Znečištění ovzduší továrnami: Příčiny, důsledky a řešení

Současná klimatická změna je způsobena činností člověka, čímž se výrazně liší od změn klimatu v minulosti. Spalování uhlí, ropy a zemního plynu a některé další činnosti mění složení atmosféry a přidávají do ní skleníkové plyny.

Planetární klima vzniká souhrou velkého množství fyzikálních procesů: sluneční záření je hlavním zdrojem energie, skleníkové plyny mění prostup tepelného záření atmosférou a ovlivňují tak celkovou energetickou rovnováhu planety, oceánské a atmosférické proudy distribuují teplo do různých oblastí planety.

Vztah mezi Koncentrací CO2 a Teplotou

Čím vyšší jsou koncentrace CO2 v atmosféře, tím vyšší je teplota planety. Zvýšení koncentrace oxidu uhličitého o 10 ppm způsobí oteplení planety asi o 0,1 °C -⁠ tento vztah je přibližný, ale dostatečně přesný, aby byl užitečný k odhadům budoucího vývoje. Často se jako citlivost klimatu nazývá oteplení, ke kterému by došlo při zdvojnásobení koncentrací CO2.

Podobně jako rodinný rozpočet na dovolenou udává, kolik peněz je celkově možné utratit v průběhu dovolené, globální uhlíkový rozpočet říká, jaké množství CO2 může ještě lidstvo vypustit, aby nebyla překročena určitá hodnota globálního oteplení.

Dopady Klimatické Změny

Vyšší teploty a častější sucha nepříznivě ovlivňují zdraví lesů a pěstování potravin, vzestup hladin oceánů ohrožuje města na pobřeží a kvůli tání horských ledovců chybí voda v povodích, která jsou jimi napájena. To jsou příklady dopadů klimatické změny. Velikost dopadů, s nimiž se budeme setkávat v následujících desetiletích, přímo závisí na tom, kolik skleníkových plynů do atmosféry ještě vypustíme.

Čtěte také: Životní Prostředí a jeho Znečištění

Každý ekosystém má svůj „bod zlomu“, tedy moment, kdy začne být změna přírodních podmínek natolik významná, že už ji tento ekosystém není schopen dále zvládat a „zlomí se“ - podobně jako větev stromu při příliš velkém zatížení.

Emise Digitálních Technologií

Různé formy digitálních technologií používáme ve všech aspektech našeho každodenního života. Jsou v chytrých hodinkách, pouličním osvětlení, senzorech vozidel a téměř ve všem ostatním. Digitální technologie jsou v současnosti zodpovědné za 3,5 % všech emisí skleníkových plynů. Emise se často dělí do dvou kategorií: přímé ("rozsah 1") a nepřímé ("rozsah 2"). U digitálních technologií pocházejí přímé emise z procesů, jako je výroba, logistika, nákup a údržba kanceláří. Zde jsou emise přímo způsobeny továrnami, vozidly nebo věcmi, např. vytápění budov. Nepřímé emise pocházejí ze spotřeby energie u konečného uživatele, přičemž spotřeba energie u digitálních technologií roste každý rok o přibližně 6 %. Můžeme sem počítat např. nabíjení zařízení, energii, kterou potřebuje mobilní věž nebo Wi-Fi router, apod.

Nejsložitější na sledování jsou emise tzv. "rozsahu 3" protože ty jsou výsledkem všech emisí v dodavatelském řetězci souvisejícím s danou společností, včetně služebních cest zaměstnanců a spotřeby koncových uživatelů.

S odhadovanou roční spotřebou 240-340 TWh (rok 2022) je globální spotřeba energie datových center srovnatelná s energetickými potřebami mnoha zemí. Celkem tedy spotřebovávají cca 1,3 % světové elektřiny. V současnosti naprostá většina elektrické energie pochází z fosilních paliv. Například koncentrace datových center v Severní Virginii, přezdívaná Data Center Alley, zpracovává 70 % světového internetového provozu. Je závislá na místních zdrojích energie dodavatele Dominion Energy, takže z velké části běží na fosilní paliva.

