„Ochrana klimatu s lidmi a ne proti lidem“, „pozitivní vize místo dystopií“ nebo „slunce a vítr nestačí pro průmyslovou zemi“…

...to jsou příklady tezí profesora Gerda Ganteföra, které přednesl v polovině března ve Wirtschaftsbeirat Bayern - politicky nezávislém sdružení bavorských podniků napříč odvětvími. Svým vystoupením se snažil smířit dvě v Německu existující velké skupiny obyvatelstva se zatím zcela protichůdnými názory na Energiewende a její další směřování. Vyslovil se proti kategorickému odmítání lidského vlivu na klima Země, které považuje za prokazatelné. Ale zároveň má velký problém se zastrašováním obyvatelstva katastrofickými vizemi a nekompromisním až bezhlavým prosazováním zelené ideologie. Pojem „klimatická neutralita“ doplnil o „ideologickou neutralitu“, která by se podle něj měla stát stejně kýženým pojmem. Švýcarský fyzik Ganteför je pozoruhodnou osobností s mnohaletými univerzitními (Universität Konstanz, Johns Hopkins University, Baltimore) a výzkumnými zkušenostmi i obdivuhodnou schopností poutavě vysvětlovat obsáhlá a složitá témata. Jeho video pro laiky na Youtube k Einsteinově teorii relativity přilákalo více než 7 milionů návštěvníků.       

Rozum a věcnost, patřící k základní výbavě přírodních věd, by měly převážit nad nepřiměřenou emocionalitou, dogmatismem a hlavně vyvoláváním strachu. „Strach je špatný nástroj - je to ovšem typický nástroj politiky, médií a samozřejmě i náboženství. Je mizerným nástrojem pro hledání rozumných řešení. Lze s ním ale vydělat velké peníze. Jsem proti vyvolávání strachu.“  

Obr. 1. Časopis Der Spiegel z roku 1986 – tedy nedlouho poté, co se objevily zprávy k oteplování zemské atmosféry. Ganteför uvedl, že věcně je vizualizace správná, protože po roztání všech ledovců světa by hladina oceánů stoupla o 80 metrů a Kolínský dóm by se ocitl v moři. Tento jev by ale trval okolo 20 tisíc let, což odpovídá i současnému ročnímu růstu hladiny oceánů o 3 - 3,7 mm. Jistě se nebude jednat jen o několik let nebo desetiletí.

Zákazy jako řešení?

Ganteför souhlasí s vědci pracovní skupiny prvního Mezivládního panelu pro klimatickou změnu s tím, že celou jejich obsáhlou šestou zprávu důkladně pročetl. Atmosféra země se skutečně ohřívá a hlavní příčinou je i podle něho spalování fosilních paliv, tedy hlavně uhlí, zemního plynu a ropy. Otázkou ale zůstává, jak dosáhnout nápravy.

Obr. 2. Měření emisí havajskou observatoří Mauna Loa: červená křivka ilustruje výkyvy koncentrace CO₂ v průběhu roku, černá křivka ukazuje celkový trend, který ani během pandemických lockdownů v letech 2020-2021, znázorněných vertikálním světle modrým pruhem, nijak nezaváhal ve svém směřování vzhůru...

Na grafu měření koncentrace CO₂ v ovzduší v letech 2018-2022, pořízeném havajským Mauna Loa Observatory, není z černé křivky, ukazující celkový trend, zřetelný žádný výkyv v období koronavirové pandemie v letech 2020-2021. To je vysoce udivující, protože probíhaly rozsáhlé lockdowny – byl omezován letecký provoz, silně redukovány toky lidí autem dojíždějících do práce. Vzniká tedy otázka, zda zákazy např. používání aut se spalovacími motory a omezování leteckého provozu jsou vůbec smysluplné.

Obr. 3. Světové emise skleníkových plynů (sice z roku 2019, ale principiálně stále platné) se skládají z mnoha zdrojů. Podíl sektoru dopravy se podílel 15,9 procenty na globálních emisích CO₂, způsobených lidstvem, zatímco sektor budov – v červeném rámečku – dokonce 17,5 procenty!

