Ve jménu biopaliv první generace

Je všeobecně známo, že se původně dobře míněné ideje mohou nechtěně zvrtnout. Podívejme se například na to, co se děje ve jménu rozvoje využívání potravinových plodin nikoliv k výživě lidí nebo hospodářských zvířat, ale ke „krmení“ dopravních prostředků kapalnými biopalivy coby částečné náhrady benzínu nebo nafty.

Přeměna cukrové třtiny na bioetanol jako příměsi do benzínu získala pozornost po první ropné krizi počátkem 70. let 20. století. Jednou z prvních zemí, které se ve velkém měřítku orientovaly na výrobu bioetanolu, byla Brazílie. V následujících desetiletích se zájem o výrobu bioetanolu, bionafty, biolíhu, biobutanolu, popř. bioplynu velmi rozšiřoval a byl podporován vládními dotacemi i ekologickými organizacemi propagujícími tzv. zelenou energii. Postupně se k výrobě biopaliv začaly kromě cukrové třtiny a řepky olejky využívat i další potravinové plodiny, jako je kukuřice na zrno, sojové boby, cukrová řepa, palma olejná ap.

Rychlý rozvoj výroby biopaliv na bázi potravinových plodin má však velmi nepříznivé dopady. Zvyšují se například ceny potravin, prohlubuje potravinová krize a oproti předpokladům se zvyšují i emise CO₂.

Kritika biopaliv z potravinových plodin

Dnešní biopaliva na bázi potravinových plodin (biopaliva první generace) se rychle dostala na trh ze dvou hlavních důvodů:

· z obavy EU z rostoucích emisí CO₂ a z následných nepříznivých změn klimatu,

· z rostoucích obav USA o zajištění své energetické bezpečnosti.

Tato situace vyvolala ostrou kritiku podobného zneužívání potravinových plodin.

„Je to zločin proti lidskosti,“ řekl již v roce 2007 potravinový expert OSN Jean Ziegler o výrobě biopaliv ze zemědělských plodin. Do kritiky se vložil i kubánský diktátor Fidel Castro, neboť se podle něj zhorší dostupnost potravin v chudých zemích.

Biopaliva jsou podle ekologa Jamese Lovelocka ve větším rozsahu nebezpečná, protože již více než polovina půdy Země slouží k výrobě potravin a matka Gaia je již nemůže unést. Vypalování pralesů k získávání nové zemědělské půdy je podle něj zřejmě prvním vážným narušením Gaii.

V Mexiku, kde je kukuřice hlavní potravinou, musel prezident Calderon uvalit na kukuřici cenový strop, protože cena kukuřičných placek, které jsou hlavní potravinou většiny obyvatelstva, vzrostla během jednoho roku čtyřnásobně.

„Obilí, které se dnes spálí v automobilových motorech, by stačilo k celoroční obživě 300 milionů lidí,“ prohlásil začátkem roku 2010 ředitel washingtonské organizace Earth Policy Institute Lester Brown.

Zazněla i další kritická slova

„Pěstovat na poli kukuřici pro výrobu elektřiny a tepla v bioplynové stanici je z pohledu energetika desetkrát větší hloupost, než toto pole zastavět fotovoltaickými panely.“

„Svatá válka proti jaderné energii a naopak podpora využívání obnovitelných zdrojů energie i za cenu vyhrocování potravinové krize ve světě a rozvracení elektrárenských soustav bezhlavou podporou fotovoltaických a větrných elektráren je ignorancí Lovelockovy hypotézy Gaia, s níž ekologické organizace slovně souhlasí.“ (autorem všech tří je Ing. Jan Zeman, CSc., environmentální ekonom, CENIA)

„Množství kukuřice, které je potřebné k naplnění nádrže automobilu bioetanolem, by stačilo k zajištění roční obživy jednoho obyvatele Afriky.“ (New Scientist, 2008, č. 2661, s. 30‑31)

V roce 2011 dosáhly světové ceny potravinových plodin až dosud nejvyšší úrovně, mimo jiné i v důsledku přeměny potravinových plodin na biopaliva. Výzkumy přitom potvrzují, že se emise CO₂ oproti původním předpokladům naopak zvyšují, a že kácení pralesů a křovinových porostů k získání nové zemědělské půdy k pěstování biopalivových rostlin tak může přispět k dalšímu oteplování Země. Děje se něco, co ještě zhoršuje situaci v chudých zemích.

