Jaderná energie a obnovitelné zdroje: Cesta k udržitelné budoucnosti

V dnešní době, kdy se svět potýká s dramatickými dopady klimatických změn, je otázka energetiky klíčová. Existuje několik relevantních scénářů, jak předejít dramatickým dopadům globálních klimatických změn. Jedním z nich je zpráva publikovaná Mezinárodní energetickou agenturou (IEA) v roce 2008: Energy Technology Perspectives. Podle ní budou hlavní roli ve snižování emisí oxidu uhličitého hrát především energetická efektivnost a rozvoj obnovitelných zdrojů.

Čtěte takéPo Novém roce ovšem vyšlo najevo, že Evropská komise připsala do seznamu ekologických zdrojů plyn a jádro. Proti tomu protestovali aktivisté a dokonce vlády některých zemí, které takový prohřešek proti vědeckým faktům odsuzují. Plyn rozhodně není obnovitelným zdrojem a jeho spalování produkuje kysličník uhličitý. Ani u atomu nejde o obnovitelný zdroj, navíc není vyřešena otázka, kam trvale uskladnit jaderný odpad.

Další emise se ukrývají ve stovkách tun oceli, betonu a dalších materiálů potřebných pro výstavbu jaderné elektrárny a souvisejících zařízení. Mezinárodní studie spočítaly, že atomový celek vyprodukuje 30 až 120 gramů oxidu uhličitého na vyrobenou kilowatthodinu elektřiny. S narůstající těžbou rud s nižším obsahem uranu pak můžeme očekávat i růst emisního zatížení vlivem energeticky náročnější výroby paliva na 250 g CO2 /kWh.

Jaderná energie: Čistý zdroj nebo nezasloužená nálepka?

Jaderná energetika má nálepku čistého zdroje, který může vyřešit problém klimatických změn. Nezaslouženě. Reaktory nelze považovat za zcela bezemisní zdroj. Například těžba a zpracování uranové rudy, obohacování uranu, výroba paliva a činnosti, které jsou potřebné ke zpracování a ukládání jaderného odpadu. Je sice pravda, že samotné reaktory nevypouštějí emise oxidu uhličitého, ale celý jaderný palivový cyklus ano.

Další problém spočívá v omezených možnostech jaderné energetiky. Stav světové ekonomiky i bezpečnostní situace v zemích třetího světa neumožňují obnovení masivních investičních programů do atomového odvětví po celém světě. Statistiky stáří reaktorů a kondice jaderného průmyslu navíc napovídají, že výstavba nových zdrojů by nemohla nahradit ty postupně odstavované.

Čtěte také: Zelená energie ve Španělsku

Pro jadernou energetiku představují v budoucnu podstatné riziko samotné důsledky změn podnebí. V roce 2006 zasáhla vlna veder celou Evropu. Vzhledem k úbytku vody pro chlazení byly postiženy především velké centralizované zdroje energie, kam patří také jaderné elektrárny. Důkazem byla omezení provozu například v Německu, kde musel být snížen výkon reaktorů ve třech elektrárnách stojích na Labi a německá ekonomika tak přišla o výkon 3500 MW. Španělsko vyřadilo z provozu jadernou elektrárnu Santa Maria de Garoná na řece Ebro a Belgie musela snížit výkon dvou reaktorů v elektrárně Doel. Atom však ohrožuje další důsledek klimatických změn: povodně a silné větry. V červnu 2011 velká voda na řece Missouri zaplavila americkou elektrárnu Fort Calhoun.

