Energetika rozvojových zemí tváří v tvář nadcházejícím změnám V rámci ECOSOC (Ekonomická a sociální komise OSN) vznikla již v r. 1970 Committee on Natural Resources a v první polovině 90 let pak vzniká Committee on New and Renewable Sources of Energy and on Energy for Development. V roce 1981 se konala konference OSN o Nových a obnovitelných zdrojích energie v Nairobi. Aktivity ECOSOC v problematice sanitární techniky a vodního managementu ukázaly, že je možné najít efektivní, levná a jednoduchá řešení a ta pak úspěšně aplikovat.
1. Neudržitelnost současného stavu Soudobý model energetické výroby a spotřeby v rozvinutých zemích je v principu nepřenositelný do rozvojových zemí, především s ohledem na jeho vlastní limity a na budoucí vývoj. Chceme-li pomáhat energetice v nejchudších zemích, musíme mít stále na mysli omezení týkající se fosilně jaderného energetického systému. V zemích, kde ve smyslu zemí rozvinutých žádná energetika není, protože tam většina obyvatel nemá žádný přístup k energii, by bylo hlubokým omylem stavět energetiku na základě euroamerické tradice a tradičního uvažování zavedených energetických expertů. Není ani moudré ani prozíravé budovat novou energetiku rozvojových zemí „na zelené louce“ podle starých schémat a vzorců fosilní, či dokonce jaderné centralistické energetiky, zatímco některé z regionů v rozvinutých a ekologicky vědomých zemí jsou již dnes zásobovány obnovitelnou energií z desítek procent, a když se počítá s tím, že k roku 2030 budou některé spolkové země v BRD energeticky nezávislé na fosilně jaderném systému. Budování staré energetiky v rozvojových zemích by přinejmenším mělo za následek další migraci obyvatel za zdroji do měst, překotnou urbanizaci se vznikem slumů při současném dalším pustnutí rurálních oblastí a z globálního hlediska nedozírné následky klimatické. Při tvorbě plánů pro rozvojovou energetiku musíme mít na mysli, že většina území rozvojových zemí má lepší podmínky pro některé typy obnovitelných zdrojů než jaké jsou na příklad v Evropě. K pozitivům geografickým přistupují navíc ještě odlišnosti sociohospodářské – především jiná infrastruktura, nízká hustota osídlení a postupující deforestace, jejíž příčina tkví ve stále se zvyšující spotřebě palivového dřeva na vaření. To všechno jsou problémy, kterým lze předcházet právě obnovitelnými zdroji. Současná industriální společnost konsenzuálně předjímá, že civilizační stupeň je odvislý od spotřeby hmotných statků. Zejména v případě energie má však toto zestručnění svá zásadní úskalí. V rámci současné hospodářské struktury získávající energii z fosilně jaderného energetického systému nelze spotřebu zvyšovat nad míru danou základními limitami – především dostupností energetických surovin a ekologickými následky jejich využívání. Zatímco u materiálových vstupů lze počítat s určitou variabilitou danou Kondartěvovými ekonomickými vlnami, kdy se do jisté míry mění konkrétní druh hmotné spotřeby, zůstává spotřeba energie stále touž. Docházející zdroje kovů lze víceméně nahradit jinými materiály, ale energii nahradit nelze, protože to nedovoluje existence základních termodynamických zákonů. Jakkoliv bychom mohli myšlenku stálého hospodářského růstu kritizovat z hlediska nesmyslnosti takového dogmatu již z formálně matematického pohledu, zůstává dnešní energetická situace v principu neřešeným problémem. Disharmonie současného hospodářství je
