Vlhkost z oceánu by se mohla stát klíčovým zdrojem pitné vody  
Kde vzít pitnou vodu, které je stále méně, na oteplující se planetě? Pozoruhodným řešením pro přímořské oblasti by mohla být těžba vodní páry nad hladinou oceánu. Relativně jednoduché příbřežní konstrukce by mohly zajistit ohromné množství pitné vody z prakticky nevyčerpatelného zdroje.
Těžba vlhkosti z oceánu. Kredit: Praveen Kumar & Nature Scientific Reports.
Těžba vlhkosti z oceánu. Kredit: Praveen Kumar & Nature Scientific Reports.

Je nepěknou ironií, že Zemi téměř ze tří čtvrtin pokrývá voda, která ovšem není pitná ani využitelná pro zavlažování. Na mnoha místech světa lidé trpí nedostatkem vody a přitom se mohou dívat na rozsáhlé vodní plochy. Je to od přírody kruté, ale zároveň je to výzva našemu intelektu.

 

Tým odborníků americké University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC) navrhuje využívat systémy, které budou v průmyslovém měřítku těžit vodní páru nad povrchem oceánu a kondenzovat ji do podoby perfektně pitné vody.

 

Praveen Kumar. Kredit: University of Illinois Urbana-Champaign.
Praveen Kumar. Kredit: University of Illinois Urbana-Champaign.

Sladké vody je nedostatek a situace se neustále zhoršuje, nejen kvůli globálnímu oteplování. V oceánech se nachází velká většina dostupné pozemské vody, což z nich dělá zásadní zdroj této životně důležité kapaliny. Problém je ovšem se solemi, které jsou rozpuštěné v mořské vodě. Její odsolování je obvykle nákladné a velmi zatěžuje životní prostředí.

 

Zároveň ale sama příroda nabízí perfektní odsolovací systém – Slunce, které praží hladinu oceánu a neustále z ní vypařuje vodu. Z této vody se obvykle stává déšť. Co kdybychom ale zkrátili její pouť biogeochemickým cyklem ke spotřebiteli?

 

Logo. Kredit: University of Illinois Urbana-Champaign.
Logo. Kredit: University of Illinois Urbana-Champaign.

Praveen Kumar a jeho kolegové navrhují, že by vlhkost nad oceánem mohly těžit struktury vybudované několik kilometrů v oceánu. Odváděly by vlhký vzduch na pevninu, kde by v dalším zařízení kondenzoval do podoby pitné vody. Bylo by samozřejmě stylové, kdyby takový těžební systém poháněly příbřežní větrné a pobřežní solární farmy.

 

Badatelé modelovali takové struktury pro těžbu oceánské vlhkosti u 14 vybraných měst po celém světě. Modely zahrnovaly těžební jednotky o výšce 100 a šířce 210 metrů. Z modelů vyplynulo, že by podle konkrétního místa a klimatických podmínek bylo možné těžit 37,6 až 78,3 miliard litrů vody ročně. Propočty dále ukázaly, že by pro celé město, při předpokládané spotřebě 300 litrů vody na osobu denně, stačilo 2 až 10 těžebních jednotek uvedených rozměrů (podle velikosti města), aby pokryly spotřebu vody celého města.

 

Vědci si pochvalují, že tohle řešení je velmi elegantní. Není komplikované a funguje jako přirozený koloběh vody. Jen směřuje vodu vypařenou z oceánu na konkrétní místa. Co je ještě lepší, zatímco řada jiných zdrojů pitné vody má problémy s postupujícím globálním oteplováním, tato technologie je oteplováním naopak posilována. Mohlo by to být velmi zajímavé řešení zejména pro zranitelné populace v přímořských suchých oblastech. Prozatím jde o čistě teoretický koncept, ale určitě si zaslouží detailní rozpracování.

 

Literatura

New Atlas 27. 12. 2022.

Science Advances 12: 20262.

Datum: 29.12.2022
Tisk článku

Související články:

Nový materiál promění slanou vodu na pitnou během 30 minut     Autor: Stanislav Mihulka (24.08.2020)
Podivuhodný aerogel ždímá ze vzduchu spoustu pitné vody     Autor: Stanislav Mihulka (23.01.2021)
Hybridní membrána destiluje mořskou vodu s vysokou účinností     Autor: Stanislav Mihulka (06.07.2021)



Diskuze:

Nikdy nebydleli u more :-)

Tomas Hacek,2023-01-01 01:36:39

Ono s tou parou to nebude tak jednoduche. Para je fajn, ale kdo nekdy bydlel u more tak vi ze do vzduchu se dostavaji i mikrskopice castecky slane vody. A je jich hodne. Tolik ze to dokonale dokaze rozezrat rzi plechove konstrukce. Takze mam trach ze na rozdil od klasickych odsolovacich zarizeni, tady ta zkondenzovana voda stale bude mit urcitou slanost prave diky temto mikrokapkam.
Nehlede tedy na jine matematicke nesrovnalosti. Mam pocit ze posledni dobou se roji hodne projektu ktere nedojdou k realizaci, ale urcite sezerou bud spoustu dotaci a nebo penez duverivych ale nevzdelanych investoru.

