ENERGETIKA A OZE - NEUVĚŘITELNÁ DYNAMIKA ROZVOJE

Konference Alternativní zdroje energie 2010 13. až 15. července 2010 Kroměříž

ENERGETIKA A OZE - NEUVĚŘITELNÁ DYNAMIKA ROZVOJE Ivan Beneš CITYPLAN spol. s r.o. [email protected] ANOTACE Naše civilizace je v současnosti převáţně fosilně-energetickou civilizací, pouze s velmi pomalou rychlostí náhrady hlavních fosilních zdrojů (uhlí, ropa, zemní plyn) energetickými substituty (jaderná energie, obnovitelné zdroje). Přechod od fosilních paliv k vyuţívání nefosilní energie je mnohem sloţitější, neţ bývá často presentováno. Kromě „redukční diety“ pro sníţení „energetické obezity“ západní společnosti bude zásadní trend budoucí energetické substituce sledován ve dvou oblastech: vyuţívání jaderné energie a vyuţívání obnovitelné energie. Obě cesty jsou spojeny se specifickými okruhy příleţitostí i problémů, jeţ nebude snadné řešit a bude vyţadovat holistický přístup v oblasti výzkumu a vývoje. V Evropě se bouřlivě rozvíjí vyuţívání větrné energie přicházející z Atlantiku, fotovoltaické elektřiny a zejména Španělsko rozvíjí výstavbu tepelných slunečních elektráren (CSP – Concentrating Solar Power). S tím souvisí i připravované projekty panevropské přenosové sítě (Super-smart-grid), která zajistí sběr elektřiny ze severních a jiţních oblastí, bude vyrovnávat energetickou bilanci v nadnárodním měřítku a v případech nouze bude moci zajišťovat přiměřenou míru energetické solidarity mezi členskými státy ve smyslu zakotveném v Lisabonské smlouvě. ÚVOD 21. století staví před nás a naše potomky obrovské změny, kterým se budeme muset přizpůsobit, pokud chceme přeţít. Koncem března 2009 proběhly tiskem zprávy typu: „Světu hrozí do roku 2030 nedostatek potravin, vody a energie, varuje vědec“. Tím vědcem je profesor John Beddington, hlavní vědecký poradce britské vlády. Varuje, ţe kolem roku 2030 postihne lidstvo znásobený efekt několika krizí najednou, které budou souviset s nedostatkem potravin, pitné vody a energie. Hlavní krize, která nám hrozí, není před námi, ale přímo se v ní topíme. Je to krize ignorance, především ignorance faktů. Říkáme, ţe ţijeme v informační společnosti, ale při bliţším rozboru informací kolem nás dospíváme k názoru, ţe ţijeme především v dezinformační společnosti. Po rozpadu bipolárního světa jsme svědky nejen bouřlivého rozvoje informačních technologií, ale i jejich ovládání zájmovými skupinami. Výrobě a rozšiřování „informací“ dominují reklamní agentury a soukromě vlastněná média. Ta jiţ dávno přestala být hlídacím psem demokracie, a jako kaţdý privátní byznys, slouţí především svým vlastníkům. Není divu, ţe informace, které jsou produktem kritického myšlení, jsou často neţádoucí. Je proto zřejmé, ţe kaţdá vyváţená energetická koncepce musí být zákonitě napadána různými zájmovými skupinami, které budou chtít dosáhnout výsadnější postavení proti konkurentům. V tomto příspěvku se pokusíme vysvětlit, proč je transformace energetiky nezbytná a v čem spočívá její sloţitost, a proč jako alternativa vůči fosilním palivům vítězí ve světě obnovitelná energie nad jadernou. CELOSTNÍ POHLED NA ENERGETIKU V dnešním globalizovaném a vzájemně provázaném světě nelze nahlíţet na jakýkoliv problém izolovaně. Člověk je v dnešním světě zaplaven obrovským mnoţstvím informací, a to paradoxně značně zhoršuje schopnost orientace. V tomto prostředí se proto dezinformacím