posilována na jedné straně chováním trhu, který si kvůli svému profitu zvykl spotřebu podněcovat a hlavně vytvářet, což znamená zvyšovat spotřebu energie, a na straně druhé pak sílícím povědomí o existenci limit. Světová lidská společnost je rozdělena do dvou základních skupin: na skupinu bohatých dvaceti procent, která spotřebovává osmdesát procent všech zdrojů, tedy i energetických, a na zbytek žijící především v rozvojových nebo prahových zemích, který spotřebovává zbylých dvacet procent. Šestnáctinásobná diference mezi průměrnou spotřebou jednotlivců v těchto odlišných skupinách je eklatantním rozdílem, který zakládá neobhajitelnou nespravedlnost. Je zřejmé, že tato nespravedlnost spoluvytváří deformovaný modus vivendi a stimuluje a ospravedlňuje nespravedlnost domácí. Na první pohled by se mohlo zdát, že propastný rozdíl by bylo možné řešit zvýšenou produkcí zboží v rozvojových zemích, která by pak následně dovolila zvýšení spotřeby. To ovšem přichází v úvahu pouze za zcela specifických podmínek. Kdybychom chtěli podnítit výrobu i spotřebu v rozvojových zemích bylo by nezbytně nutné zajistit, aby se tak nedělo na úkor limit fosilně jaderného energetického systému. Pro rozvojové země platí i další omezení daná jejich specifickými podmínkami. Aplikace soudobé fosilně jaderné energetiky je pro rozvojové země nepřijatelná a to především z následujících důvodů: · katastrofální následky fosilně jaderného systému nemohou být multiplikovány pro potřeby čtyřnásobně vyššího počtu obyvatel žijících v rozvojových a přechodových zemích, jak z lokálních, tak i globálních hledisek; · při těžbě, zpracování a využívání fosilně jaderných energetických zdrojů dochází k masivnějšímu narušování ekosféry a biodiverzity v rozvojových zemích, což vyplývá z mnohdy zvýšené ekologické zranitelnosti lokálního biotopu těchto zemí, a s následky neadekvátně většími, než by analogicky odpovídalo podmínkám ve většině průmyslových zemí; současně dalším negativem je neexistence silných občanských ekologických iniciativ; · ve veliké většině těchto zemí neexistuje žádná dostačující infrastruktura, která by umožňovala využívání centralizovaných energetických zdrojů a ani není v těchto zemích s realistickými náklady uskutečnitelná; · pro stavbu kondenzačních elektráren (uhelných, jaderných, ale i spalujících biomasu) nejsou ve většině rozvojových zemí (především v subsaharské Africe) žádné dostatečné vodní zdroje, které by umožnili chlazení, s výjimkou břehů několika velikých řek či mořského pobřeží a pro kogenerační varianty zde neexistuje žádná významnější spotřeba tepla; · rostoucí ceny primárních fosilních energetických surovin, které již od šedesátých let minulého století zatěžovaly exportní příjmy jednotlivých rozvojových zemí o desítky procent, se staly v novém tisíciletí hospodářským dramatem: více jak tři čtvrtiny afrických zemí vydává za energetické suroviny více, než činí jejich příjmy. Stále rostou energetické dluhy. · stále rostoucí ceny fosilních zařízení, především fosilních a jaderných elektráren Řešení energetické problematiky rozvojových zemí má současně hluboký význam vlastní reflexe obyvatel rozvinutých zemí průmyslového světa. Nutně musíme opustit myšlenku nezbytnosti objemového růstu a spotřeby, protože ta bude stále torpedovat snahy o zvyšování podílu obnovitelné energie. Nelze přece tvrdit, že nejcivilizovanější je ten, kdo energií nejvíce plýtvá. Spíše naopak.
V analogii k přírodním procesům, jichž jsme neoddiskutovatelnou součástí, je jisté, že naše potřeby musí být v rovnováze s našimi zdroji a možnostmi a naši materiální touhu nemůžeme sytit nade všechnu míru. V tomto smyslu může působit právě obnovitelná energie jako princip uvědomění si a regulace vlastní spotřeby. To co musíme při instalaci obnovitelné energie učit Afričany – stačí nám nabití baterií na dnešní večer, můžeme si dnes dovolit to či ono? – se konec konců musíme v širším kontextu naučit především sami. Ze jmenovaných důvodů musíme s rozvojovými zeměmi spolupracovat na ekologicky únosném životním stylu, ekologické výrobě a spotřebě a na razantní ochraně klimatu. Společný jmenovatelem těchto požadavků jsou obnovitelné zdroje energie.