Digitální technologie spotřebovávají více energie na jejich pouhé použití, než kolik jí bylo potřeba k výrobě, což vypovídá o měřítku, v jakém se používají. Toto zboží ale vydrží roky a vyžaduje energii nejen pro vlastní napájení, ale také pro připojení k webu a ukládání a načítání dat v cloudu.

Čtěte také: Druhy dopravy a znečištění vody

Digitální technologie spotřebovávají každým rokem přibližně o 6 % energie více než v roce předešlém. Se zvyšující se závislostí společnosti na digitálních technologiích roste i celková spotřeba energie těchto technologií. Společnosti navíc vyvíjejí technologické produkty s obchodním modelem tzv. plánovaného zastarávání. Než je produkt uveden na trh, společnosti už pracují na novém modelu s vylepšenými funkcemi, což zaručuje, že uživatelé budou v budoucnu hledat upgrady. To přispívá k rostoucímu množství produkovaného elektronického odpadu.

Jen v roce 2019 bylo vyprodukováno 53,6 milionů metrických tun elektronického odpadu - toto číslo se podle odhadů zvýší o 30 % do roku 2030. Elektronický odpad může být toxický a není biologicky rozložitelný. Toxické látky se mohou časem vyluhovat do půdy, vody a vzduchu a způsobit nevratné škody.

Jako ICT (informační a komunikační technologie) se označují všechny technologie používané pro shromažďování, ukládání, přenos, vyhledávání a zpracování informací. Odhaduje se, že v r. 2025 budou spotřebovávat globálně 20 % světové elektřiny.

Spotřební elektronika je dnes všude, od kapesních zařízení po chytré spotřebiče. V mikroměřítku se to může zdát bezvýznamné, ale její kumulativní emise - jak na výrobu, tak na použití - se sčítají. Spotřebě energie spotřebitelských zařízení dnes i v prognóze pro rok 2025 dominuje zpracování a displeje.

Mnoho domácích elektronických zařízení, jako jsou televizory, počítače, ledničky a pračky, není nikdy zcela vypnuto - místo toho jsou ponechány v pohotovostním režimu v průměru asi 75 % času. V pohotovostním režimu vyžadují od 0,1 do 30 wattů energie a pro mnoho zařízení to platí, i když byla zdánlivě zcela vypnuta. Celkově ve stand-by režimu spotřebují až 10 % světové elektřiny!

Čtěte také: Hlukové znečištění a velryby

Pokud by se spotřeba energie těchto zařízení v pohotovostním režimu snížila na 1 watt, snížilo by to roční emise oxidu uhličitého téměř o 2 megatuny, což by znamenalo obrovskou úsporu.

Kromě toho, že elektronický odpad vytváří značnou uhlíkovou stopu, vystavuje také více než 30 milionů lidí zvýšeným úrovním toxického odpadu ve 32 městech po celém světě, v nichž jsou rozsáhlá centra pro recyklaci elektronického odpadu. Elektronický odpad také mění koncentraci nebezpečných kovů ve vzduchu, vodě a půdě na místech jejich likvidace a recyklace a v jejich okolí.

Mnozí výrobci praktikují plánované zastarávání, což znamená, že zařízení je užíváno jen několik málo let a pak se musí nahradit. Praxe, že vždy je potřeba mít to nejnovější, nejskvělejší, vede k tomu, že elektronický odpad se hromadí stále rychleji. Předpověď pro rok 2030 je, že elektronický odpad bude zodpovědný za 852 megatun CO2. Jediným způsobem, jak se s tímto problémem vypořádat, je vzdělávání spotřebitelů o dopadu, jaký toto chování může mít.

Energii potřebují zařízení posílající a přijímající, datová síť, huby a datacentra, která ukládají, transferují, procesují a analyzují zprávy. Sociální sítě se staly neodmyslitelnou součástí každodenního života napříč zeměkoulí. Internetoví uživatelé dnes tráví průměrně 151 minut denně na sociálních sítích. Většina sociálních médií vybízí k intensivním aktivitám, jako je sledování videí a chatování v reálném čase.