Podle britské vládní analýzy, kterou letos zveřejnil deník Guardian, je 9 z 19 lokalit využívaných pro atomovou energetiku v různém stupni ohrožení povodněmi a erozí pobřeží v důsledku klimatických změn. „Hladina moře bude stoupat zejména v jihovýchodní Anglii, což pro některé jaderné lokality znamená, že do sta let budou pod vodou,“ uvedl pro Guardian David Crichton, povodňový specialista a profesor z University Collage v Londýně. Mezi ohrožená místa jsou zahrnuty i dvě lokality pro nové atomové elektrárny - Sizewell a Hertlepool. V těchto lokacích je již dnes nalézají stávající reaktory a nesou i vysoké riziko zaplavení. Dalším ohroženým místem je i lokalita Hinkley Point, kde se nalézá vyřazená elektrárna, kterou plánuje společnost EDF nahradit novým reaktorem typu EPR. Dnes je toto místo zatím kvalifikováno stupněm nízkého rizika zaplavení. Pokud se projekt výstavby rozeběhne, pak se okolo roku 2080 může dostat do vážných potíží.

Samotné Česko je důkazem, že se na projekty atomových elektráren spolehnout nelze. Jde o ekonomicky náročné odvětví, které vyžaduje obrovské investice v řádu stovek miliard korun. Projekt výstavby dalších reaktorů má sice politickou podporu, ale i kdyby o realizaci rozhodl ČEZ již zítra, připojí bloky do sítě nejdříve za deset let. Česko má naštěstí řadu lepších a reálnějších řešení, které mohou podstatně snížit emise. Nejvýhodnější je ta energie, která se nemusí vůbec vyrobit a tedy ani spotřebovat - takzvané negawatty. Proto má smysl místo atomu investovat do vylepšování energetické efektivity. České podniky spotřebují skoro o polovinu více energie než vyspělé státy EU. Energetickou náročnost našeho průmyslu lze už s dnešními technologiemi vylepšit o čtvrtinu.

Obnovitelné zdroje energie: Klíč k udržitelné budoucnosti

Obnovitelné zdroje energie hrají klíčovou roli při přechodu na udržitelnější a klimaticky šetrnější energetické systémy. Tento přechod je nezbytný pro řešení globálních klimatických změn, snižování emisí skleníkových plynů a snižování závislosti na fosilních palivech. Hlavní způsoby, jakými obnovitelné energie přispívají k lepšímu klimatu, jsou: snížení emisí skleníkových plynů; energetická bezpečnost a nezávislost; úspory nákladů; tvorba pracovních míst a ekonomický růst; ochrana životního prostředí a veřejného zdraví; adaptace a odolnost vůči klimatickým změnám.

Vývoj obnovitelné energetiky Jak jsme nastínili výše, jedná se o komplexní problematiku, přičemž celkově je přechod k obnovitelným zdrojům energie klíčovým krokem k vytvoření udržitelnější a klimaticky přátelštější budoucnosti. Tento proces vyžaduje politickou podporu, investice do infrastruktury, technologický vývoj a spolupráci na globální úrovni.

Čtěte také: Více o obnovitelných zdrojích

Jedním z klíčových předpisů EU, který stojí za zmínku, je směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2023/2413 ze dne 18. října 2023, která je součástí širšího balíčku legislativních opatření. Tato směrnice, známá i pod názvem (RED III), klade například důraz na identifikaci a plánování oblastí, kde lze rychle a efektivně zavádět obnovitelné zdroje energie, přičemž se dbá na minimalizaci dopadů na životní prostředí. Ne v každé oblasti jsou totiž potřebné podmínky pro jejich zavedení.

Napříč světem dominují především státy západní Evropy využívající hlavně vítr, sluneční energii, atom a vodu. Podle statistik více než polovinu energie z obnovitelných zdrojů vyrábí Švédsko a Norsko. Je nutné poznamenat, že tyto země mají do jisté míry výhodu díky svým bohatým přírodním zdrojům. Nicméně mají náskok i vzhledem k tomu, že pokračují v investicích do obnovitelné infrastruktury a ve zkoumání inovativních řešení.