Důvodem dále neochvějně rostoucí koncentrace CO₂ je zřejmý z obrázku č. 3, který ilustruje nesčíslné množství zdrojů rostoucí koncentrace tzv. skleníkových plynů - tedy z větší části CO₂ a dále metanu a oxidu dusného (tzv.„rajského plynu“). Přitom doprava – má sice zřetelný, ale nikoliv lví podíl. Například jen obytné a další budovy jsou zdrojem vyšších emisí.

Ganteför dodává: „To je špatná zpráva. Znamená totiž, že omezit emise na globální úrovni je neobyčejně obtížné. Neboť pokud skutečně chceme něco změnit, musíme zasáhnout na mnoha místech. Myslím, že jeden zákaz v jedné nebo několika málo zemích – a  může to být pro obyvatelstvo i docela drsné opatření - bude mít globálně velmi omezený účinek, pokud takový zákaz nebude následovat nebo aspoň napodobovat mnoho dalších zemí. Ale pak je to také otázka, jak tvrdé budou dopady na obyvatelstvo těchto následujících zemí a zda jsou jimi vůbec zaplatitelné.“

Dvě strategie ochrany klimatu – „plán A“- Německo

Ganteför prezentoval dva možné přístupy k problematice ochrany klimatu: „Plán A“, prováděný např. Německem znamená přechod od čtyř silných, tedy gigawattových, energetických zdrojů: uhlí, ropy, zemního plynu a uranu  na čtyři obnovitelné zdroje: slunce, vítr, biomasu a vodní energii. Přitom dva posledně jmenované nemají žádný větší potenciál rozvoje. Vodní energie již dříve narazila v Německu na hranice svého růstu a výroba energií z biomasy (s výjimkou odpadů z nich) není eticky přijatelná v době, kdy lidská populace roste vysokým tempem a současně se potýká s hladem v některých zemích.

Hlavně větrná energetika zatím úspěšná

Větrnou energetiku lze považovat v Německu za skutečně úspěšnou. Opravdu existují – i když zatím krátká a okrajová – období, kdy veškerou spotřebu elektřiny čtvrté hospodářsky nejsilnější země světa stoprocentně pokrývají obnovitelné energie a především větrná energie! – viz obrázek 4. Uhelné a jaderné elektrárny, které nelze podle potřeby zcela vypínat, v těchto obdobích přispívají k obří nadvýrobě elektřiny, někdy až 10-15 GW, ze které se mohou za výhodnou cenu radovat okolní země – pokud ji ovšem zrovna potřebují.

Obr. 4. Výroba elektřiny z větrné energie je úspěchem Německa – jsou dny jako 15. ledna 2023 od zhruba půlnoci do brzkých ranních hodin(tedy přes noc), kdy OZE dokonce zcela pokryly spotřebu elektřiny Německa (znázorněnou horní fialovou křivkou) a poté během zbytku dne ještě z velké části pokryly. Barvy odspodu znamenají: světle modrá – vodní energie, tmavě modrá – offshore větrná energie, modrá – onshore větrná energie (největší podíl) a kopce větrné energie jsou žlutě „pocukrovány“ fotovoltaikou…nad tím vším se vypíná ještě tmavě šedé pohoří fosilních a jaderných zdrojů elektřiny, které to vše jistí. Spodní fialová křivka ukazuje množství emisí CO₂ z energetických zdrojů.

Obr. 5. Za pouhých 8 dní po rekordní výrobě větrné energie ovšem nastalo v období 23.-29. ledna 2023 týdenní „Dunkelflaute“ tedy temné bezvětří/inverze – kritické období, kdy musejí zaskočit tradiční zdroje až do výše 70-80 procent výroby elektřiny! 

Obr. 6. Větrná a fotovoltaická energie se v průběhu ročních období vhodně doplňují: sluneční energie dobře funguje od března do října a poté přebírá na zimní období otěže větrná energie. Z grafu je ovšem také patrný stále ještě obří celkový podíl fosilních a jaderných zdrojů v průběhu celého roku a divoce kolísající výroba elektřiny z OZE.    

Na druhé straně existují období tzv. „Dunkelflaute“, tedy temného bezvětří, kdy jsou tradiční zdroje nezastupitelné – viz obrázek 6. Z grafu je zřejmé, že i po dalším plánovaném výrazném navýšení instalovaného výkonu OZE bude dále průběžně zapotřebí záloha v tradičních energiích pro základní zatížení elektrizační soustavy ve výši 70-80 % německé spotřeby elektřiny (poznámka autora článku: Už jen z tohoto důvodu – nutnosti provozování dvou paralelních systémů výroby elektřiny – nemůže být elektřina z obnovitelných zdrojů v dohledné době levná).