Instagram je nejpopulárnější sociální platformou nejen u jednotlivců, ale i u businessu. Nárůst emisí s nástupem AI je signifikantní. Průmysl umělé inteligence zažívá růst popularity. Zejména se jedná o NLP (natural language processing), modely zpracování přirozeného jazyka, technologie na pomezí lingvistiky, informatiky, akustiky a dalších.

Rozvíjení modelů na napodobení lidské řeči, souborů dat pro trénování AI, to vše vedek exponenciálnímu růstu spotřeby energie. Např. v závislosti na složení energetického mixu se výsledek emisí z provozu GPT-4 pohybuje mezi 1 035 - 14 994 Mt CO2 . Je to 30 krát více, než měl jeho předchůdce.

Hledání neuronové architektury využívá vyčerpávající přístup k optimalizaci modelů zpracování přirozeného jazyka (NLP). Tento proces vyžaduje obrovské množství výpočetního výkonu - ve skutečnosti tak velké, že emise vytvořené pomocí hledání neuronové architektury jsou mnohem vyšší než roční emise průměrného člověka. Navzdory těmto vysokým nárokům na výpočetní výkon nabízí vyhledávání neuronové architektury pouze okrajové zvýšení přesnosti vyhledávání.

Vynoření ChatGPT z relativní neznámosti na konci roku 2022 vedlo k podstatnému nárůstu používání a potenciálně značným nákladům na životní prostředí. Popularita platformy s sebou může nést strmý nárůst emisí v důsledku zvýšené poptávky a následné spotřeby energie.

Každodenní používání je jedním z klíčových faktorů emisí ChatGPT, ale není jediné. Školení těchto modelů je nejpodstatnější. Například se odhaduje, že školení GPT-3 spotřebovalo 1 287 000 kWh. Odhaduje se, že GPT-4 si vyžádal ohromujících 52 812 500 kWh.

Každý vyhledávač je poháněn jinou infrastrukturou, a to znamená, že jejich emise se výrazně liší. V průměru představuje online vyhledávání zhruba ekvivalent ujetí 1 metru v autě. Když vezmete v úvahu, že samotný Google dostane každou sekundu kolem 99 000 požadavků na vyhledávání, tedy přes 8,5 miliardy požadavků za den, dostanete dohromady nepochopitelně velké číslo.

DuckDuckGo a Qwant mají nejvyšší uhlíkový dopad na jedno vyhledávání. Tyto dva vyhledávače upřednostňují soukromí uživatelů a vyžadují více paměti a zdrojů na vyhledávání než jejich konkurenti.

Odvětví kryptoměn s bitcoinem v čele je i nadále velkým přispěvatelem ke globálním emisím skleníkových plynů.

Na první pohled se zdá, že doprava a logistika jsou nejpravděpodobnější příčinou většiny emisí z elektronického obchodování. To však zdaleka neplatí, protože uhlíková stopa obalů zásilek představuje téměř polovinu všech emisí v tomto odvětví. Jedním z klíčových faktorů je výroba obalů z plastových fólií. Podle odhadů analytiků je až 90 % těchto plastů vyrobeno z fosilních paliv.

Globální trh "doručování ve stejný den" předpokládá zdvojnásobení z 7,93 miliard USD v r. 2023 na 15,8 mld USD v r. 2027. To znamená zvýšení emisí o 15 %. Zásilka ve stejný den má obrovský dopad na emise, protože nutí doručovatele, aby zvolili rychlejší, špatně optimalizované trasy.

Očekává se, že v důsledku zvýšeného spoléhání spotřebitelů na online nakupování a rychlého obratu bude počet dodávkových vozidel na silnicích nadále narůstat, aby uspokojil poptávku. Kromě toho, že to povede k výraznému nárůstu emisí uhlíku, to pravděpodobně povede ke zvýšení dopravy, čímž se prodlouží doba dojíždění lidí ve městech až o 21 %, jak odhaduje Světové ekonomické fórum.

