I malé zelené plochy mohou výrazně přispět k ochlazení měst, ukazují zkušenosti, ale je důležité vědět, které rostliny na ně vysadit a jak.

Nedávná zpráva Světové meteorologické organizace označila za „nejnebezpečnější meteorologický jev“ v letech 2015 až 2019 vlny veder. Zasáhly obyvatele všech kontinentů a v mnoha regionech padly nové národní teplotní rekordy.

Extrémním příkladem se stalo město Lytton v kanadském státě Britská Kolumbie. V něm dosáhla 29. června roku 2021 teplota 49,6°C. Následující den zničil požár 90 % města, zabil dva lidi a dalších 1 200 dalších lidí donutil opustit domovy.

Vedra zhoršují stávající zdravotní problémy, včetně kardiovaskulárních a respiračních onemocnění. Pravidelně vedou k navýšení počtu hospitalizací, psychickému stresu, agresivnímu chování a také zvýšené úmrtnosti (tedy tzv. nadúmrtími proti stejným obdobím roku bez výskytu extrémních teplot).

Nejvyšší teploty bývají přitom naměřeny obvykle v městských oblastech. Urbanizace je téměř vždy spojena s nárůstem zpevněných, nepropustných ploch a často i s úbytkem zeleně. Betonové a asfaltové silnice a další stavební materiály snadno pohlcují, ukládají a pak postupně uvolňují teplo, čímž zvyšují teplotu ve městě. Jde o všeobecně známý jev, který se označuje jako městský tepelný ostrov.

„Města jsou systémem betonových ‚kaňonů‘, které se během dne rozehřejí, ale v nočních hodinách se nedokážou vychladit a teplo se tam udržuje. Za horkých slunečných dnů je rozdíl mezi centrem a okolím během dne většinou menší, do tří stupňů Celsia, ale v noci může dosáhnout čtyř až sedmi stupňů,“ vysvětlil jev Pavel Zahradníček z Českého hydrometeorologického ústavu. V Praze činí rozdíl mezi centrem a okrajem města za celý rok v průměru 1,5 až 2 °C.

Řada studií už jasně prokázala, že teploty ve městě mohou snižovat parky a další zeleň. Radnice se v celé řadě sídel a obcí zaměřují na tvorbu větších zelených ploch, výsadbu stromů v ulicích a tak podobně. Ale až nečekaně pozitivní vliv mohou mít i drobné zelené plochy, vysvětluje v článku na webu The Conversation specialistka na městské plánování Lingshan Li.

Malá zeleň

I drobná zeleně v podobě dvorků, zatravněných střech i malých nezastavěných zelených „plácků“ podle Lingshan Li může velmi výrazně přispět ke snížení teplot ve městě. Při vytváření strategií měst pro boj s vedry se na ně přitom leckdy údajně zapomíná, což je škoda už z toho důvodu, že vytvořit nové velké parky či jiné zelené plochy se radnicím podaří postavit jen výjimečně. Obvykle jde přitom o velké a složité projekty na dlouhé roky, často s nejistým výsledkem. Hlavně ve velkých městech je půda extrémně drahá. Menší zelené plochy mohou vznikat jednodušeji, a přitom také mohou významně snížit teplotu půdy v dané lokalitě.

Nedávná studie v australském Adelaide dospěla k závěru, že během extrémních letních veder stromy a v menší míře i travní porost snižují místní denní povrchové teploty až o 6° C. Nás Středoevropany asi nepotěší, že největší efekt měly v blízkosti moře; dále ve vnitrozemí byl efekt o něco menší, ale i tak zelené plochy jako zatravněné dvory či zahrady podle autorů vedly ke snížení teplot povrchu až o 5° C.

V případě malých ploch, řádově s plochou v desítkách metrů čtverečních, byly stromy ve snižování teploty na povrchu během dne dvakrát účinnější než travní porost. Na druhou stranu, trávy a další byliny rostou ve srovnání se stromy rychle, jsou levnější a vyžadují obecně i menší péči.

