Biomasakr

Ano. Jsou rozumnou alternativou za docházející fosilní zdroje. Jsou šetrné k životnímu prostředí a výrazně zpomalují klimatickou změnu. V porovnání s energií z uhlí neuvolňují nebezpečné zplodiny do ovzduší a nemusí se kvůli nim rozšiřovat povrchové doly a bourat přilehlé obce. Jsou ovšem vhodné a méně vhodné obnovitelné zdroje. Vodní, fotovoltaické a větrné elektrárny mohou opravdu dávat velký smysl. Energetické zdroje založené na biomase jsou na tom podstatně hůře a velmi často smysl nedávají – tedy zejména biopaliva (pocházejí obvykle z řepky), ale také bioplynové stanice nebo elektrárny na biomasu. [1]

Ilustrace větrné elektrárny

[1] VILD Vojtěch, Efektivní využití půdy v obnovitelné energetice, Bakalářská práce, VŠB Ostrava 2020. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/1B-q3Hmy06aEItjcrhRbJfynrwFT8R6hb/view>

Ano i ne. Pokud se pěstuje jako potravina, tak se to dá ještě pochopit. Současné zemědělství má sice své velmi závažné problémy, nicméně jíst potřebujeme a díky vysoké intenzitě je našeho jídla dostatek a je levné. Pokud se ovšem pěstuje jako zdroj pro biopaliva, tak je to velký problém. V současnosti přibližně polovina domácí řepkové produkce skončí v nádrži auta. [1, 2]

Ilustrace: jídlo, biopalivo a řepka

[1] ŽÍDEK Bohumír, Na biopaliva bylo loni potřeba 376 tisíc tun řepky, Novinky.cz 2019 [online]. Dostupné z: <https://www.novinky.cz/ekonomika/clanek/na-biopaliva-bylo-loni-potreba-376-tisic-hektaru-repky-40285336>
[2] KRÁLOVÁ Táňa, Proč Čechům nejede řepkový olej, Dotyk.cz 2015 [online]. Dostupné z: <https://www.dotyk.cz/publicistika/proc-cechum-nejede-repkovy-olej.html>

Řepku není v našich podmínkách dost dobře možné pěstovat v bio standardu, protože má příliš mnoho škůdců. Na našem území se tedy pěstuje téměř výhradně ve standardu intenzivního zemědělství. Řepka se obvykle sází na konci srpna a sklízí se za jedenáct měsíců na konci července. Během jejího vegetačního období probíhá obvykle aplikace jedenácti chemických přípravků – některé se ovšem mohou namíchat do jednoho mixu. Výsledkem tak může být například sedm postřiků a jedno hnojení ve formě pevné látky.

V jejím vegetačním období se umělé hnojení využívá nejméně čtyřikrát – jednou v pevném skupenství a třikrát v kapalném skupenství. Řepka je velmi náročná na dusík, ale dodávají se jí i další živiny v závislosti na lokálních vlastnostech půdy (draslík, fosfor, bor…). Obvykle se dvakrát používá fungicid (ochrana proti plísním), čtyřikrát insekticid (hlavními nepřáteli řepky jsou dřepčík olejkový, blýskáček řepkový, krytonosci řepkový a šešulový a bejlomorka kapustová) a jednou lepidlo šešulí. Často se využívá i velmi oblíbený herbicid RoundUp. Mnoho z těchto chemikálií je značně toxických a některé z nich se přirozeným způsobem odbourávají jen velmi pomalu. Množství i složení těchto aplikací se region od regionu lehce liší, ale v zásadě zůstává velmi podobný. [1]

Ilustrace: chemikálie

[1] BEČKA David a kol., Řepka ozimá, Pěstitelský rádce, Ministerstvo zemědělství Praha 2007 [online]. Dostupné z: <http://metodiky.agrobiologie.cz/PDF/KRV/Repka-ozima-pestitelsky-radce.pdf>

Preol (Agrofert), největší továrna v ČR na výrobu biopaliva.

