VERONICA - ČASOPIS PRO OCHRANU PŘÍRODY A KRAJINY

Fosilní paliva dosud

Fosilní paliva jsou geologicky přeměněná biomasa, stará až stamiliony let. Ubylo v ní dusíku, fosforu a kyslíku, podíl uhlíku se zvýšil. Na pevninách tak vznikly vrstvy uhlí, pod mořským dnem sedimenty s obsahem živic, ropy či metanu. Uhlí se povrchově a hlubinně těží už staletí. Velké stroje umožnily těžit povrchově i vrstvy hluboké, takové antropogenní geologické procesy, známé i z Čech a Saska, jsou viditelné i z vesmíru. Těžba ropy nahradila v devatenáctém století lov velryb, protože pro svícení se lépe než velrybí olej hodil petrolej. Jiné frakce ropy umožnily rozvoj automobilismu a letectví. V evropských městech se pro svícení ujal svítiplyn z uhlí (jeho rozvody tenkými trubičkami obsahovaly i měšťanské lustry), punčošky se vzácnými zeminami svítily lépe než pouhé plameny, a sloužily bez zápachu. Svítiplyn byl koncem 20. století, kdy už se s ním nesvítilo, nahrazen plynem zemním čili metanem, nejedovatým a výhřevnějším. Uhlí, ropa, metan - to jsou hlavní zdroje bohatství miliard lidí, které nemá obdoby a je neudržitelné.

Rostoucí počet bohatnoucích lidí baží po dalších zdrojích umožňujících ještě větší spotřebu. Ty ale dostupné nejsou. Těžba ropy se nezvyšuje ani v okamžicích, kdy ceny dosahují rekordní výše. Jen zčásti ji nahrazuje rostoucí spotřeba uhlí, kterého mají Spojené státy a Austrálie ještě velké zásoby. Ani zemního plynu nelze v dosavadních těžebních oblastech získávat o mnoho více než nyní. Všem je už jasné, že jediný opravdu velký možný zdroj pro další desetiletí a staletí představuje elektřina ze slunečního záření.

Nebo ne? Třeba se dají fosilní paliva ze země ždímat nějakými dalšími, dříve nevyužívanými způsoby. Bohužel, dají.

Zplyňování uhlí pod zemí?

Uhlí není nutné vyzvedávat na povrch, lze je zplyňovat pod zemí. Je to obdoba koksování, tedy i výroby svítiplynu. Pod zem se vhání jen omezené množství vzduchu, zapálí se tam a dále hoří jen zvláště těkavé složky uhlí, zbytek se za horka mění v plyny: oxid uhelnatý, vodík a metan. Ty pak na povrchu mohou pohánět elektrárny (na světě je jen jedna taková, už desítky let běží v Uzbekistánu), mohly by se po oddělení nehořlavých složek (CO₂, H₂O) i rozvádět potrubím místo zemního plynu. Dopady zplyňování na krajinu jsou mnohem menší než v případě hloubení rozsáhlých jam a dají se tak využít sloje v mnohem větších hloubkách. Změny na povrchu ale nelze vyloučit, zejména pokud jde o režim spodních vod. Ve střední Evropě, kde je veškerá krajina využita, je to na pováženou.

Ždímání živic z písků a metanu z jílovců

Zemní plyn lze získávat i z vrstev původně nepropustných, totiž jemnozrnných jílovců, místo ze souvrství hrubozrnnějších, jako se to dělá už sto let. Nesprávně se označují jako břidlice, ale jsou to jílovce přeměněné jednosměrnou tlakovou silou, z nichž metan již většinou unikl. Jen se ty jílovce musí upravit, aby se trochu propustnými staly. Říká se tomu frakování, z anglického fracking, což je novotvar pro hydraulic fracturing. Do kilometrových hloubek se přitom pod nesmírným tlakem vtlačí voda s řadou chemických příměsí, která v hornině vytvoří pukliny. Mechanickou příměsí je písek, který zamezí tomu, aby se pukliny uzavřely. Sousedním vrtem se voda odebírá, časem se začne odebírat plyn pronikající do puklin. Odebíraná voda obsahuje rozpuštěný metan, který je nepraktické zachytávat, a tak uniká do ovzduší. Jeho skleníkový účinek je řádově větší než v případě, že by se zoxidoval na CO₂. I následná těžba samotného metanu vede k mnoha jeho únikům: z vrtů zeminou do atmosféry, případně i z celého ložiska nadložní horninou, a také všemi prvky infrastruktury, která bývá ohromně rozsáhlá. Není to jako u obvyklých ložisek, že jeden vrt poskytuje ohromná množství metanu a vytěží se jím velká oblast ložiska. Vrtů do jílovců musí být spousty, aby se z nich difuzí něco získalo. Úniky metanu jsou běžně dvojnásobné než u těžby klasické. Metan se někdy nejprve rozpouští ve spodní vodě. Do ní se mohou dostávat též chemicky silně dotované (toxické) vody používané pro úvodní rozpraskání horniny. V hustě osídlených oblastech závislých na místních zdrojích vody je frakování už jen proto metodou nepřijatelnou.