Cíle EU v oblasti klimatu

Evropská unie má ambiciózní cíle v oblasti klimatu a energetiky, které jsou součástí její dlouhodobé strategie k dosažení klimatické neutrality. Některé z nich přinesla i výše zmíněná směrnice:

• Cíle do roku 2030: Snížení emisí skleníkových plynů o alespoň 55 % do roku 2030 ve srovnání s rokem 1990 (Fit for 55) a zvýšení podílu obnovitelných zdrojů energie, kdy do roku 2030 má být minimálně 32 % konečné spotřeby energie v EU pokryto z obnovitelných zdrojů a také zlepšení energetické účinnosti o 32,5 %.
• Dlouhodobé cíle do roku 2050: Klimatická neutralita, kdy emise skleníkových plynů budou rovné nebo nižší než množství, které může být z atmosféry odstraněno a udržitelný růst a inovace, který zahrnuje podporu technologií a inovací zaměřených na čistou energii a podporu udržitelného hospodářského růstu.

Trendy v obnovitelné energetice poukazují na dynamický a rychle se rozvíjející sektor, který sehrává důležitou roli v moderním energetickém systému. Nárůst zájmu o obnovitelné zdroje je jasným indikátorem, že si čím dál tím více lidí uvědomuje jejich výhody. Tento trend je nejen povzbudivý, ale také nezbytný pro dosažení globálních klimatických cílů a zajištění energetické bezpečnosti. Očekává se, že jeho význam bude do budoucna jen růst.

Jaké jsou však dlouhodobé šance čistých zdrojů? Domácí obnovitelné zdroje vyrábí kolem 5 % současné české spotřeby energie. Biomasa je čistý zdroj s největšími možnostmi pro Česko v horizontu příštích 40 let. Palivo z našich lesů a polí může do poloviny století dodat až 56 % potenciálu zelené elektřiny a 68 % dodávek tepla. Celý balík energetických možností zemědělské biomasy dosahuje podle expertních studií zpracovaných pro Hnutí DUHA a sdružení Calla 194-255 PJ za rok. Biomasa je významný zdroj i v evropském kontextu. Výroba tepla a elektřiny z biomasy se může v EU do roku 2020 zdvojnásobit a dosáhnout 1650 TWh.

Čtěte také: Nuclear power: A renewable resource?

České větrné elektrárny by podle Pačesovy komise mohly v roce 2020 vyrábět elektřinu pro milion domácností, tj. asi 3 TWh, nebýt ovšem překážek ze strany státu a některých krajů. Dlouhodobé možnosti jsou dvakrát větší. Vítr se vyplatí i ekonomicky: od konce osmdesátých let klesla cena jedné kilowatthodiny z větru na méně než polovinu. Ve Velké Británii je vítr levnější než uhlí a začíná konkurovat jaderné energii. Mezinárodní energetická agentura (IEA) očekává, že už kolem roku 2015 bude jedna megawatthodina z evropských větrných zdrojů v průměru asi o 10 % levnější než uhelná elektřina. Dnes větrné elektrárny pokrývají přibližně 5 procent evropské spotřeby.

Komerční cena solárních fotovoltaických modulů se ze 32 dolarů na každý watt výkonu v roce 1979 propadla na 1,5 dolaru v roce 2011 a tento trend pokračuje. Podle analýz IEA můžou solární zdroje do poloviny století zajistit více než pětinu celosvětové výroby elektřiny. Duke University přelomový: solární elektřina se poprvé stala levnější než jaderná - konkrétně v americkém státě Severní Karolína - při porovnání ekonomiky nových projektů atomový reaktorů v USA.

Papírových příležitostí i reálných příslibů máme hodně. Ale opravdu důležité je, kolik z nich tržní ekonomika využije a jak je bude kombinovat. To závisí na řadě věcí: na cenách a v neposlední řadě i na legislativě. Kolik úspor a zelených zdrojů může proměnit českou ekonomiku na zdravější, šetrnější k životnímu prostředí i peněženkám uživatelů? To je otázka, na kterou hledaly ekologické organizace odpověď v koncepci Chytrá energie.

Nejprogresivnější scénář koncepce, nazvaný "Důsledně a chytře", předpokládá razantní snižování energetické náročnosti i kompletní využití možností domácích obnovitelných zdrojů energie. Díky tomu se podaří snížit konečnou spotřebu energie do poloviny století o 40 % oproti roku 2007. Hrubá spotřeba elektřiny klesne oproti současnosti o 13 %.

