39 WAYS TO SAVE THE PLANET

Copyright © Checked Shirt TV Ltd. 2021

Licenced by the BBC

First published by Witness Book in 2021

BBC Books is part of the Penguin Random House group of companies

Based on the BBC Radio 4 Series ‘Ways To Save The Planet

39 způsobů, jak zachránit planetu

Tom Heap

Copyright © Zoner a.s. E-kniha vyšla v roce 2022. Všechna práva vyhrazena. Tato kniha ani žádná její část nesmí být kopírována, rozmnožována či jinak šířena bez písemného souhlasu vydavatele.

Katalogové číslo: ZRE2121

Šéfredaktorka: Ivana Vrajová

Odpovědná redaktorka: Gabriela Kostašová

Překlad: Jakub Goner

Tvorba e-knihy: Marek Bílý

Obálka: Mgr. Petr Bernát (dle originálu publikace)

Dotazy týkající se distribuce směřujte na:

Zoner Press

ZONER a.s.

Nové sady 18, 602 00 Brno

tel.: 532 190 883

e-mail: knihy@zoner.cz

www.zonerpress.cz

ISBN epub: 978-80-7413-537-8

ISBN mobi: 978-80-7413-538-5

Tom Heap

Obsah

Předmluva Arnolda Schwarzeneggera

Úvod

Energie

Příroda

Zemědělství

Společnost

Doprava

Výstavba a průmysl

Odpad

Poděkování

Když Arnold Schwarzenegger zastával funkci kalifornského guvernéra, prosadil roku 2006 soubor zákonů proti globálnímu oteplování. Zavedl také nízkoemisní standard pro automobily a posílil ochranu přírody. Na problematiku ochrany přírody se v současnosti zaměřuje jak Schwarzeneggerův institut pro národní i globální politiku při Univerzitě Jižní Kalifornie, tak i Schwarzeneggerova klimatická iniciativa. Každoročně pořádá konferenci Austrian World Summit, kde mohou o klimatických změnách diskutovat politici, podnikatelé i vedoucí intelektuálové.

.

Předmluva

„Neexistuje žádný osud kromě toho, který si sami vytvoříme.“ To není jen úžasná hláška z filmu Terminátor, ale také filozofie, která každého z nás může inspirovat v každodenním životě.

Filmy ze série Terminátor znázorňovaly apokalyptickou budoucnost, v níž stroje usilovaly o nadvládu nad lidmi. Představovaly děsivý, dystopický a nehostinný svět. Stojí však za zmínku, že tyto filmy nezdůrazňovaly beznaděj lidské situace. Místo toho se soustředily na lidskou vůli a naději. Lidé nevěřili Sarah Connorové, která je varovala před blížící se robotickou apokalypsou, a dokonce ji zavřeli do psychiatrické léčebny.

Podle mého názoru by si současné ekologické hnutí mělo osvojit pozitivní myšlení, místo aby pouze strašilo lidi svými těžko srozumitelnými katastrofickými scénáři. Jistě, máme mnoho důvodů k obavám. Pochopitelně vidíme, jak se stav životního prostředí čím dál víc zhoršuje: dochází ke stále intenzivnějším lesním požárům a záplavám, kvůli rostoucí teplotě hynou mořské organismy a mnoho lidí nemá přístup k pitné vodě a musí dýchat špinavý vzduch. Ano, žijeme v přelomové době.

Domnívám se však, že bychom měli rovněž šířit optimistické příběhy o hrdinech, kteří po celém světě bojují se znečištěním, tvoří pracovní místa a usilují o lepší podmínky pro budoucí generace.

Proto jsem z této knihy nadšený. Už samotný její název: 39 způsobů, jak záchránit planetu. 39 řešení a ani jedna pohroma. Dočteme se v ní o různých vizionářích z celého světa, kteří se bez velkého halasu zabývají naší ekologickou krizí.

Právě díky tomu si lidé mohou uvědomit, že mají věci ve svých rukou.

Řekněme si to totiž upřímně: potřebujeme někoho, kdo navrhne strategie pro rozvoj čisté energetiky, kdo se bude zabývat kriticky znečištěným ovzduším, které každoročně zabíjí více než 7 milionů lidí, a kdo přesvědčí své okolí, aby se podílelo na pozitivních změnách.

Často se spoléháme, že tyto problémy vyřeší politici, ale místo toho potřebujeme, aby se do jejich řešení pustili lidé z celého světa. Každé významné hnutí – za občanská práva, proti apartheidu, za volební práva žen i za nezávislost Indie – čerpalo svou sílu z masové podpory. Výjimkou není ani ekologické hnutí. Proto si myslím, že tato kniha může v současné době sehrát významnou roli. Na rozdíl od mnoha autorů, kteří píší o klimatu a zaměřují se hlavně na problémy, tato kniha nabízí perspektivní řešení.

