Biopaliva versus potraviny?

Celosvětově stoupající ceny potravin jsou mnohými vysvětlovány vlivem rostoucího pěstování plodin pro výrobu biopaliv. Toto vysvětlení je pravdivé pouze z malé části. Předně: dnešní ceny potravin nedosáhly výše, jakou měly v 70. letech a v té době se žádné rostliny či plodiny pro výrobu biopaliv nepěstovaly. Po nedávném maximu cen potravinářských výrobků se třeba mléčné výrobky zvolna dostávají na původní cenovou úroveň a máslo stojí v Evropě to, co v minulém létě. Nicméně v posledních třech letech stoupla cena obilí o 180% a Světová banka i v letošním roce předpokládá další drastický nárůst. V nejchudších zemích je situace velmi vážná – na Haiti a v Kamerunu byly na jaře 2008 demonstrace požadující státní regulaci potravinových cen, proběhly krvavé pouliční nepokoje, byli zatčení a zranění a na Haiti nejméně pět mrtvých.

Na zvyšujících se cenách potravin se ve skutečnosti podílí přinejmenším pět dalších faktorů. Předně to je stoupající počet obyvatel zapříčiňující nárůst cen potravin, zvyšující se cena ropy, jež se promítá jak do pohonných hmot, tak i do výroby umělých hnojiv a rychle se zvyšující spotřeba masa. Jak ve vyspělých státech, např. v USA, tak především v zemích přechodových, rapidně roste spotřeba masa. Proteinová potrava je stále populárnější. Produkce masa má mnohem větší nároky na půdu, než přímá spotřeba rostlinné potravy. Na každý kilogram hovězího masa je zapotřebí 6 kg a na jeden kilogram vepřového 4 kg rostlinné potravy, například kukuřičného nebo sojového šrotu. Se vzrůstající životní úrovní lze největší nárůst očekávat především v Číně, Jižní Korei a některých prahových zemích. Dynamicky se rozrůstající střední vrstva, která má především zájem na mase, vajíčkách a mléčných produktech se během pěti let v těchto zemích zdvojnásobí. V Evropské Unii, jak je patrné ze sloupcového grafu, není celková spotřeba masa na hlavu největší, a ani za posledních 15 let příliš nenarostla, naproti tomu lze z údajů odhadnout, že brazilský nárůst spotřeby masa vyvolal asi 65% nárůst potřebné plochy na jeho získání.

Zdroj: BNP Paribas

Dalším faktorem, který může velmi rychle posouvat ceny potravin, bude pokles výnosu způsobený globální změnou teplot, a to nezávisle na tom zda se tak děje antropogenně nebo zvýšenou sluneční aktivitou. Podle odborných studií lze očekávat na každý stupeň zvýšení průměrné teploty pokles asi 10% výnosu. Podle neoptimističtějších předpovědí zemědělského experta HypoVereinsbank v Mnichově lze předpokládat nejméně 15% a nejvíce 58% v nejhorším případě.

Vedle klimatického faktoru se dále v některých lokalitách snižuje plocha dostupné půdy. V přechodových zemích se rychle staví nové obytné a průmyslové komplexy – to znamená, že se ztrácejí obrovské plochy dříve sloužící zemědělské produkci. Například v Číně se každým rokem ztrácí asi procento obdělavatelné plochy. Přitom celkový počet lidí stále roste. Podle OSN se zvýší k roku 2050 počet obyvatelstva celé planety z dnešních 6,5 na 9 miliard. Pouze k výživě těchto lidí by bylo nutné zvýšit produkci z dnešních 2,4 miliardy tun o nejméně další jednu miliardu.

