Vývoj emisí CO2 do ovzduší

V kontextu klimatické změny, tedy debaty o nárůstu globální teploty, se pod pojmem “emise” rozumí emise skleníkových plynů. Skleníkové plyny se vyznačují tím, že mají schopnost zadržovat teplo, které stoupá ze zemského povrchu, a odrážet ho zpátky k zemi. Když je v atmosféře kolem planety hodně skleníkových plynů, odráží se zpátky na zem také hodně tepla.

Důležitá je tedy celková koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. A tady je podstatný rozdíl mezi tím, jak se jednotlivé skleníkové plyny chovají. Zatímco vodní pára se v atmosféře udrží maximálně jednotky dní (a potom třeba spadne ve formě deště), metan se z atmosféry odbourává převážně chemickou reakcí a trvá mu to okolo 12 let.

Když tedy někdo chce spočítat, “kdo vypouští nejvíc emisí”, musí si nejdřív vybrat, jestli ho zajímá, kdo produkuje emise právě teď, nebo kdo přispěl k těm emisím, které právě teď v atmosféře ohřívají planetu.

Když se ale podíváme na to, odkud pocházejí emise skleníkových plynů, které už v atmosféře stovky let jsou a jejichž koncentrace nyní bohužel přesahuje limit, ve kterém si ještě planeta dokáže poradit bez negativního dopadu na lidskou populaci, vyjde nám jako největší znečišťovatel USA spolu s evropskými státy (včetně Velké Británie, která historicky patřila k největším emitentům) a teprve s odstupem za nimi Čína. Příčinou je prostě fakt, že emise v atmosféře zůstávají dlouho a o jejich dopad na zemské klima se vědci začali zajímat teprve před sto lety.

Historický vývoj emisí

Mezitím ale proběhla průmyslová revoluce, která v různých státech světa začala v různé době. Například velká část evropských emisí pochází z dob před rokem 1950, od té doby podíl evropských emisí na celkové roční produkci klesá. Podobně to platí pro vývoj emisí v USA. Naopak Čína a Indie mají relativně vysoké emise teprve od přelomu milénia (v Číně začaly růst zhruba v 60. letech).

Čtěte také: Vývoj znečištění moří v Evropě

Od průmyslové revoluce, tedy přibližně od roku 1750, koncentrace CO2 rychle rostou a dosahují vyšších hodnot než kdykoliv za poledních 800 000 let. Průměrné tempo růstu se navíc také zrychluje: v letech 1750-1949 koncentrace CO2 rostla o 2,1 ppm za dekádu, v letech 1950-1999 bylo tempo růstu 11,8 ppm za dekádu a v letech 2000-2020 koncentrace CO2 rostla tempem 21,8 ppm za dekádu.

Vzorky ledu z hloubkových ledovcových vrtů (až 3 800 m) obsahují velmi starý led (až 800 000 let). Fyzikální vlastnosti tohoto ledu vypovídají o podmínkách v dobách, kdy led zamrzl. V roce 2016 byly v Antarktidě objeveny ledovcové oblasti se stářím ledu okolo 2 miliónů let. Koncentrace CO2 v bublinkách takto starého ledu se pohybovaly v rozmezí 200-280 ppm.

Od roku 1958 se měří přímo koncentrace CO2 ve vzduchu na Mauna Loa na Havaji, jako součást „Scripps CO2 program“. Koncentrace CO2 přesahující 400 ppm byly na planetě naposledy před asi 4 milióny let, přičemž na začátku třetihor před 50 milióny let přesahovaly koncentrace CO2 i hodnoty 1500 ppm.

Lidstvo ročně spálí asi 8 miliard tun uhlí, 5 miliard tun ropy a asi 3 miliardy tun zemního plynu. Nárůst koncentrací CO2 v atmosféře odpovídá těmto množstvím (po započtení pohlcení části CO2 v oceánech).

