Náš úkol v energetice? Hrát si s různými zdroji, dokud se nezrodí fúze

Máte depresi z faktur za energie, hrozícího nedostatku elektřiny nebo tak nějak celkově z celé té vleknoucí se energetické krize? Asi vás to teď úplně neuklidní, ale když se podíváme hodně hodně daleko do budoucna, potomci našich potomků našich potomků (a tu řadu si ještě vynásobte konstantou dle libosti) by už měli mít teoreticky vystaráno. Teda pokud se trochu posnaží a ovládnou termojadernou fúzi či podobně efektivní technologii.

Bude to znít možná překvapivě, ale skutečně je to tak, že veškerá energie, kterou používáme na Zemi, pochází ze Slunce! Nejen ta, kterou přijímají jako palivo solární panely (to by jí bylo fakt málo), ale i ta, která roztáčí větrníky nebo vodní turbíny. A dokonce i ta, která je obsažena v ropě, uhlí, zemním plynu, biomase či zemském jádru, protože to všechno (byť se to na první pohled nezdá) nejsou nic jiného než „baterky“, do kterých si Slunce už hodně dávno odložilo nějaké ty jouly.

Druhé zlaté pravidlo energetiky pak říká, že energii nelze vyrobit, ale pouze přeměnit z jedné formy do druhé. Zrovna teď, kdy čtete tento blog, si někdo pustil plynový sporák a přeměnil energii schovanou v troše zemního plynu na… řekněme míchaná vajíčka se slaninou (a bazalkou, mňam). Nebo někdo spotřeboval energii skrytou v několika litrech benzínu a dojel do práce. Nebo někdo hodil pár lopatek uhelných „baterií“ do kamen a zvýšil teplotu ve svém domě na teplotu přijatelnou pro manželku (kvalifikovaný odhad zní 23 °C a víc).   

A teď to uklidnění. Že nám jednou všechny tyto staré dobré „sluneční baterky“ dojdou, by nás v daleké budoucnosti nemuselo až zas tak moc trápit. I tak totiž každou sekundu dopadne na Zemi sluneční záření s 20 000x větším množstvím energie, než potřebujeme. Celkem velkorysá nabídka, že? V následujících dekádách bude záležet jen na našich kreativních a inovačních schopnostech, jak ji dokážeme využít (například pomocí již zmíněné fúze). Nenechme se mýlit, rozhodně nezávodíme jen s nějakou změnou klimatu, ale mnohem spíš s tempem vyčerpávání všech těch slunečních baterií, které máme k dispozici. Pokud tomu nevěříte, položte si kacířskou otázku: Co zničí civilizaci rychleji, změna klimatu, nebo nedostatek energie?

Zatímco výše položená otázka má, zdá se, jasnou odpověď (no dobře, tak malá nápověda: je to stejné, jako kdybych se vás zeptal, zda strom dřív vyroste, nebo shoří), otázka, kudy půjde vývoj energetiky v horizontu 50-100 let a které technologie nás nakonec spasí, vyžaduje hodně kvalitní křišťálovou kouli. Zatím to vypadá, že svatý grál máme skutečně jeden jediný: termojadernou fúzi. Jenomže jak dlouho ho budou energetičtí rytíři ještě hledat? A čím budeme svítit a topit do té doby, než ho najdou?    

Budeme nejspíš potřebovat nějaké ty uměle vyrobené sluneční baterky. Hodně moc takových baterek. Co třeba klasické baterie? Tužkové, kulaté, buřtové nebo klidně ty z elektromobilů, případně obří bateriová úložiště? To všechno už přeci vyrábět umíme (přestože to s českou gigafactory vypadá všelijak)! Kámen úrazu tkví v nedostatečné koncentraci takto uložené energie, a to při vší úctě k technologickému pokroku, jakého v této oblasti vývojáři dosáhli. Do jednoho kilogramu lithium-iontové baterie lze nacpat jen maximálně 300 watthodin. Takže baterie, která by utáhla Prahu na pouhou jednu hodinu, by vážila jako 56 plně naložených kamionů. Tudy asi cesta nevede. Mimochodem numerologové a satanisté by se zaradovali – za rok 2022 činilo průměrné zatížení Prahy ďábelských 666 MW…