Nápadití a podnikaví lidé z celého světa nacházejí způsoby, jak zvládnout překážky, kterým musíme čelit. V přírodě, laboratořích, učebnách i vlastních domech objevují nové možnosti, jak získávat čistou energii, omezovat emise a odstraňovat oxid uhličitý z atmosféry. Objevitelé, o kterých se dočteme v této knize, nás mohou svým příkladem inspirovat. Každého jistě nadchne příběh programátora, který využívá umělou inteligenci při konstrukci robotů určených k opravám větrných turbín daleko na moři. Nebo někdejšího manažera pro spotřebitelské produkty, který navrhl levnou a mnohem bezpečnější jadernou elektrárnu. Případně profesora, který hledá způsob, jak snížit emise metanu způsobené chovem dobytka. Nemluvě o učiteli ze Zimbabwe, který v rámci boje proti klimatickým změnám učí své žáky metodám trvale udržitelného zemědělství. Každá z devětatřiceti případových studií v této knize představuje zdroj motivace a nabízí optimistický výhled do budoucnosti.

Je načase, abychom přestali lidi poučovat, čeho se musí vzdát, a začali jim vysvětlovat, co mohou získat. Musíme obarvit své bílé vlajky, zavrhnout katastrofické myšlení a organizovat akceschopné hnutí, které bude stavět na optimismu a naději.

Pokud bychom si nebyli jistí, odkud začít, můžeme nejdříve prolistovat tuto knihu. Jsem si jistý, že lidé a projekty, o kterých se zde píše, musí uchvátit a inspirovat každého čtenáře.

Děje se totiž mnoho pozitivního. Můžeme dosáhnout změn a zachránit celý svět.

Neexistuje žádný osud kromě toho, který si sami vytvoříme. Snažme se tedy, aby náš osud byl čistý, zelený a zdravý.

.

Úvod

Klimatické změny představují reálné a aktuální nebezpečí pro lidskou civilizaci na Zemi, avšak tato kniha by se mohla nazývat „39 důvodů k optimismu“. Vypráví totiž o lidech, kteří nabízejí řešení.

Již pětadvacet let píši o životním prostředí, ochraně krajiny a vědě a za tu dobu jsem se spolehlivě přesvědčil o závažnosti hrozeb, kterým čelíme. Často jsem si však všiml, že lidé přehlížejí příběhy těch, kdo právě na řešení těch nejkomplikovanějších problémů pracují. Uvědomil jsem si, jak je to paradoxní – nejen proto, že bychom se mohli nechat inspirovat různými novinkami, ale také proto, že zaměřujeme-li se stále jen na negativní zprávy, ztrácíme energii. V době války – a někteří tvrdí, že klimatické změny nedokážeme překonat bez válečné mobilizace – se veřejná morálka udržuje zdůrazňováním úspěchů a zlehčováním proher. V boji proti klimatickým změnám podle všeho postupujeme přesně opačně, takže mnozí lidé pociťují úzkost a beznaděj. Samozřejmě nedoporučuji špatné zprávy ignorovat, ale měli bychom také přijímat pozitivní informace, protože nám mohou zvednout náladu. S tímto záměrem začala vznikat tato kniha a doprovodný seriál na rozhlasové stanici BBC Radio 4. Jednotlivé příběhy svědčí o tom, že lidská vynalézavost dokáže najít východisko z každé situace.

Když v polovině roku 2021 práci na knize končím, diskuze o nutnosti řešit klimatické změny jsou hlasitější než kdykoli dříve. Samozřejmě z toho můžeme čerpat naději. Zároveň je překvapivé, že výzev k akci přibývá, ačkoli se současně vyrovnáváme s naléhavější hrozbou pandemie covidu-19. Mohli bychom očekávat, že každodenní informace o počtu obětí viru zatlačí klimatická rizika do pozadí. Proč k tomu nedošlo? Důvody by asi zaplnily další knihu, ale na tomto místě můžeme uvést trojici pozitivních úvah. Naučili jsme se většímu respektu k vědě a vědci požadují, abychom se klimatickými změnami zabývali. Vlády přijímaly dalekosáhlá opatření na omezení dopadu koronaviru. Díky tomu získaly větší odhodlání chránit své občany v dlouhodobé perspektivě a zavádět přísnější pravidla a limity emisí uhlíku. Třetí faktor se projevuje poněkud pomaleji: podnikatelé si postupně uvědomují, že na řešení klimatických změn mohou nyní vydělat více peněz, než kdyby tyto změny ignorovali.

