Účinnější využívání energie slunečního záření by mohlo být podle mnoha zastánců takzvaného „Green Dealu“ cestou k zastavení klimatických změn. Právě solárním elektrárnám totiž mnozí přisuzují schopnost nahradit z větší části fosilní zdroje. Podle astrofyzika Petra Jelínka z Katedry fyziky Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity jsou ale podobná očekávání přehnaná a neodpovídají realitě. Slunce nás nezachrání. Existuje ale možnost, že se člověku podaří průmyslově využít a napodobit to, co se děje na Slunci a jemu podobných hvězdách, tedy termojadernou fúzi.
Z laického pohledu působí snaha vyměnit fosilní paliva za sluneční kolektory vlastně docela jednoduše. Sluneční energie je všude kolem nás, stačí ji vhodně zachytit a přeměnit na čistou elektřinu. V čem je vlastně největší problém?
Problém je v tom, že my sluneční energii v této formě neumíme a zřejmě ani v budoucnu nebudeme umět efektivně využít. Část energie pohltí už atmosféra a z toho, co dopadne na zemi, dokážeme přeměnit na elektřinu jen relativně malou část.
Zastánci takzvaného solárního „boomu“ ale vidí budoucnost ve vývoji účinných baterií, v nichž se bude všudypřítomná sluneční energie kumulovat a účinně využívat. I v tomto ohledu jste skeptický?
Ano, teoreticky v bateriích můžeme ukládat část sluneční energie, kterou v danou chvíli nevyužijeme, aby ale mohly být baterie se sluneční energií jakousi páteří nebo alespoň významným zdrojem energetiky, to prostě není možné. To by musely být baterie doslova všude, na každé volné ploše. A stejně by to nestačilo.
Čili prostě nevěříte tomu, že by se solární energetika mohla stát nějakou zásadní náhražkou fosilních paliv?
Ne, v tom jsem rozhodně skeptik, stejně jako v postoji k takzvanému Green Dealu. Nevěřím tomu, že by nás takzvané obnovitelné zdroje mohly samy o sobě vyvést z klimatické krize. Mohou být vhodným doplňkovým zdrojem, ale nikoliv páteří energetiky. Pokud podle mě chceme ukončit spalování fosilních paliv a přitom si udržet svůj životní standard, pak nemáme jinou možnost než využívat např. jadernou energetiku.
Doc. RNDr. Petr Jelínek, Ph.D.
Je vedoucím Katedry fyziky a současně proděkanem pro rozvoj a zahraniční vztahy Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity. Během doktorského studia se věnoval simulacím procesů v nízkoteplotním plazmatu. Později se vrátil k astronomii a začal spolupracovat se slunečním oddělením Astronomického ústavu AV v Ondřejově. S kolegou Marianem Karlickým se začali intenzivně zabývat vlnami a oscilacemi ve sluneční koróně.
V této souvislosti se už dlouho mluví o tom, zda by nebylo možné v energetice využít opak štěpení, tedy jadernou fúzi, která se odehrává právě na Slunci. Můžete prosím stručně vysvětlit, co pojem jaderná fúze vlastně znamená a jak jsou vědci daleko s výzkumem jejího možného využití?
Jaderná fúze je přesně opačný proces, který probíhá v jaderných elektrárnách. K uvolňování energie nedochází štěpením, ale tím, že se lehčí prvky slučují na těžší. A to je také podstata generování energie ve Slunci. Zjednodušeně řečeno se při termojaderných reakcích na Slunci z vodíku vytváří zejména helium a dochází tak uvolňování obrovského množství energie.
Jak by bylo možné tento proces napodobit na Zemi? A jaké by byly jeho výhody oproti štěpení?
Zásoby štěpných zdrojů jsou omezené a vyčerpatelné a jejich štěpením navíc vzniká radioaktivní odpad, který je nutné někam uložit a dále je zde stále určité riziko v podobě havárie jaderného reaktoru. Zejména izotop vodíku, tzv. deuterium, je naproti tomu zastoupeno v hojné míře všude kolem nás, hlavně v oceánech a jeho využitím v předpokládané termojaderné fúzi na Zemi prakticky žádný odpadní produkt nevzniká. Proto se vědci dnes pokoušejí vyvinout něco jako termojaderný kotel, v němž by se uvolňovala energie podobně jako se to děje na Slunci, ovšem v nesrovnatelně menším měřítku.
A proč se to vlastně stále nedaří? V čem je zásadní problém?
Problém je v tom, že je velmi technicky složité napodobit na malém prostoru proces, který se odehrává ve vesmíru v nesrovnatelně větších rozměrech. Objem Slunce je zhruba 1,3 milionkrát větší než objem Země. Jeho jádro, kde se přímo odehrávají termojaderné reakce, je sice menší, dosahuje zhruba čtvrtiny jeho poloměru, i tak je ale pořád mnohem větší než naše planeta. A my chceme vytvořit a udržet termojadernou fúzi v jednom „malém kotli“. Ve Francii se pod názvem ITER (v latině znamená iter cestu, v našem případě tedy cestu k termojaderné fúzi) staví tokamak, stále experimentální zařízení na uchovávání vysokoteplotního plazmatu, které by se teoreticky mohlo stát cestou k získávání nevyčerpatelné, čisté a relativně levné energie. Problém je ale právě v tom, že se zatím nedaří termojadernou fúzi jako na Slunci udržet delší dobu. V ITERU, který by mohl být v provozu už v roce 2025, už se ale předpokládá, že získáme více energie, než kolik do něj při reakci vložíme a doba udržení plazmatu se předpokládá v řádu 1000 s.
Jste tedy k možnému využití termojaderné fúze v průmyslovém měřítku podobně skeptický jako v případě solárních panelů?
Tady bych přece jen dával výzkumu určitou naději. A to také z toho důvodu, že o Slunci toho víme stále víc a víc a některé poznatky mohou být využitelné i pro zdokonalení experimentů s termojadernou fúzí na Zemi.
