Vytváranie čistých a obnoviteľných zdrojov energie

Zmeniť jazyk
Article Publikované 25. 09. 2017 Posledná zmena 28. 09. 2017
12 min read
Investovanie do čistej energie musí ísť ruka v ruke s energetickou účinnosťou a úsporami energie. Inovatívne riešenia môžu zásadne zmeniť spôsob, akým energiu vyrábame, skladujeme, prepravujeme a využívame. Prechod od fosílnych palív na obnoviteľnú a čistú energiu by sa mohol v krátkodobom výhľade dotknúť komunít závislých od fosílnych palív. Pomocou cielených politík a investícií do nových profesionálnych zručností môže čistá energia poskytnúť nové ekonomické príležitosti.

©Nikolaos Kalkounos, Picture2050 /EEA

Energia vo forme, v ktorej sa získava, sa musí takmer vždy premeniť na palivo vhodné na jeho určené použitie. Napríklad veterná energia alebo slnečná energia sa musí zmeniť na elektrickú energiu ešte predtým, než ju budeme môcť použiť. Podobne sa surová ropa vyťažená zo zeme pretransformuje na benzín a naftu, petrolej, tryskové palivo, skvapalnený ropný plyn, elektrinu atď. ešte pred tým, ako sa dá použiť v lietadlách, autách a domácnostiach.

Časť tejto počiatočnej potenciálnej energie sa stratí pri transformácii. Dokonca aj z ropy, ktorá má vyššiu energetickú hustotu ([1]) ako väčšina bežných palív, sa môže premeniť na elektrickú energiu len asi 20 % tohto potenciálu.

Energetická účinnosť: riešenie energetických strát je veľmi dôležité

Teplo získané spaľovaním primárneho paliva, ako je uhlie, elektrárne často využívajú na výrobu elektriny. Základné aspekty tohto procesu sú veľmi podobné ako pri prvotných parných strojoch. Voda sa varí, aby vytvorila paru a expanduje, keď sa mení na plyn, ktorý potom otáča turbíny. Tento mechanický pohyb (mechanická energia) sa potom získava ako elektrina. Nezanedbateľná časť vstupného paliva sa však stratí pri transformácii ako odpadové teplo. Podobne ako notebooky, autá alebo mnohé iné elektronické zariadenia, elektrárne vytvárajú pri prevádzke teplo a majú chladiace systémy, aby sa predišlo riziku prehriatia.

Elektrárne alebo ropné rafinérie potrebujú energiu na fungovanie transformačného procesu, ako aj na každodennú prevádzkovú činnosť. Nie je prekvapením, že chladiace systémy (napríklad ventilátory v počítačoch) tiež vyžadujú energiu na prevádzku. V elektrárňach môžu chladiace systémy tiež uvoľňovať teplo, najčastejšie vo forme teplejšej vody a vzduchu, späť do prírody.

Tento typ neefektívnosti – energetická strata alebo tepelný odpad, sa nevyskytuje len pri transformácii energie z jednej formy na druhú. Každý deň, keď vyhrievame naše domovy, riadime naše autá alebo varíme naše jedlo, v skutočnosti takmer vždy, keď využívame energiu, časť z nej vyplytváme. Napríklad vozidlo poháňané fosílnymi palivami používa na presun vozidla iba približne 20 % svojho paliva, zatiaľ čo asi 60 % sa stratí z motora ako teplo. Budovy predstavujú 40 % celkovej spotreby energie v EÚ a asi 75 % energie je neefektívnej ([2]). Neefektívna energia znamená, že plytváme nezanedbateľným podielom našich zdrojov vrátane peňazí, pričom znečisťujeme životné prostredie viac, než je potrebné. Ako možno zabrániť týmto stratám? Ako môžeme zvýšiť energetickú účinnosť? Môžeme získať viac z toho istého množstva energie?

Technológia a politika môžu pomôcť minimalizovať niektoré energetické straty. Napríklad energeticky úsporná žiarovka využíva o 25 – 80 % menej energie než tradičná žiarovka a môže potenciálne fungovať 3- až 25-krát dlhšie. Niektoré elektrárne (v procese známom ako kogeneračná alebo kombinovaná výroba tepla a elektrickej energie) zachytávajú teplo, ktoré by inak bolo odpadové a využívajú ho na poskytovanie služieb diaľkového vykurovania a chladenia miestnym komunitám. Podobne dodatočné vybavenie starých budov modernou izoláciou môže znížiť spotrebu energie a účty za energiu.