Oxid uhličitý v atmosféře absorbuje infračervené záření zemského povrchu, které by jinak uniklo do vesmírného prostoru, a přispívá tak ke vzniku tzv. skleníkového efektu a následně ke globálnímu oteplování planety. Někdy je oxid uhličitý označován jako jediná příčina vzniku skleníkového efektu, to však není přesné, protože k jeho vzniku přispívají i jiné látky. Oxid uhličitý však ve vzniku skleníkového efektu hraje hlavní roli.

Čtěte také: Český dluhopisový trh: Přehled

Světová meteorologická stanice varuje, že koncentrace skleníkových plynů za rok 2018 dosáhlo nového maxima (408 ppm CO2).

Grafy vývoje emisí CO2

Nárůst naměřené koncentrace je znázorněn na obrázku 1.

Obrázek 1: Vývoj koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší

Prudký nárůst emisí oxidu uhličitého s rozdělením podle jeho původu během posledních 200 let je evidentní z obrázku 2.

Čtěte také: Vliv prostředí na vývoj

Obrázek 2: Emise oxidu uhličitého podle původu

Opatření ke snížení emisí

Ačkoliv tedy státy přispívaly a přispívají k vypouštění skleníkových plynů různou měrou, naprostá většina z nich teď bez ohledu na svůj podíl řeší, jak tuto produkci emisí omezit. Přispěla k tomu především Rámcová úmluva o změně klimatu, uzavřená na úrovni OSN, a na ni navazující Pařížská dohoda z roku 2015.

V současnosti proto řada států přijímá zákony, hospodářsko-technické plány, závazné emisní cíle a různé strategie, jak emise skleníkových plynů snížit.

• Například Čína má od letošního roku platný a závazný “čtrnáctiletý plán”, který stanoví konkrétní kroky pro dosažení uhlíkové neutrality (stavu, kdy ekonomika nevyrobí více emisí CO2, než kolik je schopna odbourat) do roku 2060. Podle tohoto plánu by se také od roku 2030 měly snížit celkové emise CO2, které čínská ekonomika produkuje.
• Indie oproti tomu sice na diplomatické úrovni přislíbila, že bude do roku 2060 klimaticky neutrální, v domácí legislativě ale takový závazek na pevno napsaný nemá. Pravdou ale je, že v posledních pěti letech přijala například zákony týkající se podpory zalesňování nebo strategii, podle které do roku 2030 nahradí valnou část zemního plynu vodíkem.
• USA postupuje cestou jednotlivých závazných strategií a programů na federální úrovni, ke kterým potom schvaluje zákony upravující především finance a detaily provedení. Takto je stanovený pevný cíl dosáhnout do roku 2050 uhlíkové neutrality. Závazný cíl má USA například také v energetice, kterou chce do roku 2035 zcela oprostit od emisí CO2.

Evropská unie a snižování emisí

Evropské státy řeší snižování emisí na dvou úrovních. Pařížskou dohodu totiž podepsala jak samotná EU, tak i jednotlivé členské státy, takže potřeba snižovat emise se týká jak evropského bloku, tak jednotlivých zemí v něm. Na celoevropské úrovni existuje závazný klimatický zákon, který říká, že starý kontinent bude uhlíkově neutrální do roku 2050 a sníží emise o 55 % nejpozději k roku 2030.

Vedle celoevropských strategií ale přijímají vlastní nástroje i samotné státy v EU. Například Německo nebo Rakousko mají svůj vlastní závazný termín uhlíkové neutrality napsaný v zákonech. Španělsko má v zákoně napsanou povinnost snížit emise o 55 % oproti roku 1990, Švédsko o 75 %. Irsko také zvolilo cestu zákona, ale má ještě ambicióznější závazek - snížení emisí skleníkových plynů o 51 % oproti roku 2018. A například Slovensko má nízkouhlíkovou rozvojovou strategii mířící k dosažení uhlíkové neutrality v roce 2050.

