VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Je to u nás dosud málo známé sousloví. Přesto se zřejmě stane žhavým politickým problémem, jako se jím již stává ve vyspělých zemích. Jde totiž o patrně největší problém, který před lidstvem doposud vyvstal. Všechny ostatní dosavadní konflikty člověka s přírodou, ať jakkoli zhoubné, byly konflikty lokálními, nezahrnujícími zpravidla ani jeden kontinent. Obohacování atmosféry stopovými plyny, zesilujícími skleníkový efekt, vede však ke změně klimatu na celé Zemi, změně, jaká svým tempem nemá za poslední statisíce let obdoby.

Co to je onen skleníkový efekt?

Skleníkový jev je působen polopropustnou bariérou, která brání úniku energie. V případě skutečného skleníku je to vrstva skla, která zamezuje transportu tepla prouděním teplejšího vzduchu do okolí. Až druhořadá je funkce skla při potlačení zářivého přenosu energie zevnitř ven (a v malé míře i zvenku dovnitř). Atmosféra je naopak bariérou právě pro přenos energie zářením. Bez atmosféry by se udržovala průměrná teplota zemského povrchu taková, že by vyzařoval v úhrnu právě tolik energie, kolik by jí dostával od Slunce. Za přítomnosti atmosféry, která je průhledná či alespoň dosti průsvitná pro světlo, je tomu ale jinak - onu průměrnou teplotu, kterou by měl holý povrch planety, má vrstva atmosféry, která je řadu kilometrů nad povrchem a nad kterou je už ovzduší dosti prostupné i pro infračervené záření. V nižších výškách je teplota vyšší a roste zpravidla až k povrchu Země. Povrch je totiž ozařován nejen Sluncem, ale také neviditelným infračerveným zářením atmosféry, ohřáté zemským povrchem v dobách slunečního svitu. O kolik je průměrná teplota povrchu vyšší, než by byla bez přítomnosti atmosféry, záleží na neprostupnosti atmosféry pro infračervené záření (IR) a naopak průhlednosti pro světlo, kterým je přenášena většina energie ze Slunce.

Pro neprůhlednost atmosféry v IR oboru nejsou podstatné hlavní složky zemské atmosféry, dusík, kyslík a argon, ale složky stopové. Ty se na celkovém zvýšení průměrné teploty zemského povrchu vlivem přirozeného skleníkového efektu (tj. tak velkého, jako existoval před asi dvěma sty lety), které se udává na 34 K (stupňů Kelvina) podílejí takto: vodní pára 21 K, oxid uhličitý 7 K, ozón 2,4 K, oxid dusný 1,4 K, metan 0,8 K a další už mnohem méně. Souhrnně se těmto účinným příměsím říká skleníkové plyny.

(U Venuše, která má atmosféru mnohem hustší než Země a složenou takřka výhradně z oxidu uhličitého, je povrch skleníkovým efektem přihřát o stovky stupňů.)

Během dosavadní existence Země byla teplota jejího povrchu skleníkovým jevem udržována na vhodné výši k tomu, aby zde mohl vzniknout a vyvíjet se život. Před miliardami let, kdy Slunce zářilo méně (zpočátku až o třetinu), bylo ovzduší méně propustné pro infračervené záření - obsahovalo totiž více oxidu uhličitého, který dlouhovlnné záření pohlcuje. Během rozvoje života na Zemi se oxid uhličitý postupně zabudovával do karbonátových sedimentů (zejména vápence a dolomitu), a jeho koncentrace v atmosféře podstatně klesla. A tak i přes vzrůst výkonu Slunce teplota na Zemi zůstala víceméně stejná - slábl totiž skleníkový efekt. (Přes tento pozvolný proces se překládalo kolísání průměrných teplot ve škálách stovek a desítek miliónů let. Extrémně teplé období zřejmě existovalo před sto milióny let, v době veleještěrů. Předpokládá se, že tehdy byla koncentrace oxidu uhličitého v ovzduší až o řád větší než dnes.)