Lidstvo bude půdu potřebovat především k obživě

Počet obyvatel Země se má do roku 2050 zvýšit ze současných 7 až na téměř 10 miliard. Poptávka po obilninách, oleji a cukrových plodinách se má zdvojnásobit, přičemž zvyšování hektarových výnosů nepůjde tak lehce jako tomu bylo v 60. letech 20. století. Proto bude třeba podle odhadu Organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) získat až o 6 až 17 milionů km² více půdy. Největší potenciál existuje hlavně v rozvojových zemích Afriky, Asie a Jižní Ameriky. FAO a Světová banka vidí velké možnosti například v rozšiřování tak zvané Guinea Savannah Zone v Africe, což je oblast zahrnující 25 zemí od Senegalu až po Mozambik. Jde o území větší než Indie.

Navíc v rozvojových zemích dochází k získávání nové půdy kácením deštných pralesů a křovinových porostů nikoliv pro výrobu potravin, ale pro výrobu biopaliv pro pohon dopravních prostředků. Deštné pralesy se kácejí nejen v Brazílii a Africe, ale i v Indonésii, Paraguaji nebo na Borneu, aby poskytly půdu pro pěstování kukuřice, cukrové třtiny, soji nebo palmy olejné. Například na Borneu se po vykácení milionů hektarů půdy pro tyto účely pěstuje palma olejná.

Mezi největší producenty biopaliv dnes patří Brazílie, Indonésie, Malajsie, USA, Francie a Německo. Pokud jde o Německo, jsou k dispozici například tyto údaje:

· Zemědělci zde pěstují na ploše větší než 2 miliony hektarů.

· Největší podíl pěstovaných rostlin pro výrobu biopaliv připadal na kukuřici, ale stále větší význam začíná mít cukrová řepa.

· Na podpoře výroby bioplynu se v Německu budou podílet i čeští zemědělci. Kukuřici od českých zemědělců bude využívat bioplynová stanice v Arnschwangu, 20 km od Domažlic. Ročně zde Němci nakoupí od českých zemědělců na 35 000 tun kukuřičné a 15 000 tun travní siláže.

Biopaliva a potravinová krize

Asi jedna miliarda lidí v chudých zemích je již řadu desetiletí chronicky podvyživená nebo přímo hladoví a v prvním desetiletí 21. století se svět dokonce dostává na okraj potravinové krize. Podle časopisů New Scientist a Power patří mezi deset nejvíce postižených zemí Somálsko, Severní Korea, Egypt, Maroko, Alžírsko, Hong‑Kong, Bangladéš a Sri Lanka a do dvacítky zemí patří ještě Tunisko, Rumunsko a Ukrajina. V roce 2011 dosáhly ceny potravin své dosud nejvyšší úrovně. Na zvyšování cen potravin se přitom podílí i výroba biopaliv na bázi potravinových plodin. Světovou cenu obilovin významně ovlivňují Spojené státy americké. V roce 2010 bylo zde vyprodukováno na 400 milionů tun obilí, ale až 119 milionů tun bylo použito k výrobě bioetanolu, což představovalo asi 30 %. USA se podílejí na světové produkci kukuřice čtyřiceti procenty. Zvýšená domácí spotřeba k výrobě etanolu a nižší export kukuřice proto přispěly k růstu světové ceny této komodity. Rostoucí poptávka po kukuřici rovněž vede k tomu, že američtí farmáři pěstují méně jiných obilnin, například soji a pšenice, takže i jejich ceny vzrostly. O rozvoji výroby bioetanolu z kukuřice v USA svědčí následující údaje:

· Společnost Renewable Fuels Corp. uvedla, že v roce 2007 existovalo v USA 111 rafinérií na výrobu bioetanolu o roční kapacitě cca 20 miliard litrů, tj. 5,4 miliardy galonů. (Jeden galon představuje 3,875 l.)