Emise v České republice

O 13 % klesly v roce 2024 emise skleníkových plynů vypuštěné do ovzduší v České republice ve srovnání s rokem 2023. Tato skutečnost vyplývá z údajů evidovaných v jednotném rejstříku Evropské Unie, který v ČR administruje akciová společnost OTE. Tyto emise za rok 2024 v ČR činily 40,9 mil. tun CO2e, což je meziroční pokles o 13 %.

Povinnost sledovat a reportovat své emise skleníkových plynů vypuštěných do ovzduší v předchozím kalendářním roce a následně odevzdat povolenky v množství odpovídajícím jejich emisím se konkrétně týká provozovatelů zařízení pro každé zařízení, které má vydané povolení Ministerstva životního prostředí k vypouštění skleníkových plynů do ovzduší, a provozovatelů letadel pro každé letadlo, které má provozní licenci vydanou v ČR nebo spadá pod správu České republiky podle seznamu provozovatelů letadel vydaného Evropskou komisí.

“Snížení emisí v České republice bylo za loňský rok vyšší než průměrné snížení emisí v Evropě, které činilo 5 %. Je to dáno silnějším zastoupením průmyslu v české ekonomice i českým energetickým výrobním mixem s větším podílem uhelných elektráren, které se z ekonomických důvodů meziročně využívají relativně méně. Systém EU ETS je základním kamenem politiky EU v oblasti klimatu a jejím klíčovým nástrojem pro snižování emisí skleníkových plynů. Jedná se o první trh s uhlíkem na světě a stále patří k těm největším.

Globální emise CO2 dle regionů a zemí

Česká republika produkuje 0,114 CO2eq ročně, co odpovídá 0,22 % světových emisí na 0,13 % globální populace. Asie produkuje více než polovinu globálních emisí, zároveň však představuje 59 % globální populace. Z jednotlivých států má v absolutních číslech nejvyšší emise Čína. K prudkému nárůstu emisí zde došlo především mezi lety 2000 a 2011, od roku 2012 čínské emise rostou výrazně pomalejším tempem a od roku 2024 stangují nebo dokonce klesají.

V Číně od roku 2021 funguje celostátní program pro obchodování s emisemi v sektoru výroby elektřiny, který mát být od roku 2025 má být rozšířený na další průmyslové sektory. V přepočtu na obyvatele má ze sledovaných regionů nejvyšší emise Austrálie a Nový Zéland - přibližně dvojnásobné v porovnání s obyvateli České republiky. Obecným předpokladem bývá, že čím rozvinutější je země a ekonomika, tím více skleníkových plynů by měla vypouštět.

Zdroje emisí CO2

Z daleka největším zdrojem emisí jsou spalovací procesy uhlíkatých paliv. Ohlašovací práh 100 000 000 kg, tedy 100 000 tun ročně, je tak velké množství, že pravděpodobně nebude mnoho jiných procesů než spalování, u kterých by mohl být práh překročen.

K odhadu produkce oxidu uhličitého spalováním lze použít jednoduchý bilanční výpočet ze známého spotřebovaného množství paliva. Jako krajní možnost můžeme zvolit palivo zemní plyn (methan, nejmenší poměr C:H) a koks (prakticky čistý uhlík). Z bilančního výpočtu plyne, že úplným spálením 1 kg methanu (přibližně 2 m3 za tlaku 101,325 kPa a teploty 20°C), resp. 1 kg koksu vznikne 2,74 kg, resp. 3,66 kg oxidu uhličitého. Zejména případ koksu je velice důležitý, protože se jedná o maximální množství oxidu uhličitého, které může z jakéhokoli uhlíkatého paliva vzniknout.

Ostatní antropogenní emise ve srovnání se spalováním zaslouží označení jako málo důležité. Oxid uhličitý je emitován všude tam, kde dochází ke spalovacím procesům uhlíkatých fosilních paliv - zemního plynu, ropných produktů, uhlí, koksu. Uvádí se, že energetickým využíváním 1 tuny odpadů se zamezí emisi zhruba 1 tuny ekvivalentu CO2. Zdrojem emisí je samozřejmě i spalování paliv biologického původu - biomasy, dřeva, bionafty a bioplynu. Podíl dopravy na tvorbě CO2 se odhaduje na 10 - 15 %.

