Článek
Dnešní diskuze o energetice se soustřeďují v podstatě do dvou rovin. První: musíme mít všechno zelené. Doufám jen, že i my nebudeme zelení z cen zelené energie. A druhá: při debatách o všech technologiích - rekuperaci, přílivové energii, větrnících, fotogalvanické energii a tak dále - jako kdyby nám unikal mnohem závažnější problém. Jak se bude vyvíjet potřeba energie v příští společnosti, která bude řízena umělou inteligencí, bude používat robotické technologie, v koncentrované podobě využívat digitální technologie. Myslíme si, že bude zachována dnešní spotřeba energie a pouze se změní technická hejblátka? A pak budeme umět energii uložit?
Bude svět zelený?
Stále stojíme před základní otázkou - a to je smysluplné využívání energie. Smysluplné znamená, že nebudeme energii spotřebovávat na výrobu produkce, kterou nikdy neprodáme a posléze sešrotujeme. Že nebudeme vyrábět energii, kterou pak ztratíme ve složitých dálkových přenosových systémech, u kterých je ztráta energie 30 % i více. Že nebudeme rozvádět složitým systémem energii na obrovské vzdálenosti, když všechno od bydlení až po produkci směřuje k lokalizaci. Lokalizace znamená, že obrovským způsobem musíme přehodnotit regionální a nazývejme to teritoriální aspekt distribuce spotřeby energie. Samozřejmě máme tady jeden obrovský blok, který je významným žroutem energie: bydlení a osídlení.
Existuje představa, že po roce 2021 budou stavěny pouze budovy s nulovou spotřebou energie, všechno je to skvělé, snížíme spotřebu energie, snížíme emise, odstavíme tepelné elektrárny, A svět bude zelený. Jeden zásadní problém tohoto projektu se jmenuje dnešní svět. Dnešní společnost je charakteristická spíše plýtváním energie, jejím zbytečným využíváním na procesy, které ve skutečnosti vůbec nejsou potřebné.
V Evropské unii se ročně vyrobí 30 milionů vozů, 27 milionů se jich tu i prodá, 3 miliony vyvezou, fantastická věc, automobilový průmysl zaměstnává 14 milionů lidí přímo, 2,5 milionu lidí nepřímo. Je to významný faktor ekonomiky, je to koncentrovaný rozvoj inovací a technologií a všeho ostatního. A je to významný spotřebitel energie. A je jedno jestli mluvíme o naftě, benzínu nebo elektrické energii, ale klíčová otázka přece zní jinak. Jak velká dopravní obslužnost musí existovat, aby zabezpečila všechny potřeby společnosti?
Jestliže vytvoříme zelené prostředí ve městech a místo parkovacích míst tu budou stromy a budovy budou mít zelené stěny i střechy, znamená to, že snížíme klimatické dopady mrtvé plochy, ale zároveň těm lidem ušetříme peníze. Inteligentní budovy nestavíme pouze proto, abychom měli menší spotřebu energie, ale proto, že vedlejším efektem bude snížení výdajů domácností na energetické zdroje. Méně potřeby pro topení, méně potřeby pro chlazení, méně potřeby pro běžný provoz bílé techniky, černé techniky atd. Ale to pak znamená, že musíme souběžně s tím, jak řešíme nové technické zdroje elektrické energie nebo úložiště, řešit i otázku smysluplné spotřeby energie. Jestliže budeme mít autonomní vozidla propojená s elektromobilitou, opět budeme potřebovat nesmírně složité systémy dobíjecích stanic u každého domu? Budeme muset mít skutečně složité infrastrukturní systémy, které budou opět žroutem elektrické energie? A nebo to bude prostší, protože budeme mít dobíječky, kdy se ten autonomní vůz sám dobije, podobně jako ten váš robotický vysavač a bude připraven obsloužit vás, jestliže potřebujete dopravit do divadla nebo k lékaři nebo kdekoliv jinde, ale pak budete potřebovat na dopravní obslužnost pouze 3 miliony vozů, ne 27 milionů vozů.
Automobilový průmysl musí projít katarzí, ne proto, že musí splnit nové emisní normy, které jsou podstatně nižší než nynější, ale protože jeho produkty budou muset být smysluplné jinak. Možná to budou individualizovaná auta nebo to bude něco jiného, ale v každém případě to bude zásadní změna role automobilového průmyslu - a tedy dalšího žrouta energie.
Změnou projde nejen bydlení a dopravní obslužnost. Máme před sebou další aspekty: jestliže například velká část finančních operací přejde na umělé inteligence czechbotů, robotů a blockchainů, pak to znamená obrovský nárůst spotřeby energie, dokonce teď vidíme že spotřeba energie ve vazbě na blockchain je mnohdy větší než spotřeba jejich celků. Budeme nadále pokračovat v technologii blockchainů, v technologiích, které budou vyžadovat obrovské serverové systémy umístěné pro jistotu v mezinárodních vodách? Nebo se zaměříme na něco jiného, smysluplnějšího, co bude mít menší energetickou spotřebu.
