Zachycování a ukládání (a využívání) uhlíku (Carbon Capture and Storage – CCS, resp. Carbon, Capture, Utilization and Storage – CCUS) se často považuje za účinný způsob snižování globálních emisí skleníkových plynů. Proti tomuto názoru však zaznívají hlasy řady odborníků, kteří se domnívají, že tato technologie nepatří k těm, které by mohly výrazněji přispět k řešení klimatické krize.

Zachycování, využití a ukládání uhlíku je soubor technologií navržených k zachycování oxidu uhličitého z různých lidských činností produkujících vysoké emise. Jedná se především o energetické nebo průmyslové provozy, které jako palivo používají buď fosilní paliva, nebo biomasu. Oxid uhličitý je po svém zachycení stlačen a přepravován v potrubí, loděmi, po železnici nebo kamiony, aby byl na místě určení opět použit v různých průmyslových aplikacích nebo trvale uložen pod zem.

Argumenty proti

Jedním z těch, kteří mezi stoupence tohoto řešení nepatří, je Carroll Muffett, výkonný ředitel neziskového Centra pro mezinárodní environmentální právo (CIEL). „Existuje řada důvodů, proč je zachycování uhlíku špatným klimatickým řešením. Prvním a nejzásadnějším z těchto důvodů je, že toto zachycování není nutné,“ domnívá se.

Argumenty, které jeho centrum proti technologiím zachycování uhlíku vznáší, jsou především tyto:

– Ve skutečnosti zhoršují klimatickou krizi, protože de facto přispívají ke zvyšování produkce ropy.

– Dosavadní CCS technologie nejsou proveditelné nebo ekonomické ve větším měřítku, protože mohou zachycovat pouze zlomek emisí.

– Prodlužuje se jimi závislost na fosilních palivech a oddaluje se jejich nahrazení obnovitelnými alternativami.

– Vytvářejí environmentální, zdravotní a bezpečnostní rizika v lokalitách, kde se nachází CCS infrastruktura, tedy rozvodné potrubí a podzemní zásobníky.

Pochybnosti o užitečnosti zachycování a ukládání uhlíku vyjádřil také generální ředitel nadnárodní italské energetické firmy Enel Francesco Starace. „Zkoušeli jsme to, a když říkám ‚my‘, mám na mysli energetický průmysl. Během posledních 10 nebo 15 let jsme se opravdu velmi snažili najít řešení, ale bez úspěchu. Kdybychom totiž nějaké spolehlivé a ekonomicky zajímavé řešení již měli, proč bychom nyní zavírali všechny ty uhelné elektrárny, pokud bychom mohli dekarbonizovat celý systém?,“ říká Francesco Starace. Podle něj platí základní pravidlo: pokud se nová technologie do pěti let opravdu neuchytí, je třeba ji opustit. V případě CCS přitom lze hovořit minimálně o 15 letech snažení. „Existují i jiná klimatická řešení: Přestaňme vypouštět uhlík,“ navrhuje Francesco Starace.

Za českou energetickou společnost ČEZ vyslovil pochybnosti o významu CCS před několika lety její koordinátor pro výzkum a vývoj Aleš Laciok. Podle něj totiž bude v Česku pokles velkých energetických zdrojů emisí takový, že je otázka, jestli potom bude mít technologie CCS  vůbec nějaké uplatnění. Technickým problémem je pak zejména neefektivita ve fázi separace. Ta je způsobena tím, že koncentrace oxidu uhličitého ve spalinách je velmi nízká – u uhelných elektráren se pohybuje okolo 12 procent.

S CCS příliš nepočítá ani Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC). Podle něj je jedinou možnou cestou rychlé vyřazení fosilních paliv spolu s omezeným odstraňováním uhlíku přírodními zdroji, jako je například zalesňování nebo zvýšení schopnosti půdy vázat uhlík.

Vyhozené peníze

Klimatičtí výzkumníci a aktivisté již dlouho tvrdí, že technologie zachycování a ukládání uhlíku jen prodlužují závislost světa na fosilních palivech a odvádějí pozornost od tolik potřebného obratu k obnovitelným alternativám. Ty jsou přitom z ekonomického hlediska rok od roku konkurenceschopnější. Analýza agentury Bloomberg New Energy Finance z roku 2020 například uvádí, že sluneční a větrná energie jsou již nejlevnějšími zdroji energie pro dvě třetiny světové populace.13

Dosavadní mnohamiliardové investice do CCS jsou tedy podle mnohých jen plýtváním prostředky, které by se mohly mnohem lépe využít jinde. Vždyť veškerým dosavadním efektem těchto investic je, že všech 28 zařízení CCS, která v současnosti po celém světě fungují, má kapacitu zachytit pouze 0,1 procenta celosvětových emisí fosilních paliv, neboli 37 megatun CO2 ročně. Z této kapacity pak je pouze 19 procent, neboli 7 megatun, zachyceno pro skutečnou geologickou sekvestraci. Zbytek se používá k výrobě ropy.

Příklady neúspěchu

Jako příklad selhání této technologie se uvádí zařízení CCS Petra Nova instalované v uhelné elektrárně poblíž texaského Houstonu v roce 2017. Toto zařízení ve spojení s elektrárnou mělo být podle provozovatele prototypem nízkouhlíkového zdroje. Elektrárna uváděla, že roční úspora emisí bude ekvivalentní emisím 300 000 automobilů. Během svého často přerušovaného provozu však systém CCS zachytil pouze 7 procent z celkových emisí CO2 elektrárny, což se zcela rozcházelo se sliby snížit emise o 90 procent. Zachycený uhlík byl navíc používán k těžbě ropy, kterou loňský výrazný cenový propad učinil neekonomickou. Provoz CCS a plynová elektrárna používaná k jeho pohonu tedy byly na neurčito odstaveny a uhelná elektrárna je tak nyní stejně náročná na emise jako dříve.

O několik let před krachem houstonského projektu neuspěl také projekt CCS v uhelné elektrárně Kemper ve státě Mississippi, v němž bylo „utopeno“ kolem osmi miliard dolarů.  

