Pokud chce svět odejít do roku 2050 od fosilních paliv, měli by si všichni uvědomit, že náhrada více než 4000 gigawattů výkonu uhelných a plynových elektráren je jen pomyslná špička ledovce. Mnohem větší výzvou bude náhrada ropných produktů v silniční, námořní a letecké dopravě, nebo také změna technologie výroby oceli a čpavku. Uvádí to česko-kanadský vědec a publicista Václav Smil ve své nové eseji Na půli cesty mezi Kjótem a rokem 2050.
„Je jasné, že celkový přírůstek výroby elektřiny s nulovým obsahem uhlíku bude muset jít daleko za hranice pouhého nahrazení dnešní výroby fosilních paliv, což je asi 62 procent z celkových více než 29 000 terawatthodin (TWh) v roce 2022. Poptávka po elektřině bude pokračovat růst: Mezinárodní energetická agentura předpovídá roční růst o 3,3 procenta do roku 2050, což by zvýšilo celkový objem pro rok 2022 téměř 2,5krát na 72 000 TWh,“ upozorňuje Václav Smil.
Kromě již probíhajících trendů elektrifikace v dopravě, vytápění a některých průmyslových procesech se navíc bude muset svět vypořádat také s otázkou dekarbonizace výroby oceli a čpavku. A právě to může být největší problém.
Zhruba 70 procent světové oceli se vyrábí ve vysokých pecích z železné rudy s pomocí koksu. Pokud bychom chtěli při redukci železných rud nahradik uhlík vodíkem, očekávaná roční produkce 1,7 miliardy tun zelené oceli v roce 2050 by byla podmíněna potřebou 91 milionů tun zeleného vodíku.
Mohlo by vás zajímat
Také amoniak neboli čpavek, který je základní surovinu pro výrobu syntetických hnojiv, se dnes vyrábí s využitím fosilních paliv. V roce 2022 dosáhla roční produkce čpavku asi 150 milionů tun; předpovědi jsou, že do roku 2050 vzroste potřeba na nejméně 200 milionů tun. Proces výroby amoniaku bez fosilních paliv by v roce 2050 potřeboval asi 44 milionů tun zeleného vodíku ročně.
Dva klíčové procesy, výroba „zelené“ oceli a čpavku, v součtu vycházejí na nějakých 135 milionů tun zeleného vodíku. Když připočteme očekávanou spotřebu zeleného vodíku v energetice, dopravě a v průmyslu, mohla by se spotřeba v roce 2050 pohybovat okolo 500 milionů tun. Elektrolytická výroba zeleného vodíku potřebuje asi 50 MWh na tunu vodíku. Zmíněných 500 milionů tun zeleného vodíku tak vyžadovalo dodatečných 25 000 TWh zelené elektřiny, což je pro srovnání 86 procent celosvětové spotřeby elektřiny v roce 2022.
To může být doslova nadlidský úkol. Jak Václav Smil připomíná, nejambicióznější španělský projekt počítá s výrobou 150 tisíc tun zeleného vodíku. Takové množství by pro srovnání stačila k syntéze 700 tisíc čpavku, což by umožnilo náhradu asi 0,65 procenta současné spotřeby dusíkatých hnojiv. Podobných gigatováren na zelený vodík by tak ve světě muselo vzniknout 150 – a to pouze kvůli změně technologie výroby čpavku.
Plošná dekarbonizace může narazit také na dostupnost průmyslových kovů. Typický elektromobil obsahuje více než pětinásobné množství mědi auto se spalovacím motorem. Nahrazení dnešních 1,35 miliardy benzinových a naftových vozidel elektromobily a pokrytí rostoucího zájmu uživatelů (odhad je 2,2 miliardy aut k roku 2050) by si tak během příštích 27 let vyžádalo produkci dalších až 150 milionů tun mědi. To je ekvivalent více než sedmi let současné roční těžby mědi.
Mezinárodní energetická agentura odhaduje, že přechod na elektromobilitu do roku 2040 by zvýšil poptávku po lithiu více než 40krát oproti současné produkci. Potřebné množství grafitu, kobaltu a niklu by bylo až 25krát vyšší. Kumulativní poptávka po materiálech k dosažení úplné dekarbonizace do roku 2050 se odhaduje na přibližně 5 miliard tun oceli, téměř miliardu tun hliníku a více než 600 milionů tun mědi, a to jsou jen tři největší položky.
Otázkou je, zda tolik kovů vůbec dokážeme vyprodukovat. Václav Smil zmiňuje příklad klesající kvality měděné rudy spolu s tím, jak jsou vyčerpávána nejlepší ložiska. Obsah kovu v těžených měděných rudách z Chile, což je největší světový producent tohoto kovu, klesl z 1,4 procenta v roce 1999 na 0,6 procenta v roce 2023 a další zhoršení kvality je zřejmě nevyhnutelné.
Jak uvádí Václav Smil v závěru své eseje, i kdybychom nahradili pouze dnešní spotřebu fosilních paliv ve výrobě elektřiny, museli bychom investovat asi šestkrát více, než investujeme, tedy asi 13 bilionů dolarů ročně. Když přičteme očekávaný růst spotřeby elektřiny a dekarbonizaci průmyslu a dopravy, účet by byl ještě mnohem vyšší. „Když tyto výzvy realisticky zhodnotíme, musíme dojít k závěru, že svět bez fosilních paliv do roku 2050 je vysoce nepravděpodobný,“ dodává na závěr.
Celá esej v angličtině je dostupná na webu Václava Smila.