Jiné jílovce, ba i břidlice, mohou obsahovat místo metanu kapalné živice různé viskozity. Lze je získat silným zahřátím. Palivo takto vytěžené z povrchově dobývaných hornin bývalo zdrojem pro většinu výroby elektřiny v Estonsku. Jakousi ropu lze mnohem snáze získávat ze sedimentů hrubozrnnějších, písků a pískovců, pomocí horké vody či páry. Rozsáhlá území jsou kvůli tomu přeměňována v kanadské provincii Alberta. České povrchové hnědouhelné doly jsou proti tomu idylkou, nevytvářejí obrovská jedovatá jezera. Kanadská vláda se s touto cestou rozvoje své země zcela ztotožnila, odstoupila kvůli tomu od Kjótského protokolu.

Čím dál hůř

Tím se dostáváme ke klíčovému bodu. Už fosilní paliva proměnila zemské ovzduší do podoby, kterou nemělo již desítky milionů let, pokud jde o obsah oxidu uhličitého a metanu. Dnešnímu složení ovzduší by odpovídala teplota, jaká na Zemi panovala dávno ve třetihorách se zcela jinou vegetací, o desítky metrů vyšší hladinou moře a ovšem bez lidí. Ani dnes těžená ložiska nesmíme dotěžit, pokud chceme dodržet společný závazek všech zemí světa, totiž nepřipustit oteplení přesahující dva stupně oproti době před nástupem průmyslu. Týká se to hlavně uhlí, kterého je i pohodlně dostupného nesmírně mnoho, zemního plynu a ropy v odledněné Arktidě. Oproti nim má ždímání živic z písků a metanu z jílovců (břidličný plyn) nepříjemnou vlastnost, že už pro samotnou těžbu je nutné spálit spoustu nafty a plynu, takže čistý výnos aneb EROI (energie získaná oproti energii vynaložené) je nevalný. Daleko horší ale je, že takových v principu získatelných živic a metanu je prostě příliš mnoho.

Místo rozvíjení dalších způsobů těžby fosilních paliv je nutné fosilní paliva přestat užívat už do poloviny tohoto století. Jen tak zůstane nadpoloviční šance, že hranici dvou kelvinů při oteplování nepřekročíme. Ne, že by ony dva stupně byly neškodné - ono už dosavadní oteplení o necelý kelvin přináší sucha, požáry, záplavy, a tedy i neúrody, které mají hlavně na chudé země zničující účinky.

Povzbuzením ve snahách zabránit těžbě břidličného plynu v Evropě nám může být, že rozvoj takové těžby v řídce osídlených Spojených státech se jeví jako obdoba již prasklých finančních bublin. Obrovské investice do těžby se daly uskutečnit jen se sliby obrovských objemů vytěženého metanu. Jenže difuze je proces exponenciální - slibně běží na začátku. V USA to vedlo k pádu cen zemního plynu a k náhradě uhlí v tepelných elektrárnách. Během let tok plynu z jílovců ale rychle klesá. Jestli se investice do těžby vůbec zaplatí, nehledě na mimořádně škodlivé úniky metanu, jehož emise nikdo nepokutuje, je otázka.

RNDr. Jan Hollan, Ph.D., (1955) - fyzik působící v Centru výzkumu globální změny AV ČR (předtím od r. 1970 na hvězdárně v Brně), jhollan(zavináč)amper.ped.muni.cz