodinu.
A čím budeme měřit úspěch? Úsporami CO2, úsporami energie, nákladovou efektivitou, levnější energií, obyvatelnějšími a komfortnějšími byty. I žádoucí proces má své stíny. Ne každý má střechu na montáž solárních panelů, ne každý má elektromobil s baterií, vlastní dům s přípojkou a nabíječkou. A nemá dost peněz na zásadnější energetická řešení. Co s těmi statisíci v hůře izolovaných panelácích a vyššími účty za elektřinu, aniž za ně mohou? Jako by nemalá skupina lidí žila na pokrají energetické chudoby. Vědci za ně považují ty, kteří dávají za energie více než 10% příjmů. Těm lidem by bylo potřeba zlepšit infrastrukturu, byty a domy přestavět, lépe izolovat, poskytovat levnější energii. Pomáhat jim z komunálních a státních zdrojů. Ale k tomu je potřebná znalost, přesvědčení a vůle samospráv. Neschází jim? A problém rázem dostává nový rozměr. Nejen technický, ale i sociálně politický a osobnostní.
A řešení je na politicích. Snad to pochopí a budou se angažovat i v něčem jiném než bezvýchodných polemikách ve věcech zcela bez jakékoliv důležitosti a významu. Alespoň ti někteří, kteří vědí, oč jde. Snížit globální emise, zachytávat oxid uhličitý a skladovat v podzemí, jezdit na alternativní benzin vyrobený z CO2 a vody, vybudovat moderní nízkouhlíkovou síť, přejít od fosilních zdrojů k obnovitelným, zdokonalit solární články a baterie elektroaut je možné. Jenže, toto všechno ufinancovat už není problém techniků, ale ekonomů. Na té nejvyšší úrovni. Řešení jsem se zatím nikde nedobral.
-izk-
Foto: Pixabay