značně daří. Přemíra dostupných (dez)informací svádí k tomu, ţe člověk z pohodlnosti méně přemýšlí a více „gugluje“. Jeho postoje pak mohou negativně ovlivnit nesprávné informace, které mohou vzniknout buď přirozenou cestou, nebo cíleně. Jedním z nejdůleţitějších nástrojů chránících proti chybnému hodnocení je kritické myšlení. Kritické myšlení je výsledkem vzdělání a cviku. Jeho smyslem je zkoumání a ověřování všech tvrzení, která jsou předkládána k přijetí a dále zjišťování, zda tato tvrzení odpovídají nebo neodpovídají skutečnosti. Při kaţdé úvaze je nutné zkoumat a ověřovat její předmět a cíl, druh a formulaci poloţené otázky, informační zdroje a fakta, způsob a kvalitu sběru informací, způsob uţitého myšlení, pojmy, které úvahu umoţnily, předpoklady, které jsou základem uţitých pojmů, důsledky, které z uţití těchto předpokladů a pojmů plynou, rámec, v němţ uvaţování proběhlo, i hlediska, ze kterých uvaţování vycházelo. Kritické myšlení je pečlivé a uváţené rozhodnutí o tom, zda nějaké tvrzení přijmeme, odmítneme, nebo se o něm zřekneme úsudku. Kritické myšlení rovněţ zahrnuje stupeň jistoty, se kterou nějaké tvrzení přijmeme nebo odmítneme. To je důleţité zejména při hodnocení míry rizika, tj. při rozhodování, kdy je riziko přijatelné nebo ne. Kritické myšlení má dvě sloţky: jednak mnoţinu dovedností umoţňujících rozlišovat, vnímat, zpracovávat a tvořit informace, jednak vyuţití těchto dovedností v ţivotě /Koukolík 2006/. Pokusme se tedy kriticky podívat na energetiku celostním pohledem. Energetické toky a přeměny udrţují a vymezují ţivot všech ţivých organismů, ale stejně tak i takových superorganismů, jako je lidská společnost a civilizace. Ţádná lidská aktivita se nemůţe obejít bez energie a její transformace. Z pohledu základní biofyziky a termodynamiky je bohatství určité společnosti určováno primárně především rozsahem a efektivností jejích energetických transformací. Je dobré si rovněţ uvědomit časová hlediska. „Ţivotnost“ volebního období 4 je roky, elektráren 40 let, budov více neţ 100 let, lidských sídel několik století. Dlouhodobý výhled energetické politiky by měl proto přesahovat nejméně za jednu generaci energetických staveb, to znamená do období po roce 2050. Podívejme se z větší perspektivy a označme současnou dobu jako prvé poledne na pomyslných hodinách, které se rozběhly od počátku prvých forem ţivota. První stopy člověka se pak objevují před 30 sekundami, první civilizace teprve před 0,1 sekundy a vyuţívání fosilních paliv počalo před 2 milisekundami. Za tento zlomek času, kdy člověk ţije ve vzájemném působení s ostatní přírodou, přetvořil značnou část svého okolí. Téměř 6 tisíc let byl hlavní příčinou změn rozvoj zemědělství. Nesrovnatelně větší změny však přinesla teprve moderní doba, které je spojena s vyuţíváním fosilních zdrojů energie. Do té doby ovládal člověk kromě síly svých paţí ještě taţná zvířata. Člověk, který ovládá koně, svou sílu zdesetinásobí. Člověk, řídící automobil, ovládá sílu tisíckrát větší, neţ má sám. Operátor jaderného reaktoru svýma rukama ovládá 30 000 000 krát větší sílu, neţ je síla jeho paţí. Fosilní zdroje energie zbavily člověka fyzické dřiny a umoţnily nevídaný průmyslový rozvoj. Průmyslová revoluce se projevila nejen rozvojem výroby nesmírného mnoţství dříve neznámých výrobků, ale vedla i k revoluci v zemědělství, kde intenzifikace výroby vyuţíváním ústrojných hnojiv a mechanizace uvolnila velké mnoţství pracovních sil. Zlepšení výţivy i zdravotní péče vedlo k dramatickému vzrůstu lidské populace na sedminásobek oproti roku 1800 (obrázek 1).