Ve čtvrtohorách bylo při střídání ledových a meziledových dob kolísání průměrných teplot dosti věrně kopírováno kolísáním koncentrace oxidu uhličitého a metanu. Za původce, který pomalé změny klimatu vyvolával, se pokládají nevelké změny vzájemné polohy eliptické trajektorie a rotační osy Země, které vedou ke změnám časového a šířkového rozložení osvětlení Země Sluncem. Nebýt ale doprovodných velkých změn obsahu rozhodujících stopových plynů v ovzduší, vliv samotných astronomických podmínek by se zdaleka tak velkými změnami teplot neprojevil. (V kratších obdobích stovek či desítek let je klima navíc snad ovlivňováno možných kolísáním zářivosti Slunce na úrovni zlomků promile. To se někdy pokládá za příčinu tzv. malé doby ledové na konci středověku, kdy průměrná teplota klesla téměř o jeden stupeň oproti tisíciletému průměru.)

Do přirozených pozvolných změn klimatu na Zemi však rázně zasáhla činnost lidstva. Pro období posledních dvou set let existují měření koncentrace skleníkových příměsí v atmosféře, vykonaná na bublinkách vzduchu uzavřených v polárním ledu. Ta ukazují, že koncentrace CO₂ vzrostla již o třetinu, z 280 ppm (milióntin) na 355 ppm, a koncentrace metanu na více než dvojnásobek (nyní 1,7 ppm). V souladu s tím vzrostla za dvě stě let i průměrná teplota při zemském povrchu. Růst podílu skleníkových plynů v atmosféře je stále rychlejší, a navíc se objevily čistě antropogenní a mnohem účinnější skleníkové plyny, halogenované uhlovodíky (zejména tzv. freony). Ty se nyní na lidském přídavku ke skleníkovému efektu podílejí až jednou čtvrtinou.

Veškeré klimatické modely se shodují v tom, že vlivem umělého zesílení skleníkového efektu během příštího století dojde ke značnému oteplení, které nemá svou velikostí obdoby za posledních sto tisíc let a svou prudkostí nikdy v historii biosféry. Jeho důsledky, už i ty, které lze dnes odhadnout či spočítat, jsou věru hrozivé. Jde především o rychlý vzestup hladiny moří, dále o změnu rozložení srážek, a v pobřežních oblastech též o zvýšení počtu a síly vichřic.

V Československu, pravda, nebude mít globální oteplení přímý katastrofální dopad. Jen se velmi pravděpodobně zmenší letní množství srážek a zimní sněhová pokrývka - to mnohde povede k menší vlhkosti půdy během vegetačního období, a bude znamenat nutnost lepšího hospodaření s vodou. Avšak například v sušších oblastech Severní Ameriky, které jsou nyní skutečnou „obilnicí světa“, se hranice pásu pěstování kukuřice posune k severu. Kukuřice bude nahrazena pšenicí - ale ta tam dává poloviční výnosy! V některých ještě sušších oblastech světa produkce dokonce ustane - současné oblasti hladu se tím, velmi pravděpodobně, dramaticky rozšíří.

Téměř jedna miliarda lidí žije v oblastech s nadmořskou výškou nepřesahující příliš jeden metr. Stoupání hladiny moří, způsobené teplotním rozpínáním vody (až druhořadé je během příštího století zmenšování pevninských ledovců), je ohrožuje zcela zásadně. Přibude zkázonosných záplav, část pobřeží se dostane trvale pod vodu, zahynou pobřežní ekosystémy. Kam se lidé z těchto mnohdy nejhustěji osídlených oblastí přesídlí? Možnost je jen jediná: do průmyslových zemí, kde lidé v nouzi nežijí. Toho se mnozí z nás ještě dočkají otázka je jen, jaké intenzity nové stěhování národů nabude.