Když tedy kancléř Scholz žádá 4-5 nových větrných turbín denně, pak to problém nevyřeší, pokud nebude foukat. Neboť: „Pětkrát nulový výkon v bezvětří zůstává ve výsledku stále nulou“… Ganteför si navíc položil otázku, jaký je vlastně potenciál větrné energie v Německu. Na to odpovídá studie, jejímž autorem je Dr. Axel Kleidon z Max-Planck-Institut v Jeně. Fyzikální limity větru jako přírodního zdroje nejsou neomezené. Vítr je vlastně „odpadní energií“ slunce, protože vzniká v důsledku teplotních rozdílů v atmosféře. Kleidon tvrdí, že celkový výkon větru na německém území je max. asi 0,7 TW, přičemž instalovaný výkon větrných turbín je už dnes 0,15 TW. Jaké budou následky, když se instalovaná kapacita např. zečtyřnásobí? Už dnes jsou pozorovatelné změny počasí a je známo, že za lesem větrných elektráren je vzduch ze Severního moře mnohem sušší než před ním. I zde podobně, jako u řek - a odběru vody např. k zavlažování - je třeba postupovat rozvážně. I vítr bude konfrontován se stále hustším lesem větrných elektráren, jak je zřejmé z obrázku 7 a jeho energii také lze vyčerpat.

Navíc množství energie, které může větrná turbína účelně využít, roste s třetí mocninou rychlosti. To znamená, že relativně malé změny v průměrné rychlosti větru způsobují drastické snížení vyrobené větrné energie (obr. 8). Proto má aktuální posílení výstavby větrné energetiky v Bavorsku spíše symbolický charakter, protože efektivnost větrných turbín u Severního moře je několikanásobně vyšší.

Obr. 7. Fialové body na mapě ukazují větrné elektrárny, jejichž největší koncentrace dosahuje aktuálně v Dánsku a v Beneluxu, v severním Německu a ve Velké Británii.

Nedostatečné kapacity akumulace energie z OZE

Stoupající podíl OZE je sice formálně správný, ale vede nevyhnutelně i k masivní nadprodukci elektřiny, dokud nebude existovat skutečně realistická alternativa SEZONNÍ (tedy nejen krátkodobá) akumulace nadbytečné energie. Ganteför odhaduje, že např. jeden týden „temného bezvětří“ vytvoří v Německu potřebu 10 080 GWh náhradní elektřiny ze zdrojů mimo OZE. Kdyby bylo k dispozici asi 40 mil. elektromobilů s oboustranným nabíjením (tedy s možností zpětného napájení sítě), každý s kapacitou 100 kWh, pak by zálohová kapacita činila cca 4000 GWh. Německé přečerpávací elektrárny mají zanedbatelnou celkovou kapacitu 37 GWh. Také bateriová úložiště a akumulace pomocí zeleného vodíku zatím nehrají žádnou roli.

Finanční náklady nelze podceňovat

Skutečně realistickou cestu představuje perspektivně akumulace energie formou Power to Gas/Liquid. Hlavně výroba zeleného vodíku, metanu a dalších derivátů. Jsme už ale schopni zvýšit celkovou i jednotkovou kapacitu potřebných elektrolyzérů faktorem tisíc a vyšším? Jak dlouho bude trvat než se dostaneme na první 1 GWh kapacity výroby zeleného vodíku elektrolýzou? Zelený vodík zatím je ale nevyhnutelně výrobně podstatně dražší než běžný šedý vodík, produkovaný ze zemního plynu. A nemůže nám být lhostejné, jaké náklady to vše představuje.

Obr. 8. Vlevo průměrná rychlost větru v m/s – zjevně největší je v severní polovině Německa, tomu odpovídá i hustota toku kinetické energie větru, která je tam rovněž s odstupem nejvyšší.

