Studie WWF: Energetická Potěmkinova vesnice

V českých sdělovacích prostředcích probleskly v druhém listopadovém týdnu informace o studii Světového fondu na ochranu přírody (WWF) nazvané Living Planet Report 2008, v které je prezentován žebříček států nejvíce ekologicky zatěžujících naši planetu, a o nelichotivém výsledném hodnocení České republiky.

Základní pojmy, metodika výpočtu a principy hodnocení jsou nastíněny například v článku serveru Nazeleno.cz. Pro prezentaci nejzákladnějších údajů si z odkazovaného textu vypůjčím vysvětlení, že zpracovatelé studie pracovali s pojmem „globální hektar“ (gha), který udává plochu potřebnou pro zajištění obyvatelstvem spotřebovávaných hmotných a nehmotných statků - tedy potravin, energie, bydlení, dopravy, spotřebního zboží a služeb. Na základě vypočteného množství globálních hektarů (přepočtených na jednoho obyvatele) je prováděno vyhodnocení tzv. „ekologické stopy“ - tj. dopadu životního stylu obyvatel příslušného státu na životní prostředí v globálním měřítku.

Titulní list studie WWF Living Planet Report 2008
Zdroj: WWF, Living Planet Report 2008

Široce mediálně prezentovaným výsledkem studie bylo konstatování, že celková ekologická stopa lidstva činila podle výpočtu 2,7 gha na obyvatele, přičemž celková produktivní plocha Země činila pouze 2,1 gha na obyvatele. Takže podle tohoto kritéria lidstvo jako celek spotřebovává více přírodních zdrojů, než se globálnímu ekosystému daří průběžně obnovovat, což je z dlouhodobého hlediska neudržitelný stav. V podstatě lze tento závěr charakterizovat jako stav „žití na dluh“, který je v rozporu s principem trvale udržitelného rozvoje. Při hlubším rozboru pojmu „ekologická stopa“ se brzo dopracujeme k pojmu „uhlíková stopa“, která je odvozena od množství emisí uhlíku na obyvatele a v přepočtu na globální hektary udává velikost území nutného k absorpci odpovídajícího množství emitovaného CO₂ a dalších skleníkových plynů. Podíl uhlíkové stopy na celkové ekologické stopě je velmi významný - pro ČR činí 62,8%. Podle studie WWF vzrostla celosvětově uhlíková stopa lidstva od roku 1961 více než 10x. Nyní jsme se tedy dostali k problematice emisí CO₂ a tudíž i k energetice. Touto oblastí se v rámci diskutované studie zabývá kapitola „The energy challenge“ (str. 24 a 25). Tady musím, bohužel, konstatovat, že rozsahem a kvalitou zpracování této části textu jsem byl hořce zklamán.Energetické řešení?Nechme však subjektivních soudů a diskutujme prezentovaná fakta. Studie uvádí, že výroba energie spalováním fosilních paliv (uhlí, ropa, zemní plyn) globálně představovala téměř 45% ekologické stopy v roce 2005. Autoři z WWF samozřejmě vychází z oficiální doktríny IPCC o bezprostřední souvislosti emisí skleníkových plynů a klimatických změn, takže z tohoto pohledu je tedy nezbytně nutné docílit radikálního omezení spalování fosilních paliv a s tím souvisejících emisí CO₂. Za tímto účelem studie WWF prezentovala model rozvoje energetických zdrojů a úspor do roku 2050 (viz níže obr. 35), který by měl zajistit předpokládané energetické potřeby lidstva a zároveň omezit emise CO₂ o 60 až 80%. Předpokládán je trojnásobný nárůst spotřeby energie podle scénáře „A1B“ Mezivládního panelu změny klimatu IPCC (2000) s rovnoměrně rozloženým mixem energetických zdrojů.

Obr. 35: Reprezentativní energetický scénář dle studie WWF pro klimatický model A1B (IPCC)
Zdroj: WWF, Living Planet Report 2008