Voda bez elektřiny nebude
A vezměme další příklady. Kapénkové zavlažování je skvělá věc, rozvinutí této technologie v Izraeli ukázalo nezměrné možnosti v produkci potravin. Ukázalo, že to není jenom o dodání vody ke každé rostlině, ale ta voda může obsahovat hnojiva, tím šetříme nutnost pohnojení půdy.
Můžeme dokonce využívat mírně slanou vodu, zvětšíme produkci potravin a nesmírně důležité, snížíme spotřebu vody o 60 - 70 % a když víme, že spotřeba vody v agrárním sektoru je jedním z klíčových parametrů spotřeby vody ve společnosti. Tohle všechno ale vyžaduje senzorické systémy, počítačové řízení a umělé zavlažování, čili opět: spotřebu energie.
Pravděpodobně dojde velmi rychle k situaci, ve které spotřeba energie v průmyslu, dopravě a v dnešních typických žroutech energie se výrazně zredukuje, ale vznikne nová spotřeba energie v jiných oblastech, o kterých jsme doposud nemluvili. Z tohoto hlediska právě tato transformace spotřeby energie bude pravděpodobně jedním z klíčových fenoménů budoucnosti.
Klíčem k úspěchu se stane místní dodání energie spojené s místním úložištěm a velké dálkové přenosové systémy zůstanou pouze jako bezpečnostní protokol pro zabezpečování odběru energie mezi oblastmi v případě katastrof. Rozvoj například modulárních jaderných reaktorů, které jsou naložitelné na kamion, dopravitelné kamkoliv a zabezpečující spotřebu elektrické energie ve velkých celcích, pak může znamenat zásadní lokalizaci energetické sítě.
Vidíme teď soupeření mezi vodíkovou ekonomikou a klasickou elektromobilitou. Vodíková ekonomika je skvělá, ale všude se mluví o tom, že vodík vyrábíme z vody, které bude nedostatek. Můžeme použít jiné technologie na výrobu vodíku, chemické technologie, ale opět jsou založeny na jistých prvcích, kterých nebude dostatek. Energie z nich bude pravděpodobně podstatně dražší a bude mít podstatně větší problémy.
Před 15 lety se největším hitem v Evropské unii stal unbending, oddělení producentů a distributérů energie. Velké energetické podniky se musely rozdělit, vytvořily se soustavy malých dodavatelů distribučních sítí a tohle všechno mělo vést k poklesu cen elektrické energie.
Skutečně například v Německu vznikly 4 tisíce malých drobných dodavatelů elektrické energie, takže se rozvinulo soupeření na trhu a všichni byli spokojeni, protože fungovaly tržní principy. Problém ale byl jiný: dumpingové ceny malých dodavatelů potřebovaly finanční krytí, ale to měly pouze energetické giganty, takže po dvou letech většina z těch drobných dodavatelů zanikla, po čtyřech letech již nebyli žádní. Zůstali pouze velcí, skoupili všechno ostatní a nakonec po 15 letech unbendingu ceny byly vyšší než předtím, než jsme ho zahájili.
Nemějme vždy neoprávněná očekávání. Evropská unie může přijmout zelenou strategii i v oblasti energetiky, ale hlavní problém je, jestli existují studie, které se zabývají strukturováním a objemem příští spotřeby elektrické energie řekněme v průběhu deseti, dvaceti let. Bohužel ve vazbě na naše zkušenosti a rozsah prací Evropského parlamentu tyto studie neexistují.
Z tohoto hlediska hledání cesty pouze tím, že přejdeme na alternativní energetické zdroje, ztrácí smysl. Přece nebudu vyrábět elektrickou energii fotogalvanikou a pak jí zbytečně nevyplýtváme na procesy, které ve společnosti nemají smysl?
Z tohoto hlediska by dalším základním východiskem příští energetické koncepce mělo být zlogičtění spotřeby energie ve společnosti. Jestliže víme, že 40 % plynu spotřebujeme na vytápění budov a 30 % energie spotřebujeme na chlazení budov v létě, pak bychom se měli zamyslet nad tím, jak rekonstruovat tyto budovy tak, aby nepotřebovali v zimě tolik topit a v létě chladit.
Tohle všechno se dobře dělá u nových budov. Ale co uděláme s těmi miliony starých, které už stojí? Změníme celé centrum Prahy tím, že historické domy přebudujeme na inteligentní budovy? A drobná otázka: kdo zaplatí tuhle transformaci?
OSN říká, že do roku 2035 70 % populace bude žít v městských aglomeracích. Krásná představa, ale musíme odpovědět na druhou část té představy, zda města porostou vzhůru, nebo porostou do šířky. Zdánlivě to vypadá jako nepodstatné, ale… Jestliže budou města růst do výšky, pak klíčovým problémem je energie pro udržování chodu inteligentních budov. Pokud budou růst do šířky, pak to znamená, že klíčovým problémem se stane inteligentní doprava a sní spojené energetické transformační procesy.