Obnovitelné energie sice formálně nic nestojí, a proto aktivisté s oblibou říkají: „Slunce faktury neposílá.“ To je sice pravda, ale posílají je pilně provozovatelé solárních a větrných parků, majitelé střešní fotovoltaiky, síťové agentury, zálohovací elektrárny, finanční úřady… a CO₂ daně spolu s negativními cenami elektřiny v době jejího přebytku představují také náklady. Průměrná cena elektřiny pro konečného uživatele v Německu  v roce 2022 se tak pohybovala okolo 37 centů za 1kWh (téměř 9 korun) a nebýt zastropování cen, možná by letos dosáhla i 50 centů. A pokud takové ceny jsou astronomické pro mnohé v Německu, jak se s nimi pak mají vyrovnat obyvatelé mnohem chudších zemí, když chce být Německo vzorem?

Obr. 9. Vývoj světové spotřeby primární energie. Podíl OZE se sice zvýšuje (viz barevné proužky v místě, kam směřuje červená šipka, ale podíly fosilních enegií také silně rostou – také v souvislosti s růstem světové populace.

Plán A považuje Ganteför za nerealistický

Ganteför shrnuje: „Moje teze je, že „plán A“ se globálně neuskuteční v časovém horizontu 10 až 25 let. Rovněž si troufám pochybovat o tom, zda k němu dojde v samotném Německu za realistických podmínek.“ K této tezi se vztahuje také dokumentující světový růst spotřeby primární energie s neustále rostoucí celkovou spotřebou všech zdrojů, včetně fosilních. Tento vývoj souvisí s aktuálním lineárním nárůstem počtu obyvatel země o zhruba 1 miliardu každých 12 let. Proto dosavadní chvályhodný růst OZE zatím neznamená nahrazování fosilních zdrojů, ale energii navíc.

Obr. 10. Mark Mills, energetický expert Manhattan Institute uvádí nutné faktory růstu těžby vybraných surovin do roku 2040 oproti roku 2020 (faktor 1) a dochází k závěru, že už z důvodů nereálných požadavků na zvýšení jejich těžby je globální Energiewende  neuskutečnitelná.

Dalším argumentem, podporujícím Ganteförovu tezi o nereálnosti světové Energiewende podle „plánu A“ je informace Marka Millse z Manhattan Institute for Polic Research – viz obrázek 10. Mills tím grafem sděluje, kolikrát by se musela zvýšit těžba různých surovin mezi roky 2020 a 2040, pokud se má uskutečnit globální Energiewende a přechod na elektromobilitu. Například u lithia by to bylo zvýšení o 4200 procent, u kobaltu o 2100 procent atd. Výrobní zařízení na 1 kWh energie z obnovitelných zdrojů jsou totiž mnohem náročnější na suroviny než výrobní zařízení, tedy elektrárny u tzv. fosilní energetiky. Podobně to platí i pro elektromobily.

„Plán B“

EU prosazuje nejpřísnější scénář IPCC (Mezivládního panelu pro klimatickou změnu), který skutečně předpokládá pokles emisí CO₂ na nulu v roce 2050, aby bylo dosaženo cíle max. růstu průměrné teploty atmosféry Země +1,5 stupně Celsia v roce 2100.

Ganteför pokládá tento požadavek EU a spolkové vlády na nulové emise CO₂ v roce 2050 za velmi radikální a připomíná mu čínskou nulovou toleranci vůči kovidové pandemii. Na obyvatelstvo se v obou případech vytváří tlak až do jisté krajnosti.

Obr. 11. Silné schématické zjednodušení obrázku, který se nachází na straně 700 poslední zprávy IPCC. Vana je pomyslně naší atmosférou, do které „přitéká“ ročně okolo 35 miliard tun CO₂, ale polovina z toho zase odtéká pomocí rostlinstva a oceánů. A tento proces by měl spolehlivě fungovat ještě minimálně 10-20 let, ale možná i mnohem déle.

Podle poslední 6. zprávy IPCC ročně na Zemi přibývá zhruba 35 miliard tun energeticky podmíněného CO₂, ale existují dvě přirozené výpustě z pomyslné vany emisí a to je rostlinstvo, které ročně spotřebuje na fotosyntézu asi 10 miliard tun CO₂ a dále oceány, které pohlcují dalších okolo 8 miliard tun. „To tedy znamená, že musíme redukovat CO₂ jen na polovinu!“ dodává Ganteför…a taky to znamená, že různé katastrofické scénáře zde nejsou na místě.

Obr. 12. Schéma „plánu B“- který znamená: samozřejmě další rozvoj využívání OZE + rychlý odchod od uhlí k plynu, snížení spotřeby ropy, další využívání a rozvoj jaderné energetiky a intenzivní výzkum a vývoj nových energetických zdrojů.