Obr. 1 Vývoj lidské populace

Příroda ve své tvrdosti nedovolí, aby se některý ţivočišný druh trvale přemnoţil a tak tomu bylo v minulosti i s lidským druhem. Výrazný nárůst lidské populace za posledních 200 let se tomuto pravidlu vzepřel, současně však znamenal výrazné zhoršení vztahů člověka a přírody. Člověk se odtrhl od půdy, a spíše neţ hospodářem z minulých století, který ţil v souladu s ostatními ţivočišnými a rostlinnými druhy, je v současnosti bezohledným kořistníkem, který vnímá pouze monetární hodnoty realizované v trţních vztazích a nikoliv neplacené sluţby ekosystémů. Růst světové populace znamená růst potřeb, ty vyvolávají růst poptávky po zdrojích a vzhledem k jejich konečným zásobám způsobují růst globálního napětí. Obavy do budoucna totiţ vzbuzují tyto 3 otázky: 1. Je pro světovou populaci a očekávaný růst hrubého domácího produktu dostatek energie? 2. Mohou obyvatelé rozvojových zemí ţít jako energeticky obézní euroatlantická civilizace s její spotřebou energie? 3. Převáţí snaha řešit situaci silou? Je zřejmé, ţe odpověď na prvé dvě otázky zní ne, pokud bychom se spoléhali pouze na fosilní energii a jadernou energetiku 3. generace. Třetí otázka závisí především na politice tří mocností: USA, Ruské federace a Číny. Zápas o energetické zdroje (nutné pro udrţení mocenské a ekonomické převahy) se odehrává ve 4 oblastech:  diplomacie;  vojenské doktríny;  liberalizovaný trh;  krizové řízení. Cílem diplomacie a „diplomacie dělových člunů“ je zajištění přístupu ke zdrojům fosilní energie a zajištění dopravních cest. V oblasti jaderné energetiky je jejich cílem především zábrana nukleární proliferace. Zajištění energetických potřeb ve standardních podmínkách je v současnosti svěřena převáţně liberalizovanému trhu. Mimořádné stavy v energetice jsou

předmětem krizového řízení, jak na straně dodavatelů, tak i na straně spotřeby (ochrana obyvatelstva a kritické infrastruktury).

Obr. 2 Čtyři oblasti energetické politiky V takto širokém pojetí vnímá problematiku energetické bezpečnosti i závěrečná zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu, vypracované pro Úřad vlády ČR v roce 2008. V případě, ţe by se rozhodl svět řešit nedostatek docházejících zdrojů silou, bude tento konflikt asymetrický v důsledku obvykle nesrovnatelně menší vojenské síly zemí oplývajících zdroji oproti zemím, které o tyto zdroje usilují. Asymetrický konflikt bývá provázen gerilovou válkou v obsazené zemi a teroristickými útoky v zemi útočníka. Zkušenost ukazuje, ţe vojenská převaha v asymetrickém konfliktu k vítězství nestačí (Vietnam, Afganistan, Irák, …). Neúspěchy v operacích na Středním Východě proto ovlivňují i politiku transformace k post-fosilní společnosti a projevují se změnou energetické politiky např. USA. S energetikou je spojen pojem energetická bezpečnost. Energetickou bezpečnost chápeme a definujeme jako zajištění kontinuity nezbytných dodávek energie a energetických sluţeb pro zajištění chráněných zájmů státu (ochrana zdraví a ţivotů lidí, majetku a ţivotního prostředí). Nelze ji omezovat pouze na problematiku opatření ropy a zemního plynu, ale je nutno vnímat celý řetěz od získávání prvotní energie aţ po její konečné uţití. Ať jiţ je zásobování energií narušeno kdekoliv, krizová situace vzniká právě na konci zásobovacího řetězce (u spotřebitele) - zde se projeví dopady energetické nedostatečnosti. Tato definice energetické bezpečnosti vychází z integrální bezpečnosti lidského systému. Potřeba celostního (holistického) přístupu k bezpečnosti je výsledkem řady výzkumných prací v oblasti kritické infrastruktury (obrázek 3). Poměr R/P je podíl ověřených a pravděpodobných zásob dělený velikosti současné roční těţby.