Při výběru idejí a inovací do knihy 39 způsobů, jak zachránit planetu jsem se neřídil pevnými pravidly, ale lze vysledovat několik motivů. Za prvé jsem se rozhodl, že nebudu ignorovat velká řešení, která již fungují, jako jsou větrná a sluneční energie, elektrická auta a regenerativní zemědělství. Jejich rychlý rozvoj dokáže klimatické změny ovlivnit nejvýrazněji a podle mého názoru se nám podařilo najít osobnosti, které udávají tempo. Představujeme několik vědeckých „hrdinů“, kteří pracují na nejrůznějších místech od předměstských garáží přes experimentální farmy s mořskými řasami až po dokonale čisté laboratoře. Důraz však klademe na jejich řešení, která lze uplatnit v praxi. Všichni bychom sice uvítali působivé vědecké přelomy typu ovládnutí jaderné fúze, ale nemusíme čekat, než někdo vynalezne kouzelnou hůlku. Vzhledem k tomu, jak je klimatický problém naléhavý, měli bychom raději sáhnout po možnostech, které máme k dispozici nyní. V knize se však neomezujeme na přehlídku moderních technologií. Některá řešení lze najít ve školních třídách, v soudních síních a v kuchyních. Mnoho pomůcek nabízí také příroda. Takzvaná „přírodní řešení“, jako je pěstování bambusu, setí mořských řas, zvlhčování rašeliny nebo rozptylování přírodního uhlí, mohou vesměs přispět ke snižování aktuálních emisí a tvorbě zásobáren uhlíku.

Neopomíjíme ani řešení, která někteří ekologičtí aktivisté odmítají, jako je jaderná energie, zachytávání uhlíku, šetrnější těžba dřeva nebo klimaticky příznivý chov dobytka. Odpor k těmto technologiím pramení z hlubokých obav, že se v nich projevují zájmy existujících „škůdců“, jako jsou fosilní korporace. Kritikové se domnívají, že tyto postupy nebudou fungovat, případně nám poslouží jako výmluva, abychom se vyhnuli nepříjemným změnám svého životního stylu. Přesto je však v knize najdeme. Pro naši civilizaci, která má sklon stále zvyšovat spotřebu energie, je snižování emisí uhlíku z principu tak náročné, že jí přijde vhod každý dostupný nástroj. Christoph Gebald ze společnosti Climeworks, která se zabývá zachytáváním CO_2, to formuluje takto: „Při diskuzích o technologiích příznivých ke klimatu bychom se měli vyhýbat slovu «nebo». Povolená by měla být jen spojka «a».“

Budeme-li se omezovat jen na technologie, které patří na vysoké příčky stupnice ekologické příznivosti, nebo na společnosti, které ve své historii nemají žádné ropné hříchy, hrozí nám, že kvůli své posedlosti čistotou zpomalíme změny k lepšímu. Nemůžeme si dovolit ztrácet čas. A co se týče nadějí, že záchranu světa zajistí očekávaná změna lidského chování… dosavadní výsledky jsou natolik nepřesvědčivé, že na tuto nepopulární koncepci v zásadě nemá cenu vůbec sázet.

V textu většiny kapitol nebo na jejich konci najdeme rámcový odhad dopadu příslušné technologie, například nakolik by ovlivnilo 50 miliard tun CO_2e (písmeno „e“ znamená „ekvivalent“ a zahrnuje dopad jiných skleníkových plynů jako metan, oxid dusný a chladicí plyny), které každoročně vypouštíme do atmosféry. Uvedená čísla jsou velmi přibližná, protože závisejí na politice, investicích a aktivitě veřejnosti. Proto jsem se rozhodl pro nadpis „Vhodný cíl“. Jedná se o cíl, který leží ve fyzicky realizovatelných limitech a můžeme ho dosáhnout, projevíme-li dostatečnou vůli.

Slovo „vůle“ je tady klíčové. Poté, co jsem se setkal se všemi těmi skvělými lidmi a mohl jsem sledovat, čím se zabývají, jsem pevně přesvědčený, že již máme nástroje, jak uhlíkové emise snížit na nulu. Musíme se však ptát, zda také najdeme potřebnou vůli. Vůle není nic abstraktního. Projevuje se v zákonech a veřejných investicích, rozhodování podniků a v chování nás všech. Kniha sice neobsahuje žádné tipy, jak snižovat vlastní uhlíkovou stopu, ale to neznamená, že bychom se měli cítit bezmocní. Uvedenému „vhodnému cíli“ se můžeme přiblížit svým hlasováním, svou prací, svými nákupy a svým příkladem. Máme to na dosah – pusťme se do toho.

.

Energie

1

BladeBUG

Nacházím se v dílně u řeky Temže a blíží se ke mně robotický mravenec velikosti malého dítěte. Díky šesti přísavkám na nohou se dostane kamkoli: dokáže chodit dokonce i po stropě. Naštěstí je na dálkové ovládání, pohybuje se pomaleji než zmoklá zombie a má zcela mírumilovný úkol: pomoci v dynamickém rozvoji větrné energie. Nazývá se BladeBUG.

