Jaký by byl svět bez fosilních paliv?

Naše současná civilizace vyrostla na fosilních palivech. Závisíme na nich nejen z energetického hlediska, ale i při získávání dalších surovin, i při výrobě potravin. Co by se ale stalo, kdyby na Zemi žádná fosilní paliva nebyla? Nabral by život zcela jiný směr a vznikla by vůbec průmyslová revoluce? Existovala by moderní civilizace? Abychom mohli na tyto otázky odpovědět, vydejme se na cestu od středověké Evropy až po dnešní dobu.

Naši prapředci se o fosilní paliva příliš nezajímali. Pro energetické účely využívali hlavně dřevo nebo dřevěné uhlí. Ve velkém měřítku začala ve středověké Evropě využívat uhlí až Británie. Proč? Odpověď souvisís geografií. Ve 13. století byla vodní doprava po řekách levná a doprava dřeva nevyžadovala téměř žádnou energii. Jediný kůň utáhl po řece člun s padesáti tunami, ale kůň na pevnině jen 1 nebo 2 tuny. To byla špatná zpráva pro Británii, která neměla dlouhé splavné řeky, jako kontinentální Evropa. Zato ale měla velké zásoby uhlí v severní Anglii u řeky Tyne, kde ložisko uhlí vycházelo až na povrch.Ve srovnání s dřevem bylo uhlílevnější. Zpočátku ale nebylo vhodné k tavení měděných nebo železných rud, protože nečistoty v něm obsažené zhoršovaly kvalitu mědi i železa. Ke změně došlo v 17. století po objevu koksování – uhlí se rázem stalo vhodným i pro tytoúčely a ušetřilo tak velké množství dřevěného uhlí. Výroba železa ve velkém znamenala důležitou inovaci, která vedla v 18. století k nástupu průmyslové revoluce.

Mohlo by dřevo iniciovat průmyslovou revoluci?

Před 18. stoletím byla hlavním energetickým zdrojembiomasa (vlastně v ní fotosyntézou konzervovaná sluneční energie) a energie lidských nebo zvířecích svalů. Teplo pro vaření, vytápění nebo řemeslnou výrobu pocházelo rovněž hlavně ze dřeva. Jiné materiály od cementu až po železo nešlo získat bez spalování dřeva nebo dřevěného uhlí. Proto se s rostoucím počtem obyvatelstva a rostoucí spotřebou energie stala půda pro pěstování rostlin omezujícím faktorem ekonomického růstu. Pokud by bylo nutné používat více dřevěného uhlí, bylo by méně dřeva pro stavbu domů a lodí. Kdyby se vysazovalo více stromů, bylo by méně půdy pro pěstování potravin.

Nová doba železná

Nález uhlí umožnil Britániilevně vyrábět železo, aniž bylo třeba kácet dalšílesy. Železné nástroje zvýšily produktivitu práce, železnice zlevnila dopravu. Pokud by nebylo uhlí, bylo by do 20. let 18. století třeba k jeho náhradě pěstovat stromy na ploše větší než je Británie. (Jako příklad lze uvést, že k výrobě jedné tuny železa je při použití dřevěného uhlí třeba 10 hektarů lesa, ale jen 5 tun uhlí.)Co by se stalo, kdyby uhlí nebylo k dispozici? Do 19. století by omezená plocha půdy znamenala zastavení ekonomického růstu. V dávných civilizacích se stávalo, že období rychlého růstu střídaly kolapsy. V Evropě ale díky fosilním palivům ke kolapsu nedošlo. Závěr je zřejmý: svět by se nemohl dále rozvíjet, kdyby byl závislý jenom na biomase.

Jiné zdroje energie

Existuje celá řada jiných energetických zdrojů. Otázkou je, zda bychom je mohli využívat bez pokročilé technologie. Pro začátek tedy neuvažujme jadernou energii a složitější solární technologie. Potom zbývá v podstatě větrná a vodní energie. Na moři vítr poháněl lodě až do 19. století. Větrné a vodní mlýny na pevnině se používají nejméně 2 000 let. Ve středověké Evropě se kolem roku 1600 používaly větrné a vodní mlýny k mletí obilí, řezání dřeva, vrtání potrubí, k lisování semen k výrobě oleje, k drcení kameniva, k čerpání vody z dolů atd. Voda sloužila jako zdroj energie pro továrny po celou průmyslovou revoluci. Bylo to až v roce 1820, kdy parní stroje spalující uhlí převzaly v britských továrnách úlohu vody jako hlavního zdroje mechanického pohybu. (V USA k témuž došlo o padesát let později.) Továrny se v Británii přeorientovaly na uhlí ze dvou hlavních důvodů:

• všechny dostupné vodní zdroje již byly obsazeny (nějaké ještě existovaly ve vzdálených oblastech, ale nebylo ještě možné dopravit energii tam, kde jí bylo třeba),
• továrny se nemusely budovat u přístavů a splavných řek.

