Technologie – klíčová otázka

Biomasa

Biomasa představuje nejuniverzálnější ze všech typů obnovitelné energie – může poskytnout teplo, elektřinu a pohonné hmoty. Nepřekvapuje proto, že biomasa má do roku 2020 tvořit téměř dvě třetiny německé spotřeby obnovitelné energie. Biomasa ale neslouží pouze jako zdroj energie – poskytuje také jídlo a materiály (jako je dřevo a oleje), následkem čehož nastává po biomase vysoká poptávka z řady konkurujících si odvětví. Potenciál udržitelné biomasy je bohužel omezený a německá politika se soustřeďuje na podporu využívání zbytků a odpadu.

Biomasa představuje z řady důvodů zvláštní zdroj obnovitelné energie. Za prvé, může přímo poskytovat všechny tři formy energie: elektřinu, teplo a palivo (tekutinu, pevnou látku a plyn). Za druhé, lze ji jednoduše skladovat a dopravovat – když není dostatek slunce nebo větru, zdroje poháněné biomasou mohou podle potřeby zvýšit produkci. Za třetí, a to je hlavní nevýhoda biomasy, vyžaduje přísný management, má-li být pěstována a využívána udržitelně. Nehledě na to, kolik solárních panelů nainstalujeme, slunce rychleji nespotřebujeme, ani znatelně nesnížíme množství větru na zemi, pokud budeme instalovat další a další turbíny. V případě biomasy se ale musíme vyhnout vyčerpávání zdrojů, zabránit vzniku monokultur snižujících biodiverzitu a zajistit, aby bohaté země nenaplňovaly své energetické potřeby na úkor potravinových potřeb chudých zemí.

Díky tomu, že biomasa pokrývá tak širokou paletu energetických služeb, tvoří mnohem větší podíl světové dodávky energie než vodní energie nebo jádro (které poskytuje pouze elektřinu), a vlastně než všechny další obnovitelné zdroje dohromady. Podle Ren21 pokrývala biomasa v roce 2014 více než 14 procent globální konečné energetické spotřeby (většinou šlo o tradiční biomasu), zatímco podíl jaderné energie spadl na 2,5 procenta.

Biomasa v Německu

Když v dnešní době mluvíme o biomase, máme stále častěji na mysli etanol z kukuřice, bionaftu z řepkových semen, bioplyn z organického odpadu a kukuřice nebo dřevěné pelety vyrobené z pilin – spíše než palivové dříví, hnůj a podobně.

Bioenergie obecně pochází ze dvou zdrojů: lesnictví a zemědělství. V rámci EU je Německo největším producentem dřeva a dřevo představuje zdaleka největší zdroj bioenergie v zemi. Přibližně 40 procent německé produkce dřeva se používá jako zdroj energie, zbytek jako materiál. Německo je také lídrem na trhu s bioplynem – v roce 2013 pocházelo více než 50 procent evropské elektřiny z bioplynu z Německa, přičemž se očekává další dynamický růst.

V roce 2016 již Německo využívalo téměř 2,7 milionu hektarů své orné půdy na pěstování energetických plodin. Jde o 16 procent z celkové německé výměry zemědělské půdy. Horní limit pro energetické využití zemědělské půdy je 4 miliony hektarů do roku 2020. Studie ukazují, že podíl bioenergie se v rámci těchto hranic může zvýšit v důsledku zmenšení populace v nadcházejících desetiletích a zvětšení hektarového výnosu v zemědělském sektoru. Počet obyvatel v Německu má do roku 2050 klesnout ze současných 80 milionů na 70 milionů v roce 2050. Ekologické organizace nicméně poukazují na environmentální dopady energetických plodin, například velký nárůst pěstování kukuřice pro energetické účely (a problémy spojované s monokulturami kukuřice) se často spojuje se zoráním cenných lučin. Energetické plodiny mohou mít také neblahé účinky na kvalitu podzemní vody a způsobovat půdní erozi. Novela německého zákona o obnovitelných zdrojích (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG - základní legislativa Energiewende) proto omezuje množství kukuřice a obilí, na něž lze požadovat speciální kompenzaci, aby těmto efektům zabránila. Soubor pobídek nadto usiluje podpořit využití ekologicky příznivější biomasy, jako je materiál pocházející z údržby krajiny a ze zbytků.

Německé ministerstvo životního prostředí odhaduje, že obnovitelné zdroje energie tvořily v roce 2016 okolo 13,5 procent celkové spotřeby energie. Skoro 37 procent z toho zaujímala biomasa v teplárenství spolu s více než 10 procenty biopaliv a 15 procenty bioplynu v elektrárenství. V součtu tvořila bioenergie v Německu v roce 2013 62 procent celkové dodávky obnovitelné energie, což odpovídá asi 7 procentům celkové spotřeby energie.

Zdálo by se, že potenciál udržitelné domácí bioenergie se v Německu omezuje na asi 10 procent celkové energetické dodávky – alespoň při dnešní úrovni spotřeby. Německo by ale mohlo tyto podíly zvýšit úsporami.

Německo používá v současnosti hlavně biomasu domácího původu. Bude proto čelit výzvě zvýšit využití biomasy pro energetické účely, aniž by se drasticky zvýšily dovozy. Němce již nyní znepokojuje odlesňování pralesů kvůli plantážím palmového oleje a konflikty s produkcí potravin v rozvojových zemích. Jak oznámilo, německé ministerstvo životního prostředí: „Rozšíření produkce biomasy pro energetické účely [nesmí být v rozporu] s potravinovou bezpečností, právem na potraviny a ochranou životního prostředí.“ Proto musí biopaliva a další tekuté nosiče bioenergie v souladu s evropskou směrnicí o obnovitelných zdrojích splňovat také přísná kritéria trvalé udržitelnosti. Jinak se nezapočítavají do kvót a nemají nárok na bonusy ustavené v nařízení o trvalé udržitelnosti získávání energie z biomasy (Biomass Sustainability Ordinance). Zůstává ovšem nejasné, zda přísná kritéria dostatečně zabraňují tomu, aby využívání biomasy pro energetické účely celosvětově zvýšilo ceny potravin.

Do budoucna se zdá, že biomasa bude důležitá zejména ve třech oblastech. Za prvé, jako palivo pro leteckou dopravu a těžká vozidla, která nelze snadno nahradit elektromobilitou nebo jinými technickými alternativami. Za druhé, pro výrobu tepla v průmyslových procesech, které vyžadují vysoké teploty. Za třetí, pro kogeneraci, protože kogenerační elektrárny přeměňují biomasu na elektřinu a teplo s největší účinností a nejnižšími emisemi skleníkových plynů.

Bioplyn a zejména vodík jsou navíc v Německu vnímány jako jako klíčové pro ukládání energie v letní sezoně, aby bylo dostatek elektřiny na temné zimní večery, kdy se spotřebovává nejvíce energie a zároveň není dostupná žádná solární energie. Německá vláda přesto v srpnu 2014 omezila využívání biomasy na 100 MW nových bioplynových jednotek ročně, částečně kvůli obavám z ekologických dopadů, primárně ale proto, aby měla pod kontrolou náklady. V novele z roku 2017 byl limit 100 MW zachován. V budoucnosti se bude v aukcích soutěžit o podporu pro biomasové elektrárny s výkonem mezi 150 a 200 MW.