Celý proces je v detailu samozřejmě o něco komplexnější. Při sklizni se získávají nejen semínka, ale také řepková sláma. Tato sláma se ponechává na poli a zaorává se (což je prospěšné pro zdraví půdy). Po lisování a extrakci oleje ještě zůstává „produkt“ řepkový šrot, který se využívá jako nepříliš kvalitní přísada do krmiva a vyváží se obvykle do Německa. Řepkový olej se během přeměny na biopalivo míchá s methanolem a methanolátem sodným a výstupem z reakce je nejen biopalivo (methylester řepkového oleje, tzv. MEŘO), ale také glycerol, který má různá další průmyslová uplatnění… [1]

[1] VILD Vojtěch, Zpracovatelský řetězec řepky olejné, Seminární práce, VŠB Ostrava 2020 [online]. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/1DbPknLwyXx_lMRGG4OflQaHNy09l8mKh/view>

Nejsou! Ledaže si myslíte, že vypěstovat jídlo na poli a následně ho hodit do kamen je v pořádku. Je to jako vzít sochu Davida od Michelangela, rozbít ji na kusy a ty použít jako stavební výplň. Ne že by se k tomu ta socha použít nedala, ale většina lidí se shodne, že má lepší využití. Biopaliva jsou kromě toho neekologická, extrémně neúčinná a nákladná. Kdyby nebylo přimíchávání biopaliv do benzínu a nafty vynuceno zákonem, ze dne na den by pravděpodobně zmizely ze světa. Dále se na to v detailu podíváme z filozofického, fyzikálního i ekologického pohledu.

Biopaliva a potažmo i energetické biomasa jsou absurdní už jen z principu. K pochopení této zvrácenosti je třeba si připomenout některé pojmy ze střední školy. Nejhodnotnější formou energie jsou potraviny, protože žádný jiný druh energie naše tělo neumí přijímat. Dále můžeme uvažovat o energii užitkové, což je energie, která může pohánět naše stroje (tedy elektrická nebo mechanická energie). Nejméně hodnotný druh energie je teplo. Teplo je sice taky důležité, ale lze ho snadno získat, hodí jen v zimních měsících a jinak je spíš na obtíž. Energie v potravinách je obvykle uváděna v kaloriích, užitková energie se udává v kilowatthodinách a teplo v joulech. Tyto jednotky jsou ovšem vzájemně převoditelné – a snadno pak můžeme spočítat cenu, jakou za tyto energie platíme. Jak to souvisí s biopalivy? Ty totiž nejprve vznikají na polích jako potravina. Toto vypěstované hodnotné jídlo následně bez milosti spálíme a tím okamžitě potravinu degradujeme na teplo. Z tohoto tepla se pak složitým a neefektivním způsobem snažíme vyrobit užitkovou energii. Nejen že jsme si zničili hodnotnou potravinu, museli pořídit nákladné vybavení, ale ještě jsme spoustu její energie v procesu energetických přeměn promrhali.

Pyramida hodnoty energie v závislosti na její formě. Obrázek je v době energetické krize už poněkud zastaralý. Všechny ceny jsou dnes podstatně vyšší, zejména ceny tepla, které nejvíce závisí na ceně drahého zemního plynu. Pozice v hierarchii ale zůstávají zachovány i nadále.

Hlavním fyzikálním problémem biopaliv je jejich původ ve fotosyntéze, která má v naprosto ideálních podmínkách (dostatek vláhy, dostatek živin, intenzivní ošetřování) dlouhodobou účinnost pouhé 2 %. Toto není problém jen řepky, ale víceméně jakékoliv energetické biomasy. Tato energie je navíc využitelná jen částečně, protože část z ní je třeba přenechat půdě ve formě kompostu a významná část se ztratí při transformaci této energie na užitkovou energii. Ve výsledku je z biopaliv možné hodnotně využít nanejvýše 0,5 % původně sluneční energie. To vše by bylo ještě k diskuzi, pokud by neexistovala žádná jiná alternativa. Ta ale existuje v podobě mnohem efektivnější fotovoltaiky, která dokáže zachytit a využít nejméně 15 % sluneční energie. Nejenže je výnos biomasy tristní, ale také jsou pro pěstování biopaliv nutné obrovské energetické náklady. Při pěstování řepky se spotřebuje přibližně stejně energie v naftě pro traktory a kombajny jako je energie v získaném řepkovém oleji. Tento olej se pak opět použije na výrobu nafty. To je samozřejmě ekologie zcela postavená na hlavu. Z tohoto důvodu je uhlíková stopa biopaliv enormní (vzhledem k tomu, že se považuje za obnovitelný zdroj). Naproti tomu, fotovoltaika má nízké energetické náklady i uhlíkovou stopu. [1, 2, 3]