Odpovědět

Co je ještě pouhý pokrok?

Martin Chalupa,2022-12-30 21:35:06

Čtení o vynálezech tohoto typu ve mě zesiluje dojem, že je něco hodně špatně. V tomto případě bychom za normálních okolností docela jednoduše obývali oblasti, kde je vody dostatek. Ale už jsme tam, kde jsme ... :(

Odpovědět

Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Florian Stanislav,2022-12-30 10:27:21

"Modely zahrnovaly těžební jednotky o výšce 100 a šířce 210 metrů...Z modelů vyplynulo, že by podle konkrétního místa a klimatických podmínek bylo možné těžit 37,6 až 78,3 miliard litrů vody ročně. Propočty dále ukázaly, že by pro celé město, při předpokládané spotřebě 300 litrů vody na osobu denně, stačilo 2 až 10 těžebních jednotek uvedených rozměrů (podle velikosti města), aby pokryly spotřebu vody celého města."
Komentář : Zařízení 100x 210 m je hezké, ještě jakou má délku a jak potrubí je upevněno, ve zduchu asi samo nevisí.
Zdoj
https://www.nature.com/articles/s41598-022-24314-2
uvádí :"Potom ukážeme, že vertikální „záchytná plocha“, která je 210 m široká a 100 m vysoká, což zhruba odpovídá vertikálně projektované ploše velké výletní lodi, může poskytnout dostatečný objem extrahovatelné vlhkosti, aby pokryl denní spotřebu přibližně 500 000 lidí. lidí, v průměru...Dostupnost vody je maximalizována během teplejších období roku, kdy je také nejvyšší poptávka po vodě...Při průměrné spotřebě 300 litrů/obyvatele/den vidíme, že množství vydatnosti vody jediným 210 m širokým a 100 m vysokým zařízením může uspokojit potřeby 0,34–0,69 milionu lidí ve vybraných lokalitách s průměrem asi 0,5 milionu lidí.
https://www.nature.com/articles/s41598-022-24314-2/tables/1
Tabulka, kolik vody by se získalo, kolik zařzení pro která města by bylo třeba.

Komnetář : nerozumím komentářům ke změně klimatu.
Zdrojem energie je slunce, voda se vypař stejně, jen místo toho a by zkondenzovala kdesi , tak zkondenzuje u velkých měst, která žízní.

Odpovědět


Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Jan_ Rabas,2022-12-31 10:22:32

Možná jsem někde udělal nějakou chybu, ale zkusil jste si to množství, které uvádíte (37.6 - 78.3 miliard litrů ročně), přepočíst na průtok v litrech za sekundu na metr čtvereční, a to propočítat na množství potřebného vzduchu při nějaké rozumné rychlost kondenzace? A nebo to alespoň třeba porovnat s deštěm, při kterém Vám naprší požadované množství mm?

Odpovědět


Re: Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Florian Stanislav,2022-12-31 11:27:10

Na 1 m³ vzduchu při teplotě 20 °C připadá maximální kapacita vody v objemu 17,3 g/m³. Počítejme optimisticky, že z 1 m3 vzduchu se dá vytěžit 10 g vody. Tedy na 1 kg vody je třeba 100 m3 vzduchu.

Město 500 000 lidí x 300 litrů x 365 = asi 55 000 000 00 litrů = 55 km3 = asi 80x Orlík ( má asi 0,7 km3 vody).
55 miliard kg vody za rok =1 700 kg/s.
Na 1 kg kondenzované vody potřebujeme 100 m3 vzduchu.
Na zajištění 500 000 města je tedy třeba 1700*100 = 170 000 m3 vzduchu za sekundu.
Vítr při rychlosti 10 m/s protlačí průřezem 1 m2 za sekundu 10 m3 vzduchu. Potrubí, které je na schématu jako nějaké potrubí (vzhledem k rozměrům 100x210 m) tedy potřebuje prohnat 170 000 m3vzduchu za sekundu. Při rychlosti 10 m/s bude potřebovat průřez 17 000m2, tedy čtverec o straně 130 m, poloměr potrubí 74 m).
Vypadá to, že já , stejně jako soudruzi z NDR, jsme udělali chybu. Předpokládám, že Univezita v Illionois počítat umí.

Odpovědět


Re: Re: Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Hans Voralberg,2023-01-02 09:28:45

Tak tady bych měl hned několik dotazů.


1) kde se vzalo 300 litrů denní spotřeby vody na obyvatele? V ČR máte zhruba 90 litrů vody na osobu a den. Do toho se počítá i užitková (22 litrů splachování wc, osobní hygiena 30, praní a úklid 13).

