Obnovitelné zdroje energie a jejich vliv na globální oteplování

Tento článek je posledním z mých článku o globálním oteplování:

• 1) Aktuální Teorie o Globálním Oteplování a Vlivu CO2
• 2) Výkonné Tepelné stroje, Historie a Současnot Energetických Zdrojů
• 3) Obnovitelné zdroje energie a jejich vliv na globální oteplování

Ve třetím a posledním článku z volně navazující série zabírající se teorií globálního oteplování se pokusím stručně popsat vliv obnovitelných zdrojů energie a význam přechodu ze spalovacích motorů na elektromobilitu. Závěrem stručně shrnu všechny své vyřčené myšlenky a specificky pohled současného Evropana.

Typy obnovitelných zdrojů energine Wikipedia

Mezi obnovitelné zdroje energie lze považovat vodní a větrné elektrárny. Současná lidská civilizace, zvláště pokud by měla ještě růst, si s těmito zdroji ale zcela jistě nevystačí.

Solární energie

By Sakaori – Own work, CC BY-SA 3.0, Link

Co se týče solární energie, je to moderní zdroj, i když není zcela bez vlivu na oteplování planety. Fyzikálně lze dosud přeměnit maximálně okolo 35 % sluneční energie na elektrickou. Reálně je to asi 20 %, s tím, že během životnosti solárních panelů účinnost ještě výrazně klesá až na polovinu.

Vliv panelu na globální oteplování

Aby panely zachycovaly co nejvíce slunečního záření jsou pokryté antireflexní vrstvou, která brání téměř dokonale jeho odrazu. Jejich odrazivost (Albedo) je asi 2 %. To znamená, že 98 % energie záření panel absorbuje. Asi pětina energie se přemění na elektrickou energii zbytek, tj. přibližně 4 pětiny! (80 %) se mění přímo v teplo, které ohřívá i atmosféru. Pokud vezmeme v úvahu běžnou odrazivost povrchu, který panel zakrývá — jako je např. travní vegetace s průměrnou odrazivostí okolo 30 %, je zřejmé, že se solární panely podílí též na oteplování atmosféry. Solární panel absorbuje přibližně o 28 % více energie, než by absorboval povrch, který zakrývá.

Odpadního tepla vzniká výrazně více než elektrické energie vyrobené v solárním panelu. Výroba elektrické energie v solárních panelech otepluje atmosféru obdobně nebo i více než tepelná nebo jaderná elektrárna. Navíc výroba panelů je energeticky náročná a životnost poměrně malá. Během životnosti panelů klesá významně jejich účinnost a to dále zhoršuje tepelnou bilanci výroby solární elektrické energie.

Můžeme tedy oprávněně hovořit o „skleníkovém efektu“ způsobeném solárními panely. Jistě je to technologie, která má před sebou velký rozvoj, ale má i řadu omezení a negativ, o kterých se aktuálně veřejně téměř nemluví.

Větrná a vodní energie

By Tomasz Sienicki – Own work, CC BY-SA 3.0, Link

Jako „čistá“ tedy s minimem odpadního tepla se dá uvažovat energie vyrobená ve větrných a vodních elektrárnách. Pro tyto bohužel nejsou v řadě míst světa vhodné přírodní podmínky a navíc, týká se zejména větrných elektráren, je těžko regulovatelný výkon. V moderní historii EU jsme byli již několikrát na pokraji blackoutu, když v Dánsku a severním Německu významně foukalo a přenosová soustava nestačila vyrobený proud přenášet. Opačné extrémy, kdy je naopak nedostatek proudu, ale odběr je vyšší, jsou na denním pořádku. V obou případech se velmi hodí, že např. v ČR nebo Švédsku stále běží uhelné a plynové elektrárny, které jsou dobře regulovatelné a pomáhají obě špičky efektivně vykrývat.

Tolik stručně k alternativním zdrojům tzv. čisté elektrické energie. Nyní se pokusím trochu posoudit elektropohon automobilu, což je dnes naše evropské téma, a porovnat ho s pohonem spalovacím motorem.