2. Problematika vzdálených lokalit Vzdálené lokality se potýkají s mnoha problémy. Kromě špatné dostupnosti a nedostatečné infrastruktury je zásadní otázkou přístup ke zdrojům energie. Ta je potřeba především k pokrytí základních životních potřeb, hlavně k vaření a svícení. Rozvoj těchto lokalit však samozřejmě vyžaduje více než to. Podpora vývoje venkova je celosvětově jednou z důležitých otázek, protože přesun chudého venkovského obyvatelstva do měst způsobuje především růst slumů s dalšími návaznými problémy. I rozvoj infrastruktury, která zvedne v průměru evidentně nižší vzdělanost a zdraví obyvatel venkova, není možný bez místních zdrojů energie. Je to především proto, že v současnosti tak jako tak nedisponujeme v globálním měřítku dostatečnými zdroji na propojení venkova prostřednictvím distribučních sítí. Pokusme se najít základní prvky nezbytné infrastruktury na rozvojovém venkově a jejich potřeby.
2.1.
Zdravotní centra
Venkovská zdravotní centra a zdravotní místa první pomoci jsou velmi často bez větších zdrojů energie. Základní potřebou je zajistit energii: · pro chladící zařízení na léky a vakcíny · na komunikační zařízení · na osvětlení · na čerpání vody · na sterilizaci nástrojů · na vaření
2.2.
Školy a komunitní centra
Základní školy na venkově potřebují minimum energie. Vzhledem k tomu, že děti musí být před setměním doma, jsou požadavky na umělé osvětlení minimální. Využití počítačů na venkovských základních školách není aktuální. V případě, že se v zařízeních pro předškoláky nebo v základních školách podává jídlo, je třeba energie pro vaření. Vyšší a střední školy, stejně jako komunitní či projektová centra jsou i na venkově a většinou s ubytováním. Proto je třeba zajistit energii: · pro osvětlení učeben a kabinetů učitelů, jídelny a pod. · počítačovou učebnu (?) · pro dílnu · na vaření
2.3.
Obydlí a farmy
Ve výše zmíněných případech je třeba zajistit energii i pro obyvatele – zdravotní sestry, vyučující, projektové pracovníky a pomocný personál. Jde především o: · osvětlení · vaření Podobné je to na malých farmách či ve vesnicích, kde se k tomu přidává ještě možnost čerpání vody.
2.4.
Podnikání
Efektivní a účinné obnovitelné zdroje energie otevírají další možnosti podnikání v odlehlých lokalitách. Jedná se o zemědělské projekty spojené se zpracováním, aktivity v oblasti turistického ruchu, projekty zaměřené na vodní zdroje, především zajištění pitné vody.
2.5.
Doprava
Přístupná a udržitelná doprava je důležitá pro každého. Je třeba najít možnosti spojení venkova a to ať už na bázi komunitní nebo privátní. K tomu je ovšem nutno doplnit zdroje, které by byly schopny zajistit dopravu co nejlevněji.
3. Zdroje energie Pro rozvojové země se hodí především následující obnovitelné zdroje a jejich aplikace:
3.1.
Fotovoltaika
Jeden z nejjednodušších a nejefektivnějších nástrojů pro malé a střední elektrifikace venkova, zejména v Africe má vyšší výnos než ve střední Evropě; podle dopadající roční energie až o 80-100%. Při instalacích je třeba zvážit, do jaké míry využívat lokálních sítí. Zatím se jeví jako výhodnější elektrifikovat oddělené jednotky separátně, což zvyšuje odpovědnost jednotlivých uživatelů a redukuje cenu o případné měření odběru. Elektrifikace fotovoltaikou je možná i na komerční bázi – privátně či družstevně, kdy firma pronajme zařízení a nájemce platí „paušál“, či zařízení ve splátkách odkupuje. Tento systém je podporován vládami některých rozvojových zemí a někdy je „dotován“ z povinných odvodů velkých elektrárenských a distribučních společností. V současnosti je možné vytvářet bezúdržbové systémy s životností 20-30 let. Nejslabším článkem jsou zatím baterie a měniče napětí. Citelným technickým rizikem je především zvýšená elektrostatická aktivita v bouřkách a problémy s uzemněním v suchých, málo vodivých půdních vrstvách. Odvětví se rychle rozvíjí, účinnost FV panelů roste, ceny se snižují. Nicméně cena zůstává relativně vysoká, ale vyvažují ji snížené náklady na transport, montáž a údržbu. V ČR je třeba odbourávat mýty o dlouhé energetické návratnosti, které pochází z dob počátků vesmírného výzkumu. Dnes činí včetně konstrukcí podle typu FV článků 2 – 4 roky.
3.2.
