Budoucí následky dnešní ekologie: Studie a dopady

Klimatická změna se stala jedním z nejnaléhavějších problémů, kterým lidstvo aktuálně čelí. Její dopady jsou stále více patrné zejména ve formě extrémních výkyvů počasí, což vytváří významný tlak na ekonomiky celého světa.

Lidé a životní prostředí se navzájem ovlivňují od nepaměti. S nárůstem působení člověka, zejména pak od počátku průmyslové revoluce, je však jeho vliv čím dál tím problematičtější. Využívání přírodních zdrojů, pronikání čím dál hlouběji do přírody a znečišťování životního prostředí nevede jen ke snižování biodiverzity vyhynutím živočišných a rostlinných druhů, ale prokazatelně i ke globálnímu oteplování.

Ekologie a její význam

Ekologie je vědní subdisciplína biologie. Zkoumá vztahy živých organismů mezi sebou navzájem a vůči neživému prostředí. Ve druhé polovině 20. století se tento termín stále častěji používal k popisu celkové environmentální situace, v důsledku čehož vstoupil v širší povědomí. Přídavné jméno "ekologický" se dnes používá převážně v hovorové řeči jako výraz pro postoje nebo činnosti šetrné k životnímu prostředí.

Zásahy člověka do životního prostředí narušily ekologickou rovnováhu a způsobily globální změna klimatu. O tom dnes již mezi vědci není nejmenších pochyb. Poradí si lidstvo s největší výzvou za celou dobu své existence?

Vliv člověka na ekosystémy

• Změna klimatu mění rovnováhu CO2, způsobuje rozšiřování pouští, tj. desertifikaci, a otepluje Zemi prostřednictvím skleníkového efektu. Tím se mění podmínky prostředí, které jsou nezbytné pro přežití mnoha živých tvorů. Dalším dopadem je i stále extrémnější přírodní jevy.
• Zemědělství ničí přirozený život pomocí pesticidů a obdělávání půdy těžkými stroji. Půda ztrácí schopnost absorbovat vodu a spolu s narovnáváním toků to vede ke stále častějším povodním.
• Mýcení lesů a pralesů má katastrofické důsledky na rozmanité ekosystémy. Člověk tak naráží i na viry, se kterými se ještě nikdy nesetkal - výsledkem jsou pandemie, jako např. současná koronakrize.
• Invazivní druhy zavlečené k nám z jiných zemí zde často nemají přirozené predátory a vytlačují původní druhy.

V důsledku lidských zásahů do ekosystémů se snižuje biodiverzita (rozmanitost živých druhů a organismů). V důsledku toho dochází ke ztrátě důležitých funkcí, které v ekosystému zastává každý živý tvor. To má nezanedbatelný vliv na stabilitu životního prostředí.

Čtěte také: České lesy

Globální oteplování a klimatické změny

"Globální oteplování" znamená, že se průměrná teplota na Zemi dlouhodobě zvyšuje. Globální však nemusí nutně znamenat, že se tak děje rovnoměrně po celé Zemi. Některé části Země se mohou oteplovat více, jiné pomaleji, přičemž nelze ani vyloučit teplotní výkyvy.

Vlivem různých faktorů, které způsobují kolísání teploty na Zemi, se v průběhu historie Země střídala teplá a chladná období. Průměrná globální teplota se tak pohybovala vysoko nad i pod současnou průměrnou teplotou. Velké klimatické změny, jako jsou ty, které probíhají v současnosti, jsou však pro život na Zemi vždy nebezpečné, čehož je v historii Země mnoho příkladů. Kromě toho je klima inertní a citlivý systém. Pokud je například v klimatickém systému dosažen nebo překročen bod zvratu (např. Golfský proud nebo permafrost), je tato změna nevratná, tj. nelze ji zvrátit. Jiné části klimatického systému (např. hladina moří) reagují na změny koncentrace CO2 pomalu a projevují se s velkým časovým zpožděním.

Současná klimatická krize se od dřívějších klimatických změn liší především svou rychlostí. Nikdy předtím nebylo v tak krátké době vypuštěno tolik skleníkových plynů jako dnes. Dokonce i emise CO2 ze sopek v době jejich největší aktivity jsou nesrovnatelně nižší. Důvodem zvyšování teploty je to, že my lidé od dob industrializace svým způsobem života vypouštíme příliš mnoho skleníkových plynů, a tím zvyšujeme skleníkový efekt. To způsobuje, že se v zemské atmosféře zachycuje více tepla než obvykle, a průměrná globální teplota se zvyšuje, neboli dochází ke globálnímu oteplování.