Větrná energetika v posledních letech celosvětově prožívá rychlý růst. Instalovaná kapacita se každoročně zvyšuje o 15 až 20 procent. Podobnou trajektorii sleduje i sluneční energie a z hlediska planety je soupeření obou technologií o vedoucí pozici mimořádně žádoucí. Největší a nejvýkonnější větrné farmy se nyní nacházejí na moři a vedoucí roli při rozvoji tohoto druhu farem sehrává poměrně hustě zalidněný evropský kontinent. Samotná Velká Británie disponuje třetinou celosvětové produkční kapacity na moři. Na dalších pozicích následují Německo a Čína.

Větrné farmy na moři se vyznačují několika klíčovými výhodami: vítr zde vane silněji a stabilněji, k dispozici je dostatek místa a neprotestují zde místní obyvatelé, kterým se nelíbí život ve stínu obrovského bílého větrníku. Větrné farmy na moři se však potýkají s jedním zásadním problémem: jedná se o nepříznivé prostředí jak pro lidi, tak i techniku. Zajistit údržbu a hladký provoz je proto riskantní a nákladné. Během 25 až 50 let životnosti větrné turbíny na moři (tato doba zahrnuje montáž i provoz) obvykle asi 40 procent všech nákladů představuje údržba. Pokud by se tyto náklady podařilo snížit, vyplatilo by se stavět na mnoha dalších místech a vypukla by větrná zlatá horečka.

Vzhledem k nehostinnému prostředí se zdá, že největší úspory by přineslo vyloučení lidského faktoru. Během uplynulých několika dekád výzkumu vesmíru si odborníci uvědomili, že se můžeme dostat mnohem dále, rychleji a levněji, když během výpravy nemusíme udržovat naživu lidské tělo o váze 80 kg. A není náhoda, že jeden z konstruktérů robota BladeBUG dříve plánoval autonomní vesmírné mise v agentuře NASA. Profesorka v oboru umělé inteligence Sarah Bernardini vysvětluje: „Práce na tenké turbíně ve výšce 100 metrů nad hladinou moře daleko od pobřeží není vhodná pro lidi. Prostředí je životu nebezpečné, těžko se zde komunikuje a náklady rostou do astronomické výšky, podobně jako v kosmu.“

Větrné turbíny jsou poměrně robustní, ale všechny stroje vyžadují jistou údržbu, zejména pokud generují elektřinu s využitím živlů. Hrot lopatky turbíny se může pohybovat rychlostí 320 km/h. Dokonce i déšť v takové rychlosti působí jako sprška úlomků granátu. Nosná věž musí při běžných bouřích odolávat mimořádné námaze. Klíčovou roli hrají kontroly a opravy. V současnosti je provádějí týmy, které buď využívají plovoucí jeřáby, nebo se spouštějí na lanech z výšky. Práce i vybavení těchto týmů samozřejmě stojí spoustu peněz. Pokaždé, když se turbíny musí vypnout, neprodukují žádnou energii a ušlý zisk často dosahuje dalších 10 000 liber denně.

Zakladatel firmy BladeBUG Chris Cieslak si představuje, že lidé nebudou zařízení na moři vůbec navštěvovat. Z přístavu by mohla vyplout autonomní loď s robotem BladeBUG na palubě. V blízkosti turbín by odstartoval dron a provedl počáteční prohlídku ze vzduchu. Pak by se vrátil na loď, naložil robota BladeBUG a přenesl by jej do pracovní zóny. Připomíná to robotickou matrjošku, kde jeden robot nese druhého a ten třetího. Na turbíně by robot BladeBUG mohl zkontrolovat povrch vizuálně i pomocí ultrazvukového nedestruktivního testování. Dokonce i robotické nohy jsou vybaveny elektronickými snímači, které mohou detekovat praskliny. Může také nést různé typy nástrojů jako vrtačky, klíče, brusky a aplikátory pryskyřice, aby dokázal provést potřebné opravy. Díky svým šesti nohám a článkovanému tělu se dostane prakticky všude, dokonce i dovnitř věže.

Chris Cieslak plánuje, že s rozvojem výroby a snižováním nákladů bude mít každá turbína vlastního robota BladeBUG – podobně jako nosorožce doprovází ptáci klubáci. „Byl by to pro danou turbínu její osobní sluha: robot určený k prohlídkám a opravám, který by dokázal rychle odhalit a vyřešit všechny problémy. Stejně jako při poškození laku na autě je mnohem levnější zadat opravu ihned a nečekat, až se problém zhorší.“

Kromě londýnské dílny se roboti BladeBUG testují ve středisku Offshore Renewable Energy Catapult ve městě Blyth na severovýchodě Anglie. Podporu zajišťuje vládní projekt Catapult Network na rozvoj slibných nových technologií. Sara Bernardini je přesvědčena, že tito roboti se dočkají hromadného nasazení v polovině 20. let, ale do té doby je potřeba překonat zásadní překážky v oblasti umělé inteligence. V současnosti do rozhodování stroje zasahuje vzdálený lidský operátor, ale Sarah Bernardini odhaduje, že lidé budou kontrolu postupně předávat: „BladeBUG se musí umět přizpůsobit proměnlivým povětrnostním podmínkám, reagovat na zjištěné problémy a ve spolupráci s jinými roboty inteligentně připravit optimální plán. Musí se také naučit vyšší efektivitě. Jedná se o špičkovou aplikaci umělé inteligence.“