Jak vypadá porovnání Chytré energie s obdobnými, zejména evropskými projekty? Pricewaterhouse Coopers představila studii, která ukazuje, jak lze už se současnými technologiemi zajistit, aby veškerou spotřebu elektřiny v Evropě a severní Africe v roce 2050 pokrývaly obnovitelné zdroje. Obdobně zaměřený výzkum sestavila Evropská nadace pro klima ve spolupráci s konzultačními společnostmi, například McKinsey a E3G. Studie porovnává technické i ekonomické možnosti snižování exhalací. Varianty se liší podle podílu obnovitelných zdrojů na výrobě elektřiny: od 40 % do 100 %. Kromě Německa, které směřuje k čistě obnovitelné energetice i nová dánská vládní koalice představila inovativní energetickou politiku.

Srovnání nákladů na energii: Jaderná vs. obnovitelné zdroje

Odpověď na otázku, zda do dalšího jádra máme jít a zda je to výhodné, vlastně už loni v květnu bez větší pozornosti médií v Česku dala odpověď výzkumná analýza Global Research druhého největšího bankovního domu USA, Banko of America (BofA). Aby nebylo žádných pochyb, tato divize BofA byla loni na 1. místě v celosvětovém žebříčku nejlepších poskytovatelů akciových doporučení dle časopisu Institutional Investor. A když taková banka něco doporučí, nepochybně nechce riskovat nějaké pozdější žaloby nespokojených investorů.

Stručný závěr BofA z výzkumného doporučení investorům po celém světě: Jděte své peníze zhodnotit investicí do jádra, jaderná energie je nejlevnější čistou alternativou s celkovými náklady 122 US$/MWh (v přepočtu 2,80 Kč za 1 kWh) ve srovnání s 291 dolarů za stejný objem vyrobené energie z větru a 413 US$ za solární energii. Jaderná energie přináší dle BofA 75násobek počáteční investice do energie oproti 28násobku u plynu a jen dvojnásobku u solární energie.

Proč se americká banka liší od tvrzení stoupenců zelené energie v Česku, Německu a jinde, že solární a větrná energie je nelevnější? Protože ve své kalkulaci nákladů propagandisté světlých zelených zítřků účelově rádi zapomínají, že soláry (FVE) a větrníky (VTE) jsou přerušované, občasné zdroje energie, v českých podmínkách s využitelností do 13 % u FVE z 8760 hodin roku, v případě VTE do 23 %, a proto musí být zálohovány nějakými stabilní zdroji a drahými úložišti energie. Jak konstatuje analýza BofA, „Levelized cost of energy“ (tzv. přepočtené náklady na energii, LCOE) měří jen náklady na zdroj energie po dobu jeho životnosti vydělené energetickým výkonem. Většina výpočtů LCOE ovšem nezohledňuje faktory, jako jsou rezervní stabilní zdroje a drahá záložní energie, která musí kompenzovat obrovské díry v dodávkách elektřiny. Při započtení těchto externích faktorů se solární a větrná energie jeví jako dražší než téměř jakákoli jiná nedotovaná alternativa. To platí zejména při započtení úplných systémových nákladů (LFSCOE), které zahrnují závazky systémového zálohování a dorovnávání .

Jaderná energie je fakticky nejlevnější škálovatelný zdroj čisté energie.

Kritici jádra uvádějí jako jeden z hlavních důvodů pro volbu jiných technologií příklady překročení nákladů a zpoždění výstavby. Počáteční kapitálové náklady na jadernou energii jsou vysoké, ale energetická návratnost, měřená pomocí „energetické návratnosti investice“ (EROI), je na špičkové úrovni, konstatuje Bank of America. EROI nižší než 7× naznačuje, že větrná energie, energie z biomasy a nekoncentrovaná solární energie je ekonomicky neživotaschopná bez věčně trvajících dotací.

