Debata o budoucnosti energetiky je vzhledem ke změnám klimatu v plném proudu. Oddělit racionální argumenty od lobbistických tlaků nebo nereálného snění může pomoci pohled na vhodně zvolenou mapu.
Ropa, jádro, plyn, slunce. Mapy energetiky ukazují zdroje síly i mezinárodního napětí
Bez energie není civilizace. Potřebujeme ji na dopravu, topení, chlazení, zemědělství, průmysl i služby.
Ve velkém ji umíme vyrábět jen z několika zdrojů. Podle Mezinárodní energetické agentury (IEA) svět čerpá veškerou svou energii z 32 procent z ropy, z 27 procent z uhlí, z 22 procent z plynu, z deseti procent z biopaliv včetně dřeva a odpadu, z pěti procent z jádra, z necelých tří procent z vody a z necelých dvou procent z ostatních obnovitelných zdrojů. Přes devadesát procent světové energie tak vzniká pálením uhlovodíků způsobujícím emise skleníkových plynů.
Celkové dodávky energie podle zdroje
Nejvariabilnější energie má formu elektřiny. V její výrobě je podle IEA stále dominantní uhlí (39 procent) a plyn (23 procent). Následuje voda se 16 a jádro s deseti procenty. Zbývajících 12 procent obstarává ropa, slunce, vítr a biomasa.
Výroba elektřiny podle zdroje
Spotřeba elektřiny ve světě se významně liší. Nejvyšší je ve Skandinávii, kde jsou levné vodní a hojné jaderné zdroje, v Jižní Koreji, která ve velkém vsadila na jádro, v Severní Americe, která je kvůli svému přístupu jedním z největších znečišťovatelů ovzduší, a v zemích Arabského poloostrova bohatých na ropu a plyn. Nejnižší je naopak ve většině ekonomicky nerozvinutých zemí v Africe a v jižní Asii. Tam roste a rychle poroste i nadále.
Spotřeba elektřiny na osobu (MWh/os.) v roce 2016
Uhlí
Prvním pohonem průmyslové revoluce bylo uhlí. Továrny vznikaly právě tam, kde ho bylo nejvíc: v Británii, Porúří, Sasku, Slezsku, Donbasu nebo například východních Spojených státech. Třeba v britském atlase z roku 1938 bylo jeho rozmístění na prvních stránkách.
Mapa uhlí a ropy v atlase z roku 1938
A hlavní silou zůstává dodnes. Je levné a je ho hodně. Snadno se navíc převáží. Na následujících dvou střídajících se mapách jsou tmavšími barvami vyznačeni největší vývozci a dovozci uhlí. Je dobře vidět jeden z hlavních směrů převozu suroviny: z Austrálie a Indonésie do Indie a Číny. Je to jeden z důvodů, proč Čína tolik usiluje o kontrolu Jihočínského moře, kudy tyto lodě s uhlím proplouvají.
Vývoz a dovoz uhlí (zdroj: ČT24)
Rozměr pálení uhlí ve dvou nejlidnatějších zemích světa ukazuje také mapa britské organizace Carbon Brief. Kruhy na ní představují uhelné elektrárny, přičemž velikost odpovídá jejich výkonu. Barva zase označuje, v jaké jsou fázi své životnosti: Růžové jsou nové nebo ve stavbě, žluté v provozu a bílé se budou brzy zavírat.
Uhelné elektrárny. Růžové jsou nové nebo ve stavbě, žluté v provozu a bílé se budou brzy zavírat. Interaktivní verze zde.
Je patrné, že konec uhelného věku začíná v západní Evropě. Tedy tam, kde se uhlí pálí nejdéle. Ukazuje to i další mapa, kde jsou zeleně vyznačeny státy s konkrétním datem ukončení provozu uhelných elektráren. Modré o něm diskutují a červené tuto debatu teprve začínají, nebo k ní ani nemíří.
Budoucnost uhelných elektráren v Evropě
Problém je, jak nejšpinavější zdroj nahradit. V roce 2017 EU jako celek poprvé vyrobila víc elektřiny z obnovitelných zdrojů než z uhlí. Bližší pohled však ukazuje, že v některých zemích, především ve střední Evropě a na Balkáně, je taková realita zatím těžce představitelná.
Podíl zdrojů na výrobě elektřiny v Evropě
Plyn
Některé země se snaží kombinovat sluneční a větrné zdroje s plynem. Ty se totiž dobře doplňují – plynové elektrárny se dají rychle spouštět a vypínat podle toho, jak kolísají dodávky z větrných a slunečních farem. Emise ze spalování plynu jsou také nižší než v případě uhlí.