Energetická bezpečnost uživatelů energie

Bezpečnost energetických transformací a dopravy energie

Energetická bezpečnost zdrojů primární energie jaderná fúze s bezdrátovým přenosem

Krizová situace nastává na konci vedení či potrubí

obnovitelné zdroje

7 000 000 000 roků

atomy, chemické a jaderné vazby

R/P: 85 roků bydlení

elektrárny

jaderná energie R/P: 155 roků

doprava

teplárny

neobnovitelné zdroje

uhlí

R/P: 67 roků

terciér

zemní plyn fosilní zdroje

zemědělství

(sluneční energie z pravěku)

R/P: 42 roků průmysl

rafinerie

ropa

potřeby lidí Ekonomický, sociální, environmentální a bezpečnostní rozměr  udržitelný rozvoj Ožehavé oblasti energetické bezpečnosti: sítě

objekty

Obr. 3 Celostní přístup k energetické bezpečnosti

politici

politici

geologové geologové

Investiční cyklus plynové elektrárny

5 + 15 let

politici

geologové

15 + 60 let

10 + 30 let

Investiční cyklus jaderné elektrárny

Investiční cyklus uhelné elektrárny

Obr. 4 Výhled těžby neobnovitelných zdrojů energie (ověřené a pravděpodobné zásoby)

V podstatě máme pouze dva hlavní zdroje energie: (1) energetické suroviny, které poskytuje Země a (2) energii slunečního záření. Pro úplnost ještě zmiňme méně významné zdroje, kterými jsou „zděděná“ geotermální energie Země a slapová energie v důsledku interakce Země a Měsíce. Neobnovitelnou energii představují pouze 4 komodity: fosilní paliva (uhlí, ropa, zemní plyn) a uran. Zásoby těchto komodit, i kdyţ neznáme přesně jejich výši, jsou konečné (obrázek 4). Obrázek 4 ukazuje rozdíl mezi vnímáním konečnosti těchto zásob. Zatímco geologové vycházejí pouze z ověřených a pravděpodobných zásob, politici zahrnují do svých úvah i zásoby spekulativní, které umoţňují voličům slibovat pokračování růstové ekonomické politiky. Čerpání méně dostupných zásob jsou také spojeny s mnohem větším dopadem na ţivotní prostředí, ať jiţ se jedná o devastaci krajiny (těţba nekonvenční ropy v Kanadě), nebo důsledky nadprojektových havárií (hlubinná podmořská těţba v Mexickém zálivu). Je evidentní, ţe lidstvo dosáhlo mezí svého růstu. Přechod od fosilních paliv bude muset být čtyřikrát aţ pětkrát rychlejší, neţ byla doba od počátku čerpání fosilních paliv k jejich vrcholu. ROZDÍLY V MOŢNOSTI VOJENSKÉHO ZNEUŢITÍ ENERGIE Celá historie lidstva je provázena válkami o zdroje. V minulosti to byla především půda a voda. V době fosilních paliv, kdy síla armád závisí na kapalných palivech, jsou to zejména zdroje ropy a přístupové cesty k ní. (V blízké budoucnosti to však bude opět půda a voda, protoţe potravinová a vodní krize hrozí více neţ krize energetická.) Zneuţívání výsledků výzkumu a vývoje nových technologií je historickou zkušeností. Fosilní paliva i jaderné palivo jsou nosiče koncentrované energie. Uţitečná energie se získává řízeným pozvolným uvolňováním (chemická reakce hoření, řetězová reakce). Neřízené uvolnění energie je v energetickém průmyslu neţádoucí a znamená těţkou havárii (výbuch). Ničivé účinky neřízené reakce však byly, jsou a budou atraktivní pro vyuţití ve vojenském průmyslu (obrázek 5). Řízené uvolnění energie