Biopaliva, jejichž přísadu do fosilních paliv podporují především rozvinuté průmyslové země, situaci přiostřují. V USA se má v roce 2020 používat 15% pohonných hmot biogenního původu. V současné chvíli se ale plodiny - například pro výrobu biolihu pěstují na pouhých 2% celkové plochy obhospodařovatelné půdy na světě. Podle Horsta Seehofera, spolkového ministra zemědělství BRD jsou ale současné předsudky proti biopalivům neopodstatněné, protože nikdo nemůže v tuto chvíli vážně tvrdit, že pěstování biolihu přispívá k enormnímu růstu cen potravin. Celosvětově jsou k dispozici 4,2 miliardy hektarů, které by mohly být zemědělsky využívány, a z nich se využívá pouze 1,5 miliardy. Pakliže se využije celý potenciál a k tomu se ještě zvýší produktivita, bude dost pro celosvětovou výrobu potřebných potravin a ještě zbude dostatek ploch pro výrobu biopaliv. Obojí je podle ministra zemědělství realistické.

Existuje ale ještě jeden další důležitý faktor snižování produkce potravin v některých zemích. Jsou to zemědělské dotace EU, jimiž se podřezává větev pod producenty v rozvojových zemích. Celkem se v EU vydává na tyto účely okolo 50 miliard Euro ročně, což podle vyjádření OSN představuje nejperverznější systém jak na náklady daňových poplatníků v bohatých zemích ničit životní prostředí v zemích třetího světa.

Jak se podílí na změnách cen spekulace?

Spekulace jsou zřetelně dalším aspektem proměnných cen. „Spekuluje se především s pšenicí a palmovým olejem. Investoři se snaží v dnešní době finanční nejistoty dosáhnout jistoty růstu alespoň na termínových plodinových burzách. Příval nových investic žene nahoru i ceny soji a kukuřice“, uvádí Frank Schallenberger, surovinový analytik zemské banky Bádenska Württemberska. Ovšem i rýže, s níž se většinou nespekuluje, zvýšila během poledních dvou let svou cenu na dvojnásobek… Ceny na plodinových burzách jsou poplatné mnohým faktorům. Pšenice dosáhla v březnu hodnoty rekordní ceny za korec 12,8 USD, ale do poloviny dubna poklesla na 9 USD. Důvodem byly informace, že se podstatně rozšíří osevní plochy (korec = 27,12 kg). I kdyby se ale v letos roce sklidilo rekordní množství, stejně to bude představovat další odliv zásob. V roce 2007 poklesly na rekordně nízkou úroveň a někteří bankovní experti považují do roku 2009 za pravděpodobný nárůst ceny až o 50% na 15 USD za korec pšenice. Cena kukuřice stoupala prozatím mírně, ale podle severoamerického ministerstva zemědělství se osevní plochy kukuřice sníží alespoň o osm procent, aby zemědělci oseli soju. Její cena během jednoho roku vyrostla na dvojnásobek…

Je zde ještě další, těžko kvantifikovatelný, ale o to možná silněji působící faktor. Ropné zájmy. Všechny ropné společnosti chtějí prodloužit vlastní byznys, až kam to půjde. Bytostně touží vytěžit a prodat všechnu ropu. Jakoukoliv příčinu, jež jim bude bránit v tomto záměru, se budou snažit odstranit nebo překlenout. Jedním z možných konkurentů se stávají biopaliva, a poněvadž se k jejich výrobě potřebuje půda, lze tvrdit, že jejich pěstování ve velikém může ohrozit produkci potravin. To je pro veřejnost i investory velmi silný a působivý argument. Protože je podle běžné praxe i podle znění zákona jediným důvodem podnikání tvorba zisku, je tlak na zvyšování ceny ze strany prodávajících regulován pouze tím, zda kupující aktuální cenu přijmou. Právě ale jejich chování může být ovlivňováno. V nedávné minulosti bylo možné si i v České republice povšimnout jak nevelké zdražení pohonných hmot způsobilo neadekvátně veliký cenový skok potravin.

Jaké jsou možnosti neropných pohonných hmot a celé neropné mobility? Představují vůbec biopaliva nějakou racionální možnost? Podívejme se na spektrum možností.