Touto cestou se vydává v Evropě především Německo. Právě proto má zájem na spolehlivých dodávkách a spolupracuje na nich s největším evropských dodavatelem a druhým největším světovým producentem Ruskem. Společně přelstili nemilosrdnou geografii kladoucí mezi ně další státy a položili plynovod na dno Baltského moře. Nazvali ho Nord Stream a dokončují jeho druhé potrubí.
Podobně měl mezi Ruskem a jižní Evropou vzniknout plynovod South Stream, plány na něj zůstaly však jen na papíře.
Hlavní evropské plynovody
Kromě Ruska se nejvíc zemního plynu nachází na Blízkém východě a čím dál tím víc ve Spojených státech. Ty se díky technologii frakování staly jeho největším producentem. Vzhledem k jejich izolované poloze to mimo jiné vede k rozmachu přepravy stlačeného a chlazeného plynu po moři ve speciálních tankerech.
Státy podle produkce zemního plynu
Většinu plynu těží Američané v Texasu a v Pensylvánii. Pole, odkud se dá frakováním dostat, však leží také na rozlehlé a řídce obydlené prérii středozápadu.
Naleziště zemního plynu v USA
Ropa
Kde je plyn, bývá často i ropa. I v její produkci se USA nedávno dostaly na špici. Dosud nikdo v dějinách nepřidal na těžbě tak rychle. To však Spojeným státům nestačí a musí ji dovážet z dalších zemí.
Na východní polokouli jsou hlavními producenty opět Rusko a Blízký východ a také několik afrických zemí. Následující střídající se dvě mapy ukazují, jak ropa cestuje od těchto producentů do populačně nabitých a energeticky hladových regionů Evropy a východní Asie.
Vývoz a dovoz ropy (zdroj: ČT24)
Při námořní cestě přitom existuje několik kritických úžin, jimiž obrovské množství černého zlata proplouvá. Největší pozornosti se v poslední době dostalo Hormuzskému průlivu mezi Spojenými arabskými emiráty, Ománem a Íránem. Jím proplouvá asi pětina světové produkce.
Hormuzský průliv jako strategické místo
Ropa je s plynem na širším Blízkém východě jedním ze zdrojů mnoha napjatých situací. Mapa nalezišť může proto leccos vyjasnit: proč Rusko investovalo tolik do udržení své suverenity nad Čečenskem; proč se vede tvrdý spor o námořní hranice v Kaspickém moři; proč Turecko odmítá autonomii jihovýchodu země obydleného převážně Kurdy; proč se tvrdě bojovalo o neobydlenou poušť v Sýrii; proč Irák kdysi napadl Írán a Kuvajt; proč se Katar odmítá připojit k silnému tlaku sousedních zemí na Írán.
Naleziště ropy a plynu
Emise
Státy oplývající uhlovodíky jsou většinou také jejich největšími „paliči“. Produkují tak nejvíc emisí oxidu uhličitého na hlavu. Konkurují jim v tom jen vyspělé země.
Emise oxidu uhličitého na hlavu (2017)
Vedle vypouštění skleníkových plynů má spalování uhlí, plynu a ropy i přímější následky. Do ovzduší se při něm dostává řada látek přímo ohrožujících zdraví. Podle odhadů OSN zabíjí znečištěný vzduch asi sedm milionů lidí ročně. K tomu způsobuje náklady ve výši pěti bilionů dolarů ročně.
Ekonom Anil Markandya a politolog Paul Wilkinson se pokusili spočítat, kolik lidských životů si výroba energie vyžádá podle zdroje. Nejhůř vyšlo uhlí, nejlépe jaderná energetika.
Počet úmrtí za jednu terawatthodinu podle zdroje
Jádro
Zatím největší a nejspolehlivější bezemisní zdroj elektřiny představuje atomová elektrárna. K jejím přednostem patří především stabilní dodávky do sítě, relativně levný provoz, malé množství odpadu a vysoká bezpečnost. Nevýhodou jsou velké pořizovací náklady, obavy veřejnosti z následků případné havárie a problémy s ukládáním radioaktivního odpadu.
Na světě nyní funguje 457 reaktorů v 31 zemích. Většina z nich vyrábí elektřinu v pěti zemích: USA (99), Francii (58), Číně (46), Japonsku (42) a Rusku (37). Jiný žebříček se ukáže, když se země seřadí podle podílu jádra v energetickém mixu. Třetí příčku v něm zaujímá Slovensko, jedenáctou Česko.
Země s největším podílem elektřiny z jádra
V současnosti se staví dalších 54 reaktorů, nejvíc v Číně, Indii, Rusku, Jižní Koreji a Spojených arabských emirátech. Některé země také plánují do jaderného klubu vstoupit. Tři se naopak rozhodly, že jej opustí: Belgie, Německo a Švýcarsko. Přidají se tak k Rakousku, Itálii a Dánsku, které si atomovou energii zakázaly už dřív.
