Jak by vypadal život bez fosilné energie?

Článek neslouží jako předpověď ani centrální plán podle, kterého by se měla společnost řídit. Má jen ukázat, jak by mohl svět fungovat s dnešními dostupnými technologiemi, bez započítání nutných nákladů, které by byly potřeba vynaložit pro změnu tímto směrem. Článek má sloužit jako základ pro přemýšlení nad možnostmi.

Fosilné zdroje umožnily rychlý nárůst populace a zvýšili efektivitu trhu natolik, že lidé měli dostatek času zjistit i negativní dopady využívání těchto uložených energií. Jak by vypadal život bez fosilné energie?

Jak si lidé zajišťují svoji spotřebu jídla.

V zemědělství se dříve využívala fosilních paliv jako hlavního zdroje vodíku, který byl potřebný k výrobě čpavku, a ten k výrobě hnojiv. Díky umělým hnojivům se na planetě dokáže uživit o 80 % více lidí než bez nich. Tedy v dobách, kdy dostávali dusík do země pomocí zaorávání hnoje, což bylo v poměru vynaložené energie neefektivní, a zaoráváním jetele, což bylo více efektivní vůči vynaložené energie, ale zase to snižovalo množství plochy, na které mohli růst plodiny tvořící zdroj potravy. Ani jeden způsob nedostal do půdy tolik dusíku, jako se dostane umělými hnojivy, a to ani z poloviny.

Umělá hnojiva jsou tedy natolik důležitým materiálem, že do výroby vodíku začali posílat veškerou přebytečnou energii ze slunce a větru. Vodík se nestal hlavním uchovatelem energie, ze které by se zpětně získávala energie. Vodík byl jen prostředkem, jak vytvořit umělá hnojiva. Umělá hnojiva se tedy stala hlavním spotřebitelem přebytkové energie po celém světě a byly decentralizovaně rozmístěné. Lidé spotřebovávají umělá hnojiva ve velkém množství, a výroba vodíku a následná výroba čpavku je obrovsky energeticky náročná, takže pokryje hravě místní špičky, když bude hodně svítit a foukat. Vyrábět hnojiva je potřeba dlouhodobě, ale vůbec nezáleží na krátkodobé výrobě. Nevadí tedy, když přijde období dešťů a mlhy; hlavní je roční součet. Na pole tedy patří solární panely i rostliny, k uživení potřebujeme oboje.

Co se týká jídla, lidé omezili konzumaci rýže, protože rýžová pole vytvářejí metan, a ten je draze pokutován. Tak si rýži dopřávají ti, kteří jsou ochotní za ni zaplatit. Stejně na tom je i hovězí, protože krávy produkují metan. Peníze z pokut jdou těm lidem, kteří za peníze vyrobí nejvíce ozónu (O3) a také těm, kteří vyrábějí syntetická paliva a ukládají je do země. Tím je zajištěno, že peníze jdou na pokrytí škody, a výrobci se navzájem předhánějí, aby získali zakázku. Ozon má schopnost reagovat s metanem a rozložit ho na méně škodlivý CO2, a také chrání společnost před nebezpečným zářením. CO2 lze odstranit z atmosféry pomocí technologie Direct Air Capture (DAC), která je, stejně jako výroba ozónu, energeticky náročná, a tyto náklady musí platit zákazník, který chce zboží. To udržuje odpovědnost na zákaznících a tím i snižuje poptávku po věcech, které škodí všem, bez násilného zakazování.

Potřeba přepravy.

Globalizace s volným trhem nemůže efektivně a v plné míře zvětšovat blahobyt lidí bez možnosti přepravy velkého množství materiálů a lidí. Elektrické motory jsou efektivnější než spalovací motory, a to více než 2x, ale lithium-iontové baterie obsahují 168x méně energie v poměru velikosti a váhy (hustota energie). S rostoucí vzdáleností klesá možnost využití elektrického pohonu. Proto představa, že lidé dokážou ekologicky dopravovat zboží mezi kontinenty, byla velmi obtížná. Naštěstí nejnovější technologie situaci zlepšují. Díky grafenu, který má až zázračné vlastnosti, jako větší pevnost než ocel, větší pružnost a vodivost než ocel, byť zatím není možná průmyslová výroba velkého množství. To však nebrání vyrábět ultrakondenzátory ve velkém. Ty fungují na principu kondenzátorů, mají tedy rychlé nabíjení asi jako tankování nafty, a díky nano velikosti na úrovni atomu je plocha obrovská, a tím i kapacita elektronů, které se mezi desky mohou natěsnat. Dosavadní výsledek je 9,3 kW na 1 kg „baterky“. Hádejte co, nafta má energetickou hustotu 43–45 kW/kg. To dělá ultrakondenzátory jen cca 4x těžšími při uchování stejné energie, kterou dokážou elektrické motory využít více než 2x efektivněji. To dělá mezikontinentální lety i přepravu možnou, s tím, že během přepravy je možnost část energie vyrobit ze slunce. Lidé tedy upravili své vlaky, letadla a lodě. Kde mají možnost přesun po zemi, tam využívají rychlovlaky, což je nejefektivnější doprava.