Neřízené uvolnění energie umožňuje vojenské zneužití

Koncentrovaná neobnovitelná energie Fosilní energie chemická reakce 

Jaderná energie řetězová reakce 

… ale také 

… ale také 

„Rozředěná“ jaderná sluneční energie Sluneční energie koncentrace 

… kterou nelze vojensky zneužít

Obr. 5 Rozdíl v možnosti zneužití energetických technologií Jaderné výbuchy v nitru Slunce jsou však dostatečně daleko, uvolněná energie je rozptýlena a její nepatrný zlomek, který dopadá na Zemi, ohřívá její povrch na průměrných 15°C, tedy pro

ţivot příjemné prostředí. Pro výrobu páry však potřebujeme teplotu vyšší. Pokud by bylo sluneční záření silnější, jako třeba na Venuši, byla by teplota větší neţ 400°C, avšak ta je neslučitelná se ţivotem. Jaderné elektrárny pracují s párou o teplotě cca 300°C, uhelné o teplotě kolem 540°C a více. Ve slunečních teplených elektrárnách se takové teploty dosahují koncentrací slunečního záření (v současnosti jsou uţívány převáţně parabolické ţlaby). Zásadní rozdíl ve vojenském zneuţití chemické energie a jaderné energie spočívá v tom, ţe jaderné štěpení uvolňuje energii na jednotku hmoty větší o více neţ 4 řády. To co je v energetice výhodou, je z hlediska zábrany proliferace nesmírně obtíţný problém. 1kg štěpného materiálu (obohaceného uranu nebo zbraňového plutonia) můţe uvolnit energii odpovídající 10 000 tun konvenční výbušniny TNT (obrázek 6). Přitom kritické mnoţství činí u plutonia méně neţ 6 kg, coţ je objemově velikost šálku na čaj. Konvenční výbušniny schopné zničit město není moţné nekontrolovatelně dopravit na místo. Soustředění takové konvenční ničivé síly nemůţe uniknout zpravodajským sluţbám. Naproti tomu kufříková jaderná bomba neváţí více neţ 40 kg. 1 kg štěpného materiálu může uvolnit energii o síle 10 kt TNT

2 000 letadel

Little Boy (Hirošima) 15 000 tun TNT

Kobercový nálet (Drážďany)

TNT 2 000 x

Fat Man (Nagasaki) 21 000 tun TNT

= 6 kg Pu239

Obr. 6 Rozdíl mezi chemickou a jadernou energií - problém kontroly Hrozba nukleární proliferace dovedla světové společenství v roce 1968 ke vzniku smlouvy o nešíření jadernách zbraní (NPT - Nuclear Non-Proliferation Treaty). Kvůli této hrozbě byly pro energetické vyuţití rozšířeny vodou chlazené lehkovodní reaktory s kampaňovou výměnou paliva, které jsou snáze kontrolovatelné proti zneuţití. Problematika multilaterálních přístupů k jadernému palivovému cyklu a s ní související otázky zaručených dodávek jaderného paliva byla v roce 2007 předmětem jednání Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE, resp. IAEA). V souvislosti s očekávanou renesancí jaderné