Velká Británie se chystá do roku 2030 čtyřnásobně navýšit kapacitu svých větrných elektráren na 40 gigawattů. Také mnohé další země, například USA a Čína, mají ambiciózní rozvojové plány. Norsko a Španělsko vyvíjejí plovoucí turbíny – tato koncepce možná působí podivně, ale nezapomínejme, že již desítky let využíváme plovoucí vrtné plošiny – a takové větrné farmy by mohly fungovat mnohem dále od pobřeží, kde je moře hlubší. Podle analýzy Mezinárodní agentury pro energii (IEA) mohou větrné farmy na moři potenciálně generovat 420 000 terawatthodin elektrické energie ročně. To je více než osmnáctinásobek současné globální spotřeby elektřiny. Není sice pravděpodobné, že by se tohoto maximálního stavu podařilo dosáhnout, je však zřejmé, že větrná energie skutečně představuje jedno z hlavních řešení klimatických změn. Všechny ambiciózní projekty budou díky robotické údržbě mnohem schůdnější.

Očekávaný cíl

Mezinárodní agentura pro energii předpovídá, že do roku 2050 by se mohly větrné farmy na moři rozvinout natolik, že by dokázaly snížit současné emise skleníkových plynů o pět procent. Vyžadovalo by to, aby větrné turbíny na moři generovaly 60× více elektřiny než v současnosti.

Jak tohoto cíle dosáhnout

Větší turbíny: mořské větrné turbíny nejnovější generace jsou obrovské a každý rok se objevují ještě větší – v současnosti jsou vysoké 250 metrů a jejich lopatky zachytávají vítr ze „sběrné plochy“, která je pětinásobkem fotbalového hřiště.

Technologie: pokračuje vývoj robotů BladeBUG a dalších robotických technologií a vzdálených snímačů, což se projeví snížením nákladů na instalaci a údržbu. Probíhá testování plovoucích větrných platforem, které využívají zkušenost z plovoucích vrtných plošin pro těžbu ropy a plynu.

Kabelové instalace: energii z moře do domácností je nutné vést pomocí kabelů. Ve Velké Británii se uvažuje o prstenci vodičů kolem pobřeží, aby pobřežní lokality neskončily pod spletí drátů.

Místa daleko od pevniny a s velkou hloubkou: dále od pevniny bývá vítr silnější a vane stabilněji, rotující lopatky méně ohrožují pobřežní ekosystémy a kromě toho se větrné turbíny ztrácejí za horizontem, takže tolik neruší přírodní scenérii.

Dodatečné výhody

Více pracovních míst: výstavba a instalace tolika větrných turbín na moři představuje obrovskou obchodní příležitost a v některých zemích by nová pracovní místa mohli obsadit zaměstnanci, kteří ztratili práci v průmyslu fosilních paliv.

Méně nebezpečných pracovních míst: roboti mohou člověka nahradit při mnoha nebezpečných pracích, kde hrozí riziko smrtelných úrazů.

Více prostoru pro mořské organismy: základny větrných turbín mohou poskytovat oporu a úkryt pro mořské organismy, které žijí na dně. Mnoho větrných farem na moři také znemožňuje rybolov, takže v jejich okolí mohou najít útočiště ryby a měkkýši.

2

Plovoucí solární panely

Využití sluneční energie se dynamicky rozvíjí. Jak klesají ceny, instalace se rozrůstají a další a další venkovské oblasti jsou pokryté stříbrnými panely rozsáhlých solárních farem. Tyto farmy sice poskytují stále více energie, při jejíž produkci nevznikají uhlíkové emise, ale ozývají se i kritické hlasy:

„Opravdové farmy místo solárních!“

„Nechceme gigantické solární elektrárny!“

„Na polích nepěstujme panely, ale jídlo!“

U venkovských silnic se objevují protestní billboardy a plakáty, zatímco diskuze „jídlo versus energie“ vyjadřuje nechuť k těm lesklým deskám v krajině a obavy, že by dokonce mohly ohrozit dodávky potravin.