Potřeba materiálů.

Výroba materiálu bez CO2 dělá lidstvu největší problém. Lidé hlavně potřebují nahradit ocel a beton, který skoro nejde vytvořit bez odpadního CO2. Lidé se tedy přeorientovali na jiné hlavní materiály, aby stejně jako u jídla nemuseli v ceně materiálu platit i pokutu za odstranění škody.

První hojně využívaný materiálem jsou uhlíková vlákna (grafen), kde je potřeba jeho povrch upravit méně reaktivním materiálem. Výše jsou zmíněny jeho skvělé vlastnosti. Druhým materiálem jsou bambusové dřevo a vlákna. Bambus je obecně považován za nejrychleji rostoucí druh dřeva, který patří do kategorie trávy. Bambusy rostou rychlostí přibližně 1 metr za den a za jeden rok dosáhnout své maximální délky a pak už jen tvrdnou (zrají). Také se říší podobně jako tráva, pomocí kořenů když nemají pevné hranice, jedna rostlinka dokáže vytvořit i celý les. Rychlý růst bambusu je jednou z jeho klíčových vlastností, která ho činí atraktivním materiálem pro různé účely, ale i pevnost, pružnost a lehkost jsou velmi dobré. Třetím materiálem je plast. Fosilní zdroje, které se nepálí a neunikají do atmosféry, nejsou škodlivé, a tak lidé budou dále využívat k výrobě plastů, které šetří planetu tím, že ušetří spoustu energie a zdrojů přírodních, díky svým dobrým vlastnostem dlouhé životnosti, ohebnosti, energetické nenáročnosti, atd. Čtvrtým materiálem může být hliník, protože je lehký a má dobře vyvážené vlastnosti.

Životní styl.

Lidé převážně budou získávat energii ze slunce, pak z větru, vody a jádra. Sluneční energie ale bude převládat a také nejvíce kolísat. To ekonomicky nutí lidi pracovat a být aktivní ve dne, což společnosti přináší další zisk v podobě zdravějšího životního stylu bez spánkového deficitu a dalších negativních dopadů, které způsobuje práce při noční směně v továrnách. Lidé také více využívají městskou dopravu, která je nejefektivnější a je vybudovaná tak, aby lidé se dostali kamkoliv bez dlouhé cesty pěšky. To společnosti šetří hodně energie a nákladů na údržbu, ale také jí dělá zranitelnější vůči nemocem. Elektrické motory nejen poskytují větší efektivitu, ale také lepší zrychlení, což dělá předjíždění bezpečnější. Společnost tak ušetří mnoho lidských životů kvůli bezpečnějšímu předjetí a hromadné dopravě.

S dnešními technologiemi lidé dokážou uživit stejný počet lidí jako v roce 2023. Dokážou využít přebytky energie tím, že budou vyrábět energeticky náročné hnojivo a další materiály. Svobodný trh to bez dalších nákladů dokáže rozdělit. Svobodný trh každou nově vyrobenou elektřinou navýší udržitelně jak počet lidí, tak množství potřebného jídla a materiálů. Krajině už nebudou dominovat jehličnaté a listnaté lesy, ale hlavně bambusové lesy. Také na budovách budou solární panely a malé i velké větrníky, které budou decentralizovaně rozmístěné a tak všudypřítomné, připomínající, že energie je všude kolem nás jako příroda.

Další zajímavé zdroje:

Kniha od Václava Smila -Jak svět doopravdy funguje.

Studie od Lazard počítající skutečnou cenu elektriky z různých zdrojů. Kde je počítáno se všemi náklady, jako je cena výstavby, těžby, provozu, dotace a zničení odpadu.

https://www.lazard.com/media/nltb551p/lazards-lcoeplus-april-2023.pdf

Bambus: https://www.youtube.com/watch?v=v8QKa0kCC7I&t=1s

Vývoj výroby elektriky z obnovitelných zdrojů: https://ourworldindata.org/renewable-energyhttps://ember-climate.org/data/global-electricity/

Superbaterie: https://maxwell.com/wp-content/uploads/2021/09/3002556-EN.7_3V-50F-Datasheet_20210820.pdf

Wikipedia krátce o Grafenu: https://cs.wikipedia.org/wiki/Grafen