Na druhou stranu je třeba říci, že v současné době existuje ve světě, ale i u nás řada poměrně slibných projektů CCS. USA například jen v letošním roce oznámily více než 40 nových projektů. Zdá se tedy, že teprve nadcházející roky tedy zřetelněji ukážou, jak dalece je tato technologie životaschopná. Pravděpodobně však půjde spíše o životaschopnost v průmyslových aplikacích než v oblasti energetiky. 

Výrobce čerpacích stojanů Adast plánuje, že v příštích letech zaměří svoji pozornost na vodík. Tuto alternativu k fosilním palivům dokáže díky CNG technologiím pro plnění do vozidel používat již nyní. Na svých čerpacích stanicích chce mít plnicí zařízení na vodík umístěná do roku 2027. Nejplynulejší přechod k vodíku přitom očekává u nákladní dopravy. Svůj výzkum a vývoj chce Adast v příštích letech soustředit také na zařízení umožňující využití vodíku v průmyslu nebo v domácnostech a rekreačních objektech v odlehlých oblastech.

„Vodíkové řešení pro klasickou dopravu máme připravené prakticky již nyní. Vychází z naší nové CNG stanice, která je koncipovaná tak, že v ní lze v určitém procentu pouštět i vodík. Zařízení stačí pouze osadit odlučovačem, který vodík z plynu vytáhne a umožní jeho uskladnění ve stanici. V momentu, kdy se tato alternativa začne v dopravě výrazněji prosazovat, můžeme kromě dosavadního plynu prakticky okamžitě začít využívat i vodík. Technicky se nejedná o nic složitého,“ řekl jednatel společnosti Adast Daniel Struž s tím, že společnost chce mít své technologie určené pro vodík k dispozici na čerpacích stanicích do roku 2027.

Podle celostátní strategie

Adast se svým přístupem snaží vycházet z Vodíkové strategie České republiky, kterou letos v červenci schválila vláda. Dotovaná vodíková vozidla by se podle ní měla v tuzemsku začít objevovat ve větší míře od roku 2024, vodíkový provoz na komerčním principu pak zhruba o devět let později. Aktuální infrastruktura čerpacích stanic s vodíkem přitom v Česku zatím neexistuje, ačkoliv se zde již první vozidla poháněná vodíkem objevují. Plnicí stanice lze najít nejblíže ve Vídni a Drážďanech, vůbec první veřejná plnička vodíku by pak měla vzniknout do konce roku v Dolní oblasti Vítkovic v Ostravě.

Vodíková strategie ČR počítá do budoucna s pomalu klesající cenou vodíku. Zatímco v nejbližších letech by se měl jeden kilogram vodíku pohybovat kolem 4 eur, po roce 2040 by měla jeho cena klesnout až k jednomu euru. Konkurenceschopné ceny s naftou by přitom mělo být dosaženo okolo roku 2027.

„U jednotlivých typů dopravy očekáváme nejplynulejší přechod k vodíku u té nákladní. Již dnes se zde ve větší míře používá CNG, které otevírá cestu k alternativám fosilních paliv,“ doplnil Daniel Struž s tím, že současný raketový růst cen energií včetně elektřiny by mohl nástup vodíku jako plně konkurenceschopného média ještě uspíšit.

Komplexní budoucnost

Adast přitom vnímá vodík nejen jako alternativu pro dopravu. „Vidíme v něm poměrně komplexní budoucnost, ke které nám chybí vývoj pouze některých komponentů. Ve finále tak může sloužit jak pro průmysl, tak domácnosti,“ říká Daniel Struž. Jako vhodný zdroj energie ho mohou využívat například odlehlá horská střediska, u nichž je připojení ke klasickým zdrojům buď komplikované, nebo příliš nákladné. Spousta těchto lokalit navíc leží v místech s podprůměrnou dobou slunečního svitu, tudíž zde není možné využít fotovoltaické panely.

„Odlehlá místa v nížinách se zase nemohou spolehnout ani na silnější vítr, a tak pro ně nepřipadá v úvahu ani větrná alternativa,“ popisuje jednatel společnosti Adast. Podle něj je tak řešením pro tyto lokality zásobník vodíku spolu s článkem přeměňující energii na elektřinu. Vodík by sem přitom v pravidelných intervalech vozil plnič. Adast se i proto chce v následujících pěti letech zaměřit na vývoj komplexního vodíkového řešení, aby domácnosti či řadoví uživatelé měli veškeré komponenty k dispozici od jednoho dodavatele.

Společnost Adast zároveň považuje za nutné vnímat vodík pouze jako jedno z možných řešení. Do kontrastu to dává s elektromobilitou, která byla donedávna obecně chápana jako jediná cesta do budoucna. „Řada aktérů už ale od tohoto pohledu upouští. Monotematická řešení jsou špatnou strategií, neboť jsou velmi náchylná na systémové výpadky,“ uzavírá Daniel Struž.

Nemalé množství fanoušků elektromobility přilákal na výstaviště PVA EXPO v pražských Letňanech nedávno skončený veletrh e-SALON. Na jeho třetím ročníku se mezi osmi desítkami vystavovatelů, kteří prezentovali především osobní elektrické vozy, případně nabíjecí technologie, objevili i zástupci výrobců elektromobilní manipulační a komunální techniky, například společnost KOVACO Electric – česko-slovenský výrobce malých elektrických nakladačů.

Jediné svého druhu

Nejedná se sice o úplnou novinku – společnost KOVACO Electric tyto nakladače představila již v roce 2018 –, ale určitě máme co do činění s dvěma unikátními modely, podle výrobce zatím s jedinými komerčně vyráběnými elektrickými nakladači na světě.