Pokud jde o životní prostředí, pak vše svědčí pro atom: Obnovitelné zdroje energie se při použití sice nevyčerpávají, ale výstavba větrných/solárních/akumulátorových kapacit vyžaduje velké množství betonu a vytěžených kovů vzácných zemin. Jaderné elektrárny potřebují na jednu TWh vyrobené elektřiny přibližně 900 tun cementu, betonu a skla, zatímco solární elektrárny potřebují na stejný energetický výkon více než 16 000 tun materiálu. Moderní jaderné elektrárny mohou při správné údržbě vydržet až 100 let. Solární farmu může být nutné vyměnit až pětkrát během provozní životnosti jaderné elektrárny. Jaderná elektrárna o výkonu 1000 MW potřebuje necelé 4 km², solární elektrárna se stejným instalovaným výkonem by potřebovala až 60krát tolik prostoru, farma větrných elektráren o výkonu 1000 MW by potřebovala až 932 km², konstatovala analýza BofA dodala, že nedávná zpráva Evropské hospodářské komise OSN (EHK OSN) potvrdila, že jádro má nejnižší stopu CO₂ ze všech zdrojů elektřiny s nejnižší spotřebou půdy a materiálu během celého životního cyklu.

Současná aktuální čísla o jaderné energetice dle BofA: na světě vyrábí energii 437 reaktorů, 90 % bylo postaveno v 70. a 80. letech 20. století. Ve výstavbě je 60 nových reaktorů, 100 se plánuje a starší reaktory se rekonstruují na 80letou a vyšší životnost. Podíl jaderné energie na celosvětové bezemisní elektřině činí 25 % a na celkové světové elektřině 10 %. Právě výroba energie z jádra za posledních 50 let ušetřila 60 gigatun emisí pro planetu. Z každého jednoho joulu energie investované do jádra se vrátí 75 joulů, u fosilních paliv včetně skladování je to asi 30 joulů, u koncentrované solární energie devět, u větrné energie a biomasy jen čtyři jouly.

Ve Francii, kde se 70 procent elektřiny vyrábí v jaderných elektrárnách, jsou ceny elektřiny 0,22 US$za kWh, v Německu 0,40 US$. V USA v Jižní Karolíně (56% podíl jádra) 0,14 US$, v Kalifornii 0,27 US$ (10% podíl jádra na výrobě elektřiny).

Analýzu Bank of Amerika doprovází řada grafů, z nichž autor článku vybral následující:

Graf č 1 - Porovnání nákladů LCOE a LFSCOEFoto: BofA GLOBAL RESEARCHGraf č 2 - Jádro je nákladově nejvýhodnější zdrojFoto: BofA GLOBAL RESEARCHGraf č.

Země s největším podílem obnovitelných zdrojů energie

V žebříčku zemí nejvíce využívajících obnovitelné zdroje energie jsou na vrcholu převážně státy západní Evropy, využívající vítr, Slunce, atom a vodu. Země na vrcholu seznamu magazínu Energy mohou svá vysoká procenta výroby obnovitelné energie do jisté míry připsat bohatým přírodním zdrojům. Island táhne geotermální energie, Norsko obrovské kapacity vodních elektráren a Dánsko výroba větrné energie. Vzhledem k tomu, že země pokračují v investicích do obnovitelné infrastruktury a ve zkoumání inovativních řešení, podíl elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů pravděpodobně v nadcházejících letech dále poroste.

Top 10 zemí:

1. Island
2. Norsko
3. Švédsko
4. Brazílie
5. Nový Zéland
6. Dánsko
7. Rakousko
8. Švýcarsko
9. Finsko
10. Kolumbie

Kromě toho, že je Kolumbie lídrem v elektrické veřejné dopravě, je také jedním z největších producentů vodní energie na světě.

