Evropská agentura pro životní prostředí (EEA) informovala, že se Evropské unii podařilo oproti roku 1990 snížily emise skleníkových plynů o 34 procent.

Agentura EEA kvůli tomu předložila inventarizační zprávu Rámcové úmluvě OSN o změně klimatu, která čítá téměř tisíc stran. Z ní vyplývá, že Evropská unie splnila požadované hodnoty dokonce před vypuknutím pandemie nemoci covid-19, která v řadě zemí vedla mimo jiné k velkým uzávěrám klíčových výrobních firem.

Agentura EEA v rámci své zprávy uvedla, že se podařilo snížit emise skleníkových plynů téměř ve všech sektorech hospodářství. Zvláštní úspěch se pak ale podařil v oblasti průmyslu, bydlení nebo dodávek energie. Informoval o tom server EURACTIV.

Evropská agentura pro životní prostředí však ale také naznačila, že třeba v sektoru dopravy se nedaří škodlivé skleníkové plyny snižovat dostatečně a podobně je na tom i zemědělské prostředí.

Jen v roce 2020 se podařilo Evropské unii snížit emise plynů o jedenáct procent. Podepsalo se na tom i čím dál nižší využívání uhlí, jehož spotřeba byla v roce 2020 až třikrát nižší než o třicet let dříve. Pozitivně se ale na tom podepsaly i poměrně teplé zimy, kvůli kterým nebyla poptávka po vytápění během studených měsíců tak velká jako třeba v předešlých letech.

Řada společností, které se veřejně ohlásily snížení emisí oxidu uhličitého, ve skutečnosti své emise nemusela zdaleka snížit tak, jak uvádí. Naznačují to alespoň výsledky studie, která se snažila zjistit, čím jsou podložené tzv. „zelené“ certifikáty o původu elektřiny.

Mnoho podniků se ve svých prohlášení o své „ekologičnosti“ a snaze o ochranu klimatu ohání různými „zelenými“ certifikáty, které dokládají, že využívají elektřiny z obnovitelných zdrojů. Jednoduše řečeno mají tedy „papír“ na to, že nakoupily svou elektřinu z nějakého bezemisního zdroje.

Nákupem takových „zelených“ certifikátů tedy společnosti podporují projekty obnovitelné energie na celém světě. Firmy mohou energii z větru či slunce využívat přímo, nebo mohou například říci, že kompenzují svou spotřebu elektřiny z fosilních paliv. Vlastně si koupí uhlíkové „odpustky“ tím, že podpoří rozvoj čistých zdrojů jinde.

Osvědčení mohou sloužit jako účetní mechanismus v případě nutnosti plnit povinnosti stanovené vládou. Nebo také jako doklad, že bylo vyrobeno určité množství obnovitelné energie, určený pro zákazníky vyžadující zelenou elektřinu. A mohou se také obchodovat na zvláštním trhu se zelenými certifikáty, který funguje nezávisle na trhu s elektřinou jako komoditou.

Nedávno zveřejněná podrobnější analýza jednoho druhu těchto certifikátů (REC) ovšem dospěla k názoru, že to tak do znační míry není: „Příliš mnoho spotřebitelů, médií, dokonce i investorů si může skutečně myslet, že daná firma fyzicky využívá ze sta procent elektřinu z obnovitelných zdrojů energie. A to prostě není pravda,“ shrnul závěr práce Anders Bjørn, postdoktorand na Concordia University pro server E&T. Studie, pod kterou je podepsán jako hlavní autor byla publikována v časopise Nature Climate Change.

REC či „Renewable Energy Certificates“ je systém želených certifikátů využívaný v USA, někdy také označovaný jako Green tags nebo Renewable Energy Credits. Dobrovolný program Green-e je spravován organizací CRS (Center for Resource Solutions). Na rozdíl od Evropy ve spojených státech neexistuje centrální hub, takže není možné převádět certifikáty mezi libovolnými dvěma státy tam a zpět. Nicméně díky existenci registrů jako NAR nebo WREGIS, z nichž každý pokrývá více než 10 států, jsou obecně převody mezi státy zpřístupněné (pro lepší vysvětlení tohoto nástroje a obchodování doporučujeme článek Václava Sudy na serveru oenergetice.cz).

Bjørn a jeho tým ve studii zkoumali 115 společností z nejrůznějších odvětví – včetně společností Microsoft, Ford a Best Buy – které se zavázaly ke snížení emisí uhlíku. Všechny tyto společnosti dohromady údajně snížily množství emisí souvisejících s produkcí elektřiny v letech 2015 až 2019 o více než 30 %.

Autorský tým dospěl ovšem k závěru, že skutečnosti tyto společnosti snížily své emise jen asi o 10 procent.

Moc levné?

Rozdíl by měl být podle autorů způsoben poklesem ceny zelených certifikátů, kterou zase je důsledkem rozšíření obnovitelných zdrojů. Podle výzkumníků jsou na americkém trhu tyto certifikáty v současné době jsou tak levné, že nemotivují energetické společnosti k realizaci nových projektů na výrobu „obnovitelné energie“. Firmy tedy sice mají potvrzení, ty ovšem ve skutečnosti nic nekompenzují.

„V naší studii vidíme, že společnosti ve většině případů nakupují certifikáty, které pro klima nedělají mnoho, pokud vůbec něco, ať už o tom vědí, nebo ne,“ řekl Bjørn.

Bjørn s kolegy dospěli při pohledu do statistik k záběru, že dvě třetiny firmami deklarovaného snížení emisí souvisely se „zelenými“ certifikáty – a pravděpodobně nijak nepřispěly ke stavbě nových zdrojů obnovitelné energie do sítě, ani nijak jinak nevedly ke snížení emisí skleníkových plynů.

Ne všechny společnosti však spoléhají na tuto metodu dekarbonizace svých obchodních modelů. V posledních letech roste obliba nástroje známého česky jednoduše jako „smlouvy o prodeji elektřiny“, anglickou zkratkou PPA (power purchase agreements).

To jsou prostě dlouhodobé smlouvy o přímém prodeji elektřiny spotřebiteli za předem sjednanou cenu. Ta nemusí být nutně stanovena fixně, ale může se odvíjet od situace na trhu. Jejich součástí musí být cenové podmínky, doba trvání kontraktu a množství odebrané elektřiny.

V případě „zelených“ smlouvy si typicky nějaká velká společnost (např. automobilka) objedná obnovitelnou energii z větrných a solárních farem o velkém výkonu. Motivace korporací je jednoduchá: nejsou tak závislé na dotacích od státu a ozeleňují tím svůj provoz, což je pro ně důležité z marketingového i legislativního hlediska.

Na základě těchto PPA smluv firmy samozřejmě také získají „zelený certifikát“ o vyrobení elektřiny, ale vlastně mimoděk. Hlavním rysem smlouvy je to, že jedna strana druhé přímo dodává elektřinu podle dohodnutých podmínek. Autoři nové studie proto „zelené certifikáty“ vzniklá v rámci nějaké smlouvy o přímém prodeji považují za doklad skutečného snížení emisí.

Autoři zmíněného vědeckého článku nejsou první, kdo na potíže se zelenými certifikáty upozornil. Jejich význam proto postupně klesá, stále jsou ovšem v řadě případů uznávány.

Jak se snižují emise

Těžištěm plánů na dosažení uhlíkové/klimatické neutrality je ve většině případů přímé snížení emisí CO2 a dalších skleníkových plynů, například nahrazením uhelných elektráren obnovitelnými zdroji, zateplováním budov nebo alternativními pohony aut. Dekarbonizovat některé průmyslové procesy (např. výrobu cementu) nebo třeba leteckou dopravu je však zatím technologicky obtížné a drahé – některých emisí se tedy daná firma či stát nezbaví. Plány na dosažení uhlíkové neutrality proto počítají se zachycováním uhlíku nebo s takzvanými uhlíkovými kompenzacemi, kterými „vynulují“ své zbývající emise.

Zachycovat CO2 z atmosféry7 lze přírodní nebo průmyslovou cestou. Přírodní postupy využívají rostliny, které vážou oxid uhličitý z atmosféry do svých listů, kmenů a kořenů. Ve většině případů to znamená vysazování stromů a obnovu lesa, některé ekosystémy prérijních travin však dokáží vázat uhlík ještě rychleji. Průmyslové postupy (CCS, Carbon Capture and Storage8) spoléhají na technologie filtrace, které oxid uhličitý zachycují, a na jeho dlouhodobé ukládání (většinou se vstřikuje do hlubokých vrtů v zemské kůře).

Uhlíkové kompenzace (carbon offsets) jsou v podstatě investice do projektů, jež se různými způsoby snaží emise skleníkových plynů snížit. Tyto projekty mohou být různého charakteru – například zachycování a spalování metanu, který uniká ze skládky odpadu, tedy přeměnu tohoto silného skleníkového plynu na plyn slabší (CO2), což lze započítat jako snížení emisí. Jiným příkladem mohou být projekty v afrických zemích, které se snaží nahradit tradiční vaření na ohni efektivnějšími plynovými vařiči.9 Kromě emisních úspor podobné projekty chrání také místní lesy. Další projekty se mohou zaměřit přímo na zalesňování.

Potíž s uhlíkovými kompenzacemi spočívá v tom, že budoucí dopad investice lze odhadnout jen stěží a je většinou nejistý. Offsetting tedy vede k tomu, že se rizika spojená s investicí mnohdy přesouvají jinam. Nesnadné je i počítání těchto kompenzací, aby nebyly započítány dvakrát: jestliže se např. Microsoft rozhodne pro uhlíkovou kompenzaci v podobě zalesnění části území Sierry Leone, komu přičíst toto snížení emisí – africké zemi, nebo IT korporaci? Z pohledu příznivého klimatu z toho budeme mít prospěch pouze jednou, nikoli dvakrát. Ještě složitější je pak tento výpočet u obchodování se zbožím a energií. Kvalita jednotlivých offsetových projektů se může velmi lišit, a protože dosud nebyly vytvořeny jednotné mezinárodní standardy, bývá offsetování často přirovnáváno k obchodování s odpustky nebo označováno jako greenwashing.10 Pokud tedy firma o uhlíkových kompenzacích uvažuje, je vždy potřeba posuzovat konkrétní projekty přímo na stránkách, které offsetování nabízí – například Climate partner, Carbonfootprint nebo český projekt Offsetujeme CO2.