Při pěstování biopaliv musíme vyřešit tradiční zemědělské dilema. Budeme pěstovat udržitelně s nižšími výnosy nebo intenzívně s vysokými výnosy, ale zato neudržitelně? Toto dilema má zrovna při pěstování biopaliv poměrně snadné řešení – volí se vždy druhý způsob. To znamená, že při pěstování plodin se používá velké množství umělých hnojiv a pesticidů. Tato hnojiva zásahem do půdního ekosystému oslabují život v půdě a při jejich častých přetocích způsobují zelenání přehrad a vodních toků. Pesticidy jsou obvykle velmi toxické látky, které nejenže likvidují včely, ale některé přeživší mohou tyto látky zanést i do úlu. Pesticidy a jejich metabolity se dostávají do vodních toků a do pitné vody. Škůdci se přirozeným výběrem stávají stále odolnější vůči nadužívaným pesticidům a je třeba využívat stále agresivnější látky. Život v půdě postupně ustává a z úrodné země plné kvalitního humusu se pomalu ale jistě stává pouze neživý substrát podobný poušti, který nedokáže absorbovat vodu ani teplo. Pěstování plodin na biopaliva v modelu intenzivního zemědělství lze jen stěží považovat za obnovitelný zdroj energie, protože tato produkce probíhá na úkor drancování a „těžby“ půdního fondu. Půdní uhlík se postupně mění do podoby skleníkového oxidu uhličitého, což je vlastně obdoba pálení uhlí. Řepkové pole, které je využito na biopaliva, je nakonec jen velmi neefektivní a neekologická elektrárna – přestože na pohled to je stále tváří jako běžné pole. [4, 5, 6, 7]

[1] VILD Vojtěch, Efektivní využití půdy v obnovitelné energetice, Bakalářská práce, VŠB Ostrava 2020. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/1B-q3Hmy06aEItjcrhRbJfynrwFT8R6hb/view>.
[2] KAŠINSKÝ Jan, Jaký je potenciál využití biomasy v Česku a ve světě, oEnergetice.cz 2019 [online]. Dostupné z: <https://oenergetice.cz/nazory/jaky-potencial-vyuziti-biomasy-cesku-ve-svete>.
[3] VILD Vojtěch, Prezentace – Efektivní využití půdy v obnovitelné energetice, VŠB Ostrava 2020 [online]. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/1cTibAYYQGwZhN9Qs0W_muChMLUBAJpej/view>.
[4] KOFROŇOVÁ Iveta, Vliv eutrofizace životního prostředí na přeměny a vyplavování dusíku z půdy do vod, Diplomová práce, Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích 2014 [online], cit. [2020-05-01]. Dostupné z: <https://theses.cz/id/1t9fju/DP_Kofronova_Iveta-Vliv_eutrofizace_ZP_na_premeny_a_vypla.pdf>.
[5] MOULISOVÁ Alena, BENDAKOVSKÁ Lenka, KOŽÍŠEK František, VAVROUŠ Adam, JELIGOVÁ Hana, KOTAL Filip, Pesticidy a jejich metabolity v pitné vodě, Vodní hospodářství 2017 [online], cit. [2020-05-01]. Dostupné z: <http://vodnihospodarstvi.cz/pesticidy-a%E2%80%AFjejich-metabolity-pitne-vode/>.
[6] KOCOUREK František, STARÁ Jitka, Škodlivost a ochrana řepky před dřepčíkem olejovým, Výzkumný ústav rostlinné výroby 2016 [online], cit. [2020-05-01]. Dostupné z: <https://www.agromanual.cz/cz/clanky/ochrana-rostlin-a-pestovani/skudci/skodlivost-a-ochrana-repky-pred-drepcikem-olejkovym>.
[7] MIKO Ladislav, Naše půda je ve stavu, kdy požírá sama sebe, Ekolist Praha 2019 [online], cit. [2020-05-01]. Dostupné z: <https://ekolist.cz/cz/publicistika/rozhovory/nase-puda-je-ve-stavu-kdy-pozira-sama-sebe-rika-ladislav-miko>.