„Chtěl jsem pracovat v oboru, který má před sebou velký úkol. Chtěl jsem rozvíjet obnovitelnou energii, která nebude v konfliktu s tradičním využíváním půdy,“ vysvětluje Alexis Gaveau, spoluzakladatel inovativní francouzské firmy Ciel et Terre, která vyvíjí plovoucí solární panely. „Nápad se objevil v době, kdy jsme hledali potenciální stanoviště pro solární elektrárny v blízkosti Marseille. Krajina byla hodně zastavěná, ale pak jsme si všimli zaplavených starých lomů.“

Firma Ciel et Terre nyní patří mezi největší světové hráče v oboru plovoucí fotovoltaiky, který se označuje zkratkou FPV. Pobočky má v jedenácti zemích, dosud nainstalovaná kapacita dosahuje 500 megawattů a připravuje dalších 1 000 megawattů. Myšlenka je prostá: solární panely se připevní na plovoucí plastové vory, které jsou ukotvené ke dnu nebo připoutané ke břehu. Když svítí slunce, elektřina pomocí kabelů proudí na souš. Cílem je vyrobit systémy FPV, které jsou dostatečně odolné, aby vydržely alespoň pětadvacet let, ale přitom natolik levné, aby mohly konkurovat pozemním solárním elektrárnám.

Pokud jsou pozemky dostupné zdarma nebo velmi levně, systémy FPV zpravidla jen těžko dokážou nabídnout konkurenční cenu. Instalace s využitím člunů, vorů, potápěčů nebo školených specialistů je obvykle dražší než výstavba na souši, kde stačí vše přivézt nákladním autem. Ve vodním prostředí se také zvyšují nároky na některé kabelové instalace. Systémy FPV však poskytují určité výhody. Vodní prostředí panely obvykle ochlazuje, takže fungují efektivněji (s klesající teplotou se totiž snižuje elektrický odpor). Výkon se může zvýšit i díky odrazům od vodní hladiny. Jedny z prvních evropských lokalit pro elektrárny FPV, jako například vodní nádrž Queen Elizabeth II v západní části Londýna, jsou ve správě vodárenských společností. Stínění hladiny způsobené panely FPV zde může představovat výhodu. Omezuje totiž růst problematických řas, kterým se daří na slunci. Pomáhá také snížit ztráty vody odpařováním. Mnohá města, která spotřebovávají hodně elektrické energie a přitom se vyznačují astronomickými cenami pozemků, sousedí s velkými vodními plochami v ústí řek nebo v bývalých docích: potenciálními lokalitami pro instalaci plovoucích solárních panelů.

Nejperspektivnější podmínky pro rozvoj plovoucích solárních elektráren najdeme v Asii, zejména v Číně, Japonsku, Jižní Koreji a Singapuru, kde jsou pozemky velice drahé, ale vodních ploch je nadbytek. Očekává se, že globální trh pro systémy FPV poroste alespoň o dvacet procent ročně, přičemž dvě třetiny této dynamiky zajistí jižní a východní Asie. Jižní Korea, která má značně hornatý terén, nasazuje systémy FPV na Saemangeum, přílivovou pobřežní oblast. Po dokončení v roce 2025 se bude jednat o největší plovoucí instalaci solárních panelů na světě s kapacitou 2,1 gigawattu – to je zhruba dvojnásobek výkonu běžné jaderné elektrárny. Společnost Ciel et Terre instalovala plovoucí solární farmy v zavlažovacích nádržích na Tchaj-wanu a v Japonsku a v úpravnách vody v Číně, Indii a na Novém Zélandu. V jednadvacátém století musíme větší část naší planety využívat víceúčelově.

Jistá forma „multitaskingu“ se objevuje také v nejnovější koncepci, podle které by mohly dvě funkce plnit i další díla: solární panely by mohly být umístěny na přehradní nádrže s vodními elektrárnami. Myšlenka je opět zcela logická. Hydroelektrárny již mají kvalitní připojení k elektrické síti, a proto lze ušetřit na kabeláži. Vodní energie v zásadě závisí na dešťových srážkách a průtocích řek, které se často snižují v letních měsících a elektrárny v tomto období nemohou fungovat na plný výkon. Ve stejné době je však obvykle nejvíce slunečního světla, takže solární panely mohou pokles výkonu vodní elektrárny vyrovnat. Při nižším odpařování díky pokrytí hladiny také v nádrži zůstává více vody, která může pohánět turbíny. Výhody obou systémů generování proudu se navzájem doplňují. Při analýze potenciálu této kombinace hydroelektráren s elektrárnami solárními vycházejí značně působivé výsledky: americké Ministerstvo energetiky nedávno odhadlo, že baterie solárních panelů na přehradních nádržích světových hydroelektráren by mohly zajistit polovinu světové spotřeby elektřiny. Je prakticky vyloučeno, že by se podařilo instalovat solární panely v tomto rozsahu, nicméně analýza ilustruje, že systémy FPV rozhodně nelze podceňovat.