V hlavní roli voda a elektřina

Jako jediná alternativa k fosilním palivům se nabízí elektřina z vodních elektráren, která by se stala hlavním zdrojem energie. Vlaky by byly taženy elektrickými lokomotivami a ve městech by převažovaly tramvaje a trolejbusy. Po silnicích by pravděpodobně jezdily elektromobily. (V USA jezdilo do roku 1912 na 30 000 elektromobilů, a vzhledem k jejich malému dojezdu nebylo ještě třeba stavět dálnice.) Fosilní paliva zcela zničila počáteční vývoj technologií na bázi obnovitelných zdrojů energie. Industrializace by pravděpodobně odstartovala spíše v norských horách nebo ve Švýcarsku, než v Británii. Bez snadno získatelných fosilních paliv by byl ekonomický a technický vývoj, jakož i růst počtu obyvatelstva, zcela jistě pomalejší. Velkou výhodu by měly země s velkými vodními zdroji, jako Skandinávie, Kanada a části Jižní Ameriky a Afriky. Města by nebyla tak špinavá a zamořená kouřem, věda by se zaměřovala spíše na elektrodynamiku než na termodynamiku a možná by se urychlil i vývoj menších a lehčích elektromotorů a baterií. Také životní tempo by bylo pomalejší. Cesta z Londýna do New Yorku by plachetnicí trvala několik týdnů a nikoliv několik hodin letadlem jako dnes.

Stačila by vodní energie?

Máme tendenci se domnívat, že technický pokrok je nevyhnutelný, ale nemusí tomu tak vždy být. Například Čína začala tavit železo pomocí koksu již v 9. století, ale k průmyslové revoluci zde nedošlo.Ta začala v Británii díky zvláštní shodě geografických, sociálních, ekonomických a kulturních faktorů. I kdyby se hydroenergetika rozvíjela i vpředindustriální společnosti, lze pochybovat o tom, že by mohla vyvolat průmyslovou revoluci. I když by elektřina mohla snížit množství dřevěného uhlí k tavení železa o více než 50 %, nemohla by je nahradit zcela. Dřevo by tedy i nadále zůstávalo limitujícím faktorem a bez laciného železa k výrobě nástrojů, strojů a výstavbě železnic by rychlá industrializace byla velmi obtížná.

Již dlouho před průmyslovou revolucí se stavěly přehrady. Například v roce 1177 byla u Toulouse postavena 400 m dlouhá přehrada Bazacle, která sloužila k pohonu vodních mlýnů. (V roce 1888 byla přeměněna na vodní elektrárnu o výkonu 4 MW.) Aby Francie ročně získala tolik energie jako Anglie a Wales na začátku 19. století, bylo by však třeba vybudovat 2 500 takových přehrad. A aby bylo možné nahradit spotřebu uhlí v roce 1850, bylo by třeba postavit dalších 8 000 přehrad. Z čeho by ale tyto přehrady byly, když se cement a cihly staly levnějšími jen díky uhlí, které umožnilo těžbu vápence a výrobu cihel?

Ani pomalejší růst by nebyl bez rizika

Rozvíjející se civilizace jsou náchylné k epidemiím, hladomorům a válkám, které mnohdy vedly k jejich zániku. To vše směřuje ke všeobecné shodě: kdekoliv se rozvíjí technologicky pokročilé civilizace, většina z nich tak činí na bázi využívání fosilních paliv.

Alternativní svět

Michael LePage v New Scientist uvažuje o tom, že ve světě hydroenergetiky by vývoj dozajista pokračoval. Větrné mlýny by byly zcela běžným jevem a poskytovaly by další cennou energii. Možná, že by se vyráběla i biopaliva a pomocí elektřiny vodík. Technologicky pokročilejší bioplyn získaný z bioplynových stanic by mohl například pohánět traktory na polích. Kapalná paliva by byla ale mnohem dražší než elektřina. To také znamená, že by neexistovala letecká doprava. Lety s pomocí vzducholodí by byly možné, ale pouze s vodíkovou náplní, protože hélium je odvozeno od zemního plynu. Mezinárodní obchod a cestování by spoléhaly hlavně na rychlé plachetnice s kovovými trupy, jako byla plachetnice Prusko, postavená v roce 1912. Na pevnině by byla širší síť kanálů, které by měly mnohem větší význam než dnes. Tento alternativní svět by ale provázely známé těžkosti. Rozsáhlá výstavba vodních přehrad by způsobovala mnoho ekologických problémů a konfliktů. Místo o ropu by se vedly války o území s vodní energií. Protože by nebylo uhlí, byla by větší poptávka po půdě k výrobě paliva a materiálů, což by vedlo ještě k většímu odlesňování než je tomu v dnešním světě. 

Podle: Michael LePage: World without fossil fuels. New Scientist, 2014, č. 2991, s. 34-39.