“Alternativní energetiku” pochovali již před téměř 50 lety

Dnešní blbnutí kolem „zelené energetiky“ je nejen přímým důkazem dokonalého zblbnutí „elit“, ale také důkazem toho, že se jedná jen o byznys, nic osobního. Již před 50 lety bylo jasné, že svět musí hledat pro řešení problémů s množstvím energie někde jinde, jinou cestou. A „připaření“ k tomu navíc „zeleného světa“, jakoby záchranou Země před „uhlíkovou katastrofou“, to jen podtrhuje a zvýrazňuje. Jak tu debilitu, tak lhostejnost panujícího systému. Dokazuje také, že „ty elity“ nejsou schopny řídit svět v žádném případě. Nebo až nastane „nějaká“ krize, požádají vesmír o dotace, jako to dělají bankéři, kteří se považují za „vládce prstenů“, když díky jejich lichvě, finančním pyramidám, které říkají ekonomika, když požádají státy o náhradu „škod“?  Ten kdo si myslí, že nějakými volbami něco změní, aby to bylo jako „jen před pár lety“, nechápe vůbec nic …        Peter 008

8. října 1975 na vědeckém zasedání věnovaném 250. výročí Akademie věd SSSR (plus datováni Ruska) vystoupil akademik Petr Leonidovič Kapica, který o tři roky později získal Nobelovu cenu za fyziku, s koncepčním referátem, v němž na základě základních fyzikálních principů v podstatě pohřbil všechny druhy “alternativní energie”, s výjimkou řízené termojaderné fúze.

Pokud stručně nastíníme úvahy akademika Kapicy, vedou k následujícímu:

Hlavním argumentem, který Kapica ve své zprávě o možnostech alternativní energie použil, nebyl ekonomický přístup, ale úvahy ryze fyzikální povahy. Jeho hlavní námitkou proti bezbřehému nadšení pro “bezplatnou a čistou alternativní energii”, módní i tehdy, před padesáti lety, bylo zjevné omezení, které není dodnes vyřešeno: žádný alternativní zdroj energie, ať už jde o solární panely, větrné turbíny nebo vodíkové palivové články, nikdy nedosáhl energetické a výkonové hustoty fosilních paliv, jako je uhlí, ropa a plyn, nebo jaderná energie.

Toto omezení bohužel není politické, ale jen fyzikální – bez ohledu na vládní systém nebo ideologii musí každá ekonomika vycházet ve větší či menší míře z fyzikálních zákonů okolního světa. Úsilí vědců nebo inženýrů nás může dostatečně přiblížit teoretickému fyzikálnímu limitu technologie, ale bohužel je zcela zbytečné při pokusu takové omezení přeskočit.

Například limitující konstantou pro solární energii je takzvaná “solární konstanta”, která činí 1 367 wattů na metr čtvereční na orbitě naší Země. Bohužel tento “obíhající kilowatt” je pro nás, kteří žijeme na zemském povrchu, zcela nedostupný. Množství sluneční energie dopadající na zemský povrch ovlivňuje řada faktorů: počasí, celková průzračnost atmosféry, mraky a mlha, výška Slunce nad obzorem.

Ale to nejdůležitější je však rotace naší planety kolem své osy, která okamžitě snižuje dostupnou energii sluneční konstanty téměř na polovinu: v noci je Slunce pod obzorem. V důsledku toho se my, obyvatelé Země, musíme spokojit maximálně s desetinou množství orbitální sluneční konstanty.

Ať už uvažujeme o jakémkoli zdroji energie, lze jej charakterizovat dvěma parametry: hustotou energie – tj. jejím množstvím v objemové jednotce – a rychlostí jejího přenosu (šíření). Součinem těchto veličin je maximální výkon, který lze získat z jednotky plochy při použití daného druhu energie.

Řekněme například solární energie. Její hustota je zanedbatelná. Šíří se však obrovskou rychlostí – rychlostí světla. Výsledkem je, že tok sluneční energie, který se dostane na Zemi a dává všemu život, není vůbec malý – více než jeden kilowatt na metr čtvereční. Bohužel tento tok je sice pro život na planetě dostatečný, ale jako hlavní zdroj energie pro lidstvo je extrémně neefektivní. Jak poznamenal P. Kapica, na úrovni moře, s přihlédnutím ke ztrátám v atmosféře, může člověk ve skutečnosti využít tok 100-200 wattů na metr čtvereční. Již dnes je účinnost zařízení přeměňujících sluneční energii na elektřinu 15 %. K pokrytí jen domácích potřeb jedné moderní domácnosti je zapotřebí konvertor o rozloze nejméně 40-50 metrů čtverečních. A k nahrazení zdrojů fosilních paliv solární energií by bylo třeba vybudovat souvislý 50-60 kilometrů široký pás solárních panelů podél celé pevninské strany rovníku. Je zřejmé, že takový projekt není v dohledné době z technických, finančních a politických důvodů proveditelný.