Jak dosáhnout nejlepšího chlazení

Ne všechny druhy stromů a rostlin mohou ochladit prostředí stejně.  Například koruny stromů s velkými listy, ze kterých se tím pádem odpařuje více vody, by logicky měly více přispívat ke snižování teploty. Pokud samozřejmě výpar nebude tak vysoký, že v podobném prostředí zahynou. Proto je výběr vhodné rostliny do měst složitější, než se může na pohled zdát.

Záleží také nejen na konkrétním druhu, ale i na jejich rozmanitosti v dané lokalitě. Zelené plochy s vyšší druhovou rozmanitostí ochladí okolí více, než plochy uniformně osázené, tvrdí studie provedená v čínské Čchang-čou. O kolik, to se v průběhu roku trochu mění podle ročního období.

Chladící účinek zelených ploch ovlivňuje také jejich struktura. Rostlinné společenstvo, které má několik „pater“ (stromy, keře, byliny) dokáže okolí zchladit lépe než samotné stromy. Podle studie hongkongských vědců činí rozdíl za slunečného dne zhruba jeden stupeň Celsia, během zamračeného dne pak zhruba půl stupně Celsia.

Skupiny stromů

Dalším faktorem, který by měl urbanisty zajímat při úvahách o chladicí schopnosti malých zelených ploch, je uspořádání zeleně, tedy prostorová konfigurace dané plochy. Zákonitosti jsou znovu poměrně snadno pochopitelné: pokud jsou zelené plochy rozděleny na menší části, jsou dále od sebe nebo jsou rozmístěny po městě nerovnoměrně, tak je jejich celkový přínos menší, než by mohl být.

To ovšem neznamená, že by problematika byla jednoduchá, jak dobře ilustruje analýza teplotního vlivu zelených ploch ve dvou amerických městech, Baltimoru ve státě Massachusetts a Sacramentu v Kalifornii. Ani jedno z měst zjevně nevyužívá možností „zeleného chlazení“ na sto procent. V některých ohledech si vedlo dobře jedno či naopak druhé, v obou případech zjevně ovšem bylo co vylepšovat. A navíc se ukázalo, že některé postupy vhodné pro jedno město se nedají přenášet do velmi odlišných podmínek druhého.

Jasné je alespoň to, že stromy mají silnější vliv na ochlazování než tráva. V rámci regulace mikroklimatu (místních klimatických podmínek v blízkosti zemského povrchu) se pak ještě z vícero důvodů doporučuje vysazovat stromy ve skupinách, nikoli jednotlivě nebo v řadách, což samozřejmě na malé ploše nemusí být jednoduché…

Jednoduchý recept bohužel tedy není k dispozici. I malé zelené plochy mohou ve městech nabídnout v létě příjemný chládek, a tak by se města měla naučit této možnosti plně využívat, i když to bude vyžadovat velkou snahu a určitě se to ne vždy povede.

Bílá je chladná

Slavné bílé budovy na ostrovech, jako je řecký Santorini, nejsou jen na parádu: lidé již stovky let vědí, že bílá barva nejlépe odráží teplo. Tradičně se k pokrytí takových budov používá barvy vyrobené ze sádrovce, minerálu, který obsahuje síran vápenatý (CaSO₄). Nedávná studie zveřejněná v časopis American Chemical Society naznačuje, že alternativní barva obsahující síran barnatý (BaSO₄) by mohla být ještě účinnější při odrážení slunečního záření dopadajícího na budovy zpět do vesmíru.

Klíčem k účinnosti této nové barvy na bázi síranu barnatého jsou v ní obsažené nanočástice. Ty nejen poměrně účinně odrážejí sluneční energii. Důležité přitom je, že vyzařují teplo na specifických infračervených vlnových délkách v rozmezí 0,008-0,013 milimetru. Tyto vlnové délky odpovídají části atmosféry, která je vysoce průhledná, známé jako „atmosférické okno“.

To znamená, že mnohem více odražené sluneční energie se může odrazit přímo tímto „oknem“ zpět do vesmíru, místo aby zůstala zachycena v zemské atmosféře a přispívala ke globálnímu oteplování. Podle autorů studie se při dopadu slunečního záření na barvu ze síranu barnatého odrazí téměř 10 % záření právě na těchto vlnových délkách.

