Ekologie těžby a spalování uhlí a plynu: Komplexní pohled na dopady na životní prostředí

Vzhledem k většímu zájmu veřejnosti o klimatické změny a dopadech různých energetických zdrojů na naše prostředí, se jeví černé uhlí jako skvělý nepřítel lidu a dobrý marketingový zdroj pro kampaně zelených politiků.

Odklon od uhlí je v Evropě stále aktuálnější téma. Existuje hned několik důvodů, proč se mnoho evropských zemí snaží o odklon od uhlí, které je využíváno jako zdroj energie:

• Negativní dopad na klima
• Ekonomická nevýhodnost
• Zdravotní rizika
• Obnova krajiny a ochrana biodiverzity
• Energetická bezpečnost a nezávislost

Podpora těžby uhlí v EU má několik zásadních negativních dopadů, které převažují nad potenciálními krátkodobými ekonomickými přínosy. Uhlí patří mezi fosilní paliva s nejvyšší produkcí emisí skleníkových plynů, zejména CO₂ - oxidu uhličitého. Jeho spalování významně přispívá ke změně klimatu, což vede k extrémním výkyvům počasí, suchům, povodním, ztrátě biologické rozmanitosti a dalším ekologickým problémům.

Kromě dopadů na životní prostředí je uhlí také relativně drahým a neefektivním zdrojem energie ve srovnání s jinými možnostmi, jako jsou zemní plyn, vítr a solární energie. Dotace do těžby uhlí udržují ekonomicky neudržitelný sektor při životě na úkor inovací v zelené energetice.

Při spalování uhlí se uvolňuje řada znečišťujících látek, včetně jemných prachových částic, oxidů dusíku a oxidu siřičitého, které mohou mít negativní dopad na lidské zdraví, zejména na osoby žijící v těsné blízkosti uhelných elektráren. způsobují respirační onemocnění, kardiovaskulární choroby a předčasná úmrtí.

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

Evropská unie se snaží snižovat závislost na fosilních palivech, včetně uhlí, a investuje do obnovitelných zdrojů, které zajišťují stabilnější a udržitelnější energetickou budoucnost. Snížení spotřeby uhlí pomáhá i snižovat závislost na dovozu energetických surovin.

S postupným ukončením těžby uhlí jsou spojeny potenciální negativní dopady, zejména na obce a pracovníky, kteří jsou na uhelném průmyslu silně závislí. Můžeme indikovat potenciální negativní dopady jako např.:

• Ztráta pracovních míst
• Narušení hospodářství
• Další negativní dopady ve veřejném prostoru, zejména v obcích, kde je uhelný průmysl významným zaměstnavatelem a hnací silou ekonomiky.

Evropská unie tzv. Spravedlivou transformaci, která má pomoci uhelným regionům najít novou ekonomickou vizi. V České republice se tato pomoc realizuje prostřednictvím programu Spravedlivá transformace, jehož je Ministerstvo životního prostředí řídícím orgánem.

Jaké přínosy může transformace mít?

• Zlepšení kvality ovzduší, které přispěje ke snížení rizika respiračních a dalších zdravotních problémů,
• Celkové posílení energetické soběstačnosti,
• Vyšší konkurenceschopnost podniků,
• Intenzivnější orientace na vývoj nových technologií, inovací a vytváření nových atraktivních pracovních míst.

Operační program Spravedlivá transformace (OPST)je v období 2021-2027 zcela novým programem zaměřeným na řešení negativních dopadů odklonu od uhlí v nejvíce zasažených tzv. „uhelných regionech“. V České republice se týká Karlovarského, Moravskoslezského a Ústeckého kraje. Cílem podpory je umožnit regionům a lidem řešit sociální, hospodářské a environmentální dopady transformace, která je zaměřena na dosažení cílů Unie v oblasti energetiky a klimatu pro rok 2030 a klimaticky neutrálního hospodářství Unie do roku 2050.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

Celkový objem prostředků pro Českou republiku činí 1,64 mld. eur. Fond pro spravedlivou transformaci tak disponuje částkou 42,7 mld. Kč (při kurzu 26 Kč/euro).

Uhelné regiony si finanční prostředky rozdělí podle pěti ukazatelů, jež odráží aktuální stav jednotlivých krajů a jejich budoucí potřeby pro úspěšný přechod na nízkouhlíkové hospodářství.

Na základě uvedených ukazatelů jsou prostředky mezi kraje rozděleny následovně:

Česko prý může už příští rok odstavit všechny uhelné elektrárny, protože chybějící elektřinu zajistí uhelné teplárny, plynové zdroje a dovoz ze zahraničí. Spolek Realistická energetika a ekologie sepsal deset nejdůležitějších důvodů, proč Fakta o klimatu nepřinášejí řešení, ale svými „doporučeními“, jímž mainstreamová média nepochopitelně poskytla obrovský prostor, mohou vést k zásadnímu prohloubení již existujících problémů v tuzemské energetice.