Potíž s uhlíkovými kompenzacemi spočívá v tom, že budoucí dopad investice lze odhadnout jen stěží a je většinou nejistý. Offsetting tedy vede k tomu, že se rizika spojená s investicí mnohdy přesouvají jinam. Nesnadné je i počítání těchto kompenzací, aby nebyly započítány dvakrát: jestliže se např. Microsoft rozhodne pro uhlíkovou kompenzaci v podobě zalesnění části území Sierry Leone, komu přičíst toto snížení emisí – africké zemi, nebo IT korporaci? Klima z toho bude mít prospěch pouze jednou, nikoli dvakrát. Ještě složitější je pak tento výpočet u obchodování se zbožím a energií. Kvalita jednotlivých offsetových projektů se může velmi lišit, a protože dosud nebyly vytvořeny jednotné mezinárodní standardy, bývá offsetování často přirovnáváno k obchodování s odpustky nebo označováno jako greenwashing 10. Pokud tedy firma o uhlíkových kompenzacích uvažuje, je vždy potřeba posuzovat konkrétní projekty přímo na stránkách, které offsetování nabízí – například Climate partner, Carbonfootprint nebo český projekt Offsetujeme CO2.

Zdroj: Faktaoklimatu.cz

Nákladní lodě plující do Evropy začnou platit za vypuštěné emise. Které začínající firmy by mohly této příležitosti využít?

V příštím roce se EU chystá zpřísnit opatření proti jednomu znejšpinavějších průmyslových odvětví na světě: lodní dopravě. Od začátku roku 2023 bude lodní doprava spadat pod unijní systém pro obchodování s emisemi (ETS). Všechny lodě přepravující zboží do Evropské unie i z Evropské unie, budou tedy platit za své emise.

Tato daň znamená, že lodě budou muset kupovat uhlíkové povolenky, které pokryjí všechny emise během plavby v EU a polovinu emisí vzniklých při mezinárodních plavbách, které začínají nebo končí v přístavu EU. Kromě toho nařízení dále zvýší cenu paliva, která je již nyní rekordně vysoká v důsledku dopadu války na Ukrajině na dodavatelské řetězce.

To vše bude samozřejmě představovat pro mnohé problém – ale také příležitost pro startupy. Několik zajímavých, které by na změně legislativy mohly vydělat, vytipoval server Sifted.eu.

Vyšší účinnost

Jedním z největších problémů, kterým čelí lodní průmysl, je skutečnost, že bezemisní a nízkouhlíková paliva, jako je zelený metanol a čpavek, nejsou nákladově konkurenceschopná.

Místo přechodu na udržitelnější paliva se tedy mnoho společností v krátkodobém horizontu zaměřuje na zvyšování efektivity a zajištění toho, aby jejich plavidla dokázala přepravit více zboží na větší vzdálenost s využitím menšího množství paliva. Snižují také rychlost: podle výzkumu může snížení rychlosti lodi o 10 % snížit emise o 19 %.

Zde přicházejí ke slovu startupy, jako je DeepSea. Tento řecký startup, který založili Konstantinos Kyriakopoulos a Roberto Coustas, využívá umělou inteligenci ke sledování výkonnosti plavidel. V reálném čase poskytuje provozovatelům a majitelům lodí doporučení, jak mohou zvýšit jejich efektivitu a snížit emise. Odvětví není příliš transparentní, a s těmi informacemi, které jsou k dispozici, neumí efektivně pracovat řekl Roberto Coustas pro Sifted: „My celý proces zefektivním.“

Platforma společnosti DeepSea informuje kapitány o nejpřímějších trasách, které by mohli využít, přičemž samozřejmě bere v potaz faktory jako předpověď počasí. Samozřejmě, plavidla už dnes mají systém, který vybírá trasy na základě počasí. Technologie DeepSea přidává modely výkonnosti jednotlivých plavidel generované umělou inteligencí a plánuje cestu na míru pro každou konkrétní loď. Sleduje také totiž statistiky výkonu hlavních motorů a spotřebu paliva.

„Zohledňujeme, jak a kdy každá loď skutečně spaluje palivo – místo abychom předpokládali, že je to gumová kachna. To nám umožňuje předpovědět, kolik bude každá potenciální trasa „stát“, a najít tu optimální,“ říká Coustas. Jde tedy v podstatě o sofistikovanou navigaci – a pokud DeepSea skutečně uspěje, hodně to říká o tom, jak veliké rezervy v úspoře paliv lodní doprava ještě měla.

Podle Coustase spotřebuje lodní průmysl ročně 300 milionů tun paliva a 10 % z toho se promrhá. To vede nejen k vyšším emisím, ale také k vyšším nákladům pro provozovatele. „Obojí by se dalo snížit jen lepším využitím stávající flotily,“ říká Coustas.

Technologie DeepSea může provozovatelům pomoci ušetřit palivo, což zase minimalizuje uhlíkovou daň, kterou budou platit, až příští rok vstoupí v platnost systém obchodování s emisemi, říká Coustas. Tvrdí, že optimalizace tras společnosti DeepSea vede v průměru k osmiprocentní úspoře paliva.

Společnost DeepSea dosud získala 8,7 milionu eur od společností Nabtesco Technology Ventures a ETF Partners a v létě ji čeká další kolo financování.

Lepší přehled

Dalším evropským startupem, který pomáhá zvyšovat efektivitu v lodní dopravě, je společnost Zencargo se sídlem ve Velké Británii. Její platforma údajně pomáhá optimalizovat nízkouhlíkové trasy a zkrátit dobu nakládky nákladu – nechce ovšem uvést přesnou výši deklarovaných úspor. Software pro společnosti vytváří schémata s podrobným popisem pořadí, v jakém by měly být lodě nakládány a jak by měly být skladovány.

„Nejenže můžeme maximalizovat množství nákladu, které můžeme dostat do každého kontejneru, ale můžeme také ušetřit čas při přípravě produktu a kontejneru,“ říká spoluzakladatel Richard Fattal.

Společnost Zencargo například společnostem počítá emise v rámci jejich dodavatelských řetězců, od těch spojených s konkrétními přepravními trasami až po potenciál úspor, pokud přejdou z nákladních aut na vlaky. Startup také informuje firmy o tom, kolik paliva by mohly ušetřit používáním různých typů plavidel. Například přechod z lodi poháněné těžkým topným olejem na loď poháněnou zkapalněným zemním plynem (LNG) může snížit průměrné emise přibližně o 25 %.

Společnost neslibuje žádnou revoluci, ale celou řadu malých úspor. „Lodní společnosti hledají drobná zlepšení, která dohromady budou mít velký dopad, aby se mohly vyrovnat s dopady změn ekologických předpisů, a při zvyšování účinnosti hraje velkou roli technologie,“ řekl Fattal pro Sifted.

Společnost Zencargo získala od svého založení v roce 2017 více než 50 milionů eur od společností Digital+ Partners, HV Capital a Picus Capital.

Výzkum a vývoj

Opatření na zvýšení efektivity však k dekarbonizaci lodního průmyslu vedou jen do určité míry. Podle odborníků je k dosažení dlouhodobých klimatických cílů dohodnutých v rámci Pařížské dohody nutná radikální změna – a to znamená přijetí nových nízkouhlíkových technologií.

Jedním z problémů je, že investoři váhají s financováním některých potřebných výzkumných a vývojových prací. „Všichni mají zájem, ale nikdo nechce být první, kdo investuje do technologií v rané fázi,“ říká Diane Gilpinová, generální ředitelka organizace Smart Green Shipping Alliance, která vyvíjí technologická řešení, jež mají pomoci „dekarbonizaci“ lodní dopravy.

Společnost Smart Green Shipping navrhla své vlastní řešení: automatické zatahovací ocelové a hliníkové plachty, které umožňují provozovatelům využívat po část plavby větrnou energii místo fosilních paliv.

V rámci pilotního projektu společnost zjistila, že nákladní loď vybavená těmito plachtami může na transatlantické plavbě z Baton Rouge do Liverpoolu ušetřit 20 % paliva ročně. „Navrhujeme systém, který lze na loď opravdu snadno nainstalovat a který okamžitě snižuje její závislost na fosilních palivech,“ říká Gilpin.

Britská společnost se však potýká s problémy při získávání investic. „I když jsou ceny ropy vysoké a systém EU pro obchodování s emisními povolenkami představuje pro finanční výsledky společností velmi reálnou hrozbu, stále se nám nedaří získat řádné investice,“ říká Gilpin. Snaží se přitom dopravce přesvědčit, že jen s drobnými „vylepšeními“ nakonec nevystačí: „Potřebujeme digitální systémy pro zvýšení efektivity a optimalizace tras je rozhodující, ale potřebujeme také systémové změny. Pokud zkombinujeme řešení energetické účinnosti s větrnou energií, můžeme splnit současné klimatické cíle, zatímco budeme čekat na změnu paliva.“

Tony Foster, generální ředitel investiční společnosti Marine Capital, souhlasí. „Celkové snížení, kterého lze dosáhnout pomocí digitálních technologií, může být malé ve srovnání s tím, [co] bude v nadcházejícím desetiletí povinné,“ říká. Kromě pohonu s podporou větru se lodním společnostem vyplatí investovat také do instalace účinnějších lodních šroubů.

Praktický dopad by mohly mít i nové technologie na omezení tvorby „biologického znečištění“ – tedy velmi jednoduše řečeno nárůstu mořských organismů na trupu lodě. Výsledkem může být pokles rychlosti i o 10 procent, což s sebou samozřejmě nese i zvýšení spotřeby paliva na trase.

Problémy lodní přepravy jsou však veliké a jasné řešení nemají. Třeba elektrifikace odvětví dnes kvůli čistě technickým omezením nedává smysl (více v boxu na konci článku). „Majitelé v tuto chvíli nemají jinou možnost než zůstat u stávajících technologií a provést vylepšení, která mohou,“ říká Foster.