Model Elise 900 si mohou zájemci zakoupit ve dvou variantách, resp. se dvěma typy olověných baterií (v plánu již jsou i lithiové). S baterií o kapacitě 240 Ah, která umožňuje elektromotoru poskytovat výkon 23 kW, může toto pracovní vozidlo manipulovat s nákladem o hmotnosti až 900 kg. Pokud je nakladač vybaven baterií s kapacitou 400 Ah, dosahuje nakladač výkonu 39 kW a zvládne tak zacházení i s břemenem vážícím 1400 kg. Slabší baterie umožňuje nakladači pracovat až po dobu 6 hodin, ta silnější dokáže udržet nakladač v provozu až 8 hodin. Jejich plného nabití lze dosáhnout za dobu o něco málo přesahující 5 hodin. Životnost baterií by podle výrobce měla dosahovat zhruba 1 700 cyklů.   

Nadstandardní vlastnosti

Nakladač není zajímavý jen svým elektrickým pohonem, nadstandardní je například i jeho světlá výška 262 mm, která je zárukou toho, že nakladač v obtížnějším terénu jen tak neuvízne. Také jeho stabilita je podle výrobce lepší, než jakou v této kategorii vozidel nabízí konkurence – boční náklon může dosáhnout až 47⁰, což je o 10⁰ více, než umožňují jiné obdobně konstruované nakladače s konvenčním pohonem. Dodejme, že při jízdě do kopce může maximální úhel stoupání dosáhnout až 35⁰.

Firma KOVACO porovnala své nakladače s dieselovou konkurencí i z hlediska hlučnosti a ukázalo se, že Elise 900 je více než 3,5krát méně hlučný.

Zajímavostí je možnost dálkového ovládání vozidla, a to buď prostřednictvím klasického dálkového ovladače se dvěma joysticky, nebo pomocí speciální aplikace nainstalované v mobilním telefonu.

Aby byla charakteristika úplná, uveďme ještě to, že nakladač umožňuje výměnu nakládací lopaty za jiná pracovní zařízení, jichž je celá škála, například za sněhovou frézu, sněhový pluh, štípačku dřeva, křovinořez, nosič balíků, paletové vidle, úhlový smeták nebo dokonce střihač stromů.

Malý, ale šikovný

Vedle modelu Elise 900 má KOVACO Electric v nabídce také kompaktní pásový malý nakladač MiniZ. Výrobce upozorňuje na to, že díky svým kompaktním rozměrům je MiniZ ideální i pro práce ve složitých interiérech. Jeho celková šířka 79 cm totiž zaručuje, že vozidlo projede většinou běžných interiérových dveří od šířky 80 cm včetně nainstalovaných dveřních křídel. Uplatnění ale najde i v zemědělství nebo v zahradní architektuře. S připravovanou řadou plně elektrických přídavných zařízení se navíc jeho možnosti ještě rozšíří.

Stejně jako jeho větší bratr i tento nakladač může být na jedno nabití v činnosti maximálně 8 hodin a k plnému nabití baterie dochází zhruba za 5,3 hodiny. Výkon tohoto pracovního stroje činí 11 kW, přičemž maximální hmotnost nákladu může dosáhnout až 400 kg.

Obdobně jako model Elise lze i tento ovládat na dálku – pomocí dálkového ovladače nebo mobilní aplikace. Také spektrum nástrojů je velmi podobné, jen je vše samozřejmě o něco menší.

Společnost KOVACO Electric, jejíž zbrusu nový výrobní závod se nachází ve Velké Dobré u Kladna, již vedle České republiky a Slovenska buduje svoji dealerskou síť i v řadě dalších, i mimoevropských zemí. V ostrém provozu je v současné době již asi 200 strojů – v Evropě, USA, Jižní Americe či dokonce Austrálii. Pomáhají například v jednom španělském dole, pokládají trávník na Estadio Santiago Bernabéu, stadionu hvězdného Realu Madrid, nebo rozvážejí krmivo zvířatům na amerických farmách. V České republice je jich sice zatím v provozu málo, ale poptávka prý rychle roste.

Bateriová úložiště by podle odhadů agentury Bloomberg měla do roku 2030 celosvětově dosáhnout kumulativního výkonu 358 GW / 1 028 GWh, což je více než dvacetinásobek toho, co bylo realitou na konci roku 2020. Tehdy byla na celém světě v provozu bateriová kapacita o velikosti 17 GW / 34 GWh. Tento boom stacionárního skladování energie si ovšem na investicích vyžádá více než 262 miliard amerických dolarů.

Autoři studie BloombergNEF’s Global Energy Storage Outlook 2021 odhadují, že mezi lety 2021 a 2030 na celém světě vznikne nová úložná kapacita o velikosti 345 GW / 999 GWh, což je například více, než kolik mělo loni na výrobu elektřiny celé Japonsko.

V příštích letech by měly hrát v odvětví bateriových úložišť dominantní roli dvě země: USA a Čína. Ty jakožto dva největší trhy se stacionárními bateriemi by se na jejich nových instalacích měly společně podílet více než z poloviny. Opomenout ale nelze další silné trhy, které jsou v Indii, Austrálii, Německu, Spojeném království a Japonsku.

Z regionálního hlediska by mělo do roku 2030 nejvíce bateriového výkonu vzniknout v jihovýchodní Asii a Tichomoří. V Severní a Jižní Americe by zase mělo dojít k největšímu nárůstu bateriové kapacity. Evropa, Střední východ a Afrika v současnosti zaostávají, a to především kvůli nedostatku správně zacílených politických pravidel a pobídek, což je v případě Evropy poněkud překvapivé, vezmeme-li v úvahu její velmi ambiciózní cíle v boji se změnou klimatu. Růstový potenciál je zde tedy značný.