Nejlepší akumulací všech dob je i po více než sto letech přečerpávací vodní elektrárna. Takové Dlouhé stráně by utáhly „hodinovou Prahu“ úplně v pohodě. K pokrytí celého dne by však bylo potřeba vybudovat další 3-4 přečerpávačky. Dovedete si při přecitlivělosti současné společnosti představit, že budeme řezat jediný další kopec?

Co vodík, do nějž se vkládá tolik nadějí? V Napajedlech na Zlínsku nedávno spustili první velký elektrolyzér. Za rok dokáže vyrobit 30 tun vodíku. Národní vodíková strategie ovšem počítá s roční produkcí 1,7 milionu tun v roce 2050. Čili ještě nějakých téměř 57 tisíc podobných investic a máme to! No nic…

Když nás nezachrání akumulace, bude to holt muset zvládnout výroba. A z čeho jiného než ze solárů! Z jednoho metru čtverečního získáme v českých podmínkách průměrně pouze 25 Wattů. Čili na Prahu by stačilo bratru 2 700 hektarů, a to se nebavíme o plnohodnotném záložním zdroji na noc a zataženou oblohu. Může nám to být však jedno – největší fotovoltaický park v ČR má sotva přes 80 hektarů a jakýkoliv další, či dokonce větší bude dnes přijímán s podobnou vřelostí jako řezání kopce.

S větrníky je to bohužel ještě horší. Z jednoho metru čtverečního dostaneme v ČR v průměru jen 2 Watty, takže obří větrný park pro Prahu by zabral přes 320 kilometrů čtverečních. (o potřebě zálohy se opět ani nebavme – tak obrovský vrtulový ráj snad nemají ani u Vídně)

Takhle kdyby byl někde u Radotína naftový vrt, to by byla jiná. Hustota energetického toku u nafty se uvádí 1 200 000 Wattů/m2, takže teoreticky by stačilo nějakých 500-600 m2 těžařské infrastruktury a bylo by vystaráno. Obdobně by na výrobu elektřiny pro roční provoz Prahy stačilo pár milionů tun uhlí či půl miliardy kubíků zemního plynu. Ale z klimatického pohledu nic moc, což?

Tak už zbývá jen jaderná energetika. Myšlenka jistě dobrá. Výsledky však nebudou dobré, pokud nezačneme dostatečně včas s výstavbou nových bloků. A tím dostatečně včas mám bohužel na mysli rok 1980. Když totiž člověk sleduje všechny ty Hinkley Pointy, Flamanvilly (nemluvě o té finské elektrárně, jejíž název neumí nikdo vyslovit), fakt si těžko dokáže představit, že by zrovna v zemi, kde je problém postavit kilometr dálnice, jako zázrakem vyrostlo s dodržením rozpočtu i harmonogramu pár tisíc megawattů v malých i velkých reaktorech.

V závěru se vraťme pokorně zpět na začátek. Veškerá energie pochází ze Slunce. Žádná není jenom dobrá nebo jenom špatná – se všemi je nutno nakládat s rozmyslem a pokud možno hospodárně či citlivě. Skládejme je všechny dohromady, aniž bychom nějakou z ideologických důvodů zavrhovali. Hrajme si s tím, jak uznáme za vhodné. Ale nepředstavujme si, že se stane zázrak a to hraní nám bude generovat takovou energetiku, jakou jsme si vysnili. Energetiku se spolehlivou, bezpečnou, dostupnou a ekologickou energií.

Zapomeňme na to, že píšeme konec energetických dějin. Nazvěme tu kapitolu třeba „Čekání na termojadernou fúzi“. A modleme se, aby ji vědci stihli dostat do komerčního provozu dostatečně včas.