Skladovanie a preprava energie

V niektorých prípadoch môže byť teplo, ktoré by sa normálne stratilo, použité na iné účely. Teplo, ktoré vytvára ľudské telo, nemusí byť prvým zdrojom energie, ktoré príde na myseľ, ale aj toto teplo sa môže zhromaždiť a premeniť na využiteľnú energiu. V Štokholme prechádza cez hlavnú železničnú stanicu denne približne 250 000 dochádzajúcich osôb. Namiesto odvetrávania sa prebytočné teplo zachytí a použije na ohrev vody, ktorá potom vykuruje administratívnu budovu na druhej strane cesty, čím sa znížia faktúry na energetickú potrebu budovy počas chladných švédskych zím.

Takéto inovatívne prístupy budú tiež nevyhnutné na to, aby sa umožnilo skladovanie a preprava čistej energie v potrebnom rozsahu. Fosílne palivá sa relatívne ľahko skladujú a prepravujú. Po vyťažení možno ropu použiť kedykoľvek. Môže sa pohybovať v rámci existujúcich sietí a je prístupná prostredníctvom rozsiahlej a dobre zriadenej infraštruktúry. S obnoviteľnou energiou to nie je vždy možné, ale s inováciou môže byť. Zachytávanie slnečnej energie počas letných mesiacov a jej skladovanie vo forme teplej vody v podzemných nádržiach na použitie v zimných mesiacoch by mohlo poskytnúť dostatok tepla pre celé komunity. A s účinnejšími batériami, ktoré dokážu skladovať viac energie, a rozsiahlou infraštruktúrou dobíjania, môže byť diaľková cestná doprava teoreticky úplne elektrická.

Niektoré riešenia elektrickej dopravy môžu tiež prekonať batérie s veľkými kapacitami na skladovanie energie. Na niektorých trasách verejnej dopravy, ako napríklad v rakúskom Grazi a v Sofii v Bulharsku, už experimentujú s elektrickými autobusmi, ktoré majú ľahšie a rýchlejšie nabíjateľné batérie. Po nabití po dobu 30 sekúnd, kým cestujúci nastúpia a vystúpia, sú tieto autobusy pripravené na jazdu ďalších 5 kilometrov, teda až do ďalšej zastávky vybavenej nabíjacou stanicou.

Prichádza inšpirujúca inovácia

Potrebujeme dostatok energie na poháňanie strojov a vykurovanie domácnostní, ale táto energia nemusí nutne pochádzať z fosílnych palív. Mohli by sme zachytávať viac slnečnej energie? Solárne panely obsahujú fotovoltaické články, ktoré premieňajú časť slnečného žiarenia na elektrickú energiu. V posledných rokoch technologický vývoj umožnil fotovoltaickým článkom zachytiť rastúci podiel tejto surovej slnečnej energie pri nižších nákladoch. Čím väčšia je plocha panelu, tým viac elektriny produkuje. Prepojovanie celej krajiny solárnymi panelmi by mohlo vyvolať obavy z vizuálneho znečistenia v miestnych komunitách alebo zabrániť využívaniu pôdy na iné účely. Čo ak sa tieto panely stanú neviditeľnou súčasťou nášho každodenného života?

Presne to skúma výskumný projekt financovaný z výskumných programov EÚ. Cieľom projektu Fluidglass (tekuté sklo) je zmeniť okná na neviditeľné kolektory slnečnej energie. Projekt zahŕňa vkladanie tenkej vrstvy vody obohatenej o nanočastice medzi vrstvy skla. Nanočastice zachytia slnečnú energiu a premenia ju na elektrickú energiu, ktorá by mohla byť použitá v budove. Nanočastice tiež filtrujú svetlo, čím v horúcom počasí udržiavajú príjemnú izbovú teplotu. Podľa projektového tímu by potenciálne úspory energie mohli predstavovať 50 – 70 % v prípade dodatočne vybavených budov a 30 % v prípade nových stavieb, ktoré už boli navrhnuté tak, aby využívali menej energie.

Tento výskumný projekt je len jednou z mnohých iniciatív v celej Európe, ktoré prinášajú riešenia a zlepšenia v otázkach obnoviteľnej energie, energetickej účinnosti a úspor energie. Celkový potenciál týchto inovácií, pokiaľ ide o hospodársky rast a neobmedzenú čistú energiu, je obrovský. Ďalším krokom je uľahčenie ich využitia. Verejné orgány, investori, spotrebitelia a rôzni aktéri pôsobiaci v kľúčových odvetviach (napr. v odvetví stavebníctva) budú musieť zohrávať kľúčovú úlohu pri ich širokom využívaní.