Použití tohoto typu nátěru na budovy v oblastech s teplým podnebím pomůže udržet budovy chladnější – velký problém zejména v městských oblastech, kde hustota lidí a budov může v letních měsících vyhnat teploty do nesnesitelných výšek.

Studie ukazuje, že natírání budov barvou na bázi síranu barnatého může snížit teplotu uvnitř budov o 4,5 °C oproti teplotě venkovního vzduchu. Tato technologie má potenciál výrazně snížit náklady na chlazení budov tím, že sníží závislost na klimatizaci.

Nicméně tento bělejší nátěr má i svou temnější stránku. Kvůli energetické náročnosti těžby surové barytové rudy k výrobě a zpracování siřičitanu barnatého, který tvoří téměř 60 % barvy, má tato barva značnou uhlíkovou stopu. Široké používání barvy by znamenalo dramatický nárůst těžby barya. Příroda nám prostě nedá nic zcela zadarmo…

Spojené státy a Německou budou v budoucnu chtít prohloubit svou spolupráci v otázkách ochrany klimatu i přechodu na obnovitelné zdroje energie. Před několika dny to svými podpisem stvrdil německý ministr hospodářský Robert Habeck i zmocněnec amerického prezidenta pro řešení otázky klimatických změn John Kerry.

„USA i Německo ukázaly, že pokud se státy rozhodnou investovat do ochrany klimatu a spustit energetickou transformaci, tak z toho těží hospodářsky, sociálně i bezpečnostně,“ prohlásil John Kerry jakožto americký klimatický expert. Upozornil na to portál National Observer.

Německý ministr hospodářství Habeck také uvedl, že na celkové změny v oblasti čistých zdrojů energie už není mnoho času a jde o jeden prvořadých úkolů pro aktuální politickou generaci. Válka na Ukrajině je podle něj zároveň ukázkou toho, jaká rizika fosilní paliva mají.

Podle Johna Kerryho je pak také potřeba, aby Spojené státy i Německo ostatní země na světě v tomto ohledu podporovaly a chtějí celou transformaci urychlit.

Podepsaná úmluva hovoří o třech základních cílech. Země se mají co nejrychleji snažit o aplikaci potřebných opatření pro ochranu klimatu, soustředit se na nové a průkopové čisté technologie i podporovat třetí země k ekologické transformaci.

Nejen střed Evropy se potýá s vysokými teplotami. V květnu Indie a Pákistán čelily až padesátistupňovým horkům. Nepříjemná vedra sužují také Spojené státy a Evropu.

„Musíme se naučit, jak nebezpečné vlny veder zvládat,“ tvrdí Francesco Rocca, prezident Mezinárodní federace Červeného kříže. Vysoké teploty jsou nebezpečné zejména pro lidi se zdravotními potížemi, jako jsou například kardiaci. Ovšem k jejich úmrtím dochází většinou doma, proto jsou méně viditelná. Města po celém světě si však již toto nebezpečí uvědomují a budují mechanismy, jak své obyvatele ochránit.

Atény testují systém, který kategorizuje vedra pomocí úrovně nebezpečí podobně, jako je tomu u varování u hurikánů. Tokio experimentuje s větrnými tunely. Tel Aviv na veřejných prostranstvích instaluje barevná látková stínidla se slunečními panely, kterými v noci napájí osvětlení. Kapské město a Buenos Aires ochlazují střechy pomocí světlého nátěru.

V australských městech Červený kříž zavedl telefonáty lidem ohroženým vedry a vysílá k nim lékařskou pomoc, pokud na hovory nereagují. Španělská města experimentují se zavedením ambulancí na plážích. Další města zavádí příspěvky na klimatizaci pro nízkopříjmové obyvatele. Jiná na veřejná prostranství vysazují stromy, které jsou vůči vedrům odolné.