Globální oteplení je jev, způsobený průmyslovou civilizací severního mírného pásu, tedy bohatou a rozmařilou pětinou lidstva (do které patříme i my a dokonce i Rusko), ale postihující lidstvo celé, a též celou biosféru. Následky naší činnosti ponesou (či dost možná již nesou) převážně jiní, kteří navíc budou ve srovnání s námi proti těmto důsledkům takřka bezbranní. Začneme se chovat zodpovědně, anebo si jen „budeme hledět svého“? Jak by se musela začít snižovat emise skleníkových plynů, aby to podstatně pomohlo? Jakou cenu jsme za to ochotni zaplatit? A jak postupovat co nejúčinněji?

Dnešní modely globální cirkulace atmosféry udávají zvýšení teploty za sto let (po zdvojnásobení koncentrace oxidu uhličitého oproti výchozímu stavu) v rozmezí dvou až 4,5 K. Za „bezpečné“ zvýšení teploty, které by nemělo mít tak katastrofální následky (ač i tak např. hladina moří stoupne až o desítky centimetrů) se pokládá naproti tomu hodnota nepřevyšující jeden stupeň. Docílit takového snížení emisí, aby se teplota s jistotou nezvyšovala rychleji než o jednu desetinu stupně za desetiletí, se zdá být nemožné. Nejrychlejší myslitelné celkové snižování produkce skleníkových plynů dává však když ne jistotu, tedy alespoň slušnou naději, že teplota neporoste katastrofální rychlostí a k závratným hodnotám.

Fundovaná zpráva zvláštní komise německého parlamentu stanovila v roce 1990 jasný blízký cíl, aby emise v roce 2005 byly v celosvětovém úhrnu o pět procent menší než v roce 1987 - a tedy o dobrých čtrnáct procent menší než dnes. V roce 2050 pak měly být pouhou polovinou emisí z roku 1987. I tak ještě koncentrace skleníkových plynů v nejbližších desítkách let poroste, a zejména poroste teplota, která má „zpoždění“ o desítky let. Nastoupení takového kursu již v příštích letech nedá sice ještě žádné záruky, ale alespoň možnost situaci v příštím století při další snaze zvládnout. Nezačne-li se s nápravou podle tvrdého scénáře velmi brzy, v příštím století to už nebude možné dohonit.

Československo patří svou produkcí skleníkových plynů na obyvatele k absolutní špičce (před námi jsou jen USA, Kanada, Lucembursko a bývalo i východní Německo). Budeme-li uvažovat, jak mnoho bychom měli produkci skleníkových plynů snížit, je potřeba si uvědomit, že ve skutečně chudých oblastech světa je produkce např. oxidu uhličitého na jednoho obyvatele řádově menší než u nás, a že i přes veškerou úspornost poroste - na to mají ony země ve značné míře právo, vždyť i ony chtějí uniknout např. hladu, jemuž jsme my unikli již dříve než před sto lety. Má-li se světová produkce skleníkových plynů snížit, musí se produkce v zemích, jako je naše, snížit skutečně výrazně a rozhodně ne bezbolestně pro naši „životní úroveň“. (Aby emise skleníkových plynů začaly klesat, k tomu je nutné vytvořit patřičné prostředí. Ukazuje se, že podstatnou úlohu přitom musí hrát daně zatěžující produkci skleníkových plynů. Ty mohou být i základem nezbytných finančních zdrojů nutných pro brzdění růstu emisí ze zemí chudých.)

Co a jak snižovat? V první řadě to, co škodí nejvíce a lze omezit nejlevněji, halogenované uhlovodíky, tj. např. freony a halony. Pozornost, věnovaná freonům kvůli likvidaci stratosférického ozónu, vedla již dříve k opatřením snižujícím růst jejich produkce. Nyní je potřeba podobně postupovat vůči ostatním halogenovaným uhlovodíkům. Ty, které neobsahují chlór, sice ozónu ve stratosféře neubírají, ale infračervené záření pohlcují též velmi silně - jejich skleníková účinnost je o tři až čtyři řády vyšší než účinnost oxidu uhličitého. Světová produkce halogenovaného metanu a etanu by měla do konce století klesnout téměř k nule (v Německu se s tím počítá již do roku 1995).