Přístup k jaderným elektrárnám
Největší výhodou jaderné energetiky je vyzkoušená a známá technologie. V případě politického rozhodnutí je možné relativně rychle zapojit velké objemy výroby. Stalo se to například ve Francii, kdy se za pouhých deset let mezi roky 1976 a 1986 zvýšil podíl elektřiny vyrobené z jádra z necelých osmi na více než sedmdesát procent.
Politolog Joshua S. Goldstein a jaderný inženýr Staffan A. Qvist proto v knize Zářná budoucnost (A Bright Future) propagují velký celosvětový obrat k jádru jako jediné realistické a dostatečně rychlé řešení problému skleníkových plynů.
Voda
Lidstvo má k dispozici ještě další zdroje čisté energie, především tekoucí vodu, slunce a vítr. I přes jejich rychlý růst v posledních letech jsou však stále ve výrazné menšině. Existuje několik výjimek. Celkem 16 zemí na světě má více než devadesát procent své elektřiny vyrobených z obnovitelných zdrojů.
Podíl elektřiny z obnovitelných zdrojů
Dají se rozdělit do dvou skupin. První tvoří země, které mají velmi malou spotřebu, především v subsaharské Africe nebo jižní Asii. Druhá pak zahrnuje státy s vysokými horami plnými strmých potoků jako Norsko nebo Nepál nebo s velkými řekami vhodnými ke stavbě obřích přehrad. Například jediná hráz Itaipú na řece Paraná v Jižní Americe pokryje přes devadesát procent spotřeby Paraguaye.
Na mapě níže je vidět teoretický potenciál pro využití vodní energie. Nejvyšší v poměru k počtu obyvatel je ve vlhkých tropických oblastech, ve státech s vysokými horami nebo v řídce osídlených severských státech s velkými řekami.
Potenciál pro využití vodní energie
Vodní elektrárny mají spolehlivé dodávky a jsou relativně levné. I ony však způsobují problémy. Zatopená údolí vyžadují přesun obyvatel, v případě čínských tří soutěsek to byly stovky tisíc lidí. Během napouštění také berou vodu všem, kdo žijí pod přehradou. Například budovaná hráz na Modrém Nilu v Etiopii by tuto řeku zcela vysušila asi na rok a půl. Proto se bude napouštět pomaleji. Negativně přehrady dopadají i na život v řece.
Vítr
Dalším obnovitelným zdrojem je vítr. Nejdůležitější jsou u něj rychlost a stálost, které jsou nejvyšší u moře. Pobřeží Severního moře patří celosvětově k jednomu z nejvhodnějších regionů pro větrné elektrárny. A je také jednou z mála hustě obydlených oblastí, kde vydatně fouká.
Rychlost větru v 80 metrech nad zemí
Rozmístění větrných elektráren však není ovlivněno jen silou a stálostí větru. Důležité je také politické rozhodnutí jednotlivých států. To je dobře vidět například na hranici Německa s Českem. V pohraničních horách s podobnými větrnými podmínkami byla ještě v roce 2016 situace výrazně odlišná.
Větrné elektrárny v Evropě (2016)
Slunce
Čím dál diskutovanější jsou i sluneční elektrárny. Svůdnou mapu vytvořili lidé z projektu Land Art Generator, kteří lobbují za rychlý přechod na obnovitelné zdroje. Namalovali na svět několik čtverečků, jejichž pokrytí solárními panely by podle jejich propočtů zajistilo výrobu energie v množství odpovídajícím celosvětové spotřebě elektřiny i pohonných hmot, a to dokonce odhadované v roce 2030.
Černé čtverce představují plochu nutnou k zajištění elektřiny výhradně ze slunečního svitu
Taková představa však naráží na řadu problémů, především nutnost takto získanou energii přepravovat na velké vzdálenosti nebo dokázat ve velkých objemech uskladnit a převézt. Až na několik výjimek totiž nejstabilněji a nejvíc svítí v pouštích, kde však většinou nikdo nežije.
Síla slunečního svitu ve wattech na metr čtvereční
Přesto se o to leckde pokoušejí. Ve Spojených arabských emirátech spustili největší solární park světa s kapacitou téměř 1,2 gigawattů schopný zabezpečit elektřinu pro 90 tisíc lidí. Čína zase spustila solární elektrárnu na hladině jezera a podobné projekty běží třeba i v Nizozemsku, Japonsku nebo Spojeném království. Technologie se také velmi rychle vyvíjí a možnosti mohou být brzy úplně jiné.