energetiky se totiţ můţe stát zásobování jaderným palivem Achillovou patou reţimu nešíření. NPT čelí nejen „krizi dodrţování“, ale i širší krizi legitimity související s otázkou efektivnosti a realizovatelnosti neproliferačního reţimu zaloţeného především na dobrovolném dodrţovaní jeho základních norem. Např. neschopnost mezinárodního společenství vyřešit íránskou krizi ukazuje, ţe reţim nešíření jaderných zbraní stojí před váţnou hrozbou erozí norem týkajících se vlastnictví a pouţití jaderných zbraní. KDE HLEDAT ŘEŠENÍ Protoţe EU je na tom ze všech regiónů z hlediska zásob energetických surovin nejhůře, je důleţité adaptovat energetický systém na přeţití moţných krizových situací. Průmyslová revoluce nás dovedla ke spálení téměř poloviny zásob fosilních paliv. Přeţití lidstva vyţaduje energetickou (r)evoluci, která znamená přestat ignorovat energetická fakta o disponibilních zdrojích. Je třeba hledat odpověď na otázku: na čem můţe být zaloţena alternativa mírové spolupráce? Adaptace na post-karbonovou ekonomiku je pro Evropu nutností. Rozdíl mezi industriální a postmoderní transformací energetiky je výrazný. Přechod k fosilní energii na počátku moderního věku se vyznačoval tím, ţe:  Klesala disponibilita energetické biomasy (odlesňování).  Fosilní paliva se vyznačovala lepšími energeticky kvalitativními vlastnosti (hustota, skladovatelnost, flexibilita).  Fosilní paliva byla výrazně levnější. Naproti tomu odklon od fosilní energie je mnohem obtíţnější:  Argument klesající disponibility fosilních zdrojů (ropný zlom) se v důsledku hospodářské recese zeslabil.  Obnovitelné zdroje mají horší kvalitativní energetické vlastnosti (niţší hustotu, nestálost).  Obnovitelné zdroje mají zatím většinou vyšší cenu.  Hlavní důvody pro jejich rozšiřování jsou motivovány obavami o globální změnu klimatu.  Rozvoj jaderné energetiky zbrzdila havárie v Three Mile Island a katastrofa v Černobylu.  Pro renesanci jaderné energetiky s reaktory 3 a 3+ generace nebude dostatek paliva.  Renesance jaderné energetiky s vyuţitím mnoţivých reaktorů je zatím blokován z důvodu většího rizika proliferace u této technologie, včetně rizika zneuţití technologií přepracování vyhořelého paliva. Odblokovat ji můţe jen podstatná změna smlouvy o nešíření jaderných zbraní (NPT), která jiţ po rozpadu bipolárního světa neposkytuje dostatečné záruky. (Pozn.: V době psaní tohoto příspěvku probíhá v New Yorku hodnotící konference smlouvy NPT. Výsledky budou presentovány v Kroměříži.) Přesto jsou obnovitelné zdroje energie a jaderná energie jedinou alternativou k fosilním zdrojům. Kaţdá z nich má rozdílné slabé stránky. Energetika zaloţená na rozvoji obnovitelných zdrojů se musí vypořádat s těmito hlavními slabinami:  Nepravidelnost a přerušování toku energie větru a slunečního záření.  Nadměrné energetické vyuţívání biomasy je omezeno disponibilní plochou, ohroţuje potravinovou bezpečnost a nezbytné sluţby ekosystémů.

Energetika zaloţená na rozvoji jaderné energetiky se musí vypořádat s jinými hlavními slabinami:  Vyţaduje politickou stabilitu země po dobu nejméně 100 roků (20 let přípravy a výstavby, aţ 80 let ţivotnosti jaderné elektrárny).  Rozvoj jaderné energetiky znesnadní globální kontrolu proliferace a zvýší riziko zneuţití štěpných materiálů pro vojenské účely a terorismus.  Protoţe kaţdé jaderné energetické zařízení lze vojensky zneuţít, je v případě selhání smlouvy o nešíření jaderných zbraní potenciálním vojenským cílem.  Tato rizika odrazují privátní investory. Velký ekonomický potenciál obnovitelné energie na území EU činí potenciál energie větru v oblasti Severního moře (obrázek 7). Britský premiér Gordon Brown jej označil za „Gulf of the future“.

Obr. 7 Oblasti Evropy bohaté na energii větru Další zdroj energie, přesahující několiktisíckrát energetické potřeby lidstva, je energie slunečního záření. Myšlenka jejího vyuţití v elektrárnách je stará víc neţ 130 let. Sluneční parogenerátor pohánějící parní stroj představil jiţ v roce 1878 na Všeobecné výstavě v Paříţi francouzský matematik Augustin Mouchot (obrázek 8). Koncentrační sluneční elektrárny jsou zatím jediné, které by mohly konkurovat fosilní a jaderné energetice. Předpokládají vyuţívání energetického potenciálu území pouští – tedy území, která nejsou jinak vyuţitelná. Pouště a polopouště jsou sluneční „pole“, která jsou schopna ročně generovat z 1 m2 plochy elektrickou energii, která se rovná ekvivalentu 1-2

barelů ropy. Coţ je tolik energie jako kdyby se kaţdý rok vytvořila na pouštích vrstva ropy o výšce 16 – 32 cm. Vyuţitelná solární energetická pole se rozkládají na všech kontinentech.