2) Těch 500 000 obyvatel počítáte bude zásobovat jediná jednotka odsolovače? Není reálnější, že to bude třeba těch 10 jednotek? A podle toho upravit průměr potrubí?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Florian Stanislav,2023-01-02 15:32:05

Na zdroj https://www.nature.com/articles/s41598-022-24314-2

to vypadá, že zdoj pro 500 000 město by stačil jeden, psal jsem nahoře. Což je asi jedno, počtal jsem, kolik vzduchu musí zkondenzovat při výtěžnosti 10g/m3 vzduchu.
Víc potrubí samozřejmě, ale ani potrubí typu mannessmann průměru řekněme 130 cm nebude samonosné. Vypadá to na monstrum 210 ma 100 m nad hladinou. Ale druhé straně Kalifornie vypije řeku Colorado skoro do sucha. Néklady na vodní zdroje jspou obrovské.
USA má průměr spotřeby vody asi 300 litrů/den města Denver, New York nebo Los Angeles s denní spotřebou nad 500 litrů na osobu na den.
Omlouvám se za početní chybu s nádrží Orlík má pravdu pan Hrcirik, 1 km3 je 1 mld m3.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

Josef Hrncirik,2023-01-02 16:02:05

Pravdu mají cowboys a bouchačka. It is 1 billion m3.

Odpovědět


Re: Re: Re: Voda zkondenzuje u velkých měst na pobřeží, která žízní

D@1imi1 Hrušk@,2023-01-02 11:57:41

300x365x500000 = ~55mld. litrů. Ale km3 obsahuje 1mld. m3, nikoliv miliardu litrů. Takže to město za rok spotřebuje pouze 0,055km3. Tedy Orlík by vystačil na 12,7 let.

Odpovědět

Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Pavel Polouček,2022-12-29 15:57:26

Vysvětlil by mi prosím autor článku, na základě jakých faktů nebo logiky dospěl k tvrzení: "Sladké vody je nedostatek a situace se neustále zhoršuje [...] kvůli globálnímu oteplování"?
Člověk neznalý hardcore vědy "globální změna klimatu" by se totiž mohl (asi mylně) domnívat, že vyšší teplota znamená rychlejší výpar a tudíž (globálně) více srážek, které jsou primárním zdrojem pitné vody.

Odpovědět


Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Hans Voralberg,2022-12-29 17:01:46

Nejsem autor, ale pokusím se odpovědět. S rostoucí teplotou sice pozorujeme rychlejší výpar a vydatnější srážky, ale ty vydatnější srážky jsou zase sporadičtější, ne že je jich více.
Dále dochází k tomu, že sice v průměru na Zemi naprší více vody, ale ne tam, kde ji potřebujeme. Zjednodušeně - v subarktické oblasti naprší hodně, ale třeba v Evropě, zejm. středomoří, je stážek nedostatek, totéž v Jižní Africe, Austrálii, atd.
Dále vzhledem k tomu, že retenční schopnost půdy je kvůli zemědělství výrazně nižší, než byla v minulosti, dojde k tomu, že voda z krajiny rychle odtéká, nenaplní se přírodní podzemní zásobníky a tím pádem máme menší zásoby pitné vody. (k tomu se ještě přidává znečištění dešťové vody exhalacemi, znečištění podzemních vod průsaky zeměděl. hnojiv, pesticidů a pod.)
Je tp velmi komplexní téma a globální oteplování není jediný nepříznivý faktor, ale je to jeden z těch zásadních. Takže tvrzení pana Mihulky bych bral jako správné, byť zjednodušené.

Odpovědět


Re: Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Tomas Hacek,2023-01-01 00:54:42

Nevim presne o ostatnim, ale s Autralii jste 15 let "too late" :-)
Ano, mate pravdu ze pred cca 15 lety bylo par let obdobi kdy byl v Australii problem s vodou, prehrady byly na 40%, muselo se setrit a klimapanikari meli kazdodenni orgie.
Jenze pak se to nejak zvrtlo... Zaclo prset, prehrady se zaplnily a poslednich 10 let ma Australie opacny problem s obrovskymi desti a zaplavami. Orgie skoncily a klimaalarmiste pracne hledaji jak tu jejich viru napasovat na tento novy fenomen. Verim ze jsou schopni a jsem presvedcen ze po mnoha a mnoha dotacich urcite na neco prijdou. :-D

Odpovědět


Re: Re: Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Hans Voralberg,2023-01-02 07:44:19

Na to není třeba žadných velkých dotací. Jen si pořídit skripta a přečst si něco o klimatologii, paleoklimatologii, matematice, fyzice... a pochopit pojmy jako odchylka nebo trend.
I když většině nechumelistů by stačilo pochopit rozdíl mezi podnebím a počasím. To se učí tuším ve třetí třídě.

Odpovědět


Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-29 17:09:16

Takhle generalizované jako v článku je to zavádějící a také mě to bilo do očí. Někde vody přibyde, jinde ubyde.