Zdrojem emisí oxidu uhličitého jsou průmyslové provozy, kde se buď využívá spalování či termických procesů, nebo je surovinou například vápenec a dochází k emisím oxidu uhličitého:

• Spalovací procesy (uhlíkatá paliva)
• Koksárenství
• Rafinerie olejů a plynu
• Hutnictví a kovoprůmysl
• Cementárny
• Sklárny, výroba keramiky
• Tavení nerostných materiálů
• Zpracování celulózy a dřeva
• Předúprava vláken a textilií, vydělávání kůží a kožešin
• Zařízení na zneškodňování uhynulých zvířat

Negativní dopady oxidu uhličitého

Oxid uhličitý je hlavním plynem přispívajícím k intenzifikaci skleníkového efektu a následně k oteplování planety. Nelze ho sice považovat za přímo nebezpečnou jedovatou látku (vyjma přímého nadýchání), avšak jeho dopady na globální klima jsou skrze skleníkový efekt velmi závažné.

Do vývoje obsahu oxidu uhličitého v atmosféře nepříznivě promlouvá i mýcení deštných pralesů, které mají obrovskou schopnost absorbovat oxid uhličitý z atmosféry fotosyntézou.

Současné klimatické scénáře

Globální klimatické modely (GCM) jsou navázány na socioekonomické scénáře. Ty reflektují různé možné budoucí trajektorie vývoje světa nejen z pohledu emisí či výsledných koncentrací skleníkových plynů v atmosféře, nýbrž i z hlediska různého hospodářského a společenského vývoje na planetě.

Poslední 6. hodnotící zpráva IPCC (AR6) pracuje se scénáři socioekonomického vývoje, tzv. Shared Socioeconomics Pathways (SSP). V jednoduchosti lze jednotlivé scénáře změny klimatu používané na vstupu GCM simulací interpretovat takto:

• SSP1-2.6: udržitelná cesta vývoje, jsou realizována úspěšná opatření na ochranu klimatu, koncentrace CO2 v roce 2100 je očekávána na mírně vyšší něž současné hodnotě 446 ppm, nárůst globální (světové) teploty je na úrovni 1,6 °C.
• SSP2-4.5: střední cesta, degradace environmentálních systémů, ale jsou některá zlepšení týkající se využívání zdrojů a energie, realizována částečně úspěšná opatření na ochranu klimatu, a koncentrace CO2 v roce 2100 by měla být 603 ppm, nárůst globální (světové) teploty je na úrovni 2,8 °C.
• SSP3-7.0: regionální rivalita a konflikty umožňující jen malý ekonomický rozvoj, velmi nízká ochrana klimatu, koncentrace CO2 v roce 2100 je předpokládána na úrovni 867 ppm, nárůst globální (světové) teploty je na úrovni 4,4 °C.
• SSP5-8.5: vývoj založený na fosilních palivech, žádná ochrana klimatu, koncentrace CO2 v roce 2100 je předpokládána na úrovni 1135 ppm, nárůst globální (světové) teploty je na úrovni 5,8 °C.

Kumulativní emise CO2

Odhaduje se, že celkové množství emitovaného CO2 od roku 1751 antropogenní činností je přibližně 1,5 bilionů tun CO2.

Největší podíl má historicky stále Evropa (třetinový). Ze všech zemí na světě mají momentálně nejvyšší kumulativní emise CO2 Spojené státy Americké (400 mld. tun, přibližně čtvrtina světových kumulativních emisí CO2 od roku 1751).

tags: #vývoj #emisí #CO2 #do #ovzduší

Oblíbené příspěvky:

• Hromadné akce v rekreačním areálu u Hnačova
• Výhody a nevýhody ekologického zemědělství
• Ohrožení říční ekosystému: Přehrada Labi
• Klimatické změny a překvapivé řešení
• Možnosti financování ochrany přírody