· V různé etapě výstavby bylo 78 velkých projektů, které měly umožnit zvýšení roční kapacity výroby do roku 2012 na 28,5 miliard litrů (7,5 miliard galonů.) Do roku 2022 by se měla kapacita zvýšit na 136 miliard litrů a do roku 2030 dokonce na 228 miliard litrů.

· V roce 2007 zaseli američtí farmáři kukuřici na ploše 90,5 milionů akrů, což bylo nejvíce od roku 1945. (Jeden akr se rovná 4 047 m².)

· V letech 2002 až 2007 mohla vláda USA díky růstu ceny kukuřice snížit dotace do zemědělství z 20 miliard na 10 miliard dolarů ročně.

· Do roku 2010 platili daňoví poplatníci 51 centů za galon kukuřice.

Je velmi nepravděpodobné, že by američtí podnikatelé od tak velkého byznysu ustoupili.

Biopaliva, emise CO₂ a změna klimatu
Proklamovaným cílem výroby a používání biopaliv bylo také snížení emisí CO₂ a boj proti změnám klimatu. Ukázalo se ale, že uhlíková stopa v rámci primární přípravy půdy, výroby, dopravy ke zpracování, zpracování, dopravy ke spotřebiteli a samotné spalování je u biopaliv ještě nepříznivější, než při používání normálního benzínu nebo nafty. Vědečtí pracovníci z univerzity v Leedsu a z World Land Trust již v roce 2007 ve své studii varovali, že pěstování plodin k výrobě biopaliv by mohlo poškodit životní prostředí dokonce ještě víc, než v případě používání benzínu či nafty. Dospěli k závěru, že při výrobě a spalování biopaliv se uvolní až 9krát více CO₂. Pro představu – desetiprocentní podíl biopaliv v roce 2020 by měl pro životní prostředí stejný dopad jako dalších 26 milionů automobilů na silnicích.

Vědci varují i před kácením a vypalováním deštných pralesů a křovinových porostů z důvodu pěstování biopalivových rostlin, protože při těchto činnostech uniká do atmosféry velké množství CO₂. Při vypalování a orání nové půdy se navíc se ničí i přírodní houby, které také absorbují CO₂. Přitom orná půda zadrží méně CO₂ než deštný prales nebo křovinové porosty. Jedním ze závěrů studií bylo i to, že při mýcení pralesů se uvolňuje 93krát více skleníkových plynů než kolik se jich ušetří palivem získaným každoročně na této půdě. Proti závěrům vědců z Princeton University a z organizace Nature Conservancy se ozvala Národní asociace pěstitelů kukuřice USA a také silný oponent z Organizace spojených národů, Mathew Cordell. Ten se domnívá, že je třeba dát biopalivům šanci k dosažení dospělosti a že velmi kritické vědecké články povedou ke zhroucení celého programu biopaliv.

Negativa převažují

Podle časopisů New Scientist a Power lze v současné době na biopaliva přeměnit asi jen jednu třetinu biomasy cukrové třtiny, tento proces je tedy málo efektivní. Ke dvojnásobnému zvýšení efektivity bude třeba získávat bioetanol i z nepoživatelných částí této rostliny. To však čeká na realizaci výroby biopaliv druhé generace.

Vzhledem k tomu, že bioetanol není stabilní aditivum do benzínu, odpařuje se v horkém prostředí rychleji než benzín, takže zvyšuje smog v tom nejhorším období. Navíc je etanol velmi korozivní, takže ho nelze dopravovat potrubím pro přepravu benzínu. Jeho distribuce do prodejního místa je proto obtížná a nákladná. Ve srovnání s benzínem poskytuje etanol asi jen 60 % energie, a protože celý technologický proces získávání bioetanolu je energeticky velmi náročný, je výsledný produkt z energetického hlediska absolutně ztrátový.