Opačným příkladem jsou palivové články, kde se chemická energie oxidace vodíku přeměňuje přímo na elektřinu.

Petr Kapica napsal: “V praxi je hustota energetického toku velmi malá a z metru čtverečního elektrody lze odebrat pouze 200 W. V tomto případě se však jedná o velmi malé množství energie. Pro 100 megawattů výkonu dosahuje pracovní plocha elektrod čtverečního kilometru a není naděje, že by kapitálové náklady na výstavbu takové elektrárny byly ospravedlněny energií, kterou vyrobí. Palivové články lze tedy použít pouze tam, kde není potřeba velkých výkonů. Pro makroenergetiku jsou však nepoužitelné.“

Zde je hustota energie vysoká a účinnost přeměny vysoká, dosahuje až 70 a více procent. Její přenosová rychlost je však extrémně nízká, omezená velmi nízkou rychlostí difuze iontů v elektrolytech. V důsledku toho je hustota energetického toku přibližně stejná jako u solární energie. Petr Kapica napsal: “V praxi je hustota energetického toku velmi malá a z jednoho metru čtverečního elektrody lze odebrat pouze 200 W. V praxi je hustota energetického toku velmi malá. Pro 100 megawattů výkonu dosahuje pracovní plocha elektrod čtverečního kilometru a není naděje, že kapitálové výdaje na výstavbu takové elektrárny budou ospravedlněny energií, kterou vyrobí”. Palivové články lze tedy použít pouze tam, kde není zapotřebí velkých výkonů. Pro makroenergetiku jsou však nepoužitelné.“

Kapica tedy důsledně hodnotil větrnou energii, geotermální energii, energii vln a vodní energii a tvrdil, že všechny tyto, laicky řečeno, docela slibné zdroje nemohou nikdy vážně konkurovat fosilním palivům: hustota energie větru a vln je nízká; nízká tepelná vodivost hornin omezuje skromný rozsah geotermálních elektráren; vodní energie je sice dobrá, ale aby byla účinná, vyžaduje buď horské řeky – kdy se hladina vody může zvednout o velkou výšku a zabezpečit tak vysokou hustotu vodní energie – ale jejich málo, nebo je třeba zabezpečit ohromné plochy vodních nádrží a ničit úrodné země.

Mírový atom nespěchá

Akademik Kapica ve svém referátu věnoval zvláštní pozornost atomové energetice a upozornil na tři hlavní problémy na cestě k tomu, aby se stala hlavním zdrojem energie pro lidstvo: problém likvidace radioaktivního odpadu, kritické nebezpečí havárií na jaderných stanicích a problém nekontrolovaného šíření plutonia a jaderných technologií. O deset let později, v Černobylu, se svět mohl přesvědčit, že pojišťovny a akademik Kapica měli ve svém odhadu nebezpečí jaderné energie více než pravdu. Zatím se nemluví o přechodu světové energetiky na jaderné palivo, i když lze očekávat, že se jeho podíl na průmyslové výrobě energie bude zvyšovat.

Největší naděje vkládal Petr Kapica do termonukleární energie. Za posledních více než třicet let se však přes obrovské úsilí vědců z různých zemí nejenže nepodařilo problém řízené termojaderné fúze vyřešit, ale postupem času se pochopení složitosti problému spíše jen prohlubovalo. V listopadu 2006 se Rusko, Evropská unie, Čína, Indie, Japonsko, Jižní Korea a USA dohodly na zahájení stavby experimentálního fúzního reaktoru ITER, založeného na principu magnetického udržení vysokoteplotního plazmatu, který by měl během 400 sekund poskytnout 500 megawattů tepelného výkonu. Pro posouzení tempa vývoje mohu uvést, že v letech 1977-1978 se autor podílel na analýze možnosti “plnění” ITER „výstřelu“ pevné vodíkové pilulky do plazmatu. Ani myšlenka laserové fúze, založené na rychlém stlačení vodíkového terče pomocí laserového světla, není v nejlepší kondici.

Velmi drahá fantastika …

A co vodíková energetika a notoricky známá biopaliva, která se dnes nejaktivněji prosazují? Proč jim Kapica vůbec nevěnoval pozornost? Vždyť biopalivo v podobě palivového dřeva lidstvo používá už po staletí a vodíková energetika se dnes zdá být tak perspektivní, že se téměř každý den objevují zprávy, že velké automobilky předvádějí koncepční vozy na vodíkové palivo! Byl akademik tak krátkozraký? Bohužel … Žádná vodíková a dokonce ani bioenergie v doslovném smyslu nemůže existovat.