Európska investičná banka je jedným z aktérov, ktorí poskytujú veľmi potrebné financie. Jedným z nevyužitých zdrojov prírodnej a čistej energie je energia vĺn. Energia vĺn môže pravdepodobne pokryť minimálne 10 % celosvetových energetických potrieb. Fínska spoločnosť vyvíja podvodné panely na premenu sily oceánskych vĺn na elektrickú energiu. Panel inštalovaný pri pobreží Portugalska môže pokryť potreby elektrickej energie pre 440 domácností. Európska investičná banka spolu s podporou mnohých ďalších špecifických riešení poskytla úvery na podporu širšieho využívania tejto technológie.

Od uhlia k slnku: investovanie do nových profesionálnych zručností

Slabé prijatie miestnou komunitou môže byť jednou z prekážok na ceste k čistej energii. Niektoré komunity sa obávajú vizuálneho znečistenia a hluku. Solárne panely a veterné turbíny roztrúsené po celej krajine môžu byť v idylickom vidieckom prostredí vnímané ako neestetické. Niektoré z týchto problémov by sa mohli riešiť lepším plánovaním a zapájaním miestnych komunít pri rozhodovaní o umiestnení veterných fariem. Zásadnejšou výzvou je však práca, príjmy a kvalita života, ktoré prináša stály príjem. Ukončenie činnosti jedného odvetvia, ako napríklad výroba uhlia, bez vytvorenia nových ekonomických príležitostí, môže zvýšiť miestnu mieru nezamestnanosti. Je pochopiteľné, že mesto závislé od výroby uhlia bude veľmi pravdepodobne obozretné pri prijímaní zásadných zmien v miestnej ekonomike. Napriek veľkosti úlohy je však tento druh ekonomickej transformácie možný a niektorí „priekopníci“ už majú na tejto ceste vedúce postavenie.

Po objavení uhlia v regióne Porúrie v Nemecku v roku 1840 sa Gelsenkirchen stal jedným z najvýznamnejších miest ťažby uhlia v Európe. Výroba uhlia a neskôr rafinácia ropy formovali toto mesto viac ako 100 rokov. Dnes nie sú v Gelsenkirchene žiadni baníci. Napriek tomu je to stále energetické mesto. Mesto sa aktívne podieľalo na riešení dlhodobej vysokej nezamestnanosti a postupného ukončovania výroby uhlia a podporovalo inovácie v oblasti čistých technológií. Usiluje sa o to, aby sa stalo nemeckým centrom solárnych technológií s vysoko kvalifikovanou pracovnou silou a priťahuje nielen iné odvetvia s čistou energiou, ale aj odvetvie financií a služieb. Členovia miestnej komunity, kedysi závislí na fosílnych palivách, sa teraz stali horlivými obhajcami a používateľmi čistej energie.

Presun pracovnej sily z jedného odvetvia do druhého nie je ľahký. Každé zamestnanie si vyžaduje špecifický súbor zručností a vedomostí. Získanie nových zručností si vyžaduje čas a takmer vždy finančné zdroje. Poskytovanie príležitostí na vzdelávanie dotknutým osobám môže pomôcť znížiť sociálne náklady tohto druhu sociálno-ekonomického prechodu. Podobne zníženie ekonomickej závislosti od jedného odvetvia podporou širokej škály činností môže pomôcť miestnej ekonomike rásť. Aby boli tieto zmeny účinné, musia sa zaviesť včas a vykonať počas určitého časového obdobia. Napríklad miera nájmu musí byť pomaly znižovaná, aby sa predišlo veľkým šokom pre komunity, ktoré sú závislé od uhlia, zatiaľ čo vzdelávací systém, najmä odborné vzdelávanie, musí byť vytvorený spôsobom, ktorý bude usmerňovať nových uchádzačov o zamestnanie smerom k novým odvetviam a preč od ťažby.

Zanechať: Politiky EÚ v oblasti čistej energie

Úspory energie a energetická účinnosť sú kľúčovými zložkami politík Európskej únie v oblasti energetiky a klímy. Vzhľadom na to, že spaľovanie fosílnych palív a zmena klímy sú úzko prepojené, akékoľvek zníženie celkovej spotreby fosílnych palív povedie k zníženiu emisií skleníkových plynov, čo prispeje k splneniu cieľov EÚ v oblasti klímy. V novembri 2016 Európska komisia navrhla rozsiahly legislatívny balík o čistej energii. Cieľom balíka je nielen urýchliť presun EÚ k čistej energii, ale aj vytvoriť pracovné miesta posilnením hospodárskych odvetví prispievajúcich k energetickému prechodu Európy.