Větrná energie
Větrné elektrárny patří mezi nejlevnější technologie na výrobu elektrické energie s nejrychlejší energetickou návratností. V případě rozvojových zemí se zatím využívá jen málo; spíše pro pohon čerpadel. Budování velkých větrných elektráren není aktuální, především kvůli akumulaci energie. Především v kombinaci s fotovoltaikou může poskytovat ustálenější výkon, protože vítr pokrývá spíše údobí se sníženým osvitem, nevýhodou například v Africe je nedostatek míst s dostatečnou průměrnou rychlostí větru vhodných pro instalace větrných elektráren i neexistující podrobnější větrné mapy. Je potřeba spoléhat na místní zkušenosti a měření. Pro místní aplikace se zdají být výhodné mikro větrné elektrárny vrtulové, nebo přímo k objektům velmi tiché typy se svislou osou rotace (Quietrevolution, Energy Ball, Helix…), nebo i starší malé repasované vrtulové elektrárny, které byly v Evropě nahrazeny v rámci „repowering“ modely většími. Otázkou zůstává i citlivé začlenění do přírody, náhrada odlesněné plochy apod.
3.3.
Malé vodní elektrárny (MVE)
V případě, že máme k dispozici vodní tok s dostatečným převýšením na vybudování malé vodní elektrárny, je to ideální řešení. Především nepotřebujeme-li k tomu vytvářet žádné nádrže. Jedná se o vyzkoušené a dostupné technologie, které ovšem kladou vyšší nároky na údržbu. Proto je můžeme s klidným svědomím volit pouze tam, kde je zajištěna pravidelná údržba i možnost případných oprav. Pro malé toky a spády lze dobře využít poměrně velmi levné plastové turbínky české provenience „SETUR“.
3.4.
Bioplyn
Bioplyn je zatím jediným zdrojem energie, kterým jsme již dnes schopni na lokální úrovni zajistit pokrytí základní potřeby rozvojového venkova, kterou je vaření. Dokážeme jím plně nahradit dřevěné uhlí, které patří v mnoha rozvojových zemích mezi nejdůležitější zdroje energie. Dřevěné uhlí zdánlivě sice patří mezi obnovitelné zdroje, ale jen potud, pokud je těžba dřeva srovnatelná s obnovou lesů. Drastická nerovnováha je ovšem patrná v pokračující deforestaci. Malé bioplynové jednotky (na úrovni rodin a malých komunit) se diskutují již od dob první konference o obnovitelných zdrojích v Nairobi. Zařízení na nejjednodušší výrobu lze pořídit za práci a malé náklady. Bioplynová technologie ale vyžaduje stálý přísun vhodného materiálu pro digesci – například v suchém buši nebo na polopoušti to může být problém. Přesto, že dosud neexistuje žádný výrobce této technologie, mnoho komunit se již rozhodlo využít tento způsob zpracování bioodpadu a biomasy. I zde existuje možnost komunitního nebo komerčního využití. S použitím kompresoru je možno metanem plnit lahve a distribuovat je. Je to vhodný způsob vaření pro školy, větší farmy či zpracovatelské podniky. Narozdíl od malých jednotek velké technologické celky na výrobu bioplynu jsou zvládnuté. Jejich použití ve spojení s plynovými turbínami a kogenerací elektřiny a tepla je využíváno ve zpracovatelských závodech i na velkých farmách a podílí se na tom i české podniky.
3.5.
Oleje
Využití olejů hraje rozhodující roli především při zajištění dopravy. Využití olejnatých rostlin pro přímou lokální výrobu palivového oleje zásadně mění ekonomické cykly na lokální úrovni a zvyšuje autonomii i udržitelnost lokální ekonomiky tím, že dosud výlučně externí a drahý zdroj internalizuje a dokonce umožňuje na něm i profitovat. Zásadní je využívat olej přímo, nikoli jej měnit na biodiesel. Na jeden litr biodieselu potřebujeme 3-4 l vody, což je z hlediska vodních zdrojů i omezených možností čištění odpadních vod nesmyslné. Starší dieselové motory a generátory mohou olej využít běžně, mnoho výrobců, především těžší techniky, se této poptávce přizpůsobuje. Je třeba dále hledat vhodná aditiva, která zpomalí degradaci přírodního oleje a zlepší jeho mechanické vlastnosti. V současnosti je možné lisovat olej těsně před použitím a u nových motorů stále zůstává možnost míchat přírodní olej s dieselem. Některá výzkumná pracoviště se zabývají využitím rostlinného oleje pro vaření. Energetická návratnost vysoce výtěžných olejnatých rostlin předčí ropu (dokonce i když do jejich nákladů nezapočítáme externality jakými je stavba distribučních sítí a jejich ochrana). Produkce biopaliv ovšem musí být čistě záležitostí lokální ekonomiky a agrolesnictví a nesmí se stát masovou produkcí, která bude generovat peníze z exportu na úkor zajištění potravinové bezpečnosti a suverenity. Proto je nutné začít s diskusí o certifikaci biopaliv.