První biopaliva - biodiesel a přírodní oleje

Prakticky všechna semena obsahují oleje. Na světě se používají desítky olejnin, z nichž se prostým lisováním získávají přírodní oleje. Většina těchto olejů je potravinářských, zatímco jiné jsou naopak využitelné jenom pro technické nebo medicinální účely. Prakticky všechny oleje lze ale energeticky využít jako pohonné hmoty a to dvojím způsobem: jednak jako samotné, jednak po transesterifikaci na metyl(etyl)ester - biodiesel. Čisté oleje vyžadují úpravu motoru, která patří mezi standardně nabízené služby v mnoha zemích, včetně ČR, přičemž některé německé firmy dokonce garantují pojištění u specializovaných ústavů pro případ, že by došlo k poruše motoru vlivem změny paliva.

Přírodní oleje představují vynikající možnost lokálně dostupných pohonných hmot, které mohou být použity jak ve směsi s dieselem, tak samotné. Mohou podpořit lokální ekonomiku a mohou se lisovat za pomocí obnovitelné energie. Existuje celá paleta desítek výhodných olejových rostlin, od řepky olejné v mírném pásu, která má ve srovnání s ostatními olejninami nevelké výnosy – okolo 1,3 tuny z hektaru, až po tropické rostliny – současný perspektivní dávivec (Jatropha Curcas), u něhož se udává výnos okolo 4-6 tun oleje z hektaru.

Lepší řešení - oleje ze směsných kultur

Současně s potravinářskými plodinami lze pěstovat na jednom poli i rostliny energetické. Efektivně lze zakládat směsné kultury obilí či luštěnin s lničkou obecnou (Camelina sativa). Lnička je tradiční evropská olejnina, která poskytuje ve směsné kultuře z hektaru kolem 80 -120 kg oleje, a současně nepředstavuje kromě separace síty prakticky žádnou práci a náklady navíc. Společným pěstováním lničky se nesníží výnosy základní plodiny, protože lnička vysokému obilí neubírá světlo. Tato směsná kultura může naopak významně omezit či úplně odbourat použití herbicidů, protože lnička potlačuje růst nežádoucích plevelů. Výnos oleje ze směsných kultur může tam, kde se bude pěstovat zajistit energetickou soběstačnost při obhospodařování pole, protože průměrná středoevropská spotřeba na jeden hektar (91 litrů) a přibližně se rovná výnosu lničkového oleje ze směsné kultury.

Bioplyn jako multitalent

Je známo, že bioplyn lze vyrábět z různých substrátů a následně jej kogeneračně spálit za současného využití elektřiny a tepla. Vedle toho ale představuje ověřenou a okamžitě využitelnou možnost jako biopalivo. Zajímavé výnosy lze dosáhnout jak z cíleně pěstovaných rostlin (především z kukuřice nebo zeleného žita), tak vzhledem k nízké ceně pořízení, i z tříděného bioodpadu. Technologie jsou dobře zvládnuté a poskytují slibné výnosy. Podle Agentury pro obnovitelné suroviny z Německa lze v případě výroby bioplynu z kukuřice ujet z výnosu jednoho hektaru za rok osobním autem až 100.000 km. Druhá možnost je méně výnosná, ale jedná se o energetické využití bioodpadu. V Curychu poprvé vyráběný „Compogas“ umožňuje z jednoho kila domácího bioodpadu ujet 1 km osobním autem, přičemž navíc vzniká kompostu podobný substrát vhodný pro pěstování rostlin.