Klíčovými pilíři finské strategie udržitelné energetiky jsou jaderná, vodní a bioenergie. Finsko usiluje o dosažení net zero do roku 2035. Je přední zemí ve veřejných a soukromých výdajích na výzkum, vývoj a testy v oblasti energetiky a je také světovým lídrem v oblasti biopaliv druhé generace vyráběných ze dřeva.

Primárními obnovitelnými zdroji ve Švýcarsku jsou jaderná a vodní energie. Země se však nachází v období energetické transformace, protože Švýcaři v roce 2017 hlasovali pro postupné odpojení jaderné energie.

Hnací silou Rakouska je vodní energie. Rakušané chtějí do roku 2030 využívat 100 % elektřiny z obnovitelných zdrojů, především vodních, větrných a solárních.

Dánsko chce do roku 2030 snížit emise skleníkových plynů o 70 % oproti úrovni z roku 1990 a do roku 2030 využívat obnovitelnou energii alespoň z poloviny. Dánsko je světovým lídrem ve využívání větrné energie a zároveň vyřazuje uhlí.

Nový Zéland je úspěšným příkladem systematického rozvoje obnovitelné energie, zejména vodní a geotermální, bez vládních dotací. Země, která v současnosti postupně ukončuje těžbu ropy a zemního plynu na moři, se v rámci Pařížské dohody zavazuje do roku 2030 snížit emise o 30 % pod úrovně z roku 2005.

Brazílie vyrábí a distribuuje elektřinu více než 85 milionům rezidenčních, komerčních a průmyslových spotřebitelů. To je víc energie, než vyrobí všechny ostatní jihoamerické země. Přibližně 60 % z toho distribuuje Centrais Elétricas Brasileiras. Do roku 2029 mají investice do brazilského energetického sektoru dosáhnout 94 miliard dolarů. Vedle vzkvétajícího solárního a větrného průmyslu má Brazílie slibný trh s jadernou energií, analytici předpokládají investice do brazilského jaderného sektoru v příštích 30 letech ve výši přibližně 50 miliard dolarů. V současné době mají dva brazilské jaderné reaktory, Angra 1 a 2, více než 1 900 megawattů instalovaného výkonu, což představuje 2 % brazilské výroby elektřiny.

Švédsko je leaderem v oblasti dekarbonizace, do roku 2030 si dalo za cíl snížit emise skleníkových plynů o 59 % ve srovnání s rokem 2005 a do roku 2045 mít nulové emise uhlíku. Nejpoužívanějšími obnovitelnými zdroji jsou vodní energie (většinou používané k výrobě elektřiny) a bioenergie (používaná k vytápění). Švédové plní své cíle v oblasti obnovitelné energie s velkým předstihem. V roce 2012 Švédsko dosáhlo vládního cíle pro rok 2020, kterým je 50% podíl obnovitelné energie.

V Norsku je jedním z hlavních zdrojů energie voda. Tato skandinávská země je také jedním z největších vývozců energie na světě. Velkou část z toho řídí Statkraft, největší norský výrobce elektřiny a největší evropský výrobce obnovitelné energie. Norsko již dosáhlo masového využití elektřiny z obnovitelných zdrojů, navíc má ambiciózní cíle snížit emise skleníkových plynů.

Island je země známá svou krásnou krajinou, plnou sopek, gejzírů, horkých pramenů a lávových polí. Kromě toho, že jsou atraktivní pro turisty, umožňují tyto přírodní prvky Islandu vyrábět většinu energie z obnovitelných geotermálních zdrojů. Island využívá svou polohu na Středo atlantickém hřbetu, hranici tektonické desky, která poskytuje bohaté zdroje geotermální energie tím, že využívá vulkanické teplo prostřednictvím geotermálních elektráren. Země také vyrábí vodní a větrnou energii, její portfolio obnovitelné energie je značně diverzifikované.

tags: #atom #obnovitelny #zdroj #energie

Oblíbené příspěvky:

• Kvalitní hnojivo Havířov
• Financování sociálních pedagogů
• Účinná ochrana dřeva proti červotočům
• Ekologické koncepty: Hustota a rozšíření
• Ekologická barva na beton