Obr. 8 Sluneční koncentrační parostroj Augustina Mouchot na výstavě v Paříži v roce 1878 V roce 2003 bylo zaloţeno z iniciativy Římského klubu, Jordánského národního výzkumného střediska pro energetiku a Nadace na ochranu klimatu v Hamburku partnerství pro energii, vodu a klimatickou bezpečnost. Tzv. Trans-Mediterranean Renewable Energy Cooperation (TREC) vychází z poznatku, ţe malá část (jen cca 1%) plochy pouští je schopna uspokojit poptávku po elektřině pro 10 miliard lidí (počet obyvatel Země na konci 21. století). Pro Evropu má největší význam oblast Severní Afriky (obrázek 9). Výsledkem je řada studií proveditelnosti v rámci projektu DESERTEC.

Obr. 9 Oblasti bohaté na energii slunečního záření

Smyslem projektu DESERTEC je pokrytí části spotřeby elektrické energie v Evropě importem elektřiny získávané z koncentračních solárních zdrojů v pouštních oblastech severní Afriky, Středního východu a Španělska. Přenos do Evropy se předpokládá stejnosměrným vedením zvláště vysokého napětí (obrázek 10).

Obr. 10 Propojení EU s oblastí Severní Afriky a Blízkého Východu Nadnárodní pan-evropská super-smart-grid tak propojí oblasti Středomoří bohaté na sluneční energii s oblastí Severního moře bohatou na energii větru. 13. července 2009 podepsalo dvanáct významných světových společností v Mnichově Memorandum o zaloţení průmyslové iniciativy projektu DESERTEC (DESERTEC Industrial Initiative DII). Smyslem této iniciativy je analyzovat a rozvinout technický, ekonomický, politický, společenský a ekologický rámec pro výrobu energie v pouštích Severní Afriky. Postupně k ní přistoupily i další firmy. Přestoţe realizace projektu DESERTEC je zatím nejistá, přesto dává naději, ţe existují moţnosti, jak se konfliktům o zbývající neobnovitelné energetické zdroje vyhnout. SOUČASNÝ STAV V INSTALACI ELEKTRÁRENSKÝCH TECHNOLOGIÍ Současný stav v investování do elektrárenských technologií odráţí investorské riziko. Riziko investování do uhelných technologií spočívá zejména v nejistotě, jak se bude utvářet politika ochrany klimatu. Při současné politice obchodování s emisními povolenkami je jejich cena mnohem méně predikovatelená, neţ pokud by byla aplikována politika zdanění emisí CO2. Privátní investování do jaderné energetiky je rizikové z důvodu vysoké pravděpodobnosti překročení plánovaných investičních nákladů a doby výstavby, viz příklad finské jaderné elektrárny Olkiluoto, která se měla stát „výkladní skříní“ nového evropského reaktoru EPR.

Jaderné elektrárny se proto staví jen v zemích s vysokou inherencí státu v oblasti energetiky. Nejvíce nových reaktorů se staví v Číně. V oblasti neobnovitelných zdrojů se proto privátně investuje nejvíce do plynových elektráren, neboť zde je riziko nejmenší. V oblasti obnovitelných zdrojů energie se investuje nejvíce do větrných elektráren. Důvodem je skutečnost, ţe zejména u off-shore elektráren je doba vyuţití srovnatelná s dobou vyuţití uhelných elektráren a pohybuje se kolem 4000 aţ 5000 hodin za rok. To je třikrát aţ čtyřikrát více neţ u větrných elektráren v ČR. Rozvoj větrné energetiky je bouřlivý, jak ukazuje obrázek 11. V roce 2009 přibylo více neţ 37 000 MW instalovaného výkonu a tento trend je exponenciální.