Dopady globální změny klimatu na člověka

Při oteplení o 2 stupně se důsledky změny klimatu, z nichž některé pociťujeme již dnes, budou postupně zhoršovat. Důsledkem jsou smrtící vlny veder, jako například "léto století" v roce 2003, které si v Evropě vyžádalo přibližně 70 000 životů. Navíc zvýšení globálního teplotního průměru o 2 °C znamená pro většinu pevninských oblastí oteplení o 3 až 4 °C. K tomu se přidává častější výskyt extrémních klimatických jevů jako např. povodní v důsledku extrémních srážek, tornád ap. Nebo na druhou stranu rostoucí problémy se suchem a nedostatkem vody, jako tomu bylo v posledních letech v celé střední Evropě.

Mezinárodní dohody o ochraně klimatu

• 1979: První světová klimatická konference v Ženevě.
• 1988: Založení Mezivládního panelu pro změny klimatu (IPCC).
• 1992: Konference OSN o životním prostředí a rozvoji (Summit Země) a Rámcová úmluva OSN o změně klimatu (UNFCCC).
• 1997: Kjótský protokol.
• 2015: Pařížská dohoda o klimatu.

Elektromobilita a snižování emisí

Elektromobily jsou často prezentovány jako čisté řešení pro budoucnost dopravy. Nicméně, s rostoucí oblibou těchto vozidel se objevují i skeptické hlasy upozorňující na vyšší emise zejména v souvislosti s výrobou a recyklací baterií.

Čtěte také: Budoucí učitelé a ekologie

Brněnští vědci porovnávali, jaký je skutečný vliv emisí CO2 u elektromobilů a klasických aut vyráběných v Nošovicích po celou dobu jejich životnosti. Pozvání k rozhovoru pro web Čistá doprava přijal Kamil Jaššo, hlavní autor článku „Ekologický dopad vozidel: Srovnávací studie v rámci České republiky a ostatních zemí Visegrádské čtyřky“ z VUT v Brně.

Jako modelové vozidlo pro výpočty byl vybrán Hyundai Kona 2019 vyráběný v České republice. Toto vozidlo bylo vhodným reprezentantem, protože bylo k dispozici v benzinovém, dieselovém, elektrickém a hybridním provedení. Elektrická verze se navíc prodávala ve dvou velikostech baterií (39 kWh a 64 kWh), takže bylo možné porovnat vliv velikosti baterie na emise elektromobilu tzv. „od kolébky do hrobu“. Navíc jsme věděli, že baterie pro tento elektromobil vyrábí společnost LG Energy Solution v polské Wroclawi, což nám umožnilo přesněji určit emisní faktor z jejich výroby a počítat s jejich skutečnou životností na základě údajů výrobce.

V podstatě se jednalo o metodu posouzení životního cyklu LCA (Life-cycle Assessment). Tato metoda posuzuje vliv sledovaného výrobku na životní prostředí z různých hledisek. My jsme se soustředili na posouzení vlivu na ohřev atmosféry z hlediska vyprodukovaných skleníkových plynů v podobě tun CO2 ekvivalentu, jelikož je k tomu dostupných nejvíce relevantních zdrojových dat. Nejdůležitější pro dosažení správných výsledků však bylo kritické čtení rozsáhlých studií o emisích z různých částí životního cyklu automobilu.

Asi nejzásadnějším zjištěním bylo, že při spravedlivém srovnání těchto vozidel je téměř nemožné, aby elektromobil vyšel z hlediska emisí skleníkových plynů hůře. Musím se přiznat, že jsem v naší studii sám nebyl zcela spravedlivý a záměrně jsem v případě elektrického vozidla počítal s horšími scénáři pro různé emisní zdroje (např. vysoké nabíjecí ztráty) a zároveň jsem kvůli nedostatku kvalitních zdrojových dat nezohlednil ztráty během životního cyklu paliva ani emise vznikající při údržbě vozu. V důsledku toho jsem spalovací vozidla trochu zvýhodnil. Nicméně výsledky výpočtů vyšly i přesto lépe ve prospěch elektromobilů, a to i v případě Polska se špatným energetickým mixem.