Z těchto skutečností také vyplývá podstata „plánu B“, navrhovaného Ganteförem – viz také obrázek 12: Můžeme z těch dosavadních čtyřech velkých energetických zdrojů vystoupit a nějak je nahradit. Na polovinu emisí CO₂ se dostaneme již přechodem z hnědého a černého uhlí na plyn. Moderní plynové elektrárny dosahují poloviny nebo dokonce jen třetiny emisí CO₂ na vyrobenou kWh ve srovnání s uhlím. A známá ložiska mohou poskytovat dostatek plynu ještě sto let!  Dále Ganteför navrhuje snížení spotřeby ropy na polovinu a její přechodné využívání tam, kde je obtížně nahraditelná – např. u letecké dopravy. Doporučuje ponechat přechodně také jadernou energii – starší JE se modernizují, nové se vyvíjejí. Ostatně i USA a Čína zastávají názor, že bez jaderné energie zatím energetickou transformaci nelze uskutečnit. Německy hovořící evropské země jsou ale zatím proti (poznámka autora: také Švýcarsko za pár let odstaví svou poslední jadernou elektrárnu, ale všechny nechalo na rozdíl od Německa dosloužit svých padesát let životnosti). A doplňuje: „Samozřejmě i další rozvoj větrné energetiky, ale ne takový, že se vítr zastaví“….A v neposlední řadě dále intenzivně zkoumat ostatní možné zdroje energie.

„To by byla velmi zhruba základní myšlenka „plánu B“, tedy řešení Energiewende vstřícné k lidem a k hospodářství – a také Energiewende, kterou možná budou skutečně následovat další země,“ dodává Ganteför.

K problematikám Země je nutné přistupovat komplexněji  

Jak ilustruje i přehled 17 cílů udržitelnosti, vyhlášených OSN, mnoho zemí jako jsou například Indie, Nigérie, Bangladéš řeší zcela jiné priority než je změna klimatu: chudobu, hlad, zdravotní péči, vzdělávání obyvatel. Téma klimatu je ostatně uvedeno na 13. místě tabulky.

Ganteför: „Musíme si zachovat komplexní pohled, jinak problémy nevyřešíme. Pouze s tím silně zuženým pohledem – ‚potřebujeme snížit emise CO₂‘ - svět nezachráníme.“

Obr. 13. Sedmnáct cílů udržitelnosti, jak byly vyhlášeny OSN. Téma klimatu Země je uvedeno pod číslem 13. Na prvních místech jsou řešení chudoby, hladu a zajištění zdravotní péče a vzdělání obyvatelstva.

Ani klimatický problém nevyřeší žádné dystopické vize konce lidstva a zastrašování obyvatelstva – namísto toho jsou naléhavě zapotřebí pozitivní vize, se kterými se obyvatelstvo opravdu může ztotožnit. Zkrátka: Směřovat k umírněnosti a zlaté střední cestě – vyhnout se extrémismu – podobně jako v běžném životě většiny lidí.  

Obr. 14. V protikladu k „hořící zeměkouli“ navozující emoce a strach nás mohou věcná odborná diskuze a pragmatismus  dovést až k všobecně přijatelným a přitom vysoce účinným řešením. Podobně jako dříve u problematiky freonů (FCKW), ničících ozónovou vrstvu atmosféry.         

Závěr autora

Je to celkem prosté: sebeobětování Německa a EU má smysl v době – kdy např. Čína staví dvě velké uhelné elektrárenské bloky týdně a počet obyvatel planety průběžně razantně roste –  jen pokud budou k dispozici zaplatitelné kapacity na akumulaci v řádu terawatthodin. A dále je nutné, aby nás v krátké době následovaly další země světa. Pokud ale uvidí, že projekt důsledné Energiewende přinesl průkopnickým zemím rozkolísanou energetiku, deindustrializaci a hospodářskou zkázu, výrazné snížení životní úrovně obyvatel a sociální nepokoje, pak celé usílí a obří náklady přijdou vniveč. Negativní důsledky unilateralismu v této podobě pak dopadnou hlavně na vlastní občany, ve svém důsledku ale také na ostatní obyvatele světa.

Zdeněk Fajkus, Mnichov

Zdroj: časopis CzechIndustry 1/2023