Ale s tím větším výparem je to dvojsečné. Zvětší se jak výpar z oceánů, tak výpar z pevniny. Většina lidí nepije dešťovku, ale povrchovou nebo podzemní vodu. A její zásoby se budou o to hůře obnovovat, o co bude větší výpar z pevniny.
Navíc větší vlhkost neznamená automaticky také větší srážky. Například v Dubaji je roční průměrná vlhkost vzduchu 60% což je celkem dost, přitom tam prakticky neprší a pitnou vodu vyrábéjí odsolováním. Pro srovnání v Česku máme průměrnou vlhkost asi 70%.

Odpovědět


Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Richard Vacek,2022-12-30 14:50:20

Před klimaalarmismem se ještě běžně učilo, že doby ledové se vyznačovaly malými srážkami, zatímco doby meziledové bohatými srážkami. Dokonce je toto střídání suchých a vlhkých period vidět v krajině. Ale dnes není myslitelné, aby s oteplením přicházelo něco pozitivního.
A úplná katastrofa by byla, kdyby oteplení znamenalo více pozitiv, než negativ (i když v minulosti to tak bylo a proto máme například označení "středověké klimatické optimim" s jeho kladným vlivem na člověka).

Odpovědět


Re: Re: Méně pitné vody v důsledku oteplování?

Hans Voralberg,2023-01-02 07:34:28

Jakékoli optimum je optimální jen "od do". My už jsme dávno mimo teplotní rozsah středověkého klimatického optima.

https://cs.wikipedia.org/wiki/St%C5%99edov%C4%9Bk%C3%A9_klimatick%C3%A9_optimum#/media/Soubor:2000+_year_global_temperature_including_Medieval_Warm_Period_and_Little_Ice_Age_-_Ed_Hawkins_cs.svg

Odpovědět

hmm

Ivan Samela,2022-12-29 12:20:22

a nebude ta zachytena vlhkost len tak nahodou nasledne chybat niekde inde ? aby to nebola dalsia cesta do pekla dlazdena dobrymi umyslami....

Odpovědět


Re: hmm

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-29 12:39:57

To asi zrovna ne. Je to příslovečná kapka v moři. Navíc sušší vzduch znamená snesitelnější účinky horka pro lidi.

Odpovědět

Pitná?

Karel Rys,2022-12-29 11:22:29

Ale takto získaná voda asi nebude bez dalších úprav pitná, ne? Bude to víceméně destilka...

Odpovědět


Re: Pitná?

Petr Galipoli,2022-12-29 13:47:32

Máte pravdu. Takto získanou destilku je nutné obohatit o minerály. Lze ji použít na zalévání, praní a splachování. Ne na pití.

Odpovědět

voda z hmly

Martin Smatana,2022-12-29 11:06:21

Zachytávanie a získavanie vody z hmly pomocou sietí sa už dávno využíva a je to energeticky celkom nenáročné, treba len nájsť miesto s častými a výdatnými hmlami. Napríklad niektoré časti púští Atacama alebo Namib.

https://www.youtube.com/watch?v=YxRONAZoMDk

Celkom účinná v zachytávaní vody z hmly je borovica kanárska s ihličím dlhým až 30 cm. Vzhľadom na rozmery v dospelom veku a množstvo ihličia môže byť ešte účinnejšia ako umelé siete.

https://s-a-c-s.net/wp-content/uploads/FogPost.pdf

Odpovědět

Princip?

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-29 10:51:40

No a ten princip získávání vody z vlhkého vzduchu funguje tedy jak? Zchlazením pod rosný bod pomocí tepelného čerpadla? Nebo jinak? A je to vůbec něčím inovativní? Jaké budou energetické náklady oproti klasické destilaci?

Odpovědět


Re: Princip? : "...Jako BÚCH jenž s kalichy se snáší s vodou na líchy. ..."

Josef Hrncirik,2022-12-29 14:27:04

Rómové na berňáku DC s týmem odborníků americké University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC) jen pro účely boje proti dańovým únikům globálně zmapovali na stojato toky vodní páry nad okeány, které by po dobití mohly využívat systémy, co budou v průmyslovém měřítku těžit vodní páru nad povrchem oceánu a kondenzovat ji do podoby perfektně pitné vody. Normal vaporware.
Inovativní je inthegrace po vertikálních přírůstcích 100 m a určení vlivu globálního oteplení na brutto výnosy.

Odpovědět


Re: Re: Princip? : "...Jako BÚCH jenž s kalichy se snáší s vodou na líchy. ..."

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-29 15:07:50

Tady nabývá vaporware nového významu

Odpovědět


Suchý humor z berňáku DC:

Josef Hrncirik,2022-12-29 16:38:29

"... a blín jako BÚCH jenž touží stvořit nová slova jako BUCH jenž musí tvořit vždycky znova hněta z svého dechu nové kalichy snášeje se s vodou oblak na líchy ..."