Ano. Je ekologická, účinná a spolehlivá. Je možné ji umístit v podstatě kdekoliv kam dopadá sluneční světlo. Na rozdíl od biomasy nepotřebuje vodu, nevyčerpává půdu, není třeba ji hnojit, ošetřovat pesticidy ani sklízet.

U fotovoltaiky máme stále několik výzev, které je potřeba vyřešit. S větším rozvojem fotovoltaiky a dalších nestálých obnovitelných zdrojů bude třeba významně posílit a změnit způsob fungování naší přenosové soustavy. Bude třeba vyřešit výrobu křemíku, aby byla ekologičtější. Budeme si také jako lidé muset umět najít vztah k tomuto novému krajinnému a urbanistickému prvku. Všechny tyto problémy jsou ale řešitelné a v dlouhodobém horizontu se naší společnosti velmi vyplatí do fotovoltaiky investovat.

Na druhou stranu, i fotovoltaiku je potřeba vyrábět a k tomu jsou potřeba velké továrny, velký kapitál, materiál…

Ano. Teda za předpokladu, že se ptáte v roce 1980. Díky významnému technologickému pokroku to dnes již naštěstí neplatí. V našich podmínkách se panel energeticky zaplatí přibližně za 2 roky. Dalších minimálně 25 let pak produkuje energii „zdarma“.

Existuje samozřejmě více typů fotovoltaických panelů a každý z nich má jinou energetickou návratnost, dále závisí na tom, jestli byly k jejich výrobě použity primární nebo recyklované materiály, velmi významným faktorem je také geografické umístění panelu – ve Španělsku má panel lepší energetickou návratnost než v naší zemi. Doprava panelu má také vliv, ale překvapivě malý. Tyto faktory velmi dobře zpracovává studie z ČVUT. [1]

[1] ČERNÁ Ladislava, KUDLÁČEK Ivan, FINSTERLE Tomáš, HRZINA Pavel, BENDA Vítězslav, Šutka Jan, Ekonomická bilance výroby a likvidace fotovoltaických modulů instalovaných v ČR, Praha 2015 [online]. Dostupné z: <https://www.solarniasociace.cz/tmp/studie_cvut_bilance_solarni_panely.pdf>

Výrobci garantují výkon panelu 25 let. Pokud bude panel po uplynutí této doby produkovat méně než 80 % očekávané produkce, můžete uplatnit reklamaci. Obecně se uvažuje životnost panelů 30 let, ale zkušenosti z provozu naznačují životnost ještě podstatně delší. [1]

Nové generace panelů dokonce garantují výkon 87,4 % i po třiceti letech provozu. [2]

[1] SEDLÁK Martin, Vědecky ověřeno: solární panely vydrží produkovat čistou energii minimálně tři dekády, Obnovitelně.cz 2020 [online]. Dostupné z: <https://www.obnovitelne.cz/clanek/1431/vedecky-overeno-solarni-panely-vydrzi-produkovat-cistou-energii-minimalne-tri-dekady/>.
[2] Jinko Solar Panels Review, CleanEnergyReviews.info 2020 [online]. Dostupné z: <https://www.cleanenergyreviews.info/blog/jinko-solar-panels-review>.