3.6.
Další zdroje
Zdroje jako energie mořských vln a proudů, případně geotermie mají v tuto chvíli pro rozvojové země malou využitelnost, především díky vysokým investičním nákladům a specifické lokalizaci.
4. Standardy Vzhledem k tomu, že veškeré implementace energetických zařízení v menší či větší míře zasahují do životního prostředí i do zvyků a života komunit, je nezbytné zvažovat implikaci vnitřních standardů pro podobné projekty. Cílové země nemají většinou na podobnou legislativu prostor a konkrétní příjemci mnohdy potlačí své námitky, aby případné donory neodradili.
4.1.
EIA
V zemích s rozvinutější environmentální politikou spadají lokální zdroje energie pod EIA. To neplatí v rozvojových zemích a proto je třeba vytvořit pravidla, která tato hlediska zohlední. Důležitá je především otevřená diskuse s místní komunitou s tím, že jde o nejvhodnější řešení situace, nikoli o „ano či ne“ projektu. Je třeba mít na zřeteli mezinárodní zásadu o společné ale rozdílné odpovědnosti.
4.2.
Management lokálních cyklů
Nové zdroje energie často vnesou nový prvek k situaci v komunitě a to radikálním způsobem během velmi krátké doby. Proto je třeba, aby na to byli lidé alespoň částečně připraveni a dokázali nové
zdroje správně využívat a spravovat. Důležité je zabránit jejich nadužívání, omezit negativní dopad na přírodu a využít co nejvíce jejich pozitivní přínos. V průběhu implementace je důležité vytvořit dostatečné zázemí pro opravy – tedy dílny i vyškolený personál a zajistit pokračující vzdělávání uvnitř komunity. Je dobré, aby komunita předávala své zkušenosti dál.
4.3.
Lokální zdroje pro implementaci
Do budoucna je nezbytné zapojovat více a více lokální zdroje – lidské i materiální – do implementace projektů, aby se snížila tzv. vázanost pomoci. V některých situacích samozřejmě místní kontext nutí k dovozu takřka všeho, ale o to více je nutné na to pamatovat při přípravě projektu.
4.4.
Příprava projektu a udržitelnost
Přenos technologií je komplikovanou záležitostí a vyžaduje zvláštní pozornost a péči. Pokud má být úspěšný, musí být vy cílovém prostředí vybudováno dostatečné prostředí – investiční, lidské a podpůrné, aby se kolem něj mohly vytvářet svépomocné kapacity – institucionální, odborné, podnikatelské. Ty pak zajistí, aby se technologie mohly šířit dále. V případě energetických zdrojů je třeba v projektovém a rozpočtovém cyklu nalézt řešení, která vytvoří dostatečné možnosti již pro přípravu projektů a také po skončení implementační fáze poskytnou realizátorovi zajistit udržitelnost projektu. To se týká především mimořádných událostí, ale může jít také o zásadní záruční a pozáruční opravy. Mechanismy, kterých bychom k tomu mohli využít, už známe. Milan Smrž – Eurosolar, Tomáš Tožička - ADEPTTs
Zdroje Potřeby
Fotovoltaika s Větrná el. akumulací akumulací
s Malý zdroj
vodní Bioplyn (i Přírodní oleje s kogenerací)
chladící zařízení na léky a vakcíny komunikační zařízení malé dílny osvětlení čerpání vody sterilizace nástrojů vaření doprava
Legenda
Velmi vhodné
Vhodné
Nevhodné
Tabulka odráží jen vhodnost z hlediska využitelnosti technologií pro menší komunity. Nereflektuje kontext umístění, tedy jeho možné využití vůči místním podmínkám, životnímu prostředí a kapacitám komunity. Je patrné, že kombinace více zdrojů zvyšuje efektivitu jejich využití.