Bezprecedentní růst

Prognóza naznačuje, že zhruba 55 % bateriových úložišť vybudovaných do roku 2030 bude součástí energetických distribučních řetězců – budou sloužit například ke skladování solární nebo větrné energie. Projekty propojující obnovitelné zdroje, zejména pak solární, s bateriovými úložišti, se ostatně již nyní stávají poměrně obvyklým jevem. To potvrzuje i hlavní autor výše zmíněné zprávy Yiyi Zhou: „Globální trh s úložišti roste bezprecedentním tempem. Klesající ceny baterií a prudký nárůst obnovitelných zdrojů činí z bateriových úložišť flexibilní zdroj v mnoha energetických systémech. Projekty skladování energie nabývají na velikosti a jsou stále více propojeny s obnovitelnými zdroji.“

Růst by měly rovněž rezidenční a firemní bateriová úložiště. V tomto ohledu patří k silným trhům Německo a Japonsko, významné jsou ale také Austrálie a Kalifornie. Úložiště energie umístěná v domácnostech a ve firmách by měla do roku 2030 tvořit přibližně jednu čtvrtinu všech světových úložišť.

Další možnosti

Zajímavý je rovněž aktuální technologický vývoj. Ve hře je totiž několik typů lithium-iontových baterií, které budou soupeřit o to, která technologicky i ekonomicky převáží nad ostatními. Letošní rok by pak měl být podle studie Bloombergu zlomem, kdy stacionární baterie na bázi fosforečnanu lithného a železnatého (LFP) poprvé převáží nad bateriemi na bázi nikl-mangan-kobalt (NMC). Do roku 2030 by se pak chemická báze LFP měla stát v rámci lithium-iontových úložných baterií tou nejpoužívanější, a to především díky své dominantní roli v Číně a jejímu poměrně rychlému šíření i ve zbytku světa. V dohledné budoucnosti by se navíc mohly začít komerčně prosazovat i sodíkové baterie.

Dodejme, že kromě baterií je aktuálně ve vývoji i mnoho nebateriových úložných technologií, jako je například skladování energie pomocí stlačeného vzduchu či termální ukládání. Je však více než pravděpodobné, že minimálně v příštích 10 letech budou bateriové systémy převažovat, a to z velké části díky jejich cenové konkurenceschopnosti, zavedeným dodavatelským řetězcům a již dobře prokázané efektivitě. Pokud se však novým úložným technologiím podaří komerčně se prosadit dříve, bude to pro ekonomiku i ekologii jen dobře.

Letecká a lodní doprava v současnosti přispívají k celkovým antropogenním emisím CO2 přibližně osmi procenty a aktuální opětovný růst cestovního ruchu, výroby a obchodu tento příspěvek pravděpodobně ještě zvýší. Vedle elektrických pohonů se jako prostředek schopný tento růst zbrzdit poměrně slibně jeví pohonné hmoty typu drop-in (syntetická alternativa kapalných uhlovodíkových paliv z ropy, jako je letecký petrolej, benzín nebo nafta) vyráběné z vody a CO2 za pomoci sluneční energie.

Švýcarským vědcům z vysoké školy ETH Zürich se nyní podařilo vytvořit celý termochemický výrobní řetězec, od zachytávání vody a CO2 z okolního vzduchu až po finální syntézu drop-in pohonných hmot (např. metanol nebo letecký petrolej). Použili k tomu modulární solární systém o výkonu 5 kW, který po dva roky provozovali na střeše strojní laboratoře v centru Curychu ve zcela reálných podmínkách, tedy při velmi proměnlivém slunečním svitu. Nyní výsledky své práce představili v prestižním vědeckém časopise Nature.

K přednostem tohoto termochemického procesu, který využívá jako zdroj procesního tepla koncentrované sluneční záření, patří rychlost a účinnost výroby, jejímž finálním produktem jsou uhlíkově neutrální paliva. Paliva typu drop-in jsou plně navíc plně kompatibilní se stávající infrastrukturou pro skladování a distribuci pohonných hmot.

Účinnost zatím slabinou

Malá solární rafinerie, kterou vybudovali švýcarští odborníci, se skládá ze tří termochemických konverzních jednotek integrovaných v sérii. První v řadě je jednotka pro přímé zachycování vzduchu, která nasává CO2 a vodu přímo z okolního vzduchu. Druhá je solární redoxní jednotka, která tyto látky přeměňuje na specifickou směs CO a H2, takzvaný syngas. Třetí je jednotka přeměňující syntézní plyn na kapalné uhlovodíky.

Slabou stránkou stávajícího zařízení je, že jeho energetická účinnost je stále příliš nízká. Nejvyšší míra účinnosti, které se dosud solárnímu reaktoru podařilo dosáhnout, je totiž pouhých 5,6 procenta. Ačkoli je tato hodnota světovým rekordem v kategorii solárního termochemického štěpení, rozhodně není dostačující. Výzkumníci proto slibují podstatnou optimalizaci celého procesu. Naopak důležitým úspěchem jejich práce je, že při štěpení na vodu a CO2 nevznikají žádné nežádoucí vedlejší produkty termochemických reakcí.

Jak tedy systém dále zlepšit, aby se zvýšila jeho účinnost? Zásadní je podle Švýcarů rekuperace tepla mezi redoxními kroky termochemického cyklu, protože tím se může zvýšit účinnost solárního reaktoru na více než 20 procent. Dále je zde prostor pro optimalizaci struktury redoxního materiálu, například pomocí 3D tisku vyrobených hierarchicky uspořádaných struktur pro zlepšení přenosu tepla a hmoty. Výzkumníci nyní vynakládají velké úsilí oběma těmito směry.

Nasazení této technologie v průmyslovém měřítku se v tuto chvíli již zdá být vcelku reálné. Tzv. heliostat je totiž možné podle potřeby snadno zvětšit. Současná solární minirafinerie používá solární reaktor o výkonu 5 kW, ale testován již byl i reaktor desetkrát větší. Pro modul o výkonu 1 MW by však bylo třeba sestrojit reaktor zhruba dvacetkrát větší, než je ten stávající. U solární věže, která bude použitelná pro komerční účely, se počítá s více moduly solárních reaktorů, přičemž se předpokládá i využití infrastruktury již existujících komerčních solárních elektráren.