Legislatívny balík sa najskôr zaoberá energetickou účinnosťou a do roku 2030 navrhuje záväzný cieľ 30 % na úrovni EÚ. Taktiež načrtáva ciele týkajúce sa obnoviteľných zdrojov energie a posilnenia postavenia spotrebiteľov. Presnejšie, do roku 2030 by mala polovica európskej elektrickej energie pochádzať z obnoviteľných zdrojov a do roku 2050 by výroba elektrickej energie mala byť úplne bez emisií uhlíka. Spotrebitelia by podobne mali mať väčšiu kontrolu nad výberom svojej energie a mali by mať viac informácií o spotrebe a nákladoch.

EÚ podporuje prechod na čistú energiu prostredníctvom rôznych nástrojov a politík. Energetická únia je jednou z desiatich súčasných politických priorít Európskej komisie, ktoré sú na druhej strane rovnako podporované inými zastrešujúcimi politikami vrátane tých, ktoré sa týkajú obehového hospodárstva, programu zručností a inovácií. Tento politický záväzok podporujú fondy EÚ vrátane prostriedkov pridelených v rámci Európskeho fondu pre strategické investície, Európskeho fondu regionálneho rozvoja a Kohézneho fondu.


Opatrenia na zemi


Zavedená bola tiež kombinácia opatrení s cieľom uskutočniť ciele politiky EÚ podporujúc výskum, investície a využívanie čistej energie. Niektoré z týchto opatrení EÚ, ako napríklad smernica EÚ o energetickej hospodárnosti budov alebo európska stratégia pre nízkoemisnú mobilitu, sa zameriavajú na kľúčové odvetvia. EÚ prijala tiež opatrenia na riešenie kľúčových cieľov, ako je energetická účinnosť a uľahčenie investícií a výskumu, vrátane smernice o energetickej účinnosti a iniciatívy inteligentného financovania inteligentných budov.

Tieto politiky a snahy sa vyplatia. Napríklad sa odhaduje, že rámce EÚ v oblasti ekodizajnu a energetického štítkovania ušetria do roku 2020 175 Mtoe ročne primárnej energie, čo je viac ako ročná spotreba primárnej energie v Taliansku. Inými slovami, vďaka týmto dvom rámcom EÚ sa od Európanov očakáva, že každý rok ušetria na svojich účtoch za energiu takmer 500 EUR na domácnosť. Okrem vytvárania dodatočných príjmov a pracovných miest prispievajú rámce aj k energetickej bezpečnosti tým, že každoročne znižujú dovoz energie o ekvivalent 1 300 miliónov barelov ropy. To znamená, že sa každoročne vyhnú 320 miliónom ton emisií oxidu uhličitého, čo je významný prínos k dosiahnutiu cieľov EÚ v oblasti klímy.

Jasnejšie štítky energetickej účinnosti na domácich spotrebičoch sú len malou časťou tohto príbehu. Takéto legislatívne rámce sú súčasťou väčších cieľov obehového hospodárstva EÚ, ktoré sa usilujú o efektívnejšie využívanie všetkých zdrojov v celom európskom hospodárstve. Spôsob, akým navrhujeme výrobky, mestá a budovy, by mal uľahčiť znižovanie vstupných zdrojov vrátane energie na rovnaké alebo väčšie výstupy alebo výhody. Ekodizajn by mal tiež uľahčiť demontáž výrobkov, aby bolo možné opakované použitie rôznych komponentov. V tejto súvislosti by Európa v skutočnosti šetrila energiu ako vstupný zdroj, pretože z hľadiska zdrojov sa jej hospodárstvo stáva čoraz efektívnejšie. Napríklad úsporou vody a jej efektívnejším využitím by Európa ušetrila aj energiu používanú pri jej čerpaní, preprave, úprave atď. Podľa štúdie Európskej komisie by Európa mohla ušetriť energiu rovnajúcu sa 2 až 5 % svojej celkovej primárnej spotreby energie jednoducho efektívnejším využívaním vody. 

([1]) Hustota energie je množstvo energie na jednotku objemu.

([2]) Odhady z posúdenia vplyvu na zmenu smernice o energetickej hospodárnosti budov.

Súvisiaci obsah

Novinky a články

Related infographics

Súvisiace publikácie

Geographic coverage

Temporal coverage

Európska environmentálna agentúra (EEA)
Kongens Nytorv 6
1050 Kodaň
Dánsko
Telefón: +45 3336 7100