Odpovědět


Re: Stejně přes kopírák vyřešili i elektromobilitu

Josef Hrncirik,2022-12-29 20:22:46

Financial feasibility.
Having established that there is and will be sufcient ?! moisture in the atmosphere column above oceans near the coastal regions, particularly surrounding the water-stressed regions of the globe, we now address the question of the fnancial feasibility of the construction of such an infrastructure.
Since no such structures exist, we do not ask what it will cost to construct such an infrastructure, but what cost model will make building and operating it feasible. In other words, can we characterize the upper bound of cost structure to be competitive with the current technologies assuming that the marginal cost of water doesn’t increase?

We assume that the cost of building a facility for collection and condensation of atmospheric vapor is U.S. $600 million, approximately that of building a large cruise ship or an oil rig.
We further assume that the facility is amortized ?! over a 30-year period with a current interest rate of 3.75%.
We also assume a present-day operational cost of $175,000 per day with an infation?(! TO napsali schválně!) rate of 2.06%, the average in the USA over the past 20 years.
Assuming that 500,000 people beneft ?! from such a facility, the annual cost to build is 67 dollars per benefciary ?! and the annual cost to both build and operate the facility is $241 per benefciary ?! (See Table S2 in the supplementary material and the associated Excel fle ?! in the online supplementary material for the details of the calculation). In terms of the volume of water, this results in an annual cost of $2.20 per 1000 liters of water which is competitive with the production cost of the desalination plants. However, even afer several decades of technological improvement ?!, desalination plants have environmental efects associated with waste disposal. Te desalination process produces a residual that is signifcantly warmer and saltier than that of the input. Tis residual is released into the sea, where it increases the salinity level and becomes detrimental to the marine ecology 28,29. In contrast, we believe that the process outlined here to capture water vapor that evaporates naturally over the ocean, transport and condense it to produce liquid water will have no signifcant environmental impacts in terms of byproduct generation.

Take it easy!

Odpovědět


Re: Re: Stejně přes kopírák vyřešili i elektromobilitu

D@1imi1 Hrušk@,2022-12-29 21:32:22

Zajímavé. No pokud počítali relativně poctivě, tak náklady 2,2 dolary na kubík zní férově. Kdyby si nevzali nějakou přemrštěnou přirážku za distribuci, šlo by tou vodou střídmě mrhat i na zalévání. Úvěr na 30 let s úrokem 3,75% při inflaci 2,06% už tolik férově nezní - například vůči jaderným elektrárnám. Pochybuji, že by na nějakou dali úvěr s takovými parametry, když není předem jasné, co bude za pár let zelené. Takový úrok dostane mladý člověk na 80% odhadní ceny bytu, což je proti fabrice na vodu velmi likvidní nemovitost. A musí ho mít důkladně pojištěný.

Odpovědět


Re: Re: Re: Jawohl, EU woohl to jistí majetkem a zaplatí i s ne Křesťanskou úžerou.

Josef Hrncirik,2022-12-29 21:57:39

Platí § MAGA: Boj proti inflaci (fšem).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Jawohl, EU wool to jistí majetkem a zaplatí i s ne Křesťanskou úžerou.

Josef Hrncirik,2023-01-04 10:28:30

Rómští agenti z DC s pitnou vodou před čórkou aspoň provedli náznak maskiročnoj bilancii vadý.
K tomu nedospěli agenti S.A.W.E.R. z ČVUT, kteří na EXPO Dubai vařili ze vzduchu pivo Platan. Tento nápoj Prorok musulmannům přísně zakázal kvůli snížení kadence i potence a tak s ním zalévali i bez filtraci přes ledviny Zelený Strom U Ambassady. Pivo bylo ze vzduchu U Stromu chytáno pomocí sorbentu, energetická náročnost tohoto energetického nápoje neudána ani pro pobavení.

Elektromobilita byla založena na tvrzení, že F. účinnost Lion je 100% a že tisk dolarů bude podložen embargy, ratingy a sabotážemi.
Pokusy o maskirovku energetické a materiálové bilance nebyly žádné, protože ani elektrifikace železniční dopravy není dobrý byznys jako zbrojení, na které se finance vždy natisknou.

Net Zero — Honba za nemožným 28. 12. 2022
Pobízeny OSN a množstvím radikálních environmentalistických organizací, mnohé industrializované země deklarovaly, že jejich politickým cílem je stahovat z provozu použití fosilních paliv (ropa, zemní plyn a uhlí) a nahradit je celo-elektrickými energetickými systémy poháněnými obnovitelnou energií. Bohužel většina lidí v těchto zemích nerozumí rozsahu fyzikálních, ekonomických a sociálních změn, které budou způsobeny tímto přechodem. Přidávajíce k nesmírnosti této výzvy, mnoho vlád deklarovalo, že toho musí být dosaženo v téměř všech zemích do roku 2050, tedy pouze 27 let od nynějška. Tento cíl je tak zvaná “dekarbonizace” nebo “net-zero”.