Malý kousek pouště

Solární reaktor potřebuje mnoho přímého slunečního světla a minimum bezeslunných dnů. Má proto smysl je stavět především v lokalitách, jako je jižní Španělsko a severní Afrika, země Arabského poloostrova, Austrálie, jihozápad USA nebo pouště Číny a Chile. Obecněji řečeno: v regionech, kde je množství ročního přímého slunečního záření vyšší než 2 000 kWh/m2. Výrobní řetězec sice potřebuje hned na počátku kondenzovat vodu z okolního vzduchu, ale i pouštní vzduch je dostatečně vlhký, aby jí dodal potřebné množství. Pouštní země je navíc relativně levná, protože mnoho jiných využití nemá. Konkurenční střet s potravinovou produkcí zde tedy určitě nehrozí.

Podle Švýcarů by tak šlo budoucí celosvětovou poptávku po leteckých pohonných hmotách uspokojit využitím méně než jednoho procenta vyprahlé půdy na Zemi. „Abychom to uvedli do kontextu, v roce 2019 byla celosvětová spotřeba leteckého petroleje 414 miliard litrů; celková zastavěná plocha všemi solárními elektrárnami potřebnými k plnému uspokojení celosvětové poptávky po leteckém petroleji by byla asi 45 000 km2, což odpovídá 0,5 procenta rozlohy saharské pouště,“ uzavírá Aldo Steinfeld .

Těžba lithia na krušnohorském Cínovci je v současné době poměrně žhavé téma. Není divu, v této lokalitě se nacházejí jedny z největších zásob lithia v celé Evropě a z celosvětové perspektivy se jedná o zhruba 1,5 % veškerých jeho zásob. V plánu je již také výstavba tzv. gigafactory, kde by se z tohoto lithia přímo na našem území vyráběly baterie pro elektromobily.

K usnadnění těžby lithia by mohla přispět inovace, na které se podílí pražská VŠCHT, jíž se společně s dalšími čtyřmi subjekty podařilo získat grant na projekt Integrované cementářsko-metalurgické technologie pro výrobu lithia (InCeMeTs). Jedná se o prestižní grantovou výzvu KAVA 8 Evropského inovačního a technologického institutu, která je zaměřena na inovační projekty, jež jsou založeny na ověřených technologiích a vyžadují další finanční prostředky na tzv. upscaling, demonstraci či implementaci. Finanční podpora zmíněného projektu je 4,5 milionu eur na dobu 30 měsíců. Dalšími členy konsorcia jsou česká společnost Geomet, nadnárodní výrobce stavebních materiálů Lafarge Cement, německá firma MEAB Chemie Technik a Národní technická univerzita v Aténách (NTUA).

Projev důvěry

„Udělení grantu znamená jediné – Evropský inovační institut důvěřuje naší technologii, též finanční subvence je jedna z nejvyšších ze všech podpořených projektů. Zároveň jde o jeden z mála evropských projektů směřujících směrem do bývalé východní Evropy,“ zdůrazňuje Hong Vu z VŠCHT Praha, který je autorem technologie InCeMeTs.

Tato patentově chráněná bezodpadová technologie InCeMeTs spočívá v synergické integraci metalurgického postupu s cementářskou výrobou pro ekonomicky efektivní získávání lithia a dalších hodnotných složek lithných slíd společně s ceněnými nízkoalkalickými slínky nebo nedostatkovou granulovanou struskou, které jsou důležitými surovinami cementářských výrob. V tuto chvíli probíhá v rámci výzkumného centra CirkTech VŠCHT Praha její poloprovozní ověřování. Pokud bude technologie funkční i v jiném než laboratorním měřítku, může se stát hlavním nástrojem pro získávání lithia z cínoveckých rud.

„Role univerzity v celém projektu bude zásadní – jsme koordinátorem technologické části projektu, budeme odpovědní za provoz pilotního testování pyrometalurgické i hydrometalurgické části, dále za ekonomicko-technologické hodnocení technologie a spolupráci s renomovanou inženýrskou firmou na předběžné i finální studii proveditelnosti,“ dodává Hong Vu.

Dotáhnout do komerční podoby

Grant umožní členům konsorcia navrhnout a postavit další dvě pilotní zařízení pro výrobu vysoce čistého Li2CO3 a LiOH s bateriovou čistotou, pokrýt náklady na zajištění lithiového koncentrátu, na provoz pyrometalurgické a hydrometalurgické části technologie InCeMeTs v poloprovozním měřítku, a tím dotáhnout technologii InCeMeTs do fáze průmyslové implementace.

Společnost Geomet bude mít v rámci projektu za úkol zajistit dostatek suroviny pro provádění experimentů, NTUA se bude starat o administrativu projektu a bude odpovědná za provoz pilotní jednotky na výrobu LiOH. Lafarge Cement bude společně s VŠCHT Praha zodpovídat za pyrometalurgické testování, které je klíčovou částí technologie InCeMeTs. VŠCHT Praha bude zároveň provozovat pilotní jednotku na výrobu vysoce čistého Li2CO3. Společnost MEAB Chemie Technik bude designovat dvě zmíněná hydrometalurgická zařízení podle návrhu VŠCHT Praha a zajistí jejich montáž a následné uvedení do provozu.

Technologie InCeMeTs přináší kromě jiného také univerzální bezodpadový postup vhodný především pro získávání kovů z různých velkoobjemových odpadů (plasty, keramika, popílky apod.), je použitelná pro ekologickou recyklaci různých kovů nebo využití druhotných surovin, jako jsou například elektrárenské popílky, na komerční výrobky. Velkou výhodou je, že technologii bude možné aplikovat ve stávajících velkokapacitních cementářských pecích bez nutnosti zásadních technologických úprav.

Česká gigafactory

Ministerstvo průmyslu a ČEZ uzavřely letos v létě memorandum ohledně přípravy projektu továrny na bateriové články do elektromobilů, tzv. gigafactory. Dokument nastavuje základní podmínky vzniku továrny a je předpokladem pro dohodu s dalšími případnými zástupci investorů do tohoto podniku, kde by vedle ČEZ působili například také zástupce automobilového průmyslu či výrobce baterií. Investice do projektu při roční výrobní kapacitě 40 GWh dosáhne částky minimálně 52 miliard Kč, vzniknout by mělo 2 300 pracovních míst. Plán gigafactory počítá s tím, že továrna bude k výrobě baterií využívat právě lithium vytěžené na Cínovci.