Elektromobilita a srovnání se spalovacím motorem

By Riley from Christchurch, New Zealand – BMW i3., CC BY 2.0, Link

Moje hodnocení bude vycházet z předchozích závěrů, že největší vliv na oteplování Země má emise tepelné energie. To znamená, že budu posuzovat pohony s ohledem na to, kolik energie se uvolní používáním automobilu se spalovacím motorem nebo elektrickým pohonem.

Pokusím se nejprve popsat účinnost elektropohonu. V prvé řadě si musíme uvědomit, že elektrická energie je energie transformovaná z jiných typů energie. Výroba elektrické energie je spojená s emisí ztrátového tepla v případě tepelných a jaderných elektráren i v případě výroby v solárních panelech.

Při výrobě elektrické energie v těchto zdrojích je účinnost přibližně 0,4 (40 %). Jelikož je podíl vodní a větrné energie zpravidla do 35 procent v energetickém mixu, mohu prohlásit, že průměrná účinnost výroby elektrické energie z hlediska emise odpadního tepla je okolo 0,6 (60 %).

Pro příklad: v ČR je podíl větrné energie okolo 1 % a vodní energie 3,5 %. V EU je průměr větrné energie 19 % a vodní energie 17 %. Ve většině zemí na světě je tento podíl mnohem menší. Jsou ale výjimky, kdy je tento podíl výrazně vyšší. V posouzení účinnosti elektropohonu se jedná jen o jednu z účinností a tak její přesnost nemá na aktuální výsledek zásadní vliv.

Účinnost přenosové soustavy od zdroje k nabíječce je okolo 0,9 (90 %). Účinnost nabíjení akumulátorů je 0,84 (84 %). Účinnost automobilového elektromotoru je okolo 0,85 (85 %). Velké téma je rekuperace při provozu elektromobilu. Je to samostatné téma na rozsáhlou studii. Faktem je, že účinnost zpětného získání energie do baterií je okolo 50 % procent. Elektromobil je výrazně těžší než „klasický“ automobil a rekuperovaná energie je orientačně shodná se zvýšenými ztrátami elektromobilu při akceleraci a jízdě do kopce. Pro mé úvahy tedy vliv rekuperace zanedbávám. Ještě jsou tu jisté ztráty vybíjením akumulátorů. Ty pro objektivitu také zanedbám.

Výsledná účinnost elektropohonu z hlediska emise odpadního tepla do atmosféry je tedy přibližně součin dílčích účinností a to je 0,6x0,9x0,84x0,85 = 0,39 (39 %).

Výsledná účinnost elektropohonu je tedy okolo 40 %. To není hodnota nijak zázračná. Účinnost soudobého moderního spalovacího motoru dosahuje 30 až 45 %. Např. u velkých lodních spalovacích motorů je účinnost dokonce i vyšší než 50 %. Jde tedy de facto o srovnatelnou účinnost, jaké dosahují moderní spalovací motory, na které je již připravena veškerá infrastruktura a průmysl.

Nebudu zde uvádět známé nepříznivé problémy přechodu na tzv. čistou elektromobilitu, ani se nebudu snažit nějak vyčíslit energetickou a ekologickou zátěž při výrobě elektromobilu a likvidaci akumulátorů. Výsledný rozdíl v tepelné zátěži v celosvětovém měřítku je mezi klasickými automobily a elektromobily zanedbatelný. A to také proto, že osobní automobilová doprava tvoří jen poměrně malou složku lidské činnosti, přestože se nás politické a ekologické organizace snaží přesvědčit o opaku.

Obnovitelné nebo tepelné zdroje?

