Energetická zamyšlení 24: Karbonská ekonomika

Rozvoj civilizace od doby počátku průmyslové revoluce až do současnosti byl vyvolán a podmíněn možnostmi využívání fosilních paliv jako zdroje energie. Fungující a rozvíjející se ekonomiku si prostě nelze představit bez spolehlivého a kapacitně dostačujícího energetického systému. Podstatnou složkou fosilních paliv je uhlík. Spálením jednoho kilogramu uhlíku se uvolní zhruba 34 MJ energie a vznikne přitom necelých 3,7 kg oxidu uhličitého. Spálením uvolněnou energii je zapotřebí transportovat na požadovanou formu, přeměnit ji v elektřinu, případně v teplo. A protože proces transformace není vůbec jednoduchý, dochází při něm ke značným ztrátám. Dokonalost procesu se vyjadřuje účinností, která porovnává výkon s příkonem, tedy při výrobě elektřiny množství vyrobené elektrické energie s množstvím energie, vstupujícím do procesu s palivem. Toto množství je určeno množstvím paliva a jeho výhřevností a protože je dominantní energetickou složkou paliva uhlík, rozhoduje významně o účinnosti transformace obsah uhlíku v palivu. Hledání možností zvýšení účinnosti je historicky stěžejním úkolem energetického výzkumu a vývoje, neboť vysoká účinnost zlepšuje ekonomiku provozu, snižuje spotřebu paliva a přispívá tak k prodloužení životnosti zásob a do jisté míry také ke snížení produkce škodlivin, vznikajících při spalování.

V posledních letech se dostala do popředí zájmu nejen odborníků, ale celé široké veřejnosti, druhá stránka procesu spalování uhlíku, produkce oxidu uhličitého. Bylo to vyvoláno jednoduše formulovanou a doposud nepotvrzenou teorií globálního oteplování planety v důsledku lidské činnosti, především spalování uhlíkatých paliv a hlavním viníkem je podle ní oxid uhličitý. Síla teorie spočívá v její jednoduchosti a je natolik přesvědčivá, že se dnes s oxidem uhličitým dokonce, byť problematicky, obchoduje. Vyjádříme-li matematicky hodnotu měrné emise oxidu uhličitého, připadající na jednotku vyrobené energie, získáme výraz velmi podobný výrazu pro účinnost, jenže zlomek bude převrácený. Je proto zřejmé, a samozřejmě taky logické, že zvyšování účinnosti transformace energie znamená současně snižování měrné produkce oxidu uhličitého, připadající na jednotku výkonu. Jde přece o tentýž uhlík. Protože je zvyšování účinnosti transformace nanejvýš žádoucí a potřebné, nikdo z odborníků neprotestoval proti vyhlášenému boji s oxidem uhličitým. Vždyť je to přece tlak na zvyšování účinnosti. Jenže tento boj již přesáhl hranice soudnosti a zdravého rozumu. Přitvrzuje se a hlavním cílem je nyní odstranění oxidu uhličitého ze spalin a jeho dlouhodobé uložení někam mimo jemu přirozené prostředí. Jen samotné odstranění oxidu uhličitého ze spalin představuje velice náročný a v potřebném měřítku dosud nezvládnutý proces, jehož uplatnění sníží podle odhadů účinnost výroby elektřiny o zhruba deset procent. To je přece vzhledem k nedávným ostrým sporům o jednotky procent účinnosti v Kauze Prunéřov hodně velké sousto, ale zatím se zdá, že nevadí. Zjednodušeně řečeno bude za účelem snížení produkce oxidu uhličitého zapotřebí spalovat více uhlí a využívat jeho energii s nižší účinností. Samostatnou kapitolou zůstává spolehlivé dlouhodobé a dostatečně kapacitní uložení odseparovaného plynu. To si v našich středoevropských podmínkách nelze reálně vůbec představit.

Položme si závěrem zásadní otázku. Budeme i (a) nadále považovat uhlík za zdroj energie, anebo se (b) stane zdrojem nebezpečného oxidu uhličitého, skleníkového plynu? Z logiky věci vyplývá, že vzhledem k rostoucímu světovému hladu po energii můžeme očekávat, že (a) je správně. O významu (b) se budeme moci přesvědčit teprve v budoucnu a dnes se zdá být mnohem pravděpodobnější, že rozhodující vliv na zemské klima má sluneční aktivita. Březen 2011