Mnoho prominentních expertů se pokoušelo analyzovat z makro-ekonomické perspektivy shora-dolu náklady na dosažení cíle net-zero. Až donedávna nicméně nikdo nepodnikl analýzu zdola-nahoru, která by se snažila modelovat uskutečnitelnost dosažení potřebných fyzikálních změn – produkce minerálů, kontrukce elektráren, zařízení na ukládání elektřiny a související přenosová a distribuční infrastruktura. Jinými slovy, je net-zero vůbec možné?

Koncem roku 2021 skupina vedená Simonem Michaux z Geological Survey of Finland produkovala 1000-stránkové “Zhodnocení navýšení kapacity potřebné pro alternativní energetické systémy pro kompletní nahrazení fosilních paliv” [1]. Zaměřením studie je téměř výhradně zjišťování velikosti fyzikálních podmínek dekarbonizace. Protože data jsou ubohá nebo nedostupná pro mnoho regionů, model používal kalkulace založené na použití energie v roce 2018 pouze v USA, v Evropském Svazu a v Číně.

Důležité nálezy

Globální flotila v roce 2019 dosahovala počtu asi 1,416 miliardy silničních vozidel. Z toho pouze 7,2 milionu bylo elektrických vozidel (EV). Tedy pouze 0,51% flotily silničních vozidel byly EV a 99,49% globální flotily bylo “teprve k nahrazení”. Počet vozidel je mnohem vyšší, než bylo odhadováno předchozími studiemi. Slouží k podtržení velikosti úkolu elektrifikovat světovou flotilu povrchových vozidel. Po 15 letech velkých dotací a zvyšování regulačních podmínek snažících se propagovat EV, pouze půl procenta světových silničních vozidel je plně elektrických.

V roce 2018, 84,7% světové primární energetické spotřeby bylo naplňováno fosilními palivy, zatímco obnovitelné zdroje (solární, větrné, geotermální a biopaliva) zahrnovaly pouze 4,05% a jaderná energie 10,1%.

Celková dodatečná kapacita generování elektrické energie z ne-fosilních paliv, která by byla potřebná na kompletní dekarbonizaci, je kolem 37 671 terawatthodin (TWh). Dodatečných 221 594 nových elektráren by muselo být postaveno na zajištění energetických potřeb dekarbonizovaného světa. Průměrně přes 8 200 elektráren ročně by muselo být stavěno příštích 27 let. V Evropě a v Severní Americe to většinou trvá přinejlepším 12 až 15 let naplánovat, získat povolení a postavit novou elektrárnu, a 20 až 30 let pro jaderné elektrárny.

Aby se to dalo do kontextu, celková globální flotila v roce 2018 byla pouze 46 423 elektráren. Na vyřešení potřeby energie pro kompletní dekarbonizaci, téměř pětinásobek elektráren, než je v provozu nyní, by muselo být postaveno, a to vše by bylo potřeba uskutečnit za 27 let. Pouze v USA by bylo potřeba téměř 16 000 nových elektráren.

Převést všechna současná silniční vozidla na krátké vzdálenosti (tedy 1,39 miliardy vozidel) na elektrická by vyžadovalo 65,19 TWh baterií (282,6 milionů tun lithiových baterií), a dalších 6 158,4 TWh elektřiny ročně z přenosové sítě na nabíjení těchto baterií.

Studie předpokládala, že silniční vozidla pro dálkovou dopravu, drážní systém a mořská plavidla by byla poháněna vodíkovými palivovými články. Žádná taková dnes nejsou.

V hybridním scénáři, použitém na zjednodušení výsledků, dalších 958,6 TWh elektrické energie z ne-fosilních paliv by bylo potřebných pro náhradu energie z fosilních paliv, vytápění budov a výrobu oceli. V celkovém součtu roční kapacity ne-fosilních elektrických zdrojů k přidání ke globální přenosové soustavě, jak poznamenáno dříve, byla spočítána na “ohromujících” 37 670,6 TWh. Doufáme, že se nyní hlasitě smějete, jako i my jsme strávili dlouhý čas …

Hojení těchto nemožných absurdit.

282,6 milionů tun lithia pouze pro pohánění 1,39 miliardy silničních vozidel na krátké vzdálenosti přesahuje současné globální zásoby lithia. Navíc každá z těch 1,39 miliardy baterií by měla užitečnou životnost pouze 8 až 10 let, podle odhadů Mezinárodní Energetické Agentury (IEA). Takže 8-10 let po výrobě by byly potřeba nové baterie na výměnu. Recyklování, pokud je možné, bude narážet na významné technické náklady a výzvy pro životní prostředí. Není dost kobaltu v současných rezervách na uspokojení této potřeby. Navíc, tyto odhady ignorují potřebu lithia, niklu a kobaltu na uspokojení dalších průmyslových potřeb těchto minerálů.