Biopaliva druhé generace

Další možnost představují tzv. biopaliva druhé generace, což jsou biopaliva připravená syntetickou cestou z prakticky libovolné vstupní biomasy, jež je u po potřebném vysušení podrobena pyrolýzní reakci a vzniklý syntézní plyn je po vyčištění a odstranění nežádoucích příměsí, především sirných, dusíkatých a chlorových sloučenin veden na katalyzátory, kde reakcí vznikají uhlovodíky. Výsledné palivo se jmenuje například Sundiesel® a je prozatím vyráběno poblíže německého Freiburgu v poloprovozním zařízení firmy CHOREN. V současné chvíli tento zkušební závod produkuje kolem 1 milionu litrů vysoce kvalitního diesel paliva, které má optimální složení a prakticky nulový obsah cizorodých látek. Budoucí veliká produkční jednotka se v BRD staví poblíže odstavené Greifwaldské atomové elektrárny a měl by po dokončení vyrábět 225 milionů litrů Sundieselu ročně. Paliva druhé generace mají oproti olejům kapacitní výhodu, když na hektar poskytují asi 3,5 až 4 tuny kvalitního paliva, nejsou vázána na žádnou konkrétní rostlinu a tím předcházejí námitkám vůči velikým plochám monokultur. Proces může zpracovávat veškeré suché biogenní suroviny.

Poslední výkřik energetické módy - řasy

Přichází nový biologický substrát pro výrobu biopaliv, kterou není nutné pěstovat na zemědělské půdě – jsou to různé druhy řas. Ukazuje se, že tyto jednoduché, jedno i vícebuněčné organismy, které spíše dnes známe jako problém eutrofizovaných (přehnojených a tepelně znečištěných) vodních ploch i řek, mohou být obrovským zdrojem biomasy. Jedná se o starou myšlenku, kterou se zabývala národní laboratoř pro obnovitelnou energii v USA (NREL) již dvě desetiletí, ale z ekonomických důvodů byl tento výzkum zastaven. Výzkum probíhal v době, kdy barel ropy stál 20 amerických dolarů. S tím, že cena technologie poklesla a cena barelu ropy se po oslabení vlivu hospodářské recese opět vrátí nejméně k 100 USD, se tato technologie opět může stát velmi perspektivním zdroje energie.

Řasy jsou bezesporu jedním z nejzajímavějších energetických substrátů pro výrobu biopaliv. Některé jejich druhy (Spirulina) mají až 50% oleje a jejich růst je velmi rychlý. Jejich hmota se zdvojnásobuje každých 3 až 7 dní. Během následujících 30 let by se mohl stát plankton pěstovaný na pobřežních pouštích nejvýznamnějším globálním zdrojem po ropě, plankton pěstovaný za pomoci slunečního záření, oxidu uhličitého a malého množství minerálních látek. Tato biomasa umožní s vysokou účinností v budoucnu výrobu syntetických biopaliv a dalších energetických zdrojů. Nový průmysl může být při dodržení ekologických a sociálních standardů velikou humanitární nadějí nejenom pro Afriku. Již v tomto roce vznikne v saúdskoarabské poušti na 3000 ha první farma firmy National Prawn Company. Pouhé jedno procento světových pouští by podle této firmy mohlo zajistit celosvětovou spotřebu klimaticky neutrálního paliva, proudu a plynu.

Řasy mají ještě mnoho dalších výhod – vedle toho, že nepotřebují půdu, nemusí mít dokonce ani čistou vodu, mohou růst ve slané či odpadní vodě, některé druhy mohou za optimálních podmínek zdvojit svou hmotnost během hodin a tak patří k nejrychleji rostoucím živým druhům na světě. Mohou se živit oxidem uhličitým ze spalin a tak mohou být komplementární výrobou v elektrárnách. Některé řasy dokonce ani nepotřebují světlo a mohou růst ve tmě. Firma Solazyme ze San Franciska tvrdí, že umí vyrábět biopalivo z řas pěstovaných ve tmě. Řasy lze živit cukrem a ony z něj vyrobí různé typy olejů, které mohou být použity pro výrobu biopaliv jednodušší cestou, než by představovalo energetické využití cukrů. Předpokládá se, že výnosnost řas, ve srovnání s nejlepším přírodním zdrojem oleje - olejovou palmou guinejskou, poskytující ročně z hektaru 6 až 10 tun oleje, bude nejméně tří až čtyřnásobná. Podle studií odborné skupiny pro biodiesel Univerzity New Hampshire by bylo za současných cen možné za 308 miliard dolarů vybudovat kapacity pro výrobu potřebného množství paliva v USA, a předpokládá 47 miliard provozních ročních nákladů, přičemž, by bylo ještě nutné technologii dovyvinout. V současnosti utratí za nákup ropy Spojené Státy každoročně 150 miliard dolarů.