Převážně ano. Panely se skládají zejména z hliníku, skla, křemíkové vrstvy a plastů, tedy zcela netoxických materiálů. Hliník, křemík i sklo jsou navíc velmi dobře recyklovatelné a hodnotné. Plast je možné při recyklaci spálit a využít energeticky. Recyklace ve velkém objemu je dokonce zisková. [1]

Panely dále v malé míře obsahují měď, stříbro a materiál pájky. Měď a stříbro je pochopitelně v recyklačních závodech velmi žádoucí. O něco horší je to s materiálem pájky, ten totiž může obsahovat olovo (panely se obvykle vyrábí v Číně, kde jsou regulace mírnější než v EU). Tak připadá na jeden starší 20 kg panel přibližně 4 gramy toxického olova. Jeho množství se ale i v moderních čínských panelech neustále snižuje a díky novým technologickým postupům se pravděpodobně brzy přestane používat. Olovo ve formě pájených spojů je zcela běžné i v další elektronice a recyklační linky s ním umí pracovat. Existují i další typy fotovoltaických panelů, které obsahují například toxické kadmium, ale tyto typy panelů se v naší zemi téměř nevyskytují. [1, 2]

Na druhou stranu, i fotovoltaiku je potřeba vyrábět a k tomu je potřeba postavit velké továrny, které mají nějaké vstupy a odpady, založit korporace, které kvůli vidině zisku tyto továrny provozují a materiál, který je potřeba někde vytěžit a dovézt do továrny…

[1] VILD Vojtěch, Recyklace fotovoltaických panelů, Seminární práce, VŠB Ostrava 2019 [online]. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/17CTGL–15YgeAqIkCM9yNzMMYTPjNE0b/view>.
[2] Jinko Solar Panels Review, CleanEnergyReviews.info 2020 [online]. Dostupné z: <https://www.cleanenergyreviews.info/blog/jinko-solar-panels-review>.

Ano. Fotovoltaika je překvapivě účinná a spolehlivá. Běžný rodinný domek může mít tolik panelů, že pohodlně stačí k pokrytí většiny jeho roční spotřeby energie. Pokud bychom osázeli panely všechny střechy v naší republice, získali bychom větší roční produkci elektrické energie než ze všech našich jaderných i uhelných elektráren.

Je pravda, že fotovoltaika vyrábí jen ve dne a jen když svítí sluníčko. Když je pod mrakem, její výkon velmi významně poklesne. Je tedy třeba tuto nestálost vyrovnávat jinými zdroji. Ideální kombinací k fotovoltaice jsou akumulační vodní elektrárny (když svítí, stavidla jsou dole a přehrada se napouští, když je zamračeno, stavidla se zvednou a voda se vypouští a produkuje energii), gravitační, zejména přečerpávací elektrárny, a také elektrochemické baterie, zejména na bázi lithia nebo typu redox-flow.

Dalším důležitým střípkem v mozaice je řízení nabídky a poptávky po elektřině. To si lze představit tak, že když svítí sluníčko a je elektřiny díky fotovoltaice hodně, tepelné čerpadlo nebo bojler se automaticky zapne. Nebo naopak pokud slunce zastíní mrak. Velmi významnou roli v tomto ohledu by teoreticky mohly hrát také elektromobily. Jejich majitelé dostanou výhodnou nabídku, aby pronajímali malu část svojí baterie zaparkovaného elektromobilu právě pro účely vyrovnávání elektrifikační soustavy. Protože elektromobilů bude hodně, mohlo by to funguvat celkem dobře. [1]

Posledním, ale také velmi důležitým bodem, je dále se kamarádit s Evropskou Unií. Mnoho zemí tam má lepší podmínky pro větrnou energii než máme v naší zemi. Větrníky jsou obzvlášť důležité a účinné na podzim a v zimě, kdy slunce tolik nesvítí a krásně se tak s fotovoltaikou doplňují.

Gravitační elektrárna firmy Energy Vault. Při přebytku energie (např. z fotovoltaiky) staví na sebe betonové bloky. Při nedostatku energie (je zataženo) je naopak spouští zase dolů. Zajímavá možnost, ale my bychom vsadili spíše na přečerpávací elektrárny v kombinaci s elektrochemickými bateriemi.