Twitterový příspěvek o tom, že si část společnosti Tesla odkoupí do soukromého vlastnictví, Elona Muska pronásleduje i po více než třech letech. Bankovní společnost JPMorgan Chase totiž zažalovala Teslu o 162 milionů amerických dolarů s tvrzením, že automobilka jí tuto částku dluží na základě opční smlouvy, kterou společnosti podepsaly v roce 2014. Jádrem sporu je ustanovení ve smlouvě, které umožňuje JPMorgan provést úpravu smluvních podmínek po jakýchkoli „mimořádných událostech“, k nimž v Tesle dojde.

Banka tvrdí, že tweet ze 7. srpna 2018, v němž Elon Musk, uvedl, že má „zabezpečeno financování“ na částečné odkoupení Tesly za 420 dolarů za akcii, naplnil výše uvedenou podmínku, protože tak výrazně snížil cenu akcií Tesly.

Podle Tesly oportunistický pokus

Akciové opce dávají jejich držiteli právo nakupovat akcie v určitém časovém období za stanovenou cenu, což vlastníkovi umožňuje z nich profitovat, pokud se jejich cena v daném období zvýší. Platnost opce JPMorgan vypršela v červnu a červenci letošního roku, ale banka tvrdí, že po Tesle kompenzaci požadovala již mnohem dříve, a to buď v podobě akcií, nebo hotovosti. „Tesla zjevně ignorovala svůj jasný smluvní závazek zaplatit JPMorgan v plné výši,“ uvedla banka.

Tesla s tímto výkladem nesouhlasí, podle ní úpravy banky byly „nepřiměřeně rychlé a představovaly oportunistický pokus využít změny volatility akcií Tesly“, uvádí se ve stížnosti Tesly.

Komplikovaná spolupráce s Muskem

Rozhodnutí této velké americké banky žalovat svého klienta je neobvyklé. Je o to neobvyklejší, že se jedná o klienta prestižního, s nímž by banka jistě ráda spolupracovala i nadále. Postup banky proto jen podtrhuje, jak komplikovaná může být pro finanční instituce spolupráce s Elonem Muskem. „Poskytli jsme společnosti Tesla několik příležitostí ke splnění jejích smluvních závazků, takže je opravdu nešťastné, že nás donutila tuto záležitost dovést až k soudnímu sporu,“ komentuje aktuální situaci banka.

Musk již v souvislosti se zmíněným tweetem vedl právní bitvu s americkou Komisí pro kontrolu cenných papírů (U.S. Securities and Exchange Commission – SEC), která jej obvinila z podvodu s cennými papíry a z klamání trhu. Musk podle komise podvedl investory nepravdivými tvrzeními na Twitteru o možné transakci typu „go-private“. Musk obvinění nejprve vehementně odmítal, ale nakonec ustoupil a souhlasil s pokutou ve výši 20 milionů amerických dolarů.

Švédský výrobce baterií Northvolt oznámil, že se mu podařilo zvládnout výrobu bateriového článku pouze z recyklovaných materiálů – konkrétně z niklu, manganu a kobaltu (NMC). Společnost, která na uskutečnění svých plánů získala nemalé investiční prostředky například od Goldman Sachs či Volkswagenu, uvedla, že novou lithium-iontovou baterii je možné vyrobit tímto způsobem díky jejímu originálnímu recyklačnímu programu Revolt. Všechny recyklační a výrobní procesy si přitom firma vyprojektovala sama ve svých Northvolt Labs ve městě Västerås. Podstatou tohoto způsobu recyklace je nízkoenergetický hydrometalurgický proces, při němž se k izolaci kovů a jejich oddělení od nečistot používá vodný roztok.

Testy baterie následně ukázaly, že její výkon je srovnatelný s články vyrobenými z čerstvě vytěžených kovů. Firma proto plánuje, že kapacitu recyklačního zařízení, které je zatím pouze na papíře, navrhne tak, aby bylo možné ročně zrecyklovat až 125 000 tun baterií.

Výstavba závodu nazvaného Revolt Ett má začít v prvním čtvrtletí roku 2022, do provozu by měl být závod uveden v roce 2023. Výrobním materiálem budou vysloužilé baterie z elektromobilů a šrot z bateriové gigafactory Northvolt Ett. Ta by měla první baterie vyrobit již koncem letošního roku. Obě zařízení se budou nacházet v těsné vzájemné blízkosti v severošvédském městě Skellefteå.

Vedle již zmíněných materiálů bude závod Revolt recyklovat také plasty, měď a hliník a následně je bude nevracet do výrobních toků prostřednictvím lokálních výrobních závodů.

Jde o míru recyklace

Podle ředitelky společnosti Revolt Emmy Nehrenheim by teoreticky mělo jít recyklovat jakýkoli kov, který je v baterii obsažen, a následně z něj vyrobit zcela novou baterii. „Základní strategií vyspělého trhu s elektromobily – tedy takového, kde do provozu vyjíždí stejné množství vozidel, jako je množství těch, která je třeba sešrotovat nebo poslat na recyklaci – má být dosažení velmi vysoké míry recyklace baterií. To znamená, že pak již nebudeme závislí na velmi likvidním trhu se surovinami a také zmenšíme svoji negativní ekologickou stopu,“ domnívá se Emma Nehrenheim.

Plány společnosti Northvolt přicházejí v době, kdy přechod k elektromobilitě začíná nabírat na síle. Na právě skončeném summitu COP26 o změně klimatu byla mimo jiné zveřejněna deklarace, jejíž signatáři se zavázali k tomu, že budou pracovat na tom, aby veškeré vozy prodané po roce 2040 neprodukovaly žádné emise. Na největších automobilových trzích by přitom tímto mezníkem měl být již rok 2035.