Ukazuje se tak, že existují způsoby, jak čelit nebezpečným vlnám veder, které mohou být s postupující změnou klimatu častější. Některé mechanismy jsou založené na moderních technologiích, jiné jsou jednoduché a i méně nákladné. Tak či tak, je na místě, aby se od sebe města vzájemně inspirovala, protože podobná opatření budou nevyhnutelná.

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.

Snahy o „očištění“ průmyslu zesiluje a přibývá velkých investic do technologie zachycování a ukládání uhlíku (CCS). Britský startup Carbon Clean získal v novém kole financování rekordních 150 milionů dolarů, informoval server Sifted.

O možnosti, že bychom přebytečný uhlík ze spalování fosilních paliv mohli ukládat do země, se mluví již dlouhé roky. Ale byť v principu jde o známou technologii, v praxi (prozatím tedy spíše experimentální praxi) nemá dobré výsledky.

I tak je CCS jedno z mála – a někdy úplně jediné řešení – otázky, jak snížit uhlíkové emise řada průmyslových oborů. Není sice zatím přímo „k mání“, jeví se ovšem jako prakticky realizovatelné. A tak logicky roste i zájem investorů o firmy pohybující se v oblasti CCS.  V květnu tak (během všeobecného ochlazení start-upové scény) padl rekord: britský startup Carbon Clean získal v nedávno uzavřeném kole financování 150 milionů dolarů, píše server Sifted.

O přínosu technologie CCS ke snaze o zpomalení změn klimatu se vedou vášnivé diskuse, velcí průmysloví hráči ovšem tuto technologii horlivě podporují. V posledním kole financování společnosti Carbon Clean tak největší částku investovala společnost Chevron, prostředky do start-upu vložily i společnosti Samsung (ta má významné portfolio v oblasti ropy a zemního plynu) a Saudi Aramco. 

Toto kolo přichází v době rostoucího zájmu o CCS: v loňském roce vzrostla celosvětová kapacita plánovaných projektů CCS za devět měsíců o 50 %. Odvětví dále podpořila poslední zpráva Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC), která zdůraznila potřebu této technologie.

Zájem je také o další formy odstraňování uhlíku z atmosféry. Švýcarský startup Climeworks, který pracuje na přímém zachycování uhlíku ze vzduchu (kdy se uhlík odstraňuje ze vzduchu samotného, nikoli zachycuje u zdroje), získal minulý měsíc 650 milionů dolarů.

Snížení ceny

Zakladatelé Carbon Clean jsou typicky start-upově optimističtí: „Zachycování uhlíku v místě zdroje je docela jednoduché,“ řekl zakladatel společnosti Carbon Clean Aniruddha Sharma v rozhovoru pro Sifted. „Není to tak složité jako přímé zachycování ve vzduchu a jeho varianty se používají už asi 50 let.“

Velmi zjednodušeně řečeno funguje technologie tak, že plyny odebrané z průmyslové linky se zachycují, a pak se smísí s chemickou látkou, která pohlcuje oxid uhličitý. Vzniká tak tekutina podobná pivu, která se znovu zahřeje, aby se CO2 mohl znovu oddělit. Pracovní látku tak lze používat opakovaně a zachycený oxid uhličitý může být použit k výrobě dalších produktů, například pohonných hmot, nebo uložen v opuštěných plynových vrtech.

Modelování naznačuje, že náklady na ukládání emisí CO2 z plynových elektráren se pohybují kolem 80 až 90 dolarů za tunu. Aby se náklady na CCS snížily, usiluje se o výrobu větších zařízení, aby se projevily úspory z rozsahu. Tím však vznikl jiný problém: počáteční náklady na výstavbu zařízení jsou vysoké a je zapotřebí mnoho prostoru – podle odhadů společnosti Sharma by společnosti potřebovaly o 40 % více plochy na jedno zařízení.

V tom podle něj spočívá přínos technologie Carbon Clean. Podařilo se jí zmenšit velikost potřebného zařízení. Firma má údajně postup, který zvyšuje účinnost celého procesu díky de facto lepšímu promísení obou reagujících sloučenin (tedy spalin a látky pohlcující CO2).