Nedá se očekávat, že by obnovitelné zdroje energie mohly zcela nahradit tepelné zdroje vč. jaderných elektráren. Nelze také předpokládat, že by zcela tepelně nezatěžovaly atmosféru. I v případě nezřízeného optimismu nelze očekávat v nejbližších desetiletích v celosvětovém průměru podíl těchto nových zdrojů energie nad 50 % spotřeby energie. Realita ve většině zemí bude ovšem mnohem nižší. Také je třeba vzít v úvahu problémy s kolísáním výkonu těchto zdrojů v závislosti na počasí. Je tedy jisté, že bude stále existovat mix energií. V tom případě by dávalo smysl stabilní spotřebiče v dosahu elektrické sítě napájet elektřinou a mobilní zařízení pohánět plynem nebo jinými palivy, které lze snadno skladovat. Lze se tím vyhnout skladování elektrické energie a tím veškeré problematice drahých baterií, ztrátám při nabíjení a vybíjení, ekologické zátěži výroby baterií a jejich likvidace, investic do nových zdrojů, nabíjecí infrastruktury, ekonomické náročnosti spojené se sociálními dopady zdražením dopravy a další. Stručný příklad: budovy vytápět elektricky například s akumulačním systémem při využití nočního proudu, a automobily pohánět například plynem. Bude to výhodnější, ekonomičtější a ekologičtější, než topit plynem a jezdit na elektřinu.

Závěr k tomuto i předchozím článkům z této série

Změny klimatu probíhali v historii i bez vlivu člověka a nevíme jistě, jaké jsou všechny skutečné příčiny současných změn, a jak jsou tyto změny závažné pro existenci lidstva. Všechny informace, které jsem uvedl, jsem čerpal z více zdrojů. Pokud jsem se dopustil nepřesnosti v údajích, omlouvám se. Z informací v mých článcích si každý může udělat své závěry. Já si dovolím sdělit vám stručně své závěry.

Nejvýznamnějším skleníkovým plynem je vodní pára, to zatím nikdo nezpochybňuje, ale ani na vrcholné politické úrovni neřeší. Není pravda, že množství vodní páry v atmosféře je nezávislé na lidské činnosti. Také není pravda, že energie uvolňovaná lidskou civilizací je zanedbatelná. Na energetické nerovnováze Země Earth’s Energy Imbalance, se lidská civilizace podílí 4 % nebo i více a podstatně tedy ovlivňuje množství vodní páry v atmosféře. Energie emitovaná lidstvem má částečně přímý vliv na zvýšení průměrné teploty atmosféry. Dále má významný nepřímý vliv zvýšením množství vodní páry v atmosféře a skleníkovým efektem, který následně vodní pára způsobuje.

Současná teorie škodlivosti CO2 je dle mého názoru, chybná, nevědecká a vznikla na objednávku velkých finančních společností. Výsledkem je zdanění a zadlužení obyvatelstva i celých států a přesun jejich majetku do rukou finančníků.

Hlavním problémem oteplování a udržitelnosti života na Zemi je v první řadě populační exploze lidstva. Země si ale zatím poměrně snadno s energetickou nerovnováhou poradí. Zvýšená teplota Země má za následek výrazně vyšší vyzařování tepelné energie do vesmíru. Lidstvo by se mělo tedy primárně zaměřit na regulaci velikosti lidské populace. Budoucí vývoj oteplování není jednoznačný. Pokud se nacházíme v období na začátku malé doby ledové, může nás emise energie ochránit před vražedným ochlazením, neúrodou a hladem. Zvýšené množství CO2 navíc zvyšuje zemědělské výnosy. Scénářů vývoje je jistě celá řada. Věda možná najde způsoby, jak klimatické problémy řešit, například zvýšením odrazivosti naší atmosféry. Je ale třeba opatrnosti s velkými experimenty.

Je prokazatelné, že lidská činnost v Evropě se na celkovém koloběhu CO2 v přírodě podílí jen maximálně 1 až 1,5 %. S ohledem na tuto skutečnost i na skutečnost, že vliv CO2 na oteplování Země je ve srovnání s ostatními vlivy diskutabilní, je politika EU zcela nekompetentní a sebezničující.

Evropský zákaz spalovacích motorů je v současném světě zcela nesmyslný. Emisní povolenky jsou jen prostředkem k okrádání obyvatelstva, podobně jako další plánované ekologické daně.

15 Listopad 2024, Václav Knob