Stephan Morais, řídící partner společnosti Indico Partners, říká, že automatické plachty jsou „slibnou“ technologií, kterou lze použít na velkých nákladních lodích. Očekává se, že klíčovou roli v dekarbonizaci odvětví bude hrát zelený vodík, při jehož spalování nevznikají žádné emise. K jeho praktickému nasazení je ovšem daleko. Jeho výroba vyžaduje obrovské množství nové infrastruktury a obnovitelné energie.

Inovace v lodní dopravě zatím zaostávají, protože „odvětví je velmi konzervativní a pomalu přijímá nová nevyzkoušená řešení,“ řekl Morais pro Sifted. „Stávající řešení budou zavedena teprve tehdy, až bude nastaven systém obchodování s emisemi, který bude tomuto odvětví vnucen.“

Elektricky to jednoduše nejde

Obří lodě nesou takové množství paliva, že je ho při dnešní úrovni technologií nemožné nahradit energií skladovanou v bateriích. Ty největší lodě by potřebovaly baterie s hmotností přes miliardu kilogramů. Místo motorů spalovacích v útrobách obřích kontejnerových lodí tedy v dohledné době elektrické motory zřejmě nezaujmou.

Ale postupná elektrifikace oboru není vyloučena. A podobně jako v oboru pozemní dopravy, i na moři, by se nejspíše mohlo začít u menších dopravních prostředků. Americký startup Fleetzero plánuje brzy začít křižovat Tichý oceán s menšími elektrickými loděmi, o kterých tvrdí, že by se cenou mohly vyrovnat lodím na fosilní paliva. Novátorské obří baterie byste v nich hledali ovšem zbytečně: myšlenka je taková, že by tyto nákladní lodě „měnily baterie“ v přístavech, do kterých zavítají.

Zakladatelé firmy tvrdí, že chtějí „ušít“ lodě na míru elektrického pohonu, ne předělat dnešní lodě na elektřinu: „Začali jsme s problémem dekarbonizace námořní přepravy od otázky, jak zařídit, aby nebyla dražší víc než dnes,“ Steven Henderson, spoluzakladatel a generální ředitel startupu pro časopis Fast Company.

Henderson a jeho spoluzakladatel Michael Carter pracovali v lodní dopravě a podle svých slov si uvědomili, že snaha o snížení emisí v tomto odvětví má jeden základní problém: všechny možné alternativy jsou výrazně dražší než současná technologie.

Například čpavek nebo zelený vodík by mohly stát až čtyřikrát více než těžké topné oleje (tedy mazut), který lodě používají dnes. Lodě by také musely používat přepracované motory, které by mohly spalovat alternativní kapalná paliva. „Uvědomili jsme si, že pokud je to [snižování emisí uhlíku, pozn.red.] naše budoucnost, tak to není dobré ani pro odvětví, a pokud se sazby za lodní dopravu zvýší, nebude to dobré ani pro zbytek světa,“ řekl Carter pro Fast Company.

Cílem společnosti tedy od začátku bylo nabídnou alternativu, které nepovede k navýšení nákladů na přepravu. Henderson a Carter údajně prošli řadu všemožných alternativ a po jejich zvážení údajně dospěli k názoru, že elektrické lodě „nebudou fungovat“. Na kontejnerové lodi s kapacitou 10 000 nebo 20 000 kontejnerů, která dnes obepluje zeměkouli na jednu nádrž paliva, prostě za žádných okolností nebude místo pro baterie, které by jí poskytly alespoň trochu srovnatelné výkony. Jejich energetická hustota prostě není taková jako v případě kapalných uhlovodíků.

„Ta myšlenka nebyla životaschopná,“ řekl Carter pro americké novináře a pokračoval: „Ale uvědomili jsme si, že řešíme špatný problém.“ Spočítali, že pokud by lodě byly menší – tedy bylo by na nich místo pro 3 000 až 4 000 kontejnerů – a po cestě by se častěji zastavovaly, mohla by to i se současnou bateriovou technologie dávat smysl. „Moderní lodě jsou optimalizovány na fosilní paliva,“ říká Henderson. „Jak by to vypadalo, kdyby se lodě optimalizovaly podle baterií?“

Návrh společnosti Fleetzero tedy spočívá v tom, že lodě by vezly energie v bateriích vtěsnaných do standardních lodních kontejnerů. Přístavní jeřáby by je tedy dokázaly v přístavu z lodi jednoduše zvednout a vyměnit za čerstvě nabité baterie.

Tento systém by měl dávat smysl, protože zavádění nějakých přístavních „rychlonabíječek“ pro nákladní lodě zatím neexistuje. I když takové plány samozřejmě minimálně na papíře jsou, výměna baterií je v tomto případě logickou alternativou (která se ostatně může částečně prosadit i v pozemní dopravě).

Loď by samozřejmě musela mít i tak velkou baterii – a také poněkud netypickou trasu. Autoři nápadu předpokládají, že při přepravě zboží z Číny do USA, tedy na vzdálenost, kterou dnes kontejnerové lodě překonávají přímo, by „eloď“ několikrát zastavila. Plula by přes Japonska na Aljaška, odkud by dorazila Seattlu, a pak mohla případně pokračovat podél západního pobřeží do Los Angeles. V takovém případě by vzdálenost mezi přístavy je dostatečně krátká na to, aby současná technologie baterií dokázala pokrýt dojezd.

Lodě Fleezero by nemohly přímo konkurovat obřím lodím, které dnes obstarávají velkou část dopravy. Jejich lodě by údajně zase měly tu výhodu, že mohou zastavovat i v přístavech, které se dnes běžně nepoužívají, protože pro kontejnerovým „obrům“ jsou prostě příliš malé. Menší elektrické lodě by se tak snad mohly vyhnout podobným situacím, jakých jsme byli svědky během koronavirové pandemie. Protože přístavy byly přetížené a odbavování zboží vázlo, desítky lodí čekaly v dlouhých frontách na vykládku celé dny. Což je jistě zajímavá výhoda, otázkou ovšem je, zda – či spíše za jak dlouho – se taková situace může zase opakovat.

Přímé zachycování uhlíku ze vzduchu je v současné době příliš nákladné. Londýnský start-up Brilliant Planet však tvrdí, že to nemusí platit bez výjimky. Jako důkaz předkládá svoji „přírodní technologii“, která dokáže oxid uhličitý likvidovat i ve velkém měřítku a přitom v porovnání s aktuálně známými technologickými postupy za výrazně nižší cenu. Podstatou nové technologie jsou květy řas namnožené v umělých jezírkách vybudovaných poblíž pouštního pobřeží, kam se posléze, když jsou „plné uhlíku“ ukládají.

Nový způsob eliminace oxidu uhličitého by měl podle jeho tvůrců umožňovat zachycení až miliardy tun uhlíku ročně. Má přitom téměř zanedbatelné energetické nároky a jeho cena se pohybuje kolem jedné desetiny současných konkurenčních technologií. Spoléhá totiž téměř zcela na přírodní procesy, k ukládání využívá levnou pobřežní pouštní půdu a má ještě vedlejší, ale rovněž významný benefit, protože průběžně odkyseluje mořskou vodu.

Jak řekl webovému portálu Climate Tech VC generální ředitel Brilliant Planet Adam Taylor, řasy jsou v podstatě účinnějším biologickým strojem pro zachycování uhlíku než stromy nebo rostliny, protože fotosyntéza probíhá na celém jejich povrchu.  Při vhodně nastavených podmínkách navíc rychle rostou a extrémně rychle se také množí.

To správné místo v poušti

Celý proces, s nímž přišel Brilliant Planet, vypadá poměrně jednoduše. Nejprve se vybere vhodné místo někde v neobývané pouštní krajině poblíž mořského pobřeží. Tým bioprospektorů pak začne filtrovat vzorky tisíců místních kmenů řas a vybere ty, které nejlépe vyhovují požadovaným kritériím na vázání CO2. Díky tomuto detailnímu průzkumu je zaručeno, že se nebude pracovat s žádnými zavlečenými druhy a že používaná řasa je již dobře přizpůsobena místnímu klimatu a podmínkám.

V následné fázi realizace se do moře nainstaluje soustava čerpadel, která budou přivádět mořskou vodu do řady tamtéž nainstalovaných nádob a jezírek, v nichž se budou množit vybrané řasy. Čerpadla se přitom instalují zhruba 2 až 3 km od břehu, aby mohla zachytávat čerstvější vodu, tedy chladnou a bohatou na živiny ze dna moře. Podle Brilliant Planet jsou tato čerpadla těmi energeticky nejnáročnějšími zařízeními celého systému, který přitom lze snadno připojit k jakékoli solární elektrárně v blízkosti.

V první fázi množení řasy zaplní čtyři jezírka, každé o rozloze 12 000 m2. Poté množení pokračuje. Společnost tvrdí, že je schopna vytvořit a udržovat optimální podmínky pro množení řas dlouhodobě.  Používá k tomu řadu nástrojů, například monitoring skládající se ze speciálních senzorů vlastní výroby, každodenní satelitní snímkování, veřejné zdroje předpovídání počasí a proprietárního softwaru založeného na simulaci biologických procesů na buněčné úrovni a také oceánského proudění. Při vyhodnocování dat nechybí umělá inteligence.

Jakmile jsou řasy zralé, jsou z největších jezírek pomocí jemných síťových filtrů sklizeny. Poté se suší na pouštním vzduchu, aby byla v další fázi jako vysušená slaná biomasa bohatá na uhlík uložena do mělkého pouštního úložiště, rozkládajícího se asi jeden až čtyři metry pod povrchem. Mezitím je odčerpaná a živin a kyselosti zbavená mořská voda vrácena zpět do oceánu a cyklus se opakuje.

Systém je zajímavý i tím, že na každou jednotku vody, která jím projde, se odkyselí ekvivalent 5,1 jednotky zpět na předindustriální hodnoty pH. To by mohla být dobrá zpráva pro organismy, jako jsou korály, škeble nebo měkkýši. Navíc voda s nízkým obsahem uhlíku a vysokým pH, která se vrací do oceánu, je připravena absorbovat více uhlíku z atmosféry, aniž se znovu okyselí.