Sharma říká, že jeho zařízení potřebuje desetkrát méně místa než jiné modely. „Znamená to, že nemusíte stavět nevzhledné věže, vše můžete mít v přepravním kontejneru, a to značně, značně usnadňuje adopci. Otevírá to možnost zachycování uhlíku pro těžký průmysl.“

Společnost Carbon Clean tvrdí, že její technologie snižuje náklady na 45 dolarů za tunu a že je může do roku 2025 snížit na 30 dolarů za tunu. CCS je také výrazně levnější než přímé odstraňování ze vzduchu – Climeworks například do roku 2030 plánuje 250 až 300 dolarů za tunu.

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

Zelená paliva nebo cement?

Hodně se diskutuje o tom, kde by se CCS mělo nasadit. Někteří odborníci zdůrazňují, že by se měla používat v odvětvích, jako je výroba cementu a oceli, kde emise pravděpodobně nikdy nedosáhnou nuly. Existuje argument, že její použití při těžbě ropy a zemního plynu (kde se oxid uhličitý používá na „povzbuzení“ další produkce ložiska) podporuje další spotřebu fosilních paliv – a do budoucna je tedy možné, že takové využití technologie bude nějak legislativně regulováno.

Dosavadní výsledky projektů CCS také nesplnily očekávání v ně vkládaná. Společnost Chevron loni přiznala, že její CCS projekt v Austrálii nesplnil svůj plánovaný cíl snížit emise daného provozu o 80 % (Carbon Clean se na projektu nepodílela).

Ale řada společností má dobré důvody pro to, aby se pokusila technologii rozhýbat a dostat do praxe. Ropné společnosti se díky dnes připravované či již schválené legislativě budou muset nějak vypořádat s emise uhlíku. Nejspíše tak, že budou prodávat ropu „vykompenzovanou“ uložením odpovídajícího objemu oxidu uhličitého z atmosféry. V současné situaci by vzhledem k vysokým cenám paliv mohly mít prostředky na investice do této oblasti (pokud tedy nepřijde recese).

Carbon Clean celkem pochopitelně klade hlavní důraz na průmyslová odvětví, kde není možná zatím náhrada za použití fosilních paliv: „Zaměřujeme se na ocelářství, cementářství, energetiku z odpadu, rafinérství a petrochemii. Jsou to odvětví, která nelze odstranit v krátkodobém nebo střednědobém horizontu, a v některých případech ani v dlouhodobém horizontu,“ řekl Sharma.

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.

Podle Filipínské komise pro lidská práva existují právní důvody k tomu, aby za dopady změny klimatu nesly odpovědnost korporace, které jsou označované jako „carbon major“. Ty podle této komise vědomě přispěly k základním příčinám změny klimatu a tím porušily lidská práva Filipínců.

Na základě čtyřletého vyšetřování Filipínská komise pro lidská práva identifikovala 47 fosilních společností, které se na celosvětových emisích podílí z 21,4 %. Mezi ně řadí např. Schell, Chevron či BP. Toto vyšetřování bylo spuštěno na základě petice, kterou podali obyvatelé Filipín po ničivém tajfunu v roce 2015. Obviněné společnosti však usnesení komise zpochybňují, jelikož je podle nich mimo její mandát. Nemůže totiž vést trestní stíhání ani podávat žaloby, protože podle filipínské ústavy není vyšetřovacím orgánem.

Na druhou stranu, podle Tonyho La Viña, právníka zabývajícího se životním prostředím, ačkoliv „není stanovisko komise právně závazné a v nejlepším případě má pouze morální a politický význam, může vést k dalším krokům, které by mohly mít právní důsledky“. Zároveň se podle něho jedná o precedent, na základě kterého by mohly postupovat i jiné rozvojové země.

Na probíhající klimatické změny reagují nejrůznější projekty. Řadí se mezi ně třeba i takzvaná plovoucí města, která se již brzy mají začít stavět – nebo to alespoň někteří tvrdí. Nejrůznější studie totiž naznačují, že stoupající moře může připravit o domovy několik stovek milionů lidí.