Další inspirující a možná i realističtější odhady týkající se tentokrát Afriky nabízí evropské Společné výzkumné středisko (JRC). V měřítku kontinentu zajišťují vodní elektrárny téměř dvacet procent elektrické energie a v zemích jako Etiopie a Mosambik dosahuje podíl vodních elektráren devadesáti procent. V současnosti se buduje padesát nových přehrad. Autoři této zprávy odhadují, že pokrytí pouhého procenta afrických vodních nádrží solárními panely by mohlo stávající kapacitu těchto přehrad zdvojnásobit z osmadvaceti na padesát osm gigawatt. Opět je potřeba připomenout dodatečné výhody, protože plovoucí panely brání odpařování vody a kompenzují sezonní pokles výkonu vodních elektráren. Autoři také varují, že klimatické změny v Africe narušují schémata dešťových srážek. Odklon od dominantní produkce elektřiny pomocí vodních toků proto také zvyšuje energetickou bezpečnost. Nadále je samozřejmě potřeba počítat s mírně vyššími náklady a technickou složitostí, ale celkově se jedná o vhodnou technologii pro tento kontinent, kde mnoho lidí trpí energetickou bídou a nároky na spotřebu elektrické energie rychle rostou.

Největší prostor k rozvoji plovoucích solárních elektráren se samozřejmě otevírá na třech čtvrtinách glóbu: na moři. Alexis Gaveau prozrazuje, že firma Ciel et Terre již pracuje na několika mořských projektech a další se plánují. Zdůrazňuje však, že toto prostředí může být náročné: „Vznikají zde velké vlny, vanou silné větry, voda je slaná a očekává se, že klimatické změny se budou projevovat extrémním počasím. To vše komplikuje instalaci elektráren.“

Gigantické pružné vory se však již instalují v chráněných pobřežních vodách asijského kontinentu. Společnost Ciel et Terre vybudovala na moři u Tchaj-wanu raft, který má plochu větší než 100 fotbalových hřišť a jeho konstrukce dokáže odolávat pětimetrovým vlnám. Potenciální výhody sluneční energie produkované na otevřeném oceánu přitahují i další hráče, kteří již mají zkušenosti s provozem plovoucích zařízení na moři: ropné a plynové společnosti, které již desítky let budují plošiny v nehostinném prostředí, a rybí farmy, které vydělávají na svých plovoucích provozech. V příštím desetiletí se může v Severním moři mezi Velkou Británií a kontinentální Evropou objevit první kombinovaná farma, která bude produkovat sluneční i větrnou energii a zároveň pěstovat mořské řasy: hned trojí užitek z jednoho zařízení.

Očekávaný cíl

Asi za čtyřicet procent světových emisí skleníkových plynů odpovídá výroba elektřiny. Polovinu tohoto množství – dvacet procent – by teoreticky mohly zajistit plovoucí fotovoltaické elektrárny. Vzhledem k tomu, že panely na souši jsou zpravidla levnější, však můžeme počítat spíše se čtyřmi procenty.

Jak tohoto cíle dosáhnout

Politika: budování nových přehrad lze podmínit instalací plovoucích solárních panelů.

Trvanlivost: pokud plovoucí solární panely prokážou svou spolehlivost a ekonomickou návratnost, budou pro energetické společnosti atraktivnější.

Inovace: odborníci na offshore projekty by měli být přizváni ke spolupráci na budování oceánské fotovoltaiky.

Dodatečné výhody

- Omezení růstu řas v nádržích, které jsou zdrojem pitné vody.

- Menší odpařování z přehrad vodních elektráren.

- Díky menšímu záboru půdy slunečními elektrárnami zůstane větší plocha k dispozici pro zemědělství a divokou přírodu.

3

Gravitační úložiště energie – Gravitricity

Některé vynálezy bývají tak prosté, že je těžké uvěřit, že na ně nikdo nepřišel dříve. Do této kategorie patří i gravitační úložiště energie. Každý ví, že chce-li něco zvednout – neboli pohybovat s tím proti gravitační síle – musí vynaložit energii. Proto je těžké šlapat na kole do kopce nebo zvedat v posilovně činky. Nikoho také nepřekvapí, že když předměty klesají, energie se opět uvolňuje. Cyklista jedoucí z kopce tedy nabírá rychlost a puštěné činky padají na podlahu. Proč tedy neukládat elektrickou energii tak, že bychom zvedali něco těžkého?

Je obecně přijímaným faktem, že elektrická síť s větším podílem obnovitelných zdrojů bude vyžadovat také více zásobníků pro ukládání energie. Vzrůstající podíl elektřiny pochází z nestabilního větru a Slunce, potřebujeme proto další metody, jak energii uchovávat na dobu, kdy je tma, zima a bezvětří. Právě tuto funkci slibují plnit nové technologie, které se rychle rozvíjejí: baterie různého chemického složení, stlačený vzduch, setrvačníky, vodík a gravitace.

V docích v přístavu Leith na severním okraji Edinburghu můžeme zahlédnout něco, co vypadá jako část stavebního jeřábu, ale ve skutečnosti se jedná o zpevněnou konstrukci ke zvedání závaží o celkové hmotnosti 50 tun. Jedná se o funkční prototyp skotské firmy Gravitricity, která vyvíjí systémy ukládání energie založené na zvedání a spouštění železných bloků o váze tisíců tun v důlních šachtách hlubokých až několik kilometrů. Prověřuje komerční lokality ve střední Evropě, severním Španělsku a v jižní Africe: vesměs se jedná o oblasti, kde dříve probíhala důlní těžba a předpokládá se rozvoj obnovitelné energie.