Striktně dodržený scénář, že velké kondenzační uhelné elektrárny mohou zavřít, ale že teplárny na uhlí kombinované s výrobou elektřiny (KVET) pojedou dále, by znamenal kolaps teplárenství. Dramaticky by se snížil odběr uhlí, a v důsledku by tak vedl k uzavření všech hnědouhelných lomů v Česku.

Čtěte také: Nerezová ocel a životní prostředí

České teplárenství není dimenzované na zajištění elektrických výkonů, jaké požaduje studie. Neposkytuje dostatek potřebných výkonových záloh (skoro nikdy neběží vše naplno, něco je v odstávce, něco v regulaci). Hlavně není schopné dodat soustavě dostatečnou kapacitu služeb výkonové rovnováhy, natož bezpečnostních nástrojů typu ostrovní provoz či „start ze tmy“.

Studie dále pracuje s navýšením výroby elektřiny a tepla ze zemního plynu (ať už v podobě transformace uhelných zdrojů, zvýšení využití stávajících zdrojů či výstavbou nových), aniž by řešila otázku kapacity, přepravy a ceny paliva, rezervovaného vztahu EU k perspektivě zemního plynu jako fosilního paliva a nadcházející evropské legislativy omezující úniky metanu.

Zemní plyn a jeho dopady

Zemní plyn je relativně ekologickým zdrojem energie. Ačkoli jde o fosilní palivo, jeho spalování produkuje ve srovnání s uhlím jen polovinu emisí CO2.

Světové zásoby zemního plynu jsou obrovské a jeho nedostatek v příštích desetiletích nehrozí.

Ceny zemního plynu ovlivňují geopolitické události. V době energetické krize vzrostly, od roku 2023 jsou stabilnější.

Evropská unie se snaží používání fosilních paliv regulovat a zemní plyn není výjimkou.

Zemní plyn je přírodní, bezbarvý, nezapáchající, hořlavý, ale zároveň netoxický plyn - samotným plynem se ani ve větších koncentracích prakticky nelze otrávit. Jde o směs více látek, kde hlavní složku tvoří uhlovodík metan (CH4).

Podle složení zemní plyn dělíme na tyto druhy:

• suchý zemní plyn (chudý) s vysokým podílem metanu a nízkým podílem dalších uhlovodíků,
• vlhký zemní plyn (bohatý) s vysokým podílem metanu i uhlovodíků,
• kyselý zemní plyn s vysokým obsahem sirovodíku, který se po vytěžení musí od zemního plynu oddělit,
• zemní plyn s vyšším obsahem inertních plynů, tedy oxidu uhličitého a dusíku.

Zemní plyn přirozeně nezapáchá. Charakteristický zápach unikajícího plynu připomínající zkažené vejce je daný umělou odorizací - z bezpečnostních důvodů se do zemního plynu přidávají silně páchnoucí plyny (ethanthiol, thiolan nebo sulfan), aby byl plyn při úniku cítit, předcházelo se jeho plýtvání a nemohlo dojít ke vznícení nahromaděného plynu.

Teorií o vzniku zemního plynu existuje více. Ta nejčastěji přijímaná říká, že na mořském dně se před miliony lety usazovaly odumřelé mikroorganismy (plankton, řasy atp.), které časem překryla vrstva zeminy a hornin. Bez přístupu kyslíku a pod tlakem se odumřelé organické složky postupně přeměnily na plynné uhlovodíky, především metan.

Největší zásoby zemního plynu na světě má Rusko, následuje Írán, Katar a Spojené státy americké.

Naftový zemní plyn se těží například na jižní Moravě, karbonský zemní plyn pak na severní Moravě.

Nejčastější je metoda pomocí hlubinných vrtů. Do zeminy a horniny nad ložiskem zemního plynu se vyvrtá hluboký vrt (který může mít i 8 km) až k samotnému plynovému ložisku. Uvolněný zemní plyn následně uniká vzhůru připraveným potrubím.

Další metodou, která se v posledních letech prosazuje, je hydraulické štěpení, tzv. frakování. V tomto případě se těžaři nesnaží hlubinným vrtem provrtat až k podzemní kapse s plynem, ale pomocí tekuté směsi a chemikálií rozbijí horninu okolo kapsy, aby vzniklými puklinami plyn přirozeně unikal a oni jej mohli získávat z dostupnějších míst.

Vytěžený zemní plyn se nejčastěji přepravuje pomocí dálkových plynovodů - masivních ocelových potrubí. Poté, co se zemní plyn dálkovým plynovodem (nebo tankerem) přivede na území daného státu, vstupuje do regionální přepravní soustavy.

Z hlediska distribuce plynu na daném území jsou klíčové vnitrostátní předávací stanice. V těch státní firma NET4GAS „předává“ plyn do regionální distribuční soustavy jednoho z distributorů.

V Česku je aktuálně plynofikováno asi 90 % obcí, ne všechny ale plyn skutečně odebírají. V roce 2024 bylo k plynu připojeno 2,8 milionu zákazníků ve 2,6 milionu domácností.