Brilliant Planet se zatím může chlubit tím, že dokázala najít vhodné místní kmeny řas všude, kam se dosud podívala. Při tom již identifikovala přibližně půl milionu čtverečních kilometrů vhodně ploché pobřežní pouštní půdy, která představuje potenciál pro uložení asi dvou gigatun uhlíku ročně. Jinými slovy řečeno: tímto způsobem by se mohlo odstranit více než 5,5 procenta ročních celosvětových emisí CO2. O jak velké množství se jedná, si učiníme lepší představu, když řekneme, že je to polovina celosvětových ročních emisí veškeré dopravy.

Postrach pro konkurenci?

Společnost svoji metodu již úspěšně otestovala v Ománu a Jižní Africe a již více než tři roky ji prověřuje i ve svém současném testovacím zařízení o rozloze 3 hektarů v Maroku. V současné době připravuje výrazně větší demonstrační zařízení, které by se mělo rozkládat na celkové ploše 30 hektarů a do provozu by mělo být uvedeno v příštím roce. Pokud se všechna očekávání naplní, začne se již brzy budovat i zařízení pro komerční účely, které by se mělo rozkládat na ploše přibližně 1 000 hektarů. Toto zařízení by mělo odstraňovat přibližně 40 000 tun CO2 ročně.

Pokud vše půjde podle plánu, a technologii se opravdu podaří přivést na trh, měla by cena uložení jedné tuny uhlíkových emisí vyjít na 50 až 100 amerických dolarů. To by byla vážná konkurence například pro švýcarskou společnost Climeworks, která se ukládání uhlíku věnuje komerčně již od roku 2017 a loni obchodovala tunu emisí za  600 až 1 000 USD s tím, že do roku 2025 by prý tato cena měla klesnout k 250 USD za tunu.

V současnosti je tak pro  Brilliant Planet jediným cenovým konkurentem izraelská společnost High Hopes. Ta používá k odstraňování uhlíku zajímavou techniku stratosférických vodíkových balónů. Dnes je jasné, že Brilliant Planet bude k tomu, aby mohla fungovat efektivně na komerční bázi, potřebovat mnohem více půdy. Náklady na tuto půdu by však vzhledem k tomu, že půjde převážně o nehostinné pouštní lokality, neměly být relativně vzato příliš velké a ve srovnání například s flotilou tisíců stratosférických balónů je samozřejmě celá tato „biotechnologie“ mnohem jednodušší. Nemalým benefitem navíc by mělo již zmíněné odkyselování mořské vody. Budoucnost Brilliard Planet tedy sice možná nebude přímo brilantní, ale nemusela by být vůbec špatná.

Pokud mají být elektromobily krokem správným směrem, musíme si promluvit o jejich váze, píše trio vědců v článku pro časopis Nature. Díky kilogramům, které mají elektromobily proti tradičním vozům navíc, by mohly v důsledku způsobit více škod než užitku.

Blízká budoucnost silniční dopravy bude patřit elektrickým vozům, o tom je už asi marné vést pochybovat. Velká Británie, Kalifornie, Evropská unie, Kanada a další země plánují postupně ukončit prodej vozidel na fosilní paliva již v roce 2030. Norsko plánuje přistoupit k tomuto kroku ještě dříve.

Jejich zavádění má své potíže: od problémů s nabíjecí infrastrukturou, přes nutné změny v rozvodné síti až po otázku, kde pro elektrické vozy brát elektřinu. V časopise Nature nedávno trojice vědců upozornila na problémů, kterému se nevěnuje mnoho pozornosti: a to jejich hmotnost.

Všichni tloustnou

Zákazníci mají rádi velké vozy. Pick-upy a SUV nyní tvoří v USA 57 % prodejů, zatímco v roce 1990 to bylo 30 %. Hmotnost nového vozidla prodávaného ve Spojených státech také vzrostla – od roku 1990 osobní automobily, SUV a pick-upy přibraly 12 % (173 kg), 7 % (136 kg) a 32 % (573 kg). To je stejné, jako kdyby auto neustále převáželo klavír a pianistu. Podobné trendy jsou patrné i jinde ve světě. V Evropě dosáhl tržní podíl SUV v roce 2021 poprvé více než 45 %.

Elektrifikace hmotnost automobilů nadále zvyšuje. Benzínovou nádrž nahradí velké a těžké baterie. A zbytek vozidla musí být také těžší, aby konstrukce byla dostatečně pevná. Elektrický pick-up F-150 váží o 700 kg více než jeho benzínový předchůdce. Také menší elektromobily jsou těžší než jejich benzinové ekvivalenty.

Proč je to důležité? V první řadě jde o bezpečnost. Pravděpodobnost usmrcení cestujících při srážce s jiným vozidlem se zvyšuje o 12 % na každých 500 kg rozdílu mezi vozidly, uvádí autoři článku na základě dnešních analýz. Dodejme, že toto zvýšení riziko je relativní: kdyby všichni jezdili ve vozech s podobnou hmotností, riziko by nerostlo. Pokud ale bude přibývat do dnešního vozového parku více těžkých vozů, dá se očekávat, že počet obětí nehod se bude zvyšovat.

Ohroženi budou také chodci. Kdyby obyvatelé USA, kteří v posledních 20 letech nepřešli na vozy SUV a zůstali u menších aut, mohlo to podle jedné studie zabránit více než tisícovce úmrtím chodců. Těžší vozidla také produkují více znečištění z opotřebení pneumatik. K jejich výrobě a pohonu je zapotřebí více materiálů a energie, což zvyšuje emise a spotřebu energie.

Jak velký problém představuje hmotnost navíc? Hrubé srovnání nákladů na úmrtnost a přínosů pro klima ukazuje, že značný. Podle autorů článků v Nature se dnes náklady na ztracené životy navíc kvůli těžším vozům vyrovnají přínosům elektromobilů pro klima.

Prvním faktorem, který určuje výsledek poměr „nákladů a přínosů“ u elektrických aut, je hmotnost baterie (a také z nutnosti zesílené konstrukce vozu), druhým „čistota“ elektrických sítí, ze kterých se baterie nabíjí. Jinak řečeno tedy, jak velikou baterií daný vůz má, a kolik fosilních paliv se používá v energetice dané země.

Například v amerických podmínkách je na výrobu jedné megawatthodiny (MWh) vypustí do vzduchu cca 385 gramů oxidu uhličitého. To je velmi podobné jako v Česku, kde se pro rok 2020 předběžně odhaduje také zhruba hodnota 385 kilogramů oxidu uhličitého na vyrobenou MWh (podle Ministerstva průmyslu a obchodu).

Výsledek jednoduchého výpočtu autorů článku v Nature. V zemích nad oranžově čárkovanou čárou se těžší elektromobily z hlediska této jednoduché analýzy vyplatí. Provoz elektromobilů ušetří škody na klimatu a tím se vykompnezuje větší počet úmrtí daný provozem těžších aut. V zemí pod čárou je to naopak. Do této oblasti by patřila i Česká republika. (foto Nature/ Shaff a kol.)
Výsledek jednoduchého výpočtu autorů článku v Nature. V zemích nad oranžově čárkovanou čárou se těžší elektromobily z hlediska této jednoduché analýzy vyplatí. Provoz elektromobilů ušetří škody na klimatu a tím se vykompnezuje větší počet úmrtí daný provozem těžších aut. V zemí pod čárou je to naopak. Do této oblasti by patřila i Česká republika. (foto Nature/ Shaff a kol.)

Jak to počítají?

V ohledu emisí je tedy výpočet jasný. Trochu problém je v jiném ohledu: ve zvolené ceně života. Podle amerických údajů jeden při nehodě ztracený život vyjde na 11,6 milionu dolarů. V Česku Centrum dopravního výzkumu na základě dat z roku 2016 ve svém odhadu určilo cenu při nehodě ztraceného života na zhruba 19,4 milionů korun. Kilogram navíc u auta tedy má vlastně je z tohoto hlediska „levnější“ než v USA. V tomto hledu by tedy správnější srovnat cenu života vždy s danou zemí. Ale autoři si situaci velmi zjednodušili a použili jediné číslo pro celý svět. Ostatně stejně postupovali v dalším bodě: určení ceny uhlíku.

Při oceňování podobných škod je samozřejmě důležité, jak velké škody vlastně může napáchat navýšení hladiny skleníkových plynů, tedy především oxidu uhličitého. Shoda na tom nepanuje. Například americká vláda dnes počítá s tím, že tuna CO2 může způsobit škodu v dlouhodobém měřítku cca 51 dolarů (více na wiki). Výpočet je ale předmětem velkých dohadů a politických bojů, neberte ho jako jasnou a exaktní věc.

Autoři pro ilustraci zvolili hodně nadstřelené číslo: odhadli, že tuna oxidu uhličitého nás vyjde na 150 dolarů. Ale ani při této hodnotě se třeba právě v USA nevyrovnají náklady způsobené vyšší hmotností vozu s jeho přínosy pro klima. Totéž platí i v Německu, které spoléhá do velké míry na spalování uhlí. A kdybychom měli přistoupit na to, že český život má stejnou finanční cenu jako americký, tak se těžší elektromobily nevyplatí ani v Česku.

Jde samozřejmě o zjednodušení. Realistické analýzy nákladů a přínosů elektromobilů vyžadují vyhodnocení mnoha dalších faktorů. Patří mezi ně náklady na zranění při srážkách, zdravotní přínosy čistšího ovzduší a dopady různých konstrukcí automobilů na životní cyklus. Ale podobné jednoduché výpočty slouží jako dobrá ilustrace a argumentace pro lepší pochopení jinak těžko srozumitelných problémů.

Situace se také nejspíše bude měnit. Některé země s velkým podílem bezemisních zdrojů elektřiny, jako například Norsko nebo jaderná Francie, jsou již v bodě, kdy elektrifikace nákladních vozidel přináší větší přínosy pro klima než náklady na bezpečnost. Jiné země, včetně Spojených států, zřejmě budou emise snižovat.

Jak připomínají autoři, bez řešení otázky hmotnosti však budou přínosy přechodu na elektrický pohon pro společnost menší, než by mohly v příštím desetiletí být. A uvádí několik nápadů, co by měli výzkumníci, politici a výrobci dělat, aby se situace změnila. Nemusíte s jejich myšlenkami samozřejmě souhlasit, ale je velmi dobře možné, že o nich v brzké době uslyšíme, tak si je stojí za to projít.