Zbouráme dnešní strukturu osídlení a vytvoříme novou, nebo v té současné použijeme nové digitální technologie usměrňujících a optimalizujících tok a spotřebu energie?
V každém případě budoucí vývoj energetické spotřeby bude kombinací pluso-minusových procesů. Některé procesy povedou k nárůstu spotřeby energie, některé k poklesu spotřeby energie, ale základním fenoménem transformačního procesu bude zlogičtění struktury společnosti.
No a pak tady máme ještě jeden aspekt příští energetické soustavy. Jestliže stále více budeme v energetických systémech používat umělou inteligenci, která ji bude řídit, optimalizovat vztahy, využívat technologie smart atd., to znamená vyrovnávat nepravidelnost dodávek elektrické energie z větrníků a z fotogalvanických článků, bude optimalizovat odběrový diagram, bude mít inteligentní měřiče na vašem domě, nebude to klasický elektroměr a podobně, bude to skvělé, ale bude to zranitelné. V energetice se objeví třetí důležitá oblast, a to je bezpečnost energetických systémů. Nebudu mluvit o tom, že hackerské útoky v oblasti vodárenství například ve Francii nebo ve Švýcarsku znamenaly obrovské milionové ztráty, protože hackeři pronikli do vodárenských systémů a hrozili, že místo přimíchávání chloru a fluoru se tam přimíchá kyanovodík. U elektrických systémů si představte že by někdo vás upozornil, že přetíží vaše energetické systémy. Ty systémy zkolabují, ale jestliže zaplatíte patřičný obnos, pak se tato situace nestane. Ale dojít může i k přirozenému blackoutu, jak jsme viděli v roce 1968 v New Yorku nebo v roce 1976 na východním pobřeží Spojených států. Propojenost a řízení umělou inteligencí na jedné straně optimalizuje proces a vztahy mezi producenty a spotřebiteli energií, což je nesmírně zásadní přínos. Na druhé straně ale zvyšuje nesmírnou citlivost na případné kolapsy nebo na hackerské útoky.
A jelikož společnost neuvažuje nad těmito krizovými situacemi, neuvažuje taktéž nad bezpečnými a kritickými strukturami energetických dodávek pro funkčnost systémů, těch bez kterých by ta společnost zkolabovala a zřítila se. Musíte mít dávku tepla? No, nepochybně, protože kdyby vás to zastihlo v zimě, tak zemře polovička obyvatel, protože nemohou mít v paneláku krb a topit si tam dřevem. Kdyby vám vypadla voda díky tomu, že nebude elektrická energie, umíte si představit velké sídelní aglomerace, u kterých se zastaví dodávka vody, protože nepoběží čerpadla. Představte si, že někdo ovládne systém dopravní signalizace. Energie poběží, ale najednou zjistíme, že svítí jen červené nebo jen zelené semafory, nastala obrovská vlna destrukce nesmírně složitých dopravních systémů, padají letadla, nefungují přehrady, nefunguje TGV -rychlostní vlak a podobně. V tomto ohledu spojení energetiky a bezpečnosti bude pravděpodobně jedním z klíčových fenoménů budoucnosti. Míra tohoto bezpečnostního propojení bude určovat nejen efektivnost alternativních energetických zdrojů, ale i smysluplnost jejich využití. Z tohoto hlediska jestliže mám popsat, jak bude vypadat energetika budoucnosti, tak pravděpodobně není možná bez zlogičtění dnešní společnosti, bez lokalizace, která ušetří obrovské terabajty zdrojů energie, bez obrovského zvýšení bezpečnosti energetického systému.
Víte, ono je to výborné, přijdeme domů, ťukneme vypínačem, světlo svítí, zapnu topení, je teplo, zapnu televizor, bavím se. Ale co se stane, když tím vypínačem otočím a nebude nic, protože někdo odstavil, ovládl nebo zničil energetický systém? Z tohoto hlediska právě bezpečnost energetického systému se stává vitální součástí podmínek přežití příští společnosti, protože čím je společnost více závislá na propojení jednotlivých kritických systémů, tím více bude potřebovat krev krevního oběhu. Tou krví je elektřina.
Transformujeme vytápění, dopravu, bezpečnost, ostatní obory, ale všechno funguje díky elektřině. Jestliže jí nebude dostatek, pak uvidíme druhou stránku této společnosti. Vzpomeneme si, že se svítilo svíčkami, topilo v petrách, železných kamínkách, a kdysi, když jste chtěli poslat zprávu, tak jste vzali poštovního holuba a poslali zprávu po něm. Z tohoto hlediska se mi zdá, že musíme pohled na energetiku pozměnit. Nemusíme mluvit neustále jen o zelených alternativních zdrojích, ale měli bychom mluvit rovněž o smysluplném využití energie pro fungování společnosti.