Potom je tu problém s úložnými bateriemi. Elektrická energie generovaná ze solárních a větrných zdrojů je velmi nesouvislá v poskytovaných objemech, jednak v 24-hodinovém cyklu, a v sezónním kontextu (tedy sezóny špičky produkce solární a větrné energie jsou odlišné od sezón špičky energetické spotřeby). Následně, vyrovnávací úložiště energie je potřebné, pokud by tyto systémy generování energie měly být používány ve velkém a jako velké procento celkové energetické kapacity. V roce 2018, pumpované úložiště připojené k vodním elektrárnám zodpovídalo za 98% celkové úložné kapacity energie, a jsou geografické limity, kolik pumpovaného úložiště může být přidáno. Advokáti dekarbonizace podporovali ideu, že na banky lithiových baterií by mohlo být spoléháno pro většinu dodatečné úložní kapacity.

Nicméně v tom je nesmírný problém. Kapacita úložiště v bateriích na zmírnění přerušované dodávky na 24-hodinovém základě by byla 2,82 milionů tun. Mnohem víc by bylo potřeba na ochranu před sezónními deficity. Donedávna největší lithiové bateriové úložiště na světě byla Hornsdale 100 MW (nebo 100 MWh?) stanice v Austrálii, postavená za cenu 90 milionů australských doladů ($80 kanadských dolarů). Celková kapacita úložiště pro poskytnutí čtyř-týdenního nárazníku světu (tedy přibližně polovina toho, co by bylo potřeba na většině severní polokoule) by byla 573,4 TWh. Toto by vyžadovalo 5,7 milionu stanic velikosti Hornsdale, a hmotnost lithiových baterií by byla 2,5 miliardy tun. Tedy v celkovém součtu 2,78 miliard tun lithia by bylo potřeba na vyřešení problému s přerušovaností. Toto představuje pěti-násobek globálních rezerv niklu, 11-násobek globálních rezerv kobaltu v roce 2018, a čtyř-násobek globálních lithiových rezerv.

Více porozumění může být získáno ohledně limitací, tvořených současnými dostupnými zásobami minerálů, porovnáním hmotnosti minerálů, potřebných na výrobu všech těch potřebných lithiových baterií, se současnou (2018) úrovní roční produkce těchto minerálů. Sumarizoval jsem to v Tabulce 1.

Roční produkce klíčových minerálů, potřebných na jednu generaci baterií pro vozidla

Kov Potřebná hmotnost (miliony tun) Potřebné roky
Měď 48.0 2.3
Hliník 24.0 0.4
Nikl 42.9 18.7
Kobalt 7.9 56.3
Lithium 6.1 72.1
Grafit 62.2 66.8
Zdroj: Geological Survey of Finland

Tabulka 1 naznačuje, že obzvláště v případě niklu, kobaltu, lithia a grafitu, roky potřebné ke globální produkci vysoce převyšují, co by bylo potřebné pro výrobu jedné generace baterií pro zcela elektrifikovanou flotilu globálních povrchových vozidel.

Jak dlouho by trvalo radikálně zvětšit produkci? Proces prozkoumání a rozpracování minerálních zdrojů nesleduje žádné fixní nebo předvídatelné načasování. Když jsou zdroje nalezeny, další čas je potřebný na vybudování dolů a rozšíření kapacity existujících dolů, kde je to možné. Typicky v Severní Americe, postup od objevu minerálů k první důlní produkci trvá nejméně 15 let, ale může to trvat mnohem déle, pokud je opozice od environmentalistů, domorodců a dalších organizací zdržena soudy kvůli politickým rozhodnutím. I jen tyto úvahy vrhají pochybnosti na důvěryhodnost současných časových rozvrhů “net-zero”.

Jeden scénář zkoumal proveditelnost náhrady všech současných použití ropných produktů palivy z biomasy (tedy bioethanol a biodiesel). Toto je někdy nabízeno jako cesta na prudkou redukci emisí skleníkových plynů z letecké dopravy, protože hmotnost a velikost baterií činí elektrifikaci komerčních letadel neuskutečnitelnou. Odhadovaná potřeba orné půdy pro produkci biomasy potřebné v roce 2018 by byla přes 40 milionů čtverečních kilometrů. Toto je více než tři a půl násobek stávajícího světového využití půdy pro pěstování plodin. Další potřebná země, pokud by bylo možné změnit ji na produkci plodin, by vyústila k téměř kompletní deforestaci zbývajících lesů na Zemi. Zjevně by nebylo dost země k dispozici pro pěstování potravin. Jednoduše nahradit globální zdroje benzínu palivy z biomasy by vyžadovalo 16 milionů čtverečních kilometrů půdy. To je desetinásobek orné půdy ve Spojených Státech. Nahradit pouze současné palivo pro letadla biopalivy by vyžadovalo 831 000 čtverečních kilometrů půdy, nebo asi dvojnásobek množství orné půdy v Kanadě.