Zdanění těžkých automobilů

Ekonomie říká, že činnosti, které způsobují náklady ostatním, by měly být zdaněny. Stanovení registračních poplatků na základě hmotnosti vozidla může odradit těžká vozidla a podpořit lehká. Výběr poplatků na základě hmotnosti také řeší další hrozící problém vlád – jak nahradit ušlé příjmy z ušlých daní z benzinu a nafty, protože na silnicích přibývá elektromobilů.

Potenciálně jde o velké peníze. V roce 2019 vybraly americké federální, státní a místní vlády na daních z pohonných hmot více než 112 miliard dolarů. Několik států již začalo vybírat od majitelů elektromobilů poplatky v rozmezí 50-200 dolarů ročně, aby získaly zpět část těchto ušlých daní. Podle nich je to spravedlivé, protože daně z pohonných hmot pokrývají část nákladů na silniční infrastrukturu, kterou řidiči elektrických vozidel také využívají.

Různé výše těchto poplatků podle hmotnosti by zachovaly příjmy a zároveň by motivovaly lidi, aby si vybírali energeticky účinnější vozidla, která přinášejí menší sociální náklady. Snížilo by to také další emise z výroby materiálů a výroby

Několik míst takové daně zavedlo. Například v Iowě se registrační poplatek zvyšuje o 0,40 USD za každých 45 kg hmotnosti vozidla. Ve státě New York činí sazba 1,50 USD za každých 45 kg při hmotnosti nad 750 kg; nad 1 600 kg se zvyšuje na 2,50 USD. Francie půjde v příštím roce ještě dál a bude účtovat neuvěřitelných 10 eur (11,60 USD) za každý kilogram, který překročí hranici 1 800 kg. Pokud by tento zákon již neosvobodil elektrická a hybridní vozidla, zvýšil by cenu elektrického nákladního automobilu, například F-150, o 12 tisíc eur, tedy zhruba 300 tisíc korun.

Přidání poplatku za ujetou vzdálenost by rovněž motivovalo lidi k tomu, aby jezdili méně. Oregon takový program pilotně zavádí a dává majitelům možnost založit registrační poplatky na vzdálenosti, kterou za rok ujedou (v sazbě zhruba 1,1 centu za kilometr), namísto pevných ročních poplatků. Údaje o cestování lze shromažďovat pomocí palubních zařízení; některé pojišťovny již nabízejí pojistky, které jsou založeny na celkovém počtu ujetých kilometrů a dalších jízdních návycích.

Nevýhodou řešení je, že bude penalizovat lidi z venkovských oblastí, pro které je těžší vozidlo někdy nutností. Může se z toho v některých zemích (v USA například) stát další bod sváru mezi „venkovem“ (tenhle pojem v USA není úplně přesný, proto uvozovky) a městy.

Zmenšení baterií

Baterie dnes stojí o 90 % méně než před deseti lety. A jejich energetická hustota se od uvedení lithium-iontových baterií v roce 1991 více než ztrojnásobila. Přesto většina úspěchů v technologii baterií směřovala ke zvýšení vzdálenosti, kterou elektromobil ujede na jedno nabití, a ke zvýšení výkonu vozu. V uplynulém desetiletí například Nissan uvedl na trh verzi svého vlajkového elektromobilu Leaf s dlouhým dojezdem, která má trojnásobný dojezd (364 km) a dvojnásobný výkon (214 k). Jeho hmotnost však také vzrostla, a to o 14 % na 1 749 kg.

Dojezd je důležitý pro široké rozšíření elektromobilů. Většina zákazníků si kupuje auta na základě dojezdu, protože se obávají ztráty výkonu nebo nemožnosti dobíjet na dlouhé cestě. Většina cest autem je však krátká – na nákup nebo do školy. Například ve Spojených státech ujedou řidiči v průměru 56 kilometrů denně, což zdaleka nedosahuje maximálního dojezdu elektromobilů. V EU se průměrná délka takové jízdy udává obvykle kolem 35 kilometrů.

Prodloužení tohoto dojezdu o dalších přibližně 100 kilometrů každých několik let učiní elektromobily praktičtějšími pro lidi, kteří potřebují pravidelně cestovat na dlouhé vzdálenosti, například za prací. Ale i nyní se pro běžného řidiče jejich návratnost snižuje. Rychlonabíjecí infrastruktura se rozšiřuje. Výroba lehkých baterií přinese okamžité plody, myslí si autoři.

Mezi způsoby, jak baterie odlehčit, patří použití materiálů s vyšší energetickou hustotou a odstranění těžších součástí. Například baterie s pevným elektrolytem jsou kompaktnější a mohly by nabídnout vyšší hustotu energie, než je možné u lithium-iontových článků. Lithium-křemíkové baterie mohou dosáhnout vyšších hustot energie, pokud výrobci použijí v anodách více křemíku než grafitu. Zlepšení mohou být také digitální – bezdrátové systémy řízení baterií mohou odstranit až 90 % sítě kabelů. Použití menšího množství materiálů pomáhá výrobcům šetřit peníze.

Zavedení nejmodernějších technologií je však nákladné, což zvyšuje náklady na elektromobily. Jak poznamenávají autoři, pro urychlení inovací a vývoje je tedy podle nich nezbytná vládní podpora, a to jak výzkumu, tak výroby i spotřeby. Část těchto peněz by mohly poskytnout registrační poplatky založené na hmotnosti. Dotace na elektromobily v USA se v současnosti zvyšují s kapacitou akumulátoru. Pokud by se dotace na elektrická vozidla odvíjely od kapacity zásobníku energie na kg (kWh/kg), podpořil by se pokrok v oblasti lehčích baterií.

Podvozek elektromobilu s integrovanou baterií (foto Festo)
Podvozek elektromobilu s integrovanou baterií (foto Festo)

Odlehčení konstrukce

Tady může pomoci za prvé snížení hmotnosti samotných baterií, tak lepší využití jejich hmoty. Tesla, Volvo, GM a další výrobci automobilů zkoumají možnosti využití obalů baterií jako nosné části podvozku vozidla. Časem by třeba mohlo být možné, že by k ukládání energie sloužil samotný rám vozidla. Ovšem předtím by bylo zapotřebí provést rozsáhlý výzkum a vývoj.

Rychlejší by mohlo být další nahrazování tradičních materiálů novějšími obdobami. Dnes tvoří asi třetinu hmotnosti vozidla běžná ocel; v roce 1995 to bylo 44 %. Konstrukce vozidel mohou být pevnější a lehčí díky použití moderních forem oceli, většího množství hliníku a hořčíku a polymerů vyztužených uhlíkovými vlákny. Každý materiál přináší své vlastní nákladové a technické problémy a také dopady na emise z výroby a dodavatelských řetězců. Výzkumníci musí tyto kompromisy posoudit, aby našli bezpečná, čistá a cenově dostupná řešení.

Nahrazení oceli hliníkem snižuje hmotnost vozidel a spotřebu, ale z hlediska ochrany klimatu má jiný problém: může mít téměř pětkrát vyšší emise uhlíku než výroba oceli. Podle autorů by mohl snížit emise během životního cyklu na úroveň nižší, než u oceli přechod na recyklovaný hliník s nízkouhlíkovou mřížkou může. My jen dodáváme škarohlídskou otázku: kde se recyklovaný hliník pro všechny auta vezme?

Snížení počtu havárií

S těžšími vozidly na silnicích roste význam bezpečnosti provozu. Některá vozidla již využívají kamery, radary a další senzory, aby se vyhnula srážkám sledováním mrtvého úhlu a bdělosti řidiče. Tato zařízení udržují vozidla v jízdních pruzích, upravují rychlost, kontrolují světlomety a v případě hrozby srážky brzdí. Zavedení těchto technologií v celém vozovém parku USA by mohlo zabránit tisícům úmrtí, více než milionu nehod a miliardám dolarů ročně v sociálních nákladech.

Ale jen na technologie se spoléhat nedá, upozorňují autoři. Využívat by se podle nich měly i osvědčené nápady na zlepšení bezpečnosti v ulicích: omezení rychlosti, prvky na zklidnění dopravy a rozvoje infrastruktury pro chodce a další typy dopravy po městech. Paříž, Brusel, Bilbao a další města omezila rychlost na většině silnic na 30 kilometrů za hodinu.

Méně jezdit

Tohle je asi nejlogičtější bod, ale opravdu těžko prosaditelný. Jak vyplývá ze slov autorů článku, sami si uvědomují, že zakázat jízdu autem nejde (aspoň tedy ne v západním světě). Jedinou možností je tedy zajistit, aby alternativy, jako je chůze, jízda na kole a veřejná doprava, byly bezpečnější, pohodlnější, dostupnější, cenově přijatelné a spolehlivé.

Urbanisté by měli zvážit dopady územního plánování a rozvoje na způsoby řízení, aby se minimalizovala průměrná ujetá vzdálenost a dopady znečištění ovzduší, které neúměrně zatěžují zranitelné komunity. Připomínají, že pandemie nám ukázala, kolik práce lze vykonávat na dálku.

Čína uvězní 47 manažerů a zaměstnanců ocelářských společností za falšování údajů o znečištění ovzduší. Peking zřejmě hodlá přísněji zakročit proti společnostem, které porušují pravidla ochrany životního prostředí.

Zaměstnanci čtyř hutí ve městě Tchang-šan nedaleko Pekingu, hlavního čínského centra výroby oceli, dostali tresty odnětí svobody od šesti do osmnácti měsíců. Uvedly to tamní úřady v prohlášení na svém kanálu WeChat, které citovalo soudní dokumenty.

Tyto tresty podtrhují snahu Pekingu vyčistit hlavní zdroj znečištění ovzduší. Úřady v uplynulém desetiletí zvýšily kontrolu životního prostředí v ocelářském průmyslu ve snaze snížit výskyt znečištěného ovzduší. Cílem je mít do roku 2025 více než 530 milionů tun kapacity v kategorii „velmi nízkých emisí“.

Zaměstnanci ve společnostech podle prohlášení zasahovali do monitorovacích zařízení, aby v březnu 2021 umožnili vypouštění velkého množství znečišťujících látek. Konkrétně k tomu mělo dojít ve společnostech Tangshan Great Wall Steel Group Songting Iron & Steel Co, Hebei Xinda Iron & Steel Group Co, Tangshan Medium Thick Plate Co a Tangshan Jinma Steel Group. Dvě z těchto společností – Tangshan Songting a Hebei Xinda – byly rovněž pokutovány částkou 4 až 7 milionů jüanů (zhruba 13 až 24 milionů USD).

Jde o součást dlouhodobých ekologických opatření v ocelářském centru. Společnost Tangshan Jinma a další tři hutě byly loni v březnu shledány vinnými tím, že nedodržovaly omezení výroby, která Čína zavedla ve snaze o snížení míry emisí a znečištění.

Rekordní rok

Podle organizace Global Carbon Project (GCP) čínské emise oxidu uhličitého, které jsou dobrým ukazatelem průmyslové výroby, a tedy i dalších přidružených emisí, vzrostly mezi lety 2019 a 2021 o 5,5 %. Obzvláště velkou roli mělo využívání uhlí v Číně, k čemuž nejvíce přispěly sektory energetiky a průmyslu.

Do značné míry v důsledku čínského zvyšování emisí se v roce 2021 vrátily v podstatě na předpandemickou úroveň. Podle nových odhadů se celosvětové emise oxidu uhličitého z fosilních paliv v letošním roce zvýšily o 4,9 %. Global Carbon Project předpokládá, že v roce 2021 dosáhly emise z fosilních paliv 36,4 miliardy tun ekvivalentu CO2, což je jen o 0,8 % méně než jejich předpandemické maximum – 36,7 miliardy tun.

Může za to zejména restart světové ekonomiky po pandemii Covidu-19. Ta totiž v roce 2020 vedla k poklesu emisí o 5,4 % a dalo se očekávat, že s oživením ekonomiky produkce CO2 zase porostou. Nárůst však byl větší, než předpokládali. Nyní autoři studie předvídají opětovný nárůst produkce fosilních paliv na téměř rekordní úroveň.

Ačkoliv emise z využívání uhlí, ropy a plynu během pandemie klesly, nyní už emise uhlí i plynu stihly svoji prepandemickou úroveň překonat. Emise CO2 z plynu vzrostly v letech 2019–2021 o 2 % a emise uhlí o 1 %. Emise ropy zůstávají přibližně 6 % pod úrovní roku 2019 a toto trvalé snižování je jedním z hlavních důvodů, proč celková produkce CO2 v roce 2021 nezaznamenala nový rekord.

Emise a HDP

Jen to ilustruje, že pandemie nijak zásadně nezměnila dlouhodobě pevný vztah mezi emisemi a ekonomikou. Rychlý růst světového HDP byl od počátku průmyslové revoluce doprovázen v podstatě stejně rychlým růstem emisí. Je to zcela logické, fosilní paliva byla primárním zdrojem energie pro tuto zásadní proměnu lidské společnosti a způsobu života.

Lokálně se poměr mezi HDP a emisemi výrazně liší. Minimálně do určité míry je to dáno tím, že vyspělé ekonomiky část výroby přesunuly jinam. Například celá evropská ekonomika je mírně větší než čínská, přesto však produkuje jen přibližně 40 % čínských emisí.

Emisní intenzity ekonomik (foto faktaoklimatu.cz)
Emisní intenzity ekonomik (foto faktaoklimatu.cz)

Velikou roli hraje i energetický mix. Zároveň i mezi evropskými státy jsou výrazné rozdíly v emisní intenzitě. Francie, která má zhruba 80 procent elektřiny z jaderných zdrojů, produkuje 171 gramů emisí na dolar HDP. Výrazně méně než třeba i Česká republika, která na jaderné zdroje spoléhá z cca 40 procent: my na dolar HDP vydáme cca 396 gramů CO2.

V tomto ohledu je jádro téměř ideálním zdrojem. I proto v něm část environmentálních aktivistů pomalu znovu nachází zalíbení. Bohužel v českých a obecně evropských podmínkách to má tento zdroj poměrně těžké. Ceny jsou vysoké a v řadě zemí, včetně České republiky, chybí konkrétní dlouhodobé plány jeho rozvoje, které by je umožnily snížit (už tím, že by se mohlo vytvořit konkurenční prostředí a výrobci mohli lépe plánovat).

Říkáme schválně konkrétní plány rozvoje, protože Česko například má energetickou koncepci postavenou na jaderných zdrojích, ale její hodnota je velmi sporná. Posledních několik vlád tomuto dokumentu evidentně nepřikládalo velkou důležitost, protože nepodnikly téměř nic k realizaci jeho obsahu.

Emisní intenzita do velké míry souvisí s energetickým mixem a způsobem výroby elektřiny v daných zemích a regionech. Více než polovina čínské energie pochází z uhlí, proto Čína produkuje relativně vysoké množství emisí na dolar HDP. Podobně i evropské státy s vysokou spotřebou uhlí uvolňují více skleníkových plynů na jednotku HDP. Na opačné straně spektra je právě již zmíněná Francie.

Půda kompenzuje uhlí

Organizace Global Carbon Project dospěla ve své zprávě o emisích oxidu uhličitého k zajímavému přehodnocení vlivu emisí z půdy. Zpráva přehodnocuje historické emise ze změn ve využívání půdy (odlesňování, rozšiřování zemědělství, těžba nebo průmysl).

Zdá se, že emise vyprodukované při využívání půdy za poslední dva roky by mohly být jen poloviční, než se dosud myslelo, a v průměru o 25 % nižší za poslední desetiletí. V důsledku toho studie GCP odhaluje, že celková globální produkce CO2 mohla být v posledním desetiletí fakticky stejná.

Emise ze změn ve využívání půdy podle nových údajů klesají v posledním desetiletí přibližně o 4 % ročně, zatímco podle předchozích předpokladů se zvyšovaly o 1,8 % ročně. Autoři však upozorňují, že tento trend je třeba ještě potvrdit.

Pokud by se potvrdily všechny nové hypotézy, znamenalo by to, že globální emise oxidu uhličitého byly v posledních 10 letech stabilní, ne-li mírně klesající. Klesající emise z využívání půdy však vyvážily rostoucí emise oxidu uhličitého z fosilních zdrojů a není zaručeno, že tyto trendy budou pokračovat i do budoucna.

Technologie na oddělování a ukládání uhlíku je dnes technicky zralá. Díky ní se mohou i energeticky náročná odvětví podílet na „zelenání“ ekonomiky, říká Ruth Gebremedhin, zástupkyně organizace Global CCS Institute.

Existují podle vašeho názoru nějaké významné technické překážky, které brání širokému rozšíření technologií ukládání uhlíku (zkráceně CCS, z anglické zkratky „carbon capture and storage“)? Nebo je to především finanční záležitost?

Největší překážka pro zavádění CCS do značné míry souvisí s nedostatkem dobré ekonomické motivace, a k tomu bude zase potřebí nějaké legislativní podpory. Technologie CCS existuje již 50 let a technické prvky týkající se plánování projektů CCS – i když jsou složité – jsou poměrně vyspělé a osvědčené. Aby se zavádění této technologie zrychlilo, bude zapotřebí vypracovat jasnější předpisy v oblasti ukládání uhlíku, která sníží riziko pro investory a zvýší jejich ochotu do projektů vstupovat.

A pokud se nevyskytnou žádné technické problémy, mohla by být technologie rychle nasazena do současných energetických, či průmyslových zdrojů? Lze ji snadno integrovat například do současných elektráren nebo cementáren?

To, kolik času může nasazení potřebovat, se může regionálně lišit. Do značné míry to závisí na dopravní a skladovací infrastruktuře spojené s projektem. Průměrně trvá 5-7 let, než se komerční projekt CCS zavede od počátečních fází plánování až do plného provozu.

A jaké jsou náklady? Mohli by projekty fungovat při současných cenách uhlíku, tedy povolenek, v Evropské unii?

Náklady na CCS se liší v závislosti na odvětví a na typu a kvalitě oxidu uhličitého, který je ze zařízení snižován. Mohou se pohybovat od 20 euro za tunu do 100 eur za tunu zachyceného a uloženého CO2. Pokud jde o trhy s uhlíkem, zvýšená cena uhlíku skutečně podněcuje průmysl k investicím do technologií snižování emisí, jako je CCS, protože povolenky jsou dražší.

Řež úložištěm oxidu uhličitého (foto CCS Institute, překlad SPE)
Řež úložištěm oxidu uhličitého (foto CCS Institute, překlad SPE)

Může se CCS uplatnit v energetice? Nebo je to reálné pouze pro průmysl? Proč? Jak může ovlivnit provozní náklady?

Vzhledem k tomu, že CCS je flexibilní technologie, lze ji použít v širokém spektru průmyslových odvětví, včetně energetiky, výroby cementu, chemické výroby a dalších. Pokud jde o provozní náklady, ty tvoří do značné míry náklady na přepravu a ukládání zachyceného CO2 a také energie potřebná ke každodennímu provozu samotného zařízení, ale jejich výše se projekt od projektu může lišit. Náklady je možné snížit, pokud je linka na separaci uhlíku součástí nějaké větší sítě, ve které infrastrukturu pro přepravu a skladování sdílí mezi sebou několik společnostmi. V evropském regionu se takové sítě zařízení na separaci a ukládání uhlíku ukazují jako nejvhodnější provozní model.

Hodně bylo slyšet o „čistém uhlí“. A co „čistý plyn“? A čistá průmyslová zařízení?

Uhlí se sice již desítky let z velké části používá jako zdroj energie, ale produkuje emise oxidu uhličitého, jejichž množství musí klesnout, pokud chceme do roku 2050 dosáhnout nulových čistých emisí. Podobně je tomu v mnoha dalších průmyslových odvětvích. Zachycování a ukládání uhlíku je účinná technologie, díky které mohou energeticky náročná průmyslová odvětví mohou být součástí zelené přeměny naší ekonomiky.

Může CCS dlouhodobě konkurovat klesajícím cenám obnovitelných zdrojů, třeba ve spojení s bateriemi?

V řešení klimatické krize mají své místo všechny osvědčené technologie a snahy o zmírnění dopadů na klima, včetně zalesňování, solární a větrné energie. Obnovitelné zdroje energie sice rychle zvyšují svůj podíl na výrobě elektřiny, ale dosažení nulových čistých emisí bude vyžadovat také hlubokou dekarbonizaci energeticky náročných odvětví, které nelze dosáhnout pouze elektrifikací. K řešení změny klimatu musíme využít všechny nástroje, které máme k dispozici, včetně obnovitelných zdrojů energie a zachycování a ukládání uhlíku.

Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)
Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)

Celosvětová kapacita CCS se zvyšuje. Je tento nárůst rozložen po celém světě, nebo se soustřeďuje do některých oblastí? A pokud ano, kde a proč? 

Na celém světě je 135 zařízení CCS v různých fázích příprav. Z hlediska počtu nasazených zařízení nadále vede Severní Amerika, kde jich je celkem 78. To je do značné míry způsobeno státní podporou, která motivuje k investicím. Příkladem může být daňová sleva 45Q, na kterou mají nárok projektanti CCS projektů ve Spojených státech.

Ve Spojeném království a v evropském regionu se situace z našeho pohledu výrazně zlepšila a celkem se připravuje 38 projektů na zachycení a ukládání oxidu uhličitého. Vláda Spojeného království vyčlenila více než jednu miliardu liber na podporu zachycování a ukládání uhlíku, přičemž se zaměřila zejména na rozvoj sítí CCS. Evropská Komise dala jasně najevo, že hodlá dál pokračovat v ochraně klimatu, a jejím cílem je do roku 2030 sníží emise o 55 %. Komise se rovněž zavázala zvýšit financování na rozšíření inovativních technologií v oblasti klimatu. Jen v letošním roce Komise zdvojnásobila finanční prostředky určené na inovační fond EU na 20 miliard eur, na které mohou dosáhnout i projekty na separaci a ukládání oxidu uhličitého.

V Asii a Pacifiku se zájem o CCS roste a příbývá regionů, které tuto technologii využívají ke snižování emisí v průmyslu. V různých fázích vývoje je celkem pět projektů. Jen v letošním roce se do klubu zemí, které s technologií experimentují, přidaly Malajsie i Indonésie oznámily.

Co je CCS a co dokáže

CCS je vlastně obdobou metod, které se používají už desítky let při těžbě uhlovodíků, tedy fosilních paliv. Těžaři oxid uhličitý pumpují pod zem, aby se zvýšila těžba ropy z daného naleziště. CO2 vytlačí z horniny uhlovodíky, které by jinak už kvůli poklesu tlaku v nalezišti nebylo možné vytěžit. “Ani oddělení CO2 není z technického hlediska problém. Existuje několik postupů, které je možné nasazovat podle konkrétního zdroje,” vysvětlil v rozhovoru pro náš server geolog Jaromír Leichmann z Masarykovy univerzity.

I když je technologie na pohled jednoduchá, její využití nedává samo o sobě ekonomický smysl. Postup je známý, ale pracný a tedy drahý. Bez nějaké státní podpory nemůže tato technologie dnes rozhodně na trhu konkurovat. Připravují se technologie druhé či třetí generace, které by měly přinést podstatné snížení ceny, ale to je všechno otázka budoucnosti. A ani v jejich případě nebude separace CO2 zadarmo. Bude záležet na tom, zda se společnost rozhodne, že tyto náklady navíc je ochotná zaplatit, či nikoliv. Neexistuje však jiný způsob, jak používat fosilní paliva a nevypouštět do vzduchu další CO2.

Podzemní kapacity pro ukládání CO2 jsou značné a emise uhlíku by mohly výrazně snížit na dlouhou dobu. Pro ČR máme předběžný konzervativní odhad úložné kapacity zhruba 850 milionů tun CO2, což by určitě umožnilo realizovat desítku projektů CCS. Česká republika přitom dnes produkuje ročně zhruba 100 milionů tun CO2, dvěma největšími individuálními producenty jsou elektrárny Počerady a Tušimice s produkcí kolem pěti milionů tun ročně. Celosvětově je potenciál mnohonásobě větší, a je těžké ho spolehlivě odhadnout. Dnes se odhaduje nejméně na stovky let dnešních emisí CO2.

Souvrství hornin musí mít dostatek drobných, milimetrových pórů, které může oxid uhličitý vyplnit. Musí být také dostatečně propustné, aby se mohl CO2 šířit do celého jeho objemu. Nad úložištěm musí být dostatečně silná vrstva těsnicí horniny, která funguje jako „poklička“ a brání pronikání uloženého plynu zpět na zemský povrch. V praxi jsou vhodné třeba některé hluboké geologické vrstvy obsahující vodu, obvykle slanou. Nebo také velmi hluboké a netěžitelné uhelné sloje, případně už vytěžená ložiska ropy a zemního plynu (i když těch třeba v České republice mnoho není).

Z geologické praxe je jasné, že CO2 je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu, existuje totiž celá řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. A jak jsem už říkal, i lidé mají bohaté zkušenosti, protože CO2 se třeba v ropném průmyslu doslova pumpuje pod zem dlouhá desetiletí, zkušeností je tedy v tomto konkrétním ohledu poměrně dost a postupy dobře propracované.

V ČR byla a je průkopníkem výzkumu této technologie Česká geologická služba historicky, zabývá už od roku 2005. V současné době ČGS koordinuje česko-norský projekt CO2-SPICER, jehož cílem je připravit první české pilotní úložiště CO2 v dotěžovaném ložisku ropy a plynu na jihovýchodní Moravě. Projekt je spolufinancován Norskými fondy a Technologickou agenturou ČR a kromě výzkumných institucí z ČR a Norska je do něj zapojena i firma MND, jejíž účast je zárukou využití výsledků v průmyslové praxi.

Global CCS Institut je mezinárodní think tank, jehož cílem je urychlit zavádění CCS jakožto zásadní technologie pro řešení změny klimatu. Zveřejnění jeho zprávy předchází klimatické konferenci v Glasgow, na níž se sejdou představitelé vlád a pozorovatelské organizace včetně Global CCS Institute, aby vyhodnotili pokrok v oblasti klimatických závazků a podpořili zvýšení ambicí i konkrétní investice.

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. 

Lidstvo ukládá stále větší část skleníkových plynů pod zem. Podle think tanku Global CCS Institute se rozjíždí boom technologií zachytávání a ukládání oxidu uhličitého (CCS). V roce 2021 vzrostl celkový počet komerčních projektů ve fázi přípravy a zařízení v provozu o 71 na 135, tedy o 90 %.

Kapacita systémů na zachycování a ukládání CO2 u všech sledovaných projektů zvýšila se již čtvrtým rokem v řadě. Merizoční skok byl mimořádný, téměř o třetinu. Celou zprávu o globálním stavu CCS za rok 2021 najdete zde.

Jak naučit staré palivo nové triky

Technologie by měla jednoduše řečeno umožnit další využívání fosilních paliv, a tedy stávající infrastruktury bez vypouštění dalšího uhlíku do ovzduší. Experti považují technologii CCS za základní prvek pro dosahování globálních cílů v oblasti ochrany klimatu.

Účinnost zachycení CO2 se obvykle pohybuje mezi 80 a 99 procenty, v závislosti na technologii. V podstatě je to však jediný způsob, jak s fosilního zdroje udělat zdroj nízkouhlíkový. Pokud bychom tedy opravdu chtěli vybudovat „nízkouhlíkovou ekonomiku“ a stále používat třeba uhlí či zemní plyn, jinou možnost než technologii separace CO2 a jeho ukládání nemáme.

„Pro dosažení čistých nulových emisí je technologie CCS naprosto zásadní a my předpokládáme, že růst v této oblasti bude pokračovat i nadále, protože klimatické ambice se stále více mění v konkrétní činy. CCS se stane nedílnou součástí dekarbonizace energetiky a průmyslových odvětví, jako je výroba cementu, hnojiv a chemických látek, a zároveň otevře nové příležitosti v oblastech, jako je například čistý vodík,“ řekl generální ředitel Global CCS Institute Jarad Daniels.

Velmi pomalý start

Projekty CCS se i přes svůj zajímavý potenciál dlouho nemohly dostat ani do fáze větších praktických experimentů. Cena byla příliš vysoká. A svou roli sehrálo i to, že i proti ukládání uhlíku existuje jistý politický odpor. Podle některých totiž v podstatě jen prodlužuje naši závislost na fosilních palivech, které se prostě musíme zbavit.

Evropské plány počítaly s rozjezdem několika velkých projektů do roku 2015, které měly být financovány z průmyslem odkoupených emisních povolenek. Ceny povolenek ovšem byly nečekaně nízké, a peníze se tak nenašly. Situace se ovšem změnila. Ceny povolenek jsou dnes nepříjemně vysoké, a CCS je jednou možností, jak si s rostoucí cenou uhlíku poradit (dodejme, že tento růst ceny uhlíku není problém jen čistě podniků a výrobců v EU, promítně se do ní nejspíše i zvažované uhlíkové clo, případně a daně ve státech i mimo Evropu.)

Podle roční zprávy o globálním stavu CCS existuje dnes na celém světě 135 komerčních zařízení, z nichž 27 je plně v provozu, 4 ve výstavbě a 102 v různých fázích přípravy. Aktuálně fungující zařízení jsou schopna ročně uložit 36,6 milionů tun CO2. Kapacita všech připravovaných zařízení letos vzrostla oproti roku 2020 o 48 % na 111 milionů tun. Pokud by se tedy podařilo dokončit všechny rozpracované projekty, celková roční kapacita by dosáhla téměř 150 milionů tun.

V zavádění technologie CCS zůstávají nadále globálním lídrem Spojené státy americké, které v roce 2021 oznámily více než 40 nových projektů. To lze přičíst daňovým úlevám, silnějším závazkům v oblasti klimatu včetně opětovného připojení k Pařížské dohodě i očekávanému nárůstu poptávky po nízkouhlíkových energetických produktech. Pozadu však nezůstává ani Evropa, kde kromě tradičních bašt CCS typu Norska, Nizozemí či Velké Británie vyvíjejí nová komerční zařízení Belgie, Dánsko, Itálie či Švédsko.