Mezi signatáři deklarace jsou například vlády Spojeného království, Mexika či Kanady a velké automobilky, jako je Ford, General Motors nebo Volvo Cars. Citelně chybějí podpisy vlád USA, Číny a velkých výrobců automobilů, jako je Volkswagen či Toyota.

Nutná alternativa

Avšak bez ohledu na politické deklarace je v praxi zcela zřejmé, že globální dodavatelské řetězce čelí v důsledku mnoha faktorů značnému tlaku, a pro řadu firem se tak recyklace materiálů a budování oběhového hospodářství jeví jako zajímavá nebo v některých případech dokonce jako nutná alternativa.

„Bude to klíčová hnací síla pro každé nové odvětví. Žádná převratná technologie nebude moci bez recyklace existovat a myslím si, že z dlouhodobého hlediska budou recyklované materiály v jakémkoli odvětví velkou konkurencí materiálům novým,“ myslí si Emma Nehrenheim. „Měli bychom také mít na paměti, že v Evropě do roku 2030 doslouží přibližně 250 000 tun baterií,“ dodala. Společnost Northvolt proto chce být na nadcházející roky dobře připravena.

Společnost Northvolt – kterou v roce 2016 založil bývalý manažer firmy Tesla Peter Carlsson – uvádí, že se jí již podařilo uzavřít smlouvy s důležitými zákazníky, včetně automobilek Volkswagen, Volvo Cars, BMW, Fluence, Scania nebo Polestar, přičemž celkový objem objednávek prý již přesáhl 27 miliard USD.

V boji s klimatickou změnou byl loňský rok pro Evropskou unii v jistém ohledu přelomový, poprvé se totiž členským zemím v celkovém součtu podařilo vyrobit více elektřiny z obnovitelných zdrojů než z fosilních paliv. Cesta k plánované uhlíkové neutralitě, stanovené na rok 2050, je však ještě dlouhá a státy sedmadvacítky se na ni vydávají z různých startovacích pozic. V některých jsou již dnes obnovitelné zdroje podstatnou součástí energetického mixu, jinde je jejich rozvoj teprve v začátcích.

Podíl elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů energie v Evropské unii od roku 2010 výrazně stoupá. V loňském roce z nich pocházelo cekem 38 % vyprodukované energie. „Státy EU, které v největší míře využívají obnovitelné zdroje k výrobě elektřiny, včetně hydroenergie, jsou Německo (251 TWh), Itálie (117 TWh) a Španělko (108 TWh). Pokud bychom brali v potaz všechny evropské státy, dostaly by se na čelné příčky i země jako Norsko (150 TWh), Velká Británie (135 TWh) a Turecko (128 TWh),“ popisuje František Janíček ze Slovenské technické univerzity v Bratislavě.

Množství vyrobené elektřiny je však značně podmíněno velikostí a lidnatostí země, a proto je důležité sledovat, ve kterých zemích dosahují obnovitelné zdroje největšího podílu na konečné spotřebě elektrické energie. „V takovém případě se do popředí v rámci Evropy dostávají země jako Norsko či Island. U obou se jedná o téměř stoprocentní podíl,“ doplňuje František Janíček. V rámci EU se v tomto ohledu nejlépe daří Švédsku, Finsku, Dánsku, Estonsku, Lotyšsku, Rakousku a Portugalsku. Na opačném pólu se nacházejí státy Beneluxu a Malta. Jen s malým odstupem před nimi figuruje Česká republika a Slovensko.

Celkově se podle výzkumné zprávy institutů Ember a Agora Energiewende v minulém roce podařilo navýšit podíl vyrobené energie z obnovitelných zdrojů v Evropské unii o více než tři procentní body. Prakticky výhradně se na tomto nárůstu podílely investice do solární a větrné energie. Ve využívání těchto dvou zdrojů je unijním lídrem Dánsko, které z nich pokryje až 61 % své roční energetické spotřeby. Drtivá většina jeho elektřiny pochází z větrných elektráren, jež jsou pro tuto zemi příznačné. Nejstarší tam stála již v roce 1891 a byla vůbec první svého druhu v Evropě. Značnou část své spotřeby nasycuje pomocí větru a slunce i Irsko (35 %), Německo (33 %) či Španělsko (29 %).

Na špici je Norsko

Celosvětovým lídrem ve využívání obnovitelných zdrojů je však Norsko. Nová studie energetického portálu Utility Bidder zveřejnila žebříček 20 nejúspěšnějších zemí v oblasti využívání čisté energie, zmiňuje ale také ty, v nichž stále dominují fosilní paliva. Měřenými fosilními palivy byly uhlí, ropa a zemní plyn, za obnovitelné zdroje se počítaly biopaliva a spalování odpadu, vítr, slunce a voda. Všechny údaje uvedené ve studii pocházejí od Mezinárodní energetické agentury (IEA).

V Norsku podle těchto údajů pochází z obnovitelných zdrojů 67,5 % celkové domácí produkce energie. K této dominanci přispívají nejvíce vodní elektrárny (45 % celkové energetické produkce), jejichž produkce pokrývá přes 99 % norské spotřeby elektřiny. Voda může hrát tuto zásadní roli díky mnoha vysokých horám a strmým údolím, jimiž se valí dravé řeky, ale v poslední době také díky většímu množství srážek, jejichž nárůst je podle všeho důsledkem klimatických změn.

Norské vodní elektrárny poskytují celkový výkon 31 GW a v průměru ročně dodají do sítě 133 TWh elektrické energie. Velký potenciál má v Norsku také větrná energie, zvláště ta situovaná na moři – offshore, a také přílivové elektrárny nebo výroba bioenergie ze dřeva. Norsko coby severská země má omezené možnosti ve využívání solární energie, ale i přesto je jedním z největších světových výrobců křemíku pro solární panely i celých solárních panelů.