Generální ředitel společnosti Gravitricity Charlie Blair připouští, že technologie, kterou vyvíjejí, je tak trochu „návrat do budoucnosti“. „Kyvadlové hodiny u našich prarodičů fungují díky gravitační energii. Hodiny visí vysoko, aby mohlo jejich závaží dlouho klesat. Stačí je jednou denně natáhnout a pomalu klesající závaží pohání hodinový stroj. Náš systém bude fungovat stejně, jen ve větším měřítku.“

Gravitační ukládání energie je vlastně docela běžné, jen využívá vodu a nazývá se přečerpávací elektrárna. Přehradní hráz zadržuje vodu, kterou lze podle potřeby vypouštět přes turbíny a generovat elektrickou energii. V roce 1965 byla na hoře Ben Cruachan ve Skotské vysočině vybudována první přečerpávací elektrárna na světě. Když je v síti dostatek energie, přečerpává vodu z dolního jezera do horní přehradní nádrže. Jakmile se spotřeba elektřiny zvýší, voda proudí směrem dolů.

Celý princip má ale háček: gravitační síla je překvapivě slabá. Pravděpodobně se tomu budete zdráhat uvěřit, například když vám zrovna spadne na nohu kladivo, ale je to tak. I velmi hmotný klesající předmět poskytuje poměrně málo energie. K napájení běžné desetiwattové LED žárovky po dobu jedné hodiny by muselo stokilové závaží klesat asi 40 metrů. Desetimetrový pokles by poskytl přibližně tolik energie, kolik obsahuje jedna baterie AA. Proto je nutné spouštět mimořádně těžká závaží hodně hluboko a využívat značně masivní a zároveň inteligentní technologie. Navijáky firmy Gravitricity musí zvedat tisíce tun, fungovat s proměnnou rychlostí, odolávat vznikajícímu napětí a současně generovat elektrickou energii. Je potřeba připomenout, že průměrné závaží má při plném naložení jen 2–3 tuny. Takto výkonné navijáky vyrábí společnost, která staví i nejvyšší jeřáby na světě.

Kromě Gravitricity se Newtonovým jablkem nechaly inspirovat i jiné firmy. Nad obytnými a kancelářskými budovami Ticina, ležícího v údolí švýcarských Alp, se tyčí něco, co vypadá jako stavební jeřáb se šesti rameny. Tato „energetická věž“ může u své základny zvedat, spouštět a skládat mnoho menších bloků. Na videu, které celou koncepci představuje, je jeřáb obklopen masivní hradbou 35tunových kostek, které rytmicky zvedá, spouští a přesouvá. Působí to jako bláznivý sen technika, který si v dětství hrával Tetris a miloval Lego. Firma Heindl Energy zase využívá kombinaci vody a pevných objektů. Těžké závaží stoupá do výšky a poté pod sebou jako gigantický píst stlačuje vodní sloupec, který svým tlakem pohání turbíny. Společnost Advanced Rail Energy Storage v USA chce na strmém svahu postavit deset souběžných kolejí, po kterých budou nahoru a dolů jezdit masivní vagony.

Pokud pracujeme s tím, že gravitace je konstantní, pak klíčem k úspěchu je snížení nákladů a zvýšení flexibility. Optimální přístup se může lišit v závislosti na místní krajině nebo průmyslové historii – záleží na tom, zda jsou v okolí „volné“ kopce, na kterých by se daly položit koleje, nebo snadno dostupné bývalé důlní šachty. Společnost Gravitricity slibuje, že dokáže ukládat energii dvakrát levněji než současné lithium-iontové baterie. Přitom odhaduje, že její systémy budou schopné přecházet z nulového na plný výkon za necelou sekundu. Díky této rychlosti bude možné zajistit stabilitu v rozvodné soustavě, tedy schopnost sítě vyrovnat kolísající poptávku, jak si lidé zapínají rychlovarné konvice nebo nabíjejí elektromobily, s nabídkou. Provozovatelé energetických sítí v jednotlivých zemích si v uplynulých letech velmi dobře vypracovali systémy, pomocí kterých tuto nestabilitu vyrovnávají, často přitom spoléhají na regulaci spalování v plynových elektrárnách. V nízkouhlíkovém světě je však tato cesta čím dál méně žádoucí a dostupná. Je proto zásadně důležité najít metody, jak okamžitou dostupnost elektřiny zajistit klimaticky příznivým způsobem.

Vážení čtenáři, právě jste dočetli ukázku z knihy 39 způsobů, jak zachránit planetu.
Pokud se Vám líbila, celou knihu si můžete zakoupit v našem e-shopu.