I v Česku

„V České republice byla technologie CCS až donedávna na okraji zájmu; v poslední době se však začíná více a více dostávat do povědomí odborné veřejnosti. Důvodem je jednak klimatická politika EU se zpřísněnými cíli redukce emisí do roku 2030 a klimatickou neutralitou v roce 2050, jednak rostoucí ceny emisních povolenek, které letos dosáhly rekordní výše.

Průmyslové podniky vypouštějící emise CO2 do atmosféry se tak stále naléhavěji snaží najít trvale udržitelné řešení, jak tyto emise redukovat. Pro řadu z nich se technologie CCS nabízí jako jedna z mála schůdných variant, často i jako jediná reálná varianta,“ říká Vít Hladík z České geologické služby.

Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)
Světové emise CO₂ z fosilních paliv a výroby cementu (foto faktaoklimatu.cz)

Česká geologická služba historicky byla a stále je průkopníkem CCS v ČR; výzkumem v tomto oboru se zabývá už od roku 2005. V současné době ČGS koordinuje česko-norský projekt CO2-SPICER, jehož cílem je připravit první české pilotní úložiště CO2 v dotěžovaném ložisku ropy a plynu na jihovýchodní Moravě. Projekt je spolufinancován Norskými fondy a Technologickou agenturou ČR a kromě výzkumných institucí z ČR a Norska je do něj zapojena i firma MND, jejíž účast je zárukou využití výsledků v průmyslové praxi.  

Technologie CCS dnes nachází čím dál tím rozmanitější uplatnění v řadě odvětví, včetně výroby energie, zkapalněného zemního plynu (LNG), cementu, oceli, přeměny odpadu na energii, přímého zachytávání CO2 ze vzduchu s jeho následným uložením a výroby vodíku. Přitom začíná dominovat provozní model tzv. CCS klastrů, v němž více zdrojů emisí sdílí společnou dopravní a úložnou infrastrukturu.

Co je CCS a co dokáže

CCS je vlastně obdobou metod, které se používají už desítky let při těžbě uhlovodíků, tedy fosilních paliv. Těžaři oxid uhličitý pumpují pod zem, aby se zvýšila těžba ropy z daného naleziště. CO2 vytlačí z horniny uhlovodíky, které by jinak už kvůli poklesu tlaku v nalezišti nebylo možné vytěžit. „Ani oddělení CO2 není z technického hlediska problém. Existuje několik postupů, které je možné nasazovat podle konkrétního zdroje,“ vysvětlil v rozhovoru pro náš server geolog Jaromír Leichmann z Masarykovy univerzity.

I když je technologie na pohled jednoduchá, její využití nedává samo o sobě ekonomický smysl. Postup je známý, ale pracný a tedy drahý. Bez nějaké státní podpory nemůže tato technologie dnes rozhodně na trhu konkurovat. Připravují se technologie druhé či třetí generace, které by měly přinést podstatné snížení ceny, ale to je všechno otázka budoucnosti. A ani v jejich případě nebude separace CO2 zadarmo. Bude záležet na tom, zda se společnost rozhodne, že tyto náklady navíc je ochotná zaplatit, či nikoliv. Neexistuje však jiný způsob, jak používat fosilní paliva a nevypouštět do vzduchu další CO2.

Podzemní kapacity pro ukládání CO2 jsou značné a emise uhlíku by mohly výrazně snížit na dlouhou dobu. Pro ČR máme předběžný konzervativní odhad úložné kapacity zhruba 850 milionů tun CO2, což by určitě umožnilo realizovat desítku projektů CCS. Česká republika přitom dnes produkuje ročně zhruba 100 milionů tun CO2, dvěma největšími individuálními producenty jsou elektrárny Počerady a Tušimice s produkcí kolem pěti milionů tun ročně. Celosvětově je potenciál mnohonásobě větší, a je těžké ho spolehlivě odhadnout. Dnes se odhaduje nejméně na stovky let dnešních emisí CO2.

Souvrství hornin musí mít dostatek drobných, milimetrových pórů, které může oxid uhličitý vyplnit. Musí být také dostatečně propustné, aby se mohl CO2 šířit do celého jeho objemu. Nad úložištěm musí být dostatečně silná vrstva těsnicí horniny, která funguje jako „poklička“ a brání pronikání uloženého uloženého plynu zpět na zemský povrch. V praxi jsou vhodné třeba některé hluboké geologické vrstvy obsahující vodu, obvykle slanou. Nebo také velmi hluboké a netěžitelné uhelné sloje, případně už vytěžená ložiska ropy a zemního plynu (i když těch třeba v České republice mnoho není).

Z geologické praxe je jasné, že CO2 je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu, existuje totiž celá řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. A jak jsem už říkal, i lidé mají bohaté zkušenosti, protože CO2 se třeba v ropném průmyslu doslova pumpuje pod zem dlouhá desetiletí, zkušeností je tedy v tomto konkrétním ohledu poměrně dost a postupy dobře propracované.

„Rychlost rozvoje CCS, kterou jsme za poslední rok zaznamenali, je značná, ale k dosažení cílů v oblasti klimatu je zapotřebí udělat víc,“ uvedla Guloren Turan, generální ředitelka pro podporu a komunikaci Global CCS Institute. „Scénář udržitelného rozvoje Mezinárodní energetické agentury předpokládá, že technologie CCS by měla k celkovému globálnímu snížení emisí CO2 do roku 2050 přispět 15 procenty, což vyžaduje stonásobné zvýšení stávající kapacity provozních zařízení.  A třebaže je rychlost rozvoje CCS velice slibná, tak k dosažení klimatických cílů do roku 2050 je zapotřebí ještě rychlejší zavádění odpovídajících technologií.“

Global CCS Institut je mezinárodní think tank, jehož cílem je urychlit zavádění CCS jakožto zásadní technologie pro řešení změny klimatu. Zveřejnění jeho zprávy předchází klimatické konferenci v Glasgow, na níž se sejdou představitelé vlád a pozorovatelské organizace včetně Global CCS Institute, aby vyhodnotili pokrok v oblasti klimatických závazků a podpořili zvýšení ambicí i konkrétní investice.

Praha se se připojila k mnoha metropolím z celého světa, které se v rámci iniciativy Cities Race to Zero rozhodly omezit produkci svých emisí o polovinu. Navazuje tak svůj vlastní klimatický plán, který také představí na nadcházející konferenci OSN o změně klimatu (COP26), která začíná 31. října ve skotském Glasgow.

Přistoupením k iniciativě Cities Race to Zero, zastřešované Rámcovou úmluvou OSN o změně klimatu, se české hlavní město zavazuje snížit do roku 2030 produkované emise uhlíku na polovinu. Praha se tak zařadila po bok více než 720 měst z celého světa, které též usilují o uhlíkovou neutralitu nejpozději v průběhu 40. let tohoto století. Mezi těmito městy nechybějí metropole jako Berlín, Paříž, Řím, Londýn, New York či Los Angeles, ale patří k nim i řada afrických či východoasijským měst.    

Pražské zastupitelstvo již letos na jaře schválilo Klimatický plán hl. m. Prahy do roku 2030, který má v tomto úsilí výrazně pomoci. Součástí tohoto plánu je 69 konkrétních opatření, která jsou rozdělena do čtyř sekcí – Udržitelná energetika a budovy, Udržitelná mobilita, Cirkulární ekonomika a Adaptační opatření.

Nadnárodní koalice

Formální zapojení do kampaně Cities Race to Zero potvrdil náměstek pražského primátora pro oblast ochrany životního prostředí Petr Hlubuček. Cílem kampaně je vytvoření pomyslné nadnárodní koalice soukromých podniků, investorů, měst a regionů. Její členové tak před Konferencí OSN o změně klimatu vyjadřují přání nalézt systémové řešení pro tvorbu nových pracovních míst i boj proti změně klimatu.

„Praha bude letos vůbec poprvé zastoupena na klimatické konferenci OSN a v souvislosti s touto účastí hodlá navazovat i mezinárodní spolupráci. Mezi zastoupenými městy hodláme najít stejně smýšlející partnery, se kterými si můžeme být vzájemnou inspirací. Jde o další neodmyslitelný krok v naplňování Klimatického plánu, jehož projekty se už teď realizují. Začali jsme s budováním pražské sluneční elektrárny osazováním pražských střech solárnímu panely. Ta má do budoucna sloužit jako základní platforma městské komunitní energetiky,“ uvedl Petr Hlubuček k zapojení do mezinárodní iniciativy.

Největší znečišťovatelé

Města obecně patří k největším světovým producentům skleníkových plynů. Odhaduje se, že městské budovy produkují kolem 36 % těchto emisí a veškerý městský provoz jich má na svědomí až 70 %. Přihlášením se ke kampani Cities Race to Zero se Praha výslovně zavázala k uznání globální klimatické nouze a související implementaci opatření usilujících o udržení globálního oteplování pod hranicí 1,5 °C v souladu s ustanoveními Pařížské dohody. Plán Cities Race to Zero tak lze chápat jako určitou nadstavbu k této dohodě. Cesta k dosažení stanovených cílů bude zahrnovat četná opatření v oblastech infrastruktury staveb, dopravy, odpadů, energií, potravin, přírody i dalších klíčových sektorech.

„Představitelé měst po celém světě bojují s klimatickou krizí se stále větší naléhavostí a ambicemi – a je povzbudivé vidět, že se jich v tomto boji angažuje čím dál víc,“ řekl Michael R. Bloomberg, globální velvyslanec OSN pro projekty Race to Zero a Race to Resilience, a zvláštní vyslanec generálního tajemníka OSN pro ambice a nalézání řešení v boji za ochranu klimatu. „Race to Zero lze vyhrát, protože lokální lídři myslí ve velkém a dosahují změny zdola nahoru. Máme před sebou mnoho práce. Čím více země podporují své klimatické pionýry na úrovni měst a společností, tím většího pokroku můžeme dosáhnout,“ dodal.

Load More