K dalším lídrům v oblasti využívání obnovitelných zdrojů energie jsou Brazílie a Nový Zéland. Brazílie je celosvětovým lídrem ve využívání biopaliv a odpadní energie. Tyto zdroje tvoří 32 procent celkové brazilské energetické spotřeby. Brazílie je druhým největším výrobcem etanolu, který slouží jako biopalivo. Tzv. bioethanol lze používat například jako pohonnou hmotu ve spalovacích motorech (má označení E85), je však třeba nejdříve provést na vozidle určité technické úpravy, takže jsou zde jistá pro a proti. Toto palivo se také přimíchává v množství 5 až 10 procent do konvenčních minerálních paliv. Zvyšuje se tak oktanové číslo paliva a snižuje se množství emisí CO2.

Na Novém Zélandu, na žebříčku třetím, představují obnovitelné zdroje energie 42 procent veškerých tamních dodávek energie. Země je světovým lídrem ve výrobě větrné a solární energie, která tvoří 25 procent veškeré její produkce. Těží totiž ze silných a stálých západních větrů a celoročně má také dostatek slunečního svitu. V zemi se tak v poslední době dynamicky rozvíjí například trh se solárními systémy pro ohřev vody.

Konec žebříčku pro Singapur

Nyní se podívejme na opačný konec žebříčku. Tam se shodně s 98procentním podílem fosilních paliv na produkci veškeré energie nachází Singapur. Hlavní roli mezi singapurskými fosilními palivy hraje ropa, jejíž podíl činí 73 procent. Singapur je totiž významnou námořní křižovatkou a druhým domovem velkých ropných společností, jako je například Exxon Mobil. Díky tomu má výhodné podmínky pro nákup a distribuci ropy, což se projevuje její naprostou dominancí v tamním energetickém mixu, pokud lze o mixu vůbec hovořit.

Singapur je těsně následován Austrálií (93procentní závislost na fosilních palivech) a Jižní Afrikou (91procentní závislost). Čtvrté a páté nejhorší místo zaujímají Lucembursko a Nizozemsko, jejichž závislost je shodně 90procentní. Nizozemsko má přitom největší zásoby zemního plynu ze všech zemí ve výše zmíněném žebříčku. O tom svědčí i podíl plynu na celkovém energetickém mixu země, který je 45procentní. Zajímavostí je, že celá polovina nizozemských zásob plynu se nalézá v okolí města Groningen. Jde tak o největší naleziště plynu v Evropě. Nizozemská vláda se však již zavázala, že v roce 2022 tam pravidelnou těžbu zastaví.

Praha bude muset do roku 2030 investovat do udržitelné mobility částku ve výši téměř 9,5 miliardy Kč. Uvádí to nová studie, kterou vypracovala EIT Urban Mobility, iniciativa Evropského inovačního a technologického institutu (EIT). Studie vedle Prahy předkládá svá doporučení týkající se udržitelné mobility i dalším velkým evropským městům. Tato doporučení je možné si prostudovat i v názornější, grafické formě.

Podle zmíněné studie by se však investice měla městu vrátit více než dvojnásobně – její návratnost byla vyčíslena na 19,5 miliardy Kč, přičemž přes 11 miliard z této částky by měly činit zcela klíčové úspory, totiž ušetřené náklady na zdravotní péči související se znečištěním ovzduší a nadměrným hlukem.

Jak na cíle Zelené dohody

Studie městům včetně Prahy nabízí řadu konkrétních opatření, pomocí kterých tato města mohou efektivně plnit cíle Zelené dohody EU. To mimo jiné znamená snížit do roku 2050 emise skleníkových plynů produkované dopravou o 90 % ve srovnání s úrovní v roce 1990. Pro Prahu by podle studie měly být nejúčinnějšími způsoby, jak zelených cílů dosáhnout, rozvoj sdílené mobility, lepší řízení poptávky po dopravních službách, inovace těchto služeb a zkvalitnění cenových schémat v městské dopravě.

Praha by v budoucnu měla zapracovat také na zlepšení pobídek firmám nebo na zlepšení služeb v oblasti sdílených dopravních prostředků. Studie dále akcentuje řešení typu doprava, která pružně reaguje na aktuální poptávku, zavádění poplatků za způsobování kongescí či znečištění nebo zavádění smart prvků do městského parkovacího systému.

Modernizace dopravní infrastruktury tak, aby bylo dosaženo výraznějšího snížení emisí CO2, obecně patří k těm nejdražším řešením, zejména kvůli velkým investicím do zlepšení městské vlakové a autobusové sítě. Projekty udržitelné městské mobility by tak nejenže mohly nasměrovat města, jako je Praha, ke splnění cílů v oblasti snižování CO2, ale také by výrazně zlepšily kvalitu života v hustě zalidněných městských oblastech. Včasná realizace těchto projektů by tak do roku 2030 mohla snížit úmrtnost související s mobilitou z 2 na 0,98 osoby na 100 000 obyvatel. Mohla by však přispět i ke snížení počtu vlastněných vozidel z 547 na 379 vozidel na 1000 obyvatel a podnítit větší využívání služeb sdílené mobility, a to až o 32 %.

Velké výdaje, ještě větší návratnost

Studie rovněž uvádí, že v rámci celé EU budou města potřebovat do roku 2030 na rozvoj udržitelné mobility dodatečné investice ve výši 86 miliard eur. Pokud však bude tato transformace úspěšná, měla by znamenat přínosy ve výši až 177 miliard eur. Z této částky by 79 miliard eur měly tvořit ušetřené náklady na zdravotní péči související se znečištěním ovzduší a nadměrným hlukem. Do roku 2050 tak může každé jedno euro investované do přechodu na udržitelnou městskou mobilitu znamenat přínos ve výši 2,32 až 5,66 eura (3,90 eura z příjmů a 1,76 eura z externalit).

Dopravní experti, kteří studii vypracovali, provedli analýzu pomocí modelování založeného na cílech stanovených v Zelené dohodě a jednotlivých národních „politických balíčcích“ zohledňujících strategii Fit for 55. Analýza se zaměřila na města EU 27, která mají 50 000 a více obyvatel.

Zpráva EIT Urban Mobility bude oficiálně prezentována na světovém kongresu Tomorrow.Mobility, který se koná v Barceloně od 16. do 18. listopadu 2021.

Načíst další