Za projektem stojí pracovníci z Jižní Koreje, kteří před několika dny představili první prototyp těchto plovoucích měst. Vědci jej navrhli tak, aby snadno odolal rostoucí hladině. Informoval o tom portál Dezeen.

Vědečtí pracovníci po celém světě čím dál víc varují před tím, že klimatické změny způsobí v příštích padesáti letech škody za biliony dolarů a zároveň se kvůli tomu může odstartovat významný proud nové klimatické migrace. Plovoucí města však mají tento problém podle jejich autorů efektivně řešit.

První návrh plovoucího města na světě přišel už před dvěma lety z dílny amerického startupu Oceaning. Od té doby se ale do něj zapojila třeba i jihokorejská firma Samoo či přístavní město Pusan. Všechny subjekty nyní společně představily první prototyp, který má už do tří let u jihokorejské metropole Pusan vyrůst.

Podle aktuálních představ by se do plánovaného města mělo vejít až dvanáct tisíc lidí. Počítá se celkem se třemi plošinami, které budou navzájem spojené mosty, s několika jídelními bary, studentskými kolejemi nebo třeba s dostatkem relaxačních míst. Celkově má projekt vyjít asi na 200 milionů dolarů a začít stavět by se mělo už příští rok.

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.

Mezinárodní agentura pro energii (IEA) ve své čerstvě vydané souhrnné zprávě World Energy Outlook varuje, že rozvoj čisté energetiky je příliš pomalý na to, aby se podařilo dosáhnout stanoveného cíle, tedy nulových emisí uhlíku do roku 2050.

Ve zprávě, jež by měla posloužit i jako příručka pro světové lídry, kteří se na přelomu října a listopadu sjedou na klimatický summit do skotského Glasgowa, IEA upozorňuje na to, že emise uhlíku se do poloviny století sníží o pouhých 40 %, pokud země zůstanou u svých aktuálních klimatických závazků. Podle agentury si změna strategie a politiky, nutná k zahlazení stávajícího deficitu, vyžádá jen v příštím desetiletí zhruba 4 miliardy amerických dolarů nad rámec již předpokládaných „klimatických“ investic.

Zpráva IEA dále uvádí, že zatímco prodeje elektromobilů dosáhly v roce 2020 nových rekordů a budování obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná energetika a fotovoltaika, pokračovalo v rychlém růstu, lze ke každému údaji dokládajícímu rychlost pozitivní změny energetiky uvést jiný, méně pozitivní, který je spíše dokladem stagnace.

Rychlé, ale nerovnoměrné hospodářské oživení po loňské hluboké recesi způsobené koronavirovou pandemií nyní významně zatěžuje celosvětovou energetickou infrastrukturu. V nedávné době došlo k prudkému růstu cen na trzích se zemním plynem, uhlím a elektřinou, což nyní zakoušíme na vlastní kůži i v České republice.

„Navzdory veškerému příznivému vývoji, k němuž přispívají obnovitelné zdroje a elektromobilita, dochází v roce 2021 k velkému oživení využívání uhlí a ropy,“ pokračuje zpráva. Proto také v letošním roce došlo k druhému největšímu ročnímu nárůstu emisí CO2 v historii.

Špatné scénáře

Zpráva předkládá několik scénářů budoucího vývoje. Jeden z nich předpokládá, že by téměř veškerý růst poptávky po energii do roku 2050 zajišťovaly nízkoemisní zdroje. I když to zní slibně, IEA varuje, že roční emise by zůstaly zhruba na dnešní úrovni. Celosvětová průměrná teplota by se tak i nadále zvyšovala a v roce 2100 by mohla být až o 2,6 °C nad úrovní před průmyslovou revolucí.

Další scénář pracuje s variantou, že závazky nulových emisí, které řada zemí přijala, budou realizovány včas. I tehdy by ale globální nárůst průměrné teploty v roce 2100 činil přibližně 2,1 °C nad úrovní v době těsně před průmyslovou revolucí. I při dosažení nulových emisí ve stanovené době by tedy teplotní trend byl stále značně nepříznivý.

Letošní klimatický summit COP26 se tak bude odehrávat v poněkud temném stínu Pařížské dohody z roku 2015. Tato dohoda, kterou OSN označila za právně závaznou mezinárodní smlouvu o změně klimatu, má za cíl omezit globální oteplování na méně než 2 °C, nejlépe na 1,5 °C ve srovnání s předindustriální úrovní. Jedná se nepochybně o náročný závazek, ale OSN zcela jasně prohlásila, že 1,5 °C je považováno za horní hranici, pokud jde o předcházení nejhorším důsledkům změny klimatu. Pokud by totiž pokračovala současná trajektorie emisí CO2, OSN varuje, že celosvětová průměrná teplota by se v jejich důsledku do konce století mohla zvýšit až o 4,4 °C.

Do špinavých zdrojů již neinvestovat

Výkonný ředitel IEA Fatih Birol v komentáři k nově publikované zprávě uvedl: „Celosvětová obrovská síla čisté energetiky naráží na hlubokou zakořeněnost fosilních paliv v našich energetických systémech. Národní vlády musí tento problém vyřešit na nadcházejícím klimatickém summitu tím, že dají jasný a nezaměnitelný signál, že jsou odhodlány rychle rozšířit čisté technologie budoucnosti,“ napsal dále Fatih Birol. Sociální a ekonomické zisky plynoucí ze zrychlení přechodu na čistou energii mohou podle něj být opravdu značné, ale obrovská by mohla být i cena za nečinnost.

Světoví lídři, kteří za několik týdnů přijedou do Glasgowa, by se proto podle Fatiha Birola měli sjednotit a investorům z celého světa jasně říci, jaké jsou priority. Mimo jiné by jim měli vzkázat to, že riskují ztrátu peněz, pokud budou i nadále pokračovat v investování do „špinavých“ zdrojů energie.

Na Islandu zahájilo minuý týden provoz největší zařízení na světě, které nasává oxid uhličitý přímo ze vzduchu a ukládá ho pod zem. Oznámily to společnosti Climeworks AG a Carbfix, které stojí za touto nově vznikající ekologickou technologií.

Švýcarský start-up Climeworks se specializuje na zachycování oxidu uhličitého přímo ze vzduchu. Za partnera si vybral islandskou firmu Carbfix, která se zaměřuje na uskladňování oxidu uhličitého. Společně vyvinuly zařízení, které ročně odsaje 4000 tun oxidu uhličitého ze vzduchu. To odpovídá ročním emisím zhruba 790 aut.

Celosvětové emise oxidu uhličitého loni podle Mezinárodní agentury pro energii (IEA) činily 31,5 miliardy tun.

Přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu je jednou z několika technologií, které umožňují jeho zachycení z atmosféry. Vědci to považují za nezbytný postup ve snaze omezit globální oteplování, které zřejmě způsobuje větší vlny veder, lesní požáry, záplavy a zvyšování hladiny moří.

Zařízení se nazývá Orca, což je odkaz na islandský výraz pro energii. Skládá se z osmi velkých kontejnerů podobného vzhledu jako ty, jež se používají v lodní dopravě, které obsahují vysoce kvalitní filtry a ventilátory k odsávání oxidu uhličitého. Izolovaný oxid uhličitý se pak smíchá s vodou a je pumpován hluboko pod zem, kde se pomalu mění v horninu. Obě technologie využívají obnovitelnou energii z blízké geotermální elektrárny.

Přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu je stále začínající a nákladnou technologií, vývojáři však doufají, že se jim podaří snížit ceny díky rozšíření zařízení, protože více firem a spotřebitelů se snaží snížit svoji uhlíkovou stopu. Podle IEA je na světě nyní v provozu 15 zařízení na přímé zachycování oxidu uhličitého ze vzduchu, které ročně zachytí více než 9000 tun.

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

Americká ropná společnost Occidental v současnosti vyvíjí největší zařízení na přímé zachycování oxidu uhličitého, které má z ovzduší blízko některých jejích ropných polí v Texasu ročně odčerpat jeden milion tun oxidu uhličitého.

Load More