[1] Martin Voříšek, Řepka ozimá, Flexitricity plánuje do vyrovnávání britské soustavy zapojit přes deset tisíc elektromobilů, oEnergetice.cz 2021 [online]. Dostupné z: <https://oenergetice.cz/elektromobilita/flexitricity-planuje-vyrovnavani-britske-soustavy-zapojit-pres-deset-tisic-elektromobilu>.

Není. Před deseti lety byla fotovoltaika velmi nákladná, ale dnes to již neplatí. Fosilní energie je čím dál dražší kvůli zdražujícím se emisním povolenkám. Jaderná energie je stále dražší z důvodu větších nároků na bezpečnostní opatření. Náklad na elektřinu z nových fotovoltaických elektráren za poslední dekádu naopak díky technologickým inovacím a úsporám z rozsahu poklesl o více než 80 % a klesá dál. [1]

Na druhou stranu, i úspora z rozsahu má své limity a při opravdu masivní produkci fotovoltaiky může být najednou problém se získáním materiálu na její produkci, což může fotovoltaiku prodražit.

[1] TAYLOR Michael, RALON Pablo, ANUTA Harold, AL-ZOGHOUL, Renewable Power Generation Costs in 2019, IRENA 2019, Dostupné z: <https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2020/Jun/IRENA_Power_Generation_Costs_2019.pdf>

Během nechvalně proslulého fotovoltaického boomu vzniklo přibližně 4 000 hektarů fotovoltaických elektráren. Většina jejich rozlohy navzdory představám umístěna mimo ornou půdu. Fotovoltaické elektrárny jsou na stokrát menší rozloze než řepková pole a přesto produkují podstatně více užitkové energie již dnes. Fotovoltaika sice na orné půdě nevypadá hezky, ale je pro půdní fond neškodná a půda si u ní dokonce odpočine. U řepky pěstované na biopaliva je to přesně naopak. V posledních letech je vidět určitá renesance o fotovoltaiku zejména v podobě střešních instalací. Fotovoltaika je v naší zemi ale stále spíše v plenkách. [1, 2]

[1] VILD Vojtěch, Efektivní využití půdy v obnovitelné energetice, Bakalářská práce, VŠB Ostrava 2020. Dostupné z: <https://drive.google.com/file/d/1B-q3Hmy06aEItjcrhRbJfynrwFT8R6hb/view>
[2] MIKO Ladislav, Naše půda je ve stavu, kdy požírá sama sebe, Ekolist Praha 2019 [online], cit. [2020-05-01]. Dostupné z: <https://ekolist.cz/cz/publicistika/rozhovory/nase-puda-je-ve-stavu-kdy-pozira-sama-sebe-rika-ladislav-miko>.

My si myslíme, že určitě ne. Jsou sice méně škodlivá než biopaliva první generace, protože jsou vyráběná z odpadu, ale z hlediska principu jsou stále nesmyslná. Proč tento odpad složitě zpracovávat a následně pak extrémně neefektivně pálit ve spalovacím motoru, když ho můžeme spálit v příslušné spalovně, vyrábět tak elektřinu (kterou mohou být napájené třeba elektromobily) a ještě využít obrovské množství zbytkové energie na ohřev teplé vody? Dalším velkým problémem biopaliv je lokální znečištění při spalování (oxidy dusíku, oxid uhelnatý, pevné částice…), které se při použití v automobilu děje přímo v osídlené oblasti. U spaloven je možné tyto emise redukovat centrálně mnohem efektivněji a navíc mimo osídlené oblasti.

Biopaliva druhé generace jsou podle všeho pouze dočasná berlička, která má pomoct historickému automobilovému průmyslu s pozvolnějším přechodem na elektromobilitu. Je ale rozumné budovat nákladnou infrastrukturu pro něco, co nemá dlouhodobě smysl?

Na tuto otázku se náš film snaží zodpovědět ve větší šíři. Nechte se překvapit.

V roce 2021 jsme udělali Donio kampaň, ve které jsme vybrali kolem 400 tisíc Kč. Tyto peníze jsme využili na tvorbu našeho filmu. Finanční toky můžete sledovat na našem transparentním účtu.