Pokud jde o vodíkovou energii, vzhledem k tomu, že na Zemi nejsou žádná přírodní ložiska vodíku, snaží se její zastánci vynalézt jakési perpetuum mobile v planetárním měřítku, nic víc a nic míň. Existují dva způsoby, jak získat vodík v průmyslovém měřítku: buď elektrolýzou, při níž se voda rozkládá na vodík a kyslík, což však vyžaduje energii, vědomě vyšší než ta, která se pak uvolňuje při spalování vodíku a jeho přeměně zpět na vodu, nebo … ze zemního plynu za pomoci katalyzátorů a opět se spotřebou energie – kterou je třeba získat … opět spalováním přírodních fosilních paliv! V posledním případě se však nejedná o “perpetuum mobile”: při spalování takto získaného vodíku vznikne určitá dodatečná energie. Bude to však mnohem méně než energie, která by byla získána přímým spalováním zemního plynu s vynecháním jeho přeměny na vodík. “Elektrolytický vodík” tedy vůbec není palivem, je to jen “akumulátor” energie získané z jiného zdroje … který prostě neexistuje. Na druhou stranu by použití vodíku získaného ze zemního plynu mohlo poněkud snížit emise oxidu uhličitého do atmosféry, protože tyto emise by souvisely pouze s výrobou energie potřebné k výrobě vodíku. Celková spotřeba neobnovitelných fosilních paliv by se však v důsledku tohoto procesu pouze zvýšila!

U “bioenergie” není situace o nic lepší. V tomto případě se jedná o znovuoživení staré myšlenky využití rostlinných a živočišných tuků k pohonu spalovacích motorů (první Dieselův “diesel” jezdil na arašídový olej) nebo využití etanolu získaného kvašením – obilí, kukuřice, rýže, třtiny atd. – nebo hydrolyzovaných (tj. rozkladem vlákniny na cukry) – zemědělských produktů.

Co se týče výroby oleje, je to podle “Kapicových kritérií” extrémně neefektivní. Například výnosy podzemnice olejné jsou v nejlepším případě 50 metráků/ha. I při třech sklizních ročně výnos ořechů sotva přesáhne 2 kg ročně na metr čtvereční. Z tohoto množství ořechů získáte v nejlepším případě 1 kg oleje: energetický čistý výtěžek je jen o málo vyšší než 1 watt na metr čtvereční – to je o dva řády méně než sluneční energie dostupná ze stejného metru čtverečního. Nevzali jsme v úvahu, že tyto výnosy vyžadují intenzivní používání energeticky náročných hnojiv, energetických vstupů pro obdělávání půdy a zavlažování. Jinými slovy, abychom uspokojili potřeby lidstva, museli bychom kompletně vysadit arašídy „jen“ na několika zeměkoulích. Poté, co jsme provedli podobný výpočet pro “lihovou” energii, snadno zjistíme, že její účinnost je ještě nižší než u “naftového” agrocyklu.

… Ale je velmi výhodný pro ekonomiku „mýdlové bubliny“.

My náš, nový svět vybudujeme!

Výsledkem omezení sluneční energie byl poznatek známý již v roce 1975: ve skutečnosti lze z jednoho metru zemského povrchu získat maximálně 100-200 wattů průměrné denní sluneční energie. Jinými slovy, aby bylo možné uspokojit i současné lidské potřeby, musela by být plocha solárních elektráren umístěných na zemském povrchu prostě obrovská.

Kromě toho by byl pro umístění solárních panelů nejvhodnější pás země podél rovníku – nebo v pouštních tropech – zatímco většina spotřebitelů solární energie se nachází v mírném pásu severní polokoule. V důsledku toho se abstraktní “čtverce” solárních panelů na Sahaře, které tak rádi kreslí apologeti neomezené solární energie, ukazují být pouhým virtuálním předpokladem.

To však nezastavilo ty, kteří dostatečně nepochopili školní kurz fyziky. Solární projekty pro Saharu vznikají se záviděníhodnou pravidelností.

Například Desertec, evropská společnost založená v roce 2003, která se pokusila o megaprojekt solárních elektráren v Tunisku, Libyi a Egyptě s cílem dodávat solární elektřinu do západní Evropy, navzdory zapojení velkých korporací a bank, jako jsou Siemens, Bosch, ABB a Deutche Bank, po deseti letech, v roce 2013, v tichosti zkrachovala. Ukázalo se, že náklady na výstavbu a údržbu elektráren na Sahaře a náklady na dopravu elektřiny tisíce kilometrů daleko, a to i při “volné a zdarma” solární konstantě na Sahaře, nezkalené mraky nebo mlhou, jsou prostě neúnosné.