Již ze zběžného pohledu na graf lze zjistit, že podle prezentovaného scénáře by měl být po roce 2010 odstartován proces, který bychom mohli bez nadsázky nazvat „energetickou revolucí“. Nárůst výroby energie v obnovitelných zdrojích a úspor energie je skutečně radikální. Jednotlivým zdrojům resp. úsporám jsou přiřazeny odpovídající barevné „klíny“ dle legendy (doufám, že není nutný překlad). Abych jednotky množství energie Exajoule (1 EJ = 10⁹ x 10⁹ J = 10¹⁸J, tj. miliarda miliard Joulů) převedl do rozumně představitelné a komentovatelné podoby, provedl jsem přepočet pro jednu subjektivně vybranou položku grafu – konkrétně pro výrobu energie ve větrných elektrárnách (tmavě zelená).Poručíme větru?Z prezentovaných grafů jsem vyčetl, že autoři scénáře předpokládají roční výrobu z větru v roce 2050 ve výši přibližně 10% světové roční spotřeby, tj. 100 EJ. To je sice hezké, ale je to hodně nebo málo? Když nahlédnu do UCTE Statistical Yearbook 2007, konkrétně do tabulek T3, T8a, zjistím, že veškeré západoevropské větrné elektrárny o celkovém výkonu 45,2 GW vyrobily v roce 2007 celkem 87,5 TWh elektřiny, což odpovídá 0,315 EJ (1 TWh = 0,0036 EJ). Takže celosvětová výroba ve větných elektrárnách v roce 2050 zhruba odpovídá 317-násobku nynější západoevropské výroby! Podotýkám, že stávající (západo)evropská větrná energetika byla budována téměř třicet let.  Toto je pro mě poněkud silná káva. Na rozdíl od autorů studie se domnívám, že docílit tohoto množství vyráběné energie do roku 2050 je technicky nereálné a ekonomicky „neufinancovatelné“. Osobně jsem nabyl dojmu, že autoři studie vycházeli výhradně z požadovaného snížení emisí CO₂ (60 – 80%) a stanoveného nárůstu výroby energie (scénář A1B dle IPCC) a podle těchto „řídících parametrů“ jednoduše „namíchali“ množství energie vyráběné v jednotlivých energetických zdrojích a velikost energetických úspor, aniž by tuto problematiku nějak podrobněji konzultovali s energetickým sektorem. Ke stejným závěrům bychom pravděpodobně dospěli i u dalších výrobních segmentů energetického mixu popř. úspor.

Obr. 37: Energetický mix v roce 2050 dle studie WWF (legenda viz výše obr. 35)
Zdroj: WWF, Living Planet Report 2008

K této domněnce mě rovněž vede i další graf, který má konkrétně znázorňovat způsob dosažení požadovaného koncového stavu (tj. zvýšení výroby energie a snížení emisí CO₂) prostřednictvím výše uvedeného výrobního mixu a úspor energie:

Obr. 36: Nasazování zdrojů resp. úspory energie do roku 2050 dle studie WWF
Zdroj: WWF, Living Planet Report 2008

Zelený klín představuje úspory energie z důvodu zvýšení energetické efektivnosti a snížení spotřeby. Šedá barva symbolizuje snižující se podíl fosilních paliv, u nichž vidíme ústup po roce 2015. Fialová prezentuje energii vyrobenou v jaderných elektrárnách (zjevně není počítáno s rozvojem, pouze s trpěným dožitím). Modrá udává podíl technologií s nulovými popř. nízkými emisemi CO₂, u nichž vidíme radikální nárůst po roce 2015. A konečně žlutá barva symbolizuje přínos zemního plynu, přičemž autoři studie tuto přechodnou epizodku poměrně vtipně nazvali „gas bubble“, tj. česky „plynová bublina“. Nerealizovatelné nápadyVidíme, že podle WWF má po roce 2015 přijít cosi jako „energetický velký třesk“, který způsobí radikální odchylku dokonce i od předpokládaného energetického scénáře IPCC! Navíc scénář WWF dokonce vykazuje i rezervy, které jsou prezentovány doplňkovým potenciálem pro další navýšení výroby energie (graficky znázorněno přechodem modrého pásma do záporných hodnot po roce 2040)!. Oním „Svatým grálem“ energetiky má být synergický efekt zvýšení energetické efektivnosti, navýšení podílu obnovitelných zdrojů a dále masivní nasazení technologií zachycování a ukládání uhlíku (CCS - Carbon Capture and Storage). Co tedy sdělit ke studii WWF Living Planet Report 2008 závěrem? Pro širší vysvětlení svého stanoviska snad mohu čtenářům nejdříve doporučit své články o obnovitelných zdrojích a jejich fyzikálních, technických a ekonomických limitech (část I, část II, část III).  Podle mého osobního názoru je studie WWF Living Planet Report v oblasti energetiky dalším z řady pokusů sestavit „environmentálně správný“ budoucí energetický mix. Je to toporný tanec mezi třemi „ideologickými vejci“, která nelze v žádném případě rozbít. „Svatý grál“ aneb ideální energetický mix by měl: (1) vyřešit budoucí energetické problémy lidstva (pravděpodobný nárůst spotřeby energie), (2) zajistit radikální snížení emisí skleníkových plynů (globální oteplování) a zároveň (3) nepřipustit výrobu energie v jaderných elektrárnách (ideologicky nepřípustný zdroj). 

Takto nějak si autor představuje rozbité „ideologické vejce“ :-)
Zdroj: Nazeleno.cz

Aby autoři studie splnili tyto navzájem se vylučující a protichůdné požadavky, účelově sestavili energetický mix vycházející z nereálného nárůstu úspor energie, nereálně vysokého nárůstu výroby energie v obnovitelných zdrojích (což jsem se snažil číselně dokladovat na příkladu větrných elektráren) a provozně naprosto neověřených technologií s velmi sporným, dokonce mnohdy i zcela kontraproduktivním působením (technologie CCS).

Mimochodem, technologie CCS jsou samy o sobě naprosto čítankovým tématem, které příznačně zosobňuje mnohdy až absurdní důsledky ideologických a politických přístupů k řešení technických problémů dnešní energetiky. Ale o tom až někdy příště.

(Psáno pro server Nazeleno.cz a blog.iDNES).

Petr Nejedlý