Perpetuum mobile aneb energetická bilance planety

Tentokrát si dovolím poněkud posunout hranice svého příspěvku, protože se bude jednat v podstatě spíše o filozofickou úvahu, a to především z důvodu téměř absolutní neexistence seriózních dat.

Kromě základního vesmírného zákona, který říká, že blbost je věčná a nezničitelná, bych hned na druhé místo zařadil zákon o zachování energie. Ten nám, v laickém vyjádření říká, že „Energii nelze vyrobit ani zničit, ale pouze přeměnit na jiný druh energie“, což lze rovněž prezentovat tak, že „Celková energie izolované soustavy zůstává konstantní při všech dějích, které v ní probíhají“. Z toho logicky vyplývá i faktická nemožnost sestrojit perpetuum mobile, tedy přístroj, který energii nepřeměňuje, ale tak říkajíc vyrábí z ničeho, případně produkuje více energie na výstupu, než na vstupu. V dějinách lidstva se tisíce lidí pokoušelo tento zákon prolomit, a když se to nedařilo, tak alespoň obejít. To obejití je samozřejmě také nemožné, ale když se to obalilo nějakým lehce pochopitelným a současně odborně znějícím vysvětlením, již několikrát se povedlo, že alespoň určitá skupina lidí se „dala nachytat“. No a při sledování současného dění na energetické scéně mám chvílemi pocit, že se tentokrát někdo pokouší o možnosti „obejití“ přesvědčit značnou část civilizace této planety.

Vycházím z často skloňovaných pojmů typu „získání energie“ z obnovitelných zdrojů, typu slunce, vody, větru, země, který laikovi nenápadně podsouvají myšlenku, že někde vezmeme nějakou energii, která nejenže není jinak potřebná, ale v podstatě samovolně se doplní. No a doplní se z čeho – no z ničeho, to už přece není třeba řešit, a kdo do toho šťourá, tak není ten správně zapálený ekolog, ale nechutný zpátečník.

Osobně se považuji za ekologicky smýšlejícího občana, který ale má právo na pochyby a dotazy, a proto mě doplňování energie „z ničeho“ tak nějak nesedí.

Asi nejlépe to jde vysvětlit na energii sluneční, která je pro nás tou nejhlavnější.  Solární konstanta (cca 1360 W/m2) nám kvantifikuje množství disponibilní energie mimo naší zeměkouli, ale ve stejné vzdálenosti od slunce. Na zemský povrch ovšem dopadne maximálně něco přes 1000 W/m2, tedy 1 kW/m2, a to samozřejmě jen při ideálních klimatických podmínkách. Zjednodušeně řečeno tedy vynásobením disponibilní plochy Země disponibilním množstvím sluneční energie dopadající na jednotkovou plochu získáme celkové množství sluneční energie, které tak říkajíc máme k dispozici. Toto množství energie je tedy konečné a zajišťuje v podstatě drtivou většinu procesů, které umožňují život na naší planetě.  Sluneční energie nám v minulosti spoluvytvořila fosilní paliva a jenom díky ní vzniká energie větru, energie biomasy a energie vody. Pokud si část této energie přetvoříme pro naši potřebu – třeba z ní vyrobíme elektřinu – toto množství se nedoplní, ale bude někde scházet. Prakticky je množství sluneční energie dopadající na zemi tak enormní, že v současné době využíváme pro svoji potřebu jen tak malou část, že se může zdát, že množství této energie je nekonečné, a že jsme tedy vytvořili to zmiňované perpetuum mobile. Ale není to tak - pokud bychom ve využívání sluneční energie překročili určitou mez, a to i lokálně, pravděpodobně by se to někde projevilo. Asi stejně, jako v případě jednoho zahrádkáře, který si zalévá zahradu vodou z rybníka. V tom případě se ryby nemusejí bát, protože úbytek vody ani nepoznají. Pokud ale těch zahrádkářů bude deset tisíc, mají to ryby tak říkajíc spočítané.

Oponent by mohl správně namítnout, že v současné době využíváme pro svoji potřebu pouze nepatrnou část sluneční energie a globálně by měl pravdu. Jakmile ale opustíme (tolik oblíbené) globální hledisko a přesuneme se do regionů, tak už situace tak jednoduchá není. Evropa systematicky pracuje na co největším využití sluneční energie a navíc ji používá jako argument pro likvidaci ostatních zdrojů energie tím, že sluneční energii zcela nesmyslně označuje za „bezemisní“. Přitom přeměnou, transportem a skladováním této energie se zabývá celé průmyslové odvětví, tedy továrny, logistika, stavebnictví, údržba, odpady, atd., které rozhodně nelze označit pojmem „bezemisní“.

Posuňme se ještě více regionálně a představme si například vesnici v Čechách, kde osvícený starosta s místní radou zruší všechny zdroje energie a celou plochu obce pokryje pouze solárními panely. Pravděpodobně se tím podaří významně změnit teplotu a vlhkost v dané lokalitě, eliminovat veškeré volně žijící živočichy a rostlinstvo a pro obyvatele tak vytvořit jakýsi skleník, do kterého se musí vše (kromě energie) dovážet a ve kterém by pravděpodobně finálně nikdo žít nechtěl.

Výše uvedený princip jsme si již ověřili při využití geotermální energie. Naivně jsme si mysleli, že prostě uděláme díru do země, kde je „tepleji“ a tuto tepelnou energii transportujeme na povrch. A opět ten předpoklad doplnění z ničeho. Nyní už víme, že to nefunguje, a že pokud ze zemské kůry energii vezmeme, v reálném čase se z ničeho nedoplní, a geotermální vrty můžeme prakticky použít maximálně jako jakési zásobárny energie, které např. v létě „natopíme“ a potom v zimě tu energii, kterou jsme dodali, zase vyčerpáme. Teď to zkoušíme se vzduchem …. Konec konců, kdo se byl někdy podívat v tureckém Pamukkale, tak ví, jak dopadne přílišné využívání termálních zdrojů.

Tímto článkem nechci bojovat proti využívání sluneční energie, a konec konců ani proti dalším „bezemisním“ zdrojům, ale tyto zdroje musejí být využívány v rozumné míře a především v rozumné kombinaci a rozhodně by neměly být použity jako důvod pro rušení využití ostatních zdrojů energie, které nám Matička Země blahosklonně poskytuje – mám na mysli především zemní plyn a biomasu.