Jan Zeman pokračuje ve svém seriálu věnovaném koncepci klimatických změn. V dnešním díle píše o nepřímých emisích skleníkových plynů.

Hlavní šik radikálních ekologů nesází na optimalizaci přepravních potřeb ani na její dopravně oborovou ekologizaci, ale na ekologizaci pohonů dopravních prostředků, zejména silničních vozidel. Je to velmi riskantní postup z řady důvodů. Nejkřiklavější je, že nároky na potřeby rozšiřování silniční sítě, těžce poškozující naše životní prostředí, tím zůstávají nedotčeny. Problémem jsou ale i negativní dopady takového postupu na klima. Proč?

Vysvětlením se dostávám trochu na tenký led. Totiž, chybí komplexní náročnost získávání elektrické energie a tepla z jednotlivých zdrojů včetně jejich diferenciace dle výkonů, tj. od těžby paliva a výroby a montáže příslušných zařízení přes jejich provoz až po jejich nezávadnou likvidaci po skončení životnosti a to celosvětově, nikoliv neokolonialisticky, tj. rozvojové státy lze drancovat bez omezení a my, Evropská unie, budeme vycházet opticky jako čistí (tu špínu necháme v rozvojovkách). Proto mně nezbylo než provést si orientační výpočty náročnosti získávání z hlediska celkových emisí skleníkových plynů (GHG) i s rizikem dopuštění se určitých chyb.

Problém nepřímých emisí GHG z fosilních paliv

Na problém nepřímých emisí GHG jsem narazil před lety, když jsem zkoumal možné dopady reálného socialismu na klima. S pomocí některých energetiků jsem ho řešil na bázi, že těžbu uhlí doprovází asi 0,5 % emisí silného GHG metanu, zatímco těžbu ropy a zemního plynu asi 3%, vše měřeno v přepočtu na jejich energetický ekvivalent. Situace je přitom složitějším nejen proto, že u ropy a zemního plynu mělo jít o úniky spíše ve výši 3–6 %, ale hlavně úniky metanu při těžbě fosilních paliv nejsou stejné vzhledem k charakteristice jednotlivých ložisek a vzhledem k různosti používaných těžebních technologií. Zohlednění úniků metanu při těžbě fosilních paliv bourá oficiální tvrzení, že klimaticky nejhorší je uhlí, po té ropa a relativně nejčistší je zemní plyn, viz tabulka č. 1 a 2:

Tabulka č. 1 – Možné antropogenní emise CO_2ekv v Československu upravenou kyotskou metodikou

Součet A 1948–89 je úhrnná emise GHG v Československu v uvedených letech, snížená o propady vlivem rostoucí zásoby dřeva na pni v lesích v CO_2ekv. Součet B zohledňuje „obnovitelné“ odbourávání emitovaných GHG. Odbourávání emisí GHG je dvojí. Neobnovitelné vázání CO₂ v horninách a jeho rozpouštění v mořích, kde jde o vyčerpatelný likvidátor CO₂. Rozpouštění CO₂ v mořích navíc způsobuje jejich citelné okyselování a tím i destrukci jejich flory a fauny, klasicky korálů. V každém případě tyto dva zdroje asimilace CO₂ jsou vyčerpatelné a je nutné s nimi počítat jako s problematickými. Naopak postupná oxidace metanu CH₄ na CO₂ a H₂O (vodu) je v zásadě obnovitelný asimilátor CH₄, který tak zásadně zmírňuje zhoubné dopady rozsáhlých antropogenních emisí CH₄.

Druhý součet B obsahuje hodnoty prvního součtu snížené o emise metanu, které se k 1. 1. 1990 zoxidovaly na CO₂ a H₂O, a o emise CO₂, které se k 1. 1. 1990 zpětně vázaly ve spotřebovávaném cementu a vápnu, tj. jen „účinné“ emise GHG v CO_2ekv, které zesilují skleníkový efekt k 1. 1. 1990. Životnost metanu v ovzduší činila tehdy asi 10–12 let. Uvažuji tudíž střední hodnotu: 11 let. Možné dočasné geologické ukládání CO₂ v horninách a v mořích neuvažuji, protože se vyčerpává, popř. hrozí zpětné uvolnění, na rozdíl od asimilace CH₄ nebo CO₂ v případě spotřeby cementu a vápna, které má charakter obnovitelné likvidace GHG.