Všechny zdroje emisí jsou pro státy V4 stejné nebo dosti podobné s výjimkou jednoho, a to emisí z výroby elektřiny. V tomto ohledu se od sebe země V4 poměrně dost liší a Česká republika je na té méně lichotivé straně žebříčku. Moje rodná země, Slovensko, má díky jaderným a vodním elektrárnám poměrně čistý energetický mix a elektromobil je zde možné provozovat téměř bez emisí. Na druhé straně žebříčku je Polsko s převážně uhelným energetickým mixem. Výroba elektřiny pro pohon elektromobilu v Polsku tak významně zvyšuje celkové emise skleníkových plynů. Česká republika má v tomto ohledu bohužel blíže k Polsku než ke Slovensku. Nicméně i v České republice a Polsku je možné provozovat elektromobil téměř bez emisí, pokud se k jeho nabíjení použijí obnovitelné zdroje elektrické energie.

Čtěte také: Vliv odpadu na lidské zdraví

LCA analýza obalů

Nová data z LCA analýzy mohou ale mnohé překvapit. Ukazuje se, že moderní plastové obaly, zvláště ty vyrobené z recyklovaných materiálů, mají mnohem menší dopad na životní prostředí než tradiční sklo.

Uvedená LCA analýza hodnotila obaly nejen z pohledu jejich výroby, ale také distribuce, recyklace a likvidace, a to v souladu s mezinárodní normou ISO 14044, která garantuje přesnost dat. V rámci studie byly posuzovány obaly na produkty, které běžně nakupujeme a používáme - od limonád a mléka po minerální vodu či jogurty.

• Obaly na potraviny (0,35 l): Pokud si koupíte jogurt v PET obalu, snižujete svou uhlíkovou stopu o 66 % oproti skleněné nádobě a o 69 % oproti plechovce.
• Limonády (0,5 l): PET lahev má o neuvěřitelných 248 % nižší emise CO2 než skleněná lahev a o 6 % nižší než hliníková plechovka.
• Mléko (1 l): Pro obaly na mléko se ukázalo, že kartonové obaly mají nejnižší uhlíkovou stopu - jsou až o 282 % ekologičtější než skleněné lahve.
• Detergenty (1,5 l): U čisticích prostředků se ukázalo, že sáčky mají nejnižší uhlíkovou stopu (239 g CO2).

Jedním z klíčových závěrů LCA analýzy je důležitost recyklace. Použití recyklovaných materiálů, jako je rPET, významně snižuje uhlíkovou stopu. Recyklované PET lahve mají například až o 18 % nižší emise než jednorázové PET lahve. Vratné obaly, ať už plastové nebo skleněné, také přispívají ke snížení ekologického dopadu. Ekologie vs.

Evropská unie je zároveň v plném proudu implementace iniciativ, které mají snížit plastový odpad a posílit oběhové hospodářství. A právě recyklované PET lahve mohou hrát zásadní roli v této ekologické transformaci. Zavádění systémů zálohování a pokročilé recyklace „z lahve do lahve“ znamená, že až 80 % původního materiálu může být znovu použito k výrobě nových lahví. Tato efektivní cesta ke snižování odpadu nejenže šetří zdroje, ale také výrazně snižuje uhlíkovou stopu.

Umělá inteligence a její dopad na životní prostředí

Velké generativní modely AI jsou energeticky náročné a vyžadují specializovaný hardware, což vede ke zvýšené spotřebě elektřiny a vody v datacentrech. Lze se oprávněně ptát, jak velký je dopad GenAI na životní prostředí. Stojí taková zátěž za používání generativních modelů?

Mezinárodní agentura pro energii ve své studii odhaduje, že v roce 2024 spotřebovala všechna datacentra dohromady 415 TWh elektřiny, tedy necelých 1,5 % globální spotřeby. Celkové emise skleníkových plynů z výroby elektřiny pro provoz datacenter se odhadují na 180 milionů tun CO2 za rok 2024. Z toho tedy čistě na provoz datacenter pro umělou inteligenci připadá 27 milionů tun CO2 (0,05 % globálních emisí), což je nižší množství skleníkových plynů než roční emise českých uhelných elektráren (přibližně 30 milionů tun CO2).

Energetická účinnost čipů pro provozování AI se od roku 2008 zlepšila více než stonásobně. Díky tomu například datacentra mezi lety 2008 a 2018 téměř nenavýšila svou spotřebu, přestože digitální služby rychle rostly - vyšší efektivita totiž jejich rozmach téměř plně vyvážila.