O nic růžovější není situace ani v samotné západní Evropě, kde různé státy a nadace již druhou dekádu po sobě vyčleňují triliony dolarů na rozvoj solární a větrné energetiky. Navzdory “zlatému dešti”, který se na sektor obnovitelných zdrojů energie (OZE) snesl, a plné politické podpoře obnovitelných zdrojů (i díky donucovacímu zavírání jaderných a uhelných elektráren) není “prozatímní meta” k roku 2016 pro obnovitelné zdroje zdaleka tak působivá.

Například do roku 2015 měly Německo a Dánsko, které instalovaly maximální počet větrných turbín a solárních panelů, také nejvyšší ceny elektřiny – 29,5 eurocentů a 30,4 eurocentů za kWh. Přitom “zaostalé” Bulharsko a Maďarsko, kde byly v dobách Sovětského svazu postaveny výkonné jaderné elektrárny, se mohly pochlubit zcela jinými cenami elektřiny – 9,6, resp. 11,5 eurocentu za kilowatthodinu.

Dnes hovoříme o tom, že ambiciózní program “2020” pro OZE, který přijala Evropská unie a podle něhož má být do roku 2020 20 % elektřiny v EU vyráběno z obnovitelných zdrojů, byl vložen na bedra evropských daňových poplatníků, kteří se zavázali platit speciálně nadsazený tarif za elektřinu.

Ukazuje se tedy, že současný úspěch OZE nesouvisí s ekonomickou realitou jejich rentability, a dokonce ani s impozantním pokrokem ve zvyšování jejich účinnosti, či snižování nákladů na jejich výrobu a údržbu, ale především s ochranářskou politikou zemí EU vůči OZE a eliminací jakékoliv konkurence tepelné či jaderné energetiky, vystavené dodatečnému daňovému nátlaku (poplatky za emise oxidu uhličitého), či dokonce úplnému zákazu (jako jaderná energetika v Německu).

Copak američtí vědci tato čísla a vyhlídky neznají? Samozřejmě, že znají. Richard Heinberg ve své senzační knize PowerDown: Options And Actions For A Post-Carbon World (Konec světa: Možnosti a postupy v post-uhlíkovém světě) opakuje Kapicovu analýzu tím nejpodrobnějším způsobem a ukazuje, že žádná bioenergie svět nezachrání. Co se tedy děje? Inu, jen velmi naivní člověk věří, že ekonomika dnes stejně jako před 150 lety funguje podle marxistického principu: “peníze-zboží-peníze”. Nový vzorec peníze – zboží – peníze je kratší a účinnější. Z “velké ekonomiky” se rychle vytlačuje problematický článek v podobě výroby reálných statků s reálným užitkem pro lidi v obvyklém slova smyslu. Vztah mezi cenou a hmotnou užitečností – užitečností věci jako potraviny, oděvu, ubytování, dopravního prostředku nebo služby jako prostředku k uspokojení skutečné potřeby – upadá v zapomnění stejně, jako upadl v zapomnění vztah mezi hodnotou mince a hmotností drahého kovu, který obsahuje. Stejným způsobem se “věci” nového věku zbavují veškeré užitečnosti. Jedinou použitelností těchto “věcí”, jedinou “užitečností”, kterou si v ekonomice nové doby zachovávají, je jejich schopnost být prodávány, a hlavní “výrobou”, která generuje zisk, se stává nafukování “bublin”. Všeobecná víra ve schopnost prodat vzduch v podobě akcií, opcí, futures a mnoha dalších “finančních nástrojů” se stává hlavní hybnou silou ekonomiky a hlavním zdrojem kapitálu pro kněze této víry.

Po důsledném splasknutí bublin dot-com (1) a realitních bublin a po “nanotechnologiích”, které z velké části stále vykreslují pohádkové perspektivy, aniž by se výrazněji projevily, se zdá, že američtí finančníci vážně zaměřili svou pozornost na alternativní zdroje energie. Investováním do “zelených projektů” a placením reklamy famntazií se mohou spolehnout na četné Pinocchie, které dokonale pohnojí finanční říši divů svým zlatem.

Tak co se za tu dobu změnilo v chápání této oblasti energetiky?

(1) Dotcom je termín používaný ve vztahu ke společnosti, jejíž obchodní model je založen na práci v rámci internetu. Objevil se a rozšířil se koncem 90. let. v době prudkého růstu počtu internetových obchodních společností. Termín pochází z angličtiny

https://barcaffe.ru/alternativnuju-jenergetiku-pohoronili-eshhe-40-let-nazad/

Zdroje:

http://animalworld.com.ua/news/Mnenije-Revoljucii-v-alternativnoj-energetike-zhdat-bez-tolku
https://riafan.ru/883959-kapica-okazalsya-prav-revolyucii-v-alternativnoi-energetike-zhdat-bez-tolku
http://www.energotrade.ru/forum?g=posts&t=8751
http://vivovoco.astronet.ru/VV/PAPERS/KAPITZA/KAP_10.HTM

Překlad Peter 008

sdílet na