Advokáti dekarbonizace přikládají relativně málo, pokud nějakou, pozornosti důsledkům postupného zastavování použití petrochemických hnojiv, herbicidů a pesticidů. Přibližně 9% globální potřeby zemního plynu je používáno na výrobu čpavku (amoniaku) pro průmyslovou výrobu hnojiv, která je poté kritická pro globální produkci potravin. Autoři studie Geological Survey of Finland uvádí, že “nebyli schopni citovat žádnou uskutečnitelnou náhradu pro použití zemního plynu pro produkci petrochemických hnojiv”. Rozmarně doporučovali použití organického farmaření. Nicméně, bez moderních hnojiv by dekarbonizace snížila produkci potravin více než o 50% a miliardy lidí by zemřeli hlady.

Finální souhrn referátu zahrnuje následující vyjádření:

“Zásadní závěr je, že náhrada systémů poháněných fosilními palivy (ropa, plyn a uhlí) použitím obnovitelných technologií, jako jsou solární panely a větrné turbíny, není možná pro globální lidskou populaci v pouhých několika dekádách. Prostě není čas ani zdroje to učinit. Co může nastat je zásadní redukce společenské poptávky po všech zdrojích všech druhů. Toto implikuje velmi odlišnou společenskou smlouvu a velmi odlišný systém vládnutí místo toho, který je tu dnes.”

Komentář

Tento referát obsahuje studnici faktických informací o fyzikálních požadavcích na produkci energetických zdrojů a implikace snah změnit současný globální energetický systém. Čísla jsou poněkud ohromující a často tak velká, že jsou nepochopitelná pro průměrného člověka. Referát také přidává cenný detail k našemu porozumění uskutečnitelnosti dekarbonizace během pár dekád, ačkoliv se zastavuje těsně před přiznáním očividného – dekarbonizace do roku 2050 je naprosto nemožná. Ve skutečnosti, požadavky plné globální dekarbonizace na světové minerální rezervy může být tak enormní, že je nemožná v jakémkoliv časovém rámci.

Přístup zdola-nahoru, použitý v tomto referátu, zatímco poskytuje důležité vhledy, ale také vynechává většinu toho, co je získáno ze studií shora-dolu. Například absence jakýchkoliv komentářů o ekonomických a politických omezeních, která ovlivňují dekarbonizaci, je zásadní závada tohoto referátu. Důležité otázky překypují. Je možné ignorovat důsledky vládních pokusů zbavení zákazníků spolehlivých a dostupných zdrojů energie? Podporovala by veřejnost v zemích s demokratickou vládou přechod na centrálně-plánovaný a mimořádně dotěrný politický systém? V zásadě, jak je možno obhajovat politiku, která ukládá enormní náklady, neposkytuje žádné “klimatické” výhody a vyčerpává minerální zdroje Země nepředstavitelným tempem? Kdo ponese náklady – náklady vnucení použití neekonomických zdrojů energie, ztrátu příjmů zemím, které produkují fosilní paliiva, následky vyčerpávání zdrojů, ztrátu přístupu k letectví pro dopravu cestujících a nákladů, a tak dále a tak dále? Proč bychom měli připustit, že miliardy musí zemřít hlady, abychom “zachránili planetu”?

Kulhající závěry studie, že potřebujeme “odlišnou společenskou smlouvu a systém vládnutí, než je tu dnes” je tence zahalené schvalování anti-růstového manifestu inspirovaného totalitou, které jsme slýchali zároveň od užitečných idiotů jako Greta Thunberg, a od více sofistikovaných a mocných reprezentantů jako Světové Ekonomické Fórum (WEF). I když dokumentují praktickou nemožnost “net-zero”, advokáti dekarbonizace se připravují na horor jejích pravděpodobných důsledků.

Komentář překladatele:

Článek navíc opomíjí zmínit zdroje dalších minerálů jako kovy vzácných zemin, potřebné na výrobu solárních panelů a větrníků, jejich neekologickou produkci i likvidaci a jejich recyklace a tím způsobené další náklady na životní prostředí …

Inu, když je něco nemožné, tak to prostě nejde… Nebo možná je za všemi těmi jejich rádoby-klimatickými lžemi, kromě podvodnické snahy okrást obyvatele “zdaněním” pod falešnou záminkou tohoto škodlivého omezování CO2, ještě něco víc? Kdyby snížili dopravu stonásobně, a také produkci a dopravu potravin, třeba stonásobným snížením populace, tak by jim ty počty vyšly? Ale to by se spíš politici přepočítali, že by jim to prošlo…

[1] https://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/42_2021.pdf

Robert Lyman a Dr. Jay Lehr, Vydáno 21.12.2022 na PA Pundits – International, překlad P.A.Semi 28.12.2022

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace