4 pilíře civilizace aneb jednoduché vysvětlení proč nelze dekarbonizovat planetu

Moderní svět stojí na čtyřech základních technologiích, bez nichž současná civilizace nemůže existovat. Tyto technologie jsou také největším spotřebitelem fosilních paliv. Co z toho plyne?

Takzvané pilíře moderní civilizace (používám terminologii Václava Smila) jsou 4 materiály, které jsou všude kolem nás. 100% veškerého průmyslu planety na nich stojí a padá. Jsou to:

• výroba amoniaku
• zpracování písku
• výroba plastů
• ocel

Pozice amoniaku je trochu jiná než zbylé tři. Každopádně více než 99,9% toho, co si dnes kdekoliv na světě koupíte, potřebovalo minimálně jeden (většinou však více) z výše uvedených průmyslů. Rozhlédněte se kolem sebe. Projděte věci, které vidíte a zkuste si v duchu odpovědět, které z pilířů byly potřeba. A teď si představte, co by bez nich zbylo. Pravděpodobně vůbec nic. Kdyby ano, budu rád, když to zmíníte v komentáři. Takových věcí je totiž dnes opravdu minimum.

Když skončí jakýkoliv průmysl na planetě mimo těchto čtyř, může to ochromit jisté aspekty našich životů. Každý průmysl buď umíme něčím nahradit nebo není tak kritický, aby se toho sesypalo tolik, že by to změnilo život celé populaci. Až na tyto čtyři. Kdyby skončil jeden z výše uvedených pilířů, svět jak ho známe končí a vracíme se okamžitě do středověku. 

Možná si správně kladete otázku, zda lze tyto průmysly nějak nahradit. Odpověď je záporná - pro ani jeden z nich nemáme náhradu. V následujících odstavcích to vysvětlím.

Amoniak (produkce planety přes 200 Mt / rok)

O amoniaku jsem už psal v minulém článku. Jen pro zopakování: přirozený koloběh dusíku v orné půdě je schopen uživit 3 miliardy lidí. Lidstvo by bez umělých hnojiv nebylo schopné vypěstovat potraviny pro více lidí, protože to naráží na biologické limity půdy. Jedinou známou technologií, díky které jsme schopni masivně vyrábět dusíkatá hnojiva, je Haberův-Boschův proces. Bez nich bychom tady měli do několika měsíců takový hladomor, který lidstvo ještě nezažilo.

Na výrobu amoniaku potřebujeme ročně 10 EJ.

Zpracování písku (8 Gt / rok)

Zkuste si tipnout, kolik písku spotřebujete každý rok. Možná vás překvapí, že spotřeba na osobu je cca tuna za rok. Tedy řádově kilogramy každý den. Resp. tato hodnota je celoplanetárním průměrem - u nás to bude ještě podstatně víc.

Není písek jako písek. Písek na pouštích má úplně jiné složení i strukturu a je pro většinu aplikací nepoužitelný. Ostatně největším importérem písku na obyvatele na světě je dubajský emirát uprostřed pouště. Písek vzniká z částeček z erodovaných hornin, které většinou cestují vodou a někde se hromadí. Těží se hodně např. na různých mořských ostrovech nebo v řekách.

Používá se všude ve stavebnictví. Cihly, dlaždice, omítky, asfalt, betony. Dále pak se z písku izolují různé prvky a vyrábí se z nich sklo, barviva, elektronické součástky, keramika, používá se ve slévárnách, chemickém průmyslu, fotovoltanice nebo filtraci vody. Ve většině těchto použití neumíme písek ničím nahradit.

Celosvětová roční produkce cementu potřebuje 20 EJ.

Plasty (300 Mt / rok)

Nejen, že plasty jsou všude kolem nás díky tomu, že jsou obalovými materiály ideálních vlastností, ale ještě důležitější roli hrají v průmyslu. Celá elektrotechnika a oděvní průmysl jsou na plastech životně závislé. Důležitou roli hrají i v průmyslu.

Plast z fosilního paliva přímo vzniká a dále je potřeba fosilní palivo na jeho zpracování. Proto je  spotřeba tak vysoká - 50 EJ energie každý rok.

Ocel (2 Gt / rok)

Veškeré strojírenství je zcela závislé na oceli. Tedy i 99% průmyslu. Nemáme žádné jiné materiály podobných vlastností.

Ocel je vedle písku hlavním materiálem ve stavebnictví. Nosné konstrukce všech větších než malých staveb by se bez oceli neobešly. Spolu s pískem je ocel naprosto kritická pro jakoukoliv infrastrukturu. 

Na zpracování oceli spotřebujeme za rok 60 EJ.

Proč tedy nelze dekarbonizovat planetu

Všechny tyto 4 pilíře jsou těžce závislé na fosilních palivech. Ani jedno neumíme v současné době masivně nahradit energií z jiných zdrojů. Někde parciálně možná ano, ale s vysokými náklady a v minimálních množstvích. U všech čtyř pilířů jsme k nahrazení fosilních paliv ještě velmi velmi daleko. To spíš dřív zvládneme jadernou fúzi.

Nejen že fosilní paliva nenahradíme, ale je jich potřeba hrozně moc. Roční spotřeba lidstva je 600 EJ, z toho 500 z fosilních paliv. Jinými slovy tyto 4 materiály jsou zodpovědné za spotřebu čtvrtiny až třetiny veškerých fosilních paliv. A přitom ještě nemáme vůbec započítanou žádnou další spotřebu jako doprava, topení a elektřina. Vše to byla pouze příprava základních čtyř materiálů.

Jde tato spotřeba aspoň omezit? Vemte si to takhle - až na pár zemí lidi většinou nadávají na stav infrastruktury. Jinými slovy by chtěli, aby spotřeba oceli a písku byla ještě větší. Ani si nemyslím, že by se chtěli sestěhovávat ve více lidech do menších domů nebo zastavovat průmysl. Kdybychom redukovali amoniak, nastanou v rozvojových zemích okamžité hladomory a migrační vlny, které jsme ještě neviděli. Plasty bychom maximálně mohli o kousek lépe recyklovat, což se narozdíl od úspěšné recyklace oceli a cementu nedaří kvůli náročnosti třídění na jednotlivé druhy plastů. Výrazné omezení je možné leda s výrazným omezením průmyslu.

Evropa sice vyhlásila boj za uhlíkovou neutralitu do roku 2050, ale, aniž bychom chodili pro tisíce dalších argumentů, už jen kvůli těmto 4 pilířům to prostě možné není. Můžeme sice v parlamentu schválit zrušení gravitace (nejsme první ani poslední), ale přírodní zákony to nezmění. Jedinou alternativou je něco mezi trvalou ekonomickou depresí a středověkem. To první už při malém omezení všech pilířů, to druhé kdybysme ztratili jeden z pilířů celý (mimo toho trochu odlišného amoniaku, který by způsobil problémy jiného charakteru). A taky věřte, že jiné části světa ani jedno chtít nebudou.

Poznámka: čísla lze dohledat například v knize Energy and Civilization: A History