Velmi důležitým ukazatelem pro porovnávání jednotlivých energetických zdrojů je výkonová hustota. Podle údajů Světové energetické konference 2010 (WEC 2010) má biomasa nejnižší výkonovou hustotu mezi všemi obnovitelnými zdroji energie, jak ukazuje následující přehled:

· Výkonová hustota biomasy: 0,003 kW/m²

· Sluneční energie v našich podmínkách: 0,12 kW/m²

· Větrné elektrárny:0,1 až 1 kW/m²

· Vodní energie: 0,5 kW/m²

· Palivový článek Jaderné elektrárny Temelín: 650 kW/m²

V důsledku nízké výkonové hustoty vyžadují obnovitelné zdroje energie také velkou plochu: například větrná elektrárna o výkonu 1 000 MW plochu až 100 km², závod na spalování biomasy území o ploše 5 000 až 6 000 km². Pro srovnání: uhelná nebo jaderná elektrárna o stejném výkonu 1 000 MW vyžadují jen asi 3,5 km² (včetně manipulačních ploch).

Použijeme‑li jiné srovnání, pak náhrada jaderné elektrárny o výkonu 1 000 MW_e elektrárnou spalující biomasu by ve státě Iowa zabrala 256 000 hektarů zemědělské půdy, v případě větrné elektrárny by to bylo 76 800 hektarů a v případě fotovoltaické elektrárny 15 360 hektarů. Tak velké rozdíly v požadavcích na plochu vyplývají také z odlišnosti využití výkonu jednotlivých typů elektráren (tzv. koeficient provozuschopnosti). Tento koeficient se stanoví porovnáním skutečné roční výroby a teoreticky největší možné výroby po dobu 8 760 hodin za rok. Podle údajů SEK 2010 se koeficient provozuschopnosti větrných elektráren pohybuje v rozmezí 11 až 15 % a u fotovoltaických elektráren v obdobných hodnotách (nejlepší fotovoltaické články dosahují 15 až 20 %). Naproti tomu u nejlepších jaderných elektráren se tento ukazatel pohybuje okolo 80 až 90 %. Proto je také výroba elektřiny z jaderných elektráren mnohem větší, než je tomu u elektráren na bázi obnovitelných zdrojů.

Vyhlídky?

Podle závěrů WEC 2010 se v posledních letech dosáhlo v oblasti využití alternativních paliv pro dopravu, zejména u bioetanolu, významného rozvoje. Důležitou úlohu sehrály obchodní zájmy automobilového průmyslu a průmyslu bionafty. Klíčovým sociálním problémem však i nadále zůstává konkurence s výrobou potravin. Budoucím úkolem proto bude vývoj biopaliv, která nebudou konkurovat potravinám a jejichž uhlíková stopa bude zisková. Současná praxe spalování biomasy vypěstované na zemědělské půdě tak hází do koše všechna předsevzetí EU a dalších vyspělých zemí o lidských právech, demokracii a humanismu. Vše se tak děje v době, kdy organizace OSN pro výživu a zemědělství (FAO) požaduje od vlád, aby slíbily ukončit hladovění v rozvojových zemích do roku 2025. To však vlády odmítají s tím, že se pokusí splnit alespoň dřívější menší cíl, tj. snížit do roku 2015 o polovinu počet hladovějících lidí z 20 na 10 %. Podle FAO nebude ale splněn ani tento cíl, protože vlády své příspěvky pro rozvojové země dále snižují. Přitom mezinárodní pomoc těmto zemím představuje jen nepatrnou část prostředků, které jsou od nich odčerpávány.

Zdroje:

Energetika, 2010, č. 3, s. 168; 2011, č. 8/9, s. 518‑520; 2010, č. 11, s. P 117; 2011, č. 1, s. 140; 2011, č. 1, s. 46; 2002, č. 2, s. 41; 2011, č. 10, s. 543; 2010, č. 12, s. 709

New Scientist, 2008, č. 2661, s. 30‑31; 2011, č. 2808, s. 28‑29; 2009, č. 2704, s. 33; 2011, č. 2788, s. 6; 2011, č. 2800, s. 3; 2009, č. 2709, s. 26; 2010, č. 2786, s. 7

Reflex, 2010, č. 14, s. 12

Power, 2007, č. 8, s. 4

Electrical Review, 2007, č. 9, s. 1

Propan‑Butan News, 2008, č. 5, s. 39

Energie und Management, 2010, č. 21, s. 9