Cena zemního plynu je dána součtem neregulované (komoditní, obchodní) složky a regulované složky (poplatkem za distribuci).

Cenu komoditní složky plynu určuje trh, respektive burzy, na kterých dodavatelé plyn nakupují. Regulovanou složku plynu stanovuje regulační úřad, u nás v Česku jde o Energetický regulační úřad (ERÚ).

Pro převod na m3 (kubík) platí, že 1 m3 = 10,55 kWh (0,01055 MWh). Cena plynu za m3, kubík, je tedy kolem 11 Kč.

Pro zákazníka, který topí plynem, je důležitější parametr spalné teplo.

Ačkoliv zemní plyn patří mezi fosilní paliva, je výrazně ekologičtější než uhlí - při spalování plynu se uvolňuje o 50 % méně oxidu uhličitého než u hnědého uhlí a o 40 % méně než u černého uhlí. Násobně menší jsou také emise oxidu uhelnatého nebo oxidu siřičitého a při spalování plynu nevznikají žádné tuhé zplodiny (popílek, prach atp.).

Na druhou stranu při těžbě a přepravě zemního plynu dochází k únikům plynu do atmosféry.

Budoucnost plynu je minimálně v Evropě značně nejistá. Evropská unie se zároveň chystá plyn zatížit emisními povolenkami.

Frakování - hydraulické štěpení

Hydraulické štěpení, běžně nazývané frakování, představuje techniku těžby fosilních paliv - především metanu, hlavní složky zemního plynu - z hlubinných horninových vrstev.

Metan se ukrývá v drobných kapsách uvnitř břidlicových vrstev, které vznikly z dávných mořských sedimentů. Jeho dosažení vyžaduje vyhloubení vrtu do přibližně 1,6 kilometru. Jakmile těžební společnosti zemního plynu proniknou k břidlicové vrstvě, vrtná souprava změní směr a pokračuje vodorovně, aby zasáhla co největší plochu horniny.

Po dokončení vrtných prací inženýři zpevní šachtu (nazývanou také vrtná sonda) ocelovou výstelkou a pomocí „perforační pistole" vytvoří v její stěně miniaturní otvory. Následně vstřikují do vrtu pod extrémním tlakem směs vody a písku, která proráží těmito perforacemi. Voda rozevírá pukliny v hornině, zatímco písek je udržuje otevřené. Přirozený tlak břidlice pak vytlačuje zachycené zásoby ropy a plynu zpět k povrchu.

Především enormní spotřeba vody - jediný vrt může vyžadovat mezi 5,7 až 60,6 miliony litrů vody. Navíc směs vody a písku vstřikovaná do vrtu obsahuje také chemikálie zabraňující korozi vrtného zařízení a snižující tření.

Zastánci hydraulického štěpení jej vyzdvihují jako krok vpřed v boji proti globálnímu oteplování, protože při spalování zemního plynu vzniká pouze asi polovina skleníkových plynů ve srovnání s uhlím.

Jedním z největších environmentálních dopadů této technologie je množství metanu, které uvolňuje. Metan představuje výrazně silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý. Studie Cornellovy univerzity z roku 2019 spojila hydraulické štěpení s rychlým nárůstem koncentrace metanu v atmosféře.

Například proces štěpení hornin uvolňuje znečišťující látky do ovzduší ze spalování metanových erupcí a uhlovodíků, které unikají mezerami v obložení kolem vrtů. Tyto polutanty se mohou kombinovat s oxidy dusíku, pocházejícími převážně z dieselových motorů používaných k pohonu těžebního zařízení, a vytvářet přízemní smog.

Americká agentura pro ochranu životního prostředí zjistila, že hydraulické štěpení může kontaminovat pitnou vodu v okolních oblastech. Proces může způsobit únik chemických kapalin do podzemních vod a vést ke znečištění vodních zdrojů.

Těžební operace mohou dokonce vyvolávat zemětřesení. Hlavní příčinou není samotné štěpení hornin, ale likvidace použitých kapalin, které jsou vstřikovány hluboko pod zem pod vysokým tlakem.

Robert Howarth z Cornellovy univerzity uvedl v komentáři z roku 2011, že „břidlicový plyn není čistý a neměl by být používán jako přechodové palivo" a že „plyn by měl zůstat bezpečně uložen v břidlici, zatímco společnost přejde k efektivnějšímu využívání energie a razantnějšímu rozvoji obnovitelných zdrojů."

U nás dáváme vale uhlí a vsázíme na zemní plyn, protože ho považujeme za ekologičtější. Jak dobře to máme spočítané?

tags: #ekologie #těžby #a #spalování #uhlí #a

Oblíbené příspěvky:

• Kočky v dílech amerických autorů
• Emise z tepláren - podrobný rozbor
• Ekologické chovatelství v Loukách nad Odrou
• Recenze odpadkového koše na balkon
• Více o environmentální výchově