Globální spotřeba fosilních paliv pravděpodobně vzroste. Studie společnosti McKinsey z roku 2022 předpovídá, že než spotřeba fosilních paliv - ropy, uhlí a zemního plynu - začne klesat a bude časem nahrazena čistšími zdroji energie, jejich spotřeba ve skutečnosti pravděpodobně v příštích několika letech poroste.

Uhlíková stopa a Snahy o Snížení

Uhlíková stopa - množství skleníkových plynů, které vzniknou například během výroby konkrétního výrobku, jedné jízdy autem či jednoho života. Takřka vše v moderní době, která se zrodila spolu s rozmachem spotřeby fosilních paliv, lze přepočítat také na jednotky uhlíku, které se kvůli tomu vypustí do atmosféry. Touto závislosti si ovšem také řežeme pod sebou větev.

Snahy o snižování vlastní uhlíkové stopy se v odborné hantýrce označují nesrozumitelným pojmem “offsetting”. Snahy o cílené ovlivnění klimatu ve snaze zpomalit a zastavit tempo růstu globálních teplot, spadají do tzv. Existují v principu dva možné “offsetové” způsoby, jak můžeme zmírnit budoucí rozsah změny klimatu. Za prvé máme možnost CO2 ve velkých objemech jímat a ukládat tam, kde nebude na obtíž, za druhé se můžeme pokusit o snížení celkového množství slunečního záření dopadajícího na zemský povrch. Obě možnosti znějí poněkud nadpozemsky jako ze žánru science fiction. Od těch hodně ztřeštěných (například rozprašování aerosolů do ovzduší) po řadu reálných a užitečných, které dávají také ekonomický smysl.

Svoji budoucnost mají určitě různé postupy na zachycování uhlíku.

Žádná z těchto technik sama o sobě není dostačující k tomu, aby zvrátila současné pro lidstvo i řadu ekosystémů a biotopů nepříznivé trendy změn podnebí. Abychom dokázali zamezit změně, která významným způsobem zvrátí podmínky příhodné života na Zemi , budeme potřebovat ne jedno, ale sérii různých efektivních a škálovatelných řešení a přístupů. Tedy takových technologických či jiných opatření, jež znatelným (a optimálně také dobře měřitelným) způsobem přispějí ke snížení koncentrace skleníkových plynů v atmosféře a jež bude možné šířit dále v prostoru a čase (tzv. škálovat).

Technologie Zachycování Uhlíku

K předním světovým průkopníkům technologií, které se věnují takzvanému zachycování uhlíku a jeho ukládání (sekvestraci), ve zkratce CCS (carbon capture & storage), patří švýcarská firma Climeworks. Společnost investuje do několika pilotních projektů na přímé zachycování CO2 z atmosféry a jeho využívání v průmyslové výrobě i službách.

Climeworks provozuje tři typy zařízení, v nichž každé používá zachyceného CO2 k výrobě uhlíkově neutrálních produktů. První z nich je využívání CO2 k vyhřívání skleníků místních pěstitelů zeleniny a květin. Druhým je výroba vodíku a uhlíkově neutrálních syntetických uhlovodíků (syngas, metan, kerosin, atp.) pomocí elektrolýzy vody poháněná elektřinou z obnovitelných zdrojů.

Nárůst emisí s nástupem AI je signifikantní. Zejména se jedná o NLP (natural language processing), modely zpracování přirozeného jazyka, technologie na pomezí lingvistiky, informatiky, akustiky a dalších.

Ovšem je zajímavé, že streamovací služby např. na Spotify nebo Apple Music mají menší uhlíkovou stopu než tradiční hudební nosiče jako jsou CD nebo gramodesky.

tags: #znecisteni #ovzdusi #tovarnami #priciny #dusledky #reseni

Oblíbené příspěvky:

• Ekologický Den Země
• Průvodce zimováním želvy nádherné
• Ekologické aspekty plastových obálek
• Zázraky přírody: Střelba
• Nakládání s bioodpadem v FM