Právě umělá inteligence má být zodpovědná za většinu tohoto nárůstu a v roce 2030 již může tvořit více než třetinu spotřeby elektřiny v datacentrech. Podle Mezinárodní energetické agentury ovšem poroste spotřeba elektřiny do roku 2030 i v mnoha jiných oblastech - například v dopravě, při vytápění a chlazení budov nebo v průmyslu. Tento očekávaný růst v dalších sektorech jen potvrzuje klíčový závěr: emise musíme snižovat především tam, kde vznikají - tedy při výrobě elektřiny. Zároveň je důležité pečlivě sledovat, jak se bude vyvíjet spotřeba umělé inteligence.

Datacentra jsou sice základní infrastrukturou digitálního světa, ale zároveň představují reálné stavby z betonu a oceli ve fyzickém prostředí. I když jejich výstavba nevyžaduje extrémní množství materiálu ve srovnání s jinými typy staveb, samotné servery a kabeláž spotřebovávají značné množství mědi a dalších surovin - včetně kritických a vzácných minerálů. V některých případech tvoří datacentra významný podíl na celosvětové spotřebě těchto materiálů. Servery se navíc obvykle vyměňují každé 3 až 5 let, což dále zvyšuje poptávku po surovinách a zároveň vytváří velké množství elektroodpadu.

Vývoj a využívání umělé inteligence s sebou nese určitou ekologickou zátěž - stejně jako většina lidských činností. Zároveň ale AI nabízí značný potenciál, jak životnímu prostředí pomáhat. Hlavní síla neuronových sítí spočívá v jejich schopnosti modelovat a predikovat komplexní jevy, kde jiné běžně používané statistické metody či fyzikální modely nejsou dostatečné.

V mnoha případech se umělá inteligence již dnes využívá k lepší ochraně přírody či obnově ekosystémů. Pomocí AI lze detekovat zraněná zvířata nebo také pytláky. Autonomní drony lze použít k zalesňování obtížně dostupných oblastí. Umělá inteligence umožňuje lepší detekování plastů v oceánech a následně také efektivnější čištění.

Možností pro zlepšení lidských životů a pro ochranu životního prostředí nabízí mnoho, avšak její neuvážené využívání může vést k vyšší spotřebě energie. Pro snížení environmentální zátěže v důsledku spotřeby elektřiny je především nutné snižovat emise přímo při výrobě elektřiny. Dostupné technologie máme již dnes a AI nám následně může výrazně pomoci s optimalizací přenosové soustavy.

Dopady na Českou republiku a Evropu

Evropa dosahuje podle nové hodnotící zprávy pokroku v ochraně klimatu, inovacích, recyklaci i účinném využívání zdrojů. Přesto zůstává stav životního prostředí vážný. Hrozí nedostatek vody, úbytek biodiverzity i dopady rychlé klimatické změny. EEA každých pět let vydává zprávu o stavu životního prostředí. Jedná se o nejkomplexnější analýzu současného stavu a budoucího výhledu v oblasti ekologie a klimatu.

Zpráva chválí země Evropské unie především za jejich politiku, která dělá Evropu světovým lídrem v ochraně klimatu. Pozitivní výsledky přináší i řada procesů, které umožňují transformaci směrem k udržitelnosti. Jedná se například o inovace a udržitelné financování. Nová zpráva hodně klade důraz na ochranu biologické rozmanitosti v ekosystémech.

Problémem je zejména neudržitelnost výroby a spotřeby, která zasahuje výrazně do potravinového řetězce. Pod velkým tlakem jsou také vodní zdroje. Podle zprávy se nedostatek vody týká každého třetího člověka žijícího v Evropě. V neposlední řadě je podle zprávy problémem klimatická změna ohrožující bezpečnost, veřejné zdraví, ekosystémy, infrastrukturu a hospodářství.

Podle odborníků jsou snahy o zmírnění dopadů změny klimatu dobré, ale implementace jednotlivých opatření je stále příliš pomalá. V tomto ohledu zpráva pochvalně komentuje Česko. Klíčovou roli hraje především úspěšná politika na podporu udržitelné dopravy, renovací budov, čisté energie a recyklace.

Česko však zároveň zůstává jednou z nejnáročnějších ekonomik EU z hlediska spotřeby energie, uhlíku i zdrojů, a to zejména kvůli silné průmyslové základně a závislosti na fosilních palivech.

tags: #budoucí #následky #dnešní #ekologie #studie

Oblíbené příspěvky:

• Tepelná izolace střechy
• Klíčová témata časopisu Ochrana ovzduší
• Ohrožení povodněmi v Česku
• Tipy pro svatbu v přírodě
• Využití odpadní trubky 110 v OBI