Metodika výpočtu emisí GHG je upravena a značně zjednodušena, uváděná čísla jsou tudíž značně hrubá. Předně se předpokládá, že těžba v příslušném roce se rovná spotřebě. U uhlí se abstrahuje od zahraničního obchodu, který zde nebyl významný. U těžby uhlí se předpokládá výhřevnost černého po celém období 27 GJ/t, hnědého 17–15 GJ/t rovnoměrně klesající, lignitu 9,5 GJ/ tunu po celé období, emisní faktor u černého uhlí 91,38 a u hnědého uhlí a lignitu 97,99 t CO₂/TJ a únik důlního plynu – metanu v přepočtu na CO_2ekv cca 2,2745 %. V případě ropy se předpokládá, že objem zpracované ropy se rovnal objemu spálené ropy, resp. ropných výrobků, což v případě výroby plastických hmot není přesné (zde je velké časové zpoždění). Dále se předpokládá 95 % podílu metanu na zemním plynu. Únik zemního plynu při těžbě ropy je uvažován ve výši 50–100 m³/t. U zemního plynu se předpokládá únik zemního plynu a tím i CH₄ od těžby po spotřebu 3 % (rozpětí 2–4 %). Emise CO se mění na emise CO₂ a jsou zahrnuty v emisích CO₂ ze spalování fosilních paliv.

Má se za to, že emise CO₂ vzniklé spalováním svítiplynu, vysokopecního plynu, generáto-rového plynu apod. jsou započteny v emisích CO₂ z uhlí, emise ze spalování zkapalněného ropného plynu (LPG) v emisích CO₂ z ropy a že produkty zemědělství a lesnictví jsou z hlediska bilance GHG zhruba v rovnováze, s výjimkou emisí CH₄ z živočišné výroby (nevyčísleny, resp. data ČR se zde od roku 1990 v řadě let vyvíjí protikladně – vývoj počtu kusů dobytka v dobytčích jednotkách a emise GHG ze zemědělství, resp. analýzou dat jsem nenašel těsnější korelaci) a zalesňování, kde jsou vyčíslené propady emisí CO_2ekv vázáním CO₂ v dřevu (přírůstek dřeva na pni). ČHMÚ počítá jen efekt zalesňování a odlesňování, jež byl v Československu podstatně nižší.

Vázání uhlíku v lesní půdě může být kompenzováno ztrátami uhlíku ve špatně obhospodařované zemědělské půdě. Chybí emise CO₂ a CH₄ z odpadů, zejména skládek. Může, ale nemusí kompenzovat časové zpoždění rozpadu plastických hmot. Emise CO₂ z výroby cementu a vápna činí v letech 1948–89 úhrnně asi 170 mil. t. Protože je ale zpět pohlcován přeměnou cementu a vápna při jejich použití na vápenec v průběhu asi čtyř let, jsou jeho reálné úhrnné emise v roce 1989 jen asi 9,6 mil. t CO₂. Přírůstky zásob dřeva na pni pro ostatní roky jsou extrapolovány. Chybí příspěvek freonů a emisí N₂O k oteplování, neboť pro to nejsou věrohodnější podklady.