Dalším účinným plynem je metan. Ač jeho hlavní antropogenní produkce padá na vrub rýžových polí, i u nás se jej uvolňuje nemálo. Především jde o rozklad organických látek ve skládkách a výkalech dobytka, ale též o důlní plyny a únik z rozvodu plynu zemního. Pomoci může např. jiný způsob rozkladu odpadů (s nižším podílem metanu), nebo též spalování metanu na neškodnou vodu a stokrát méně účinný oxid uhličitý. Metan dnes způsobuje až patnáct procent přídavného skleníkového efektu.

Oxid uhličitý má však na antropogenním přídavku ke skleníkovému efektu hlavní podíl a je nejméně snadné jeho emise podstatně redukovat. Pro snížení emisí CO₂ je nutné především méně spalovat fosilní paliva. Nejlepším způsobem, jak toho docílit, je využívat méně energie, než dosud. Způsobů, jak ušetřit energii, je mnoho; u nás hraje podstatnou roli např. izolace a ventilace budov. Až třicet procent energie lze ušetřit se ziskem - teprve rozsáhlejší šetření by začalo být finančně ztrátové.

Šetření ale nestačí: potřebu energie nelze snížit na nulu. Jak získávat bez velké produkce CO₂ ono množství, které se již ušetřit nepovede? Odpovědět nadšeně: „Z netradičních zdrojů!“ je snadné, obtížnější je to realizovat.

I v nejoptimističtějších zaujatých prognózách se velký rozvoj hlavní netradiční energetiky, tj. sluneční, očekává až někdy v příštím století. Jak a kdy přijde, nikdo zatím neví - potíže, které přinese, je snadné překonat ve fantazii, ale mohou se ukázat mnohem obtížnější v praxi. Též jeho dopady na prostředí budou značné. Instalovat sluneční systémy kdykoliv (je to finančně únosné), je sice vítanou, ale zatím jen drobnou pomocí při redukci emisí CO₂. Krátkodobé „alternativní“ řešení (na těchto dvacet let) u nás prostě neexistuje. Zbývá bohužel možnost jediná: jaderné reaktory. Nemusí jít jen o elektrárny, ale časem i o teplárny (které jsou vždy i elektrárnami), a v budoucnu i o elektrolytické vodíkárny. Že má rozvoj jaderné energetiky své průvodní jevy a myslitelná rizika, je bezesporu. Jestli je jaderná energetika jako náhrada energetiky fosilní výhodná z lokálních hledisek, na to se názory tradičně různí, např. ochránci přírody většinou jadernou energetiku vehementně odmítají. Avšak z hlediska např. lidí v Bangladéši může být užívání jaderného štěpení ve vyspělých zemích namísto spalování fosilních zbytků skutečným dobrodiním. Může totiž znamenat výrazně větší snížení emisí CO₂, které by mohlo rozhodnout o budoucnosti biosféry v příštích staletích.

Z výše řečeného je snad jasné, že nemám na mysli rozvoj jaderné energetiky za podmínek růstu produkce energie, ale naopak za podmínek co nejrychlejšího poklesu; investicím do účinných projektů vedoucích k úsporám energie by neměly investice do jaderných technologií konkurovat. Zkušenost, např. právě ta s jaderným průmyslem, nás učí, abychom vůči novým „alternativním“ technologiím byli skeptičtí, nečekali od fyziky zázraky na přání, a očekávali nepříjemné vedlejší důsledky spojené s případným nasazením nových technologií. Všechny způsoby získávání energie mají podstatné vady. „Neexistují jednoduchá řešení“. Víra ve spásonosné „jiné postupy“ je příznakem bludu, který lze souhrnně nazvat „víra v pokrok“.