Obr. 11 Rozvoj větrné energetiky ve světě (GWEC 2009) Z hlediska trendu předčil růst instalací v Severní Americe a zejména v Asii dosavadního šampiona Evropu (obrázek 12). Boom v instalaci fotovoltaických elektráren je také exponenciální, ale je přibliţně 5x menší. V roce 2009 přibylo 7 300 MW elektrického výkonu, z toho nejvíce v Německu, Itálii a České republice (obrázek 13). Boom solární energetiky je způsoben kombinací feed-in tarifů a padající ceny technologií. Mnohé země byly proto zaskočeny stejně jako Česká republika a upravují pravidla podpory. Zejména rozlišují vyšší podporu systémů integrovaných do střech a plášťů budov od niţší podpory instalací na volném prostranství. Ke konci roku 2008 činil výkon koncentračních solárních elektráren v provozu 482 MW, ve výstavbě 1022 MW a v přípravě 8437 MW (obrázek 14). Předpokládá se, ţe v příštích letech bude růst fotovoltaických a koncentračních solárních tepelných elektráren řádově srovnatelný.

Obr. 12 Trend rozvoje větrné energetiky podle regionů (GWEC 2009)

Obr. 13 Instalace fotovoltaických elektráren v roce 2009 (Solarbuzz 2009)

Koncentrační solární tepelné elektrárny (12/2008) 8000 7000 6000

MW

5000 4000

3000 2000 1000 0 v provozu

ve výstavbě

v přípravě

Obr. 14 Instalace koncentračních solárních tepelných elektráren (stav 12/2008)

Obr. 15 Přírůstek a úbytek elektrárenského výkonu v EU v roce 2009 (EWEA)

ZÁVĚR Z hlediska disponibility jsou nejperspektivnější náhradou fosilních paliv energie slunečního záření a energie větru. Zatímco vyuţívání energie větru jiţ několik let dominuje, prudký rozvoj vyuţívání energie slunce odstartovalo teprve značné zlevnění technologií její přeměny. Podpora OZE v EU a rizika spojená s nevyjasněností globální politiky ochrany klimatu a globální politiky zábrany proliferace, která znevýhodňují rozvoj uhelné a jaderné energetiky, vedou investory k preferenci výstavby plynových, větrných a slunečních elektráren (obrázek 15). Přestoţe výstavba uhelných zdrojů je rovněţ významná, výkon odstavených uhelných elektráren převyšuje výkon nově instalovaných. Rozvoj výroby elektřiny z biomasy je řádově niţší. Je to logické, protoţe účinnost fotosyntézy je sotva 1%, a tak ze stejné plochy lze prostřednictvím biomasy získat o dva řády méně elektřiny, neţ přímou přeměnou fotovoltaickými panely. Pokud by spotřeba energie České republiky měla být pokryta pouze energetickou biomasou, byla by pro její pěstování potřeba rozloha 3x větší, neţ je rozloha ČR. Energetické vyuţívání biomasy má proto značná omezení a biomasa se na rozdíl od energie větru a slunečního záření nikdy nemůţe stát dominantním zdrojem energie v průmyslově vyspělé zemi.

LITERATURA [1] KOUKOLÍK F., DRTILOVÁ J.: Vzpoura deprivantů. Nestvůry, nástroje, obrana. 2. vyd. Galén, Praha 2006 [2] SMIL, V.: Energy at he Crossroads. Massachusetts Institute of Technology, 2005. ISBN 0-262-69324-0 [3] Zpráva Nezávislé odborné komise pro posouzení energetických potřeb České republiky v dlouhodobém časovém horizontu, Úřad vlády ČR, 2008 [4] BENEŠ I., KARTÁK J.: Výzkum nových principů a metod v rámci opatření ochrany obyvatelstva, krizového řízení a zvýšení připravenosti IZS v případě moţných účinků chemických, radiačních a jaderných zbraní a jiných nebezpečných látek. Identifikační kód projektu: VD20062010A06. CITYPLAN, 2008.