Zatím se hlavně diskutují dvě technologie, principiálně vhodné pro produkci řas. Někteří preferují uzavřené způsoby pěstování v bioreaktorech, zatímco společnost Aquaflow Bionomic Corporation z Nového Zélandu dává přednost otevřeným farmám pro pěstování řas. Tvrdí, že tento způsob je levnější a že lze dosáhnout ekonomicky dostupného procesu. Již počátkem roku 2006 firma prohlásila, že umí vyrobit biodiesel z divokých řas, přičemž podstatu procesu zatím nezveřejnila. Firma chce učit místní komunity, jak produkovat řasy pro lokální soběstačnost.

Biopaliva nekončí

V každém případě je třeba zamezit ničení cenných biotopů kvůli krátkozrakému profitu, jak jsme mohli například vidět v případě Indonésie. Nelze připustit kácení deštných pralesů na úkor kvůli pěstování energetických, nebo i jiných kultur, které lze vypěstovat jinde – možná díky klimatu s poněkud nižším výnosem a tím i nižším ziskem. V těchto případech je ale nezbytné, aby se proti kořistnickým způsobům, na něž doplácíme všichni, ohradili spotřebitelé. V západní Evropě se objevily loni občanské iniciativy s různými kampaněmi - například akce v Německu: „Netankuji deštné pralesy!“ - které proti takovému jednání protestovaly. Aktivity přinesly pozitivní výsledky a na některý místech bylo mýcení deštných pralesů pro zakládání plantáží zastaveno. Jak oznámil ministr zemědělství John Hickey byl na ostrově Woodlark na základě protestních mailů zastaven koncem roku 2007 projekt 60.000 hektarové plantáže palmy olejové.

Jakkoliv je zřejmé, že kapalná biopaliva nejrůznější provenience zastoupí dnešní ropné produkty především v motorech nákladních automobilů, lodí a letadel, u osobních aut nejpravděpodobněji převáží v budoucnu elektrický pohon, protože obnovitelně vyrobit, přepravit a v motorech využít elektřinu představuje energeticky mnohem účinnější cestu, než vyrobit, přepravit a spálit biopaliva v motorech. Rovněž proto, že přibližně dvojnásobek energie využitý k vlastnímu pohonu auta ve formě mechanické energie se bez užitku ztratí v okolí, zatímco při obnovitelné výrobě elektřiny buď vůbec nevznikne (vítr, fotovoltaika, voda) nebo se může využít kogeneračně (biomasa, solární termie, geotermie).

Prakticky každé místo na zemi má obnovitelný potenciál mobility, která zdaleka nemusí být konkurencí potravinářské produkce, ale naopak ji může - jako v případech výroby bioplynu aplikací vykvašeného substrátu zpět na pole, či ve směsných kulturách obilí nebo hrachu se lničkou obecnou - podporovat. Pakliže budeme biopaliva démonizovat, aniž bychom řekli jaká, za jakých podmínek a z jakých substrátů vyrobená, může se nám stát, že s vaničkou nevylijeme jenom dítě, ale celý kojenecký ústav.

Biopaliva zůstanou pevně zakomponována jako významná složka celkového obnovitelného energetického mixu pro budoucí úplné zásobování obnovitelnou zdroji.

Milan Smrž