Lze dost hrubě odhadovat, že rozsáhlá těžba a spalování uhlí v Československu způsobily v letech 1948–89 úhrnně emise asi 7 379 mil. t, z toho k 1. 1. 1990 bylo 7 262 mil. t účinných emisí CO_2ekv, těžba ropy spotřebovaná u nás a její spotřeba asi 1 824 celkových emisí CO_2ekv, resp. 819 mil. t aktivních emisí CO_2ekv a spotřeba zemního plynu asi 501 mil. t celkových emisí CO_2ekv, resp. 356 mil. t aktivních emisí CO_2ekv. Výroba cementu a vápna vedla k emisím CO₂ z rozkladu vápence v úhrnu cca 170 mil. t. Vzhledem k jeho zpětnému vázání po jejich spotřebě během čtyř, maximálně pěti let činily aktivní emise CO₂ z výroby cementu a vápna v Československu k 1. 1. 1990 jen 9,6 mil. t CO_2ekv. Propady lesů snížily emise GHG asi o 356 mil. t CO₂ (CO_2ekv). V úhrnu šlo asi o 95 127 mil. t celkových emisí CO_2ekv. K 1. 1. 1990 činily účinné emise GHG 8 090 mil. t CO_2ekv. Nehledě na četné nedostatky propočtu je zřejmé, že emise GHG v Československu byly vysoké. Vzhledem k prudkému rozvoji průmyslu a dalších odvětví národního hospodářství u nás a životní úrovně obyvatel by nemělo jít o překvapení. Ani relativně včasný nástup mírového využívání jaderné energie v ČSSR v roce 1978 na tom nebyl s to mnoho změnit.

Kontrolní výpočet pomocí primárních energetických zdrojů dává pro užití fosilních paliv srovnatelné výsledky.

I když nepřímé emise CO_2ekv u zemního plynu a zejména u ropy vypadají hrozivě, při jejich tehdejší jen 10–12leté životnosti metanu v ovzduší se zásadně snižují, protože všechny emise metanu před rokem 1979 se již k 1. 1. 1990 zoxidovaly.

Pro srovnání, ČHMÚ pro ČR a rok 1990 vypočetl oficiální metodikou IPCC cca 192 mil. t CO_2ekv, zatímco mně pro Československo 1990 vychází cca 284,5 mil. t celkových emisí CO_2ekv. Nemám zahrnuto CO_2ekv emisí N₂O ve výši 12,4 mil. t CO_2ekv, emisí CH₄ ve výši 18,6 mil. t CO_2ekv, obojí jen za ČR. Samotná metodika IPCC ale nepočítá úniky metanu při těžbě a dopravě uhlí, ropy a zemního plynu v ČR i mimo území ČR, což reálnou situaci citelně zkresluje, aj.

Na doporučení expertů z ČHMÚ jsem provedl kontrolní výpočet tak, jak jej zhruba počítají na ČHMÚ, tj. na základě obsahu uhlíku v uhlí, v ropě a v zemním plynu bez jeho úniků, u výroby cementu a vápna bez jeho zpětné asimilace a u propadů jen podle zalesňování. Výsledky ukazuje tabulka č. 2:

Tabulka č. 2 – Možné emise CO_2ekv v Československu dle oficiální metodiky IPCC v tis. t

Výpočet v případě ropy a uhlí se děje na základě obsahu uhlíku v uhlí a ropě, střední hodnoty. U fosilních paliv jsou počítány jen přímé emise ze spálení paliv, nikoliv nepřímé emise z úniků metanu při těžbě, zpracování, dopravě a spotřebě uhlí, ropy a zemního plynu. V případě výroby cementu a vápna není uvažována jejich zpětná asimilace po spotřebě během asi 4 let. Propady vlivem zalesňování se takto spočítat nedají, protože přírůstek plochy lesů zalesňováním a přírůstek zásoby dřeva na pni, obě veličiny vztažené na hektar lesa u nás, v těchto letech se po řadu let vyvíjejí protichůdně. Proto zde uvedeny nejsou. Jinak je datová základna shodná jako u tabulky č. 1.

Přímá aplikace metodiky IPCC dává podstatně vyšší emise CO_2ekv než na základě výhřevnosti a emisního faktoru uhlí a ropy. Vyvstává otázka, zda jsou koeficienty použité pro výpočet emisí GHG správné. Velký rozdíl mezi výsledky obou výpočtů naznačuje, že některé nemusí být správně stanoveny.

Skutečnost se snad pohybuje někde mezi oběma uvedenými výpočty. Jisté je, že příspěvek Československa k oteplování klimatu byl vzhledem k její velikosti a lidnatosti významně nadprůměrný, byť data neumožňují mezinárodní srovnání. Problém oteplování začal být podrobně zkoumán až v roce 1988, kdy byl zřízen Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPPC – Intergovernmental Panel on Climate Change).

Z hlediska aktuálních problémů ochrany klimatu je dnes velkou neznámou tzv. těžba ropy a zemního plynu z břidlicových ložisek, kde údaje o její náročnosti na úniky metanu zcela chybí. Mám za to, že jsou ještě vyšší než při těžbě ropy a plynu klasickými technologiemi.

Naopak známá je skutečnost, že zkapalňování zemního plynu za účelem jeho přepravy obřími námořními tankery a jeho zpětná konverze na plyn je zatížena velmi vysokými energetickými náklady, a to asi jednou třetinou energie v něm obsažené.

Výše uvedené dává následující pořadí náročnosti základních druhů fosilních paliv na emise GHG:

1. Absolutně nejhorší je zemní plyn těžených z břidlic a zkapalňovaný za účelem přepravy,
2. Druhá nejhorší je ropa těžená z břidlic,
3. Třetí nejhorší je zemní plyn těžený z břidlic přepravovaný jen klasickými plynovody,
4. Čtvrtá nejhorší je ropa. I když se její část na delší dobu uchovává v různých plastických hmotách, skutečností zůstává, že se o ni vede kdejaká válka a je tak spoluodpovědná i za enormní plýtvání v podobě obřího zbrojení aktuálně ve výši asi 2 000 miliard dolarů za rok 2020, o válečném ničení nemluvě,
5. Pátý nejhorší je zemní plyn, těžený klasickými technologiemi a přepravovaný výlučně plynovody,
6. Šestý nejhorší je lignit,
7. Sedmé nejhorší je hnědé uhlí,
8. Osmé nejhorší je černé uhlí.

Samozřejmě, jiné je pořadí, pokud zkoumáme negativní dopady využívání jednotlivých druhů fosilních paliv na lidské zdraví, způsobované toxickými emisemi (tuhé, SO₂, NO_x ad.).

Jestliže Zelená dohoda pro Evropu žádá rychlou likvidaci těžby a spalování uhlí a vůbec se nezmiňuje o ropě, zemním plynu a jaderné energii, svědčí o to obrovském diletantství autorů této Dohody a o zjevné nekompetentnosti vedení jednotlivých členských států EU, že na takovou Dohodu přistoupili. V pozadí může být hrubý lobbyismus ze strany příslušných lobby, v případě členských států jejich vydírání Bruselem.

Je ale zřejmé, že Zelenou dohodou pro Evropu požadovaná klimatická neutralita do roku 2050 vyžaduje nulovou těžbu a spalování všech druhů fosilních paliv a jejich nahrazení jednak razantními absolutními úsporami paliv a energie při spotřebě, jednak udržitelnými způsoby využívání tzv. obnovitelných zdrojů paliv a energie, jednak bezpečně provozovanými jadernými elektrárnami. O všech už byla řeč, resp. u jaderných elektráren viz zde,  resp. zde

Psali jsme:

• Ke koncepci klimatických změn. Z historie velkých klimatických změn v geologických dějinách Země (1.část)
• Ke koncepci klimatických změn. Základní koncept klimatických změn (2.část)
• Ke koncepci klimatických změn: Argumenty proti koncepci IPCC (3. část)
• Ke koncepci klimatických změn. Cena za ochranu stability klimatu (4.část)
• Ke koncepci klimatických změn. Nutné změny v dopravě (5. část)
• Ke koncepci klimatických změn. Nutné změny v dopravě (6. část)