Lidmi způsobené emise skleníkových plynů zesilují v atmosféře skleníkový efekt, což vede k oteplování planety. Hlavním antropogenním skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Jeho koncentrace v atmosféře rostou především kvůli spalování fosilních paliv, ale například i kácení pralesů nebo výrobě oceli a cementu. Dalším významným skleníkovým plynem je metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka. V roce 2022 celý svět vypustil do atmosféry 57,4 miliard tun CO2eq. Tato jednotka přepočítává množství různých skleníkových plynů na množství CO2, které by mělo stejný příspěvek ke skleníkovému jevu. Klimatická změna závisí na celkovém množství skleníkových plynů v atmosféře, při srovnávání jednotlivých zemí je však také vhodné vyjádření na obyvatele.
CO2 a jeho role v atmosféře
Skleníkové plyny, CO2, CO2eq. Skleníkové plyny je řada, nejvýznamnější z nich je oxid uhličitý, tedy CO2. Jednotka tuna CO2 udává tedy výhradně množství oxidu uhličitého. Jednotlivé skleníkové plyny se přepočítávají na tzv. CO2eq (CO2 ekvivalent), tedy na množství oxidu uhličitého, které by mělo stejný příspěvek ke skleníkovému jevu atmosféry jako množství těchto ostatních vypuštěných plynů. Vzhledem k různému poločasu života jednotlivých plynů v atmosféře se tento příspěvek uvažuje za určitou standardizovanou dobu, zpravidla uvažujeme horizont 100 let a používáme tzv. GWP (Global Warming Potentital) koeficienty.
Emise Česka a jejich struktura
V porovnání s celosvětovými emisemi se mohou zdát emise Česka zanedbatelné - v roce 2022 Česká republika vypustila 118,5 milionu tun CO2eq (při zahrnutí sektoru využití půdy a lesnictví 121,8 mil. tun CO2eq). V roce 2022 Česko vypustilo 118,5 milionů tun CO2eq, přepočteno na obyvatele jde o 10,9 tuny CO2eq na osobu. Světový průměr v roce 2022 byl 7,2 tun CO2eq na osobu. Jednotlivá hospodářská odvětví přispívají ke klimatické změně v různé míře. Například v Česku je výroba elektřiny a tepla zodpovědná za 33 % emisí skleníkových plynů, oproti tomu průmysl přispívá 28 %, doprava 16 % a zemědělství přibližně 8 %.
Podíl jednotlivých sektorů na emisích se liší jak v čase, tak napříč zeměmi. V Česku jsou relativně vyšší emise z energetiky oproti ostatním zemím kvůli vyššímu podílu uhelných elektráren a skutečnosti, že Česko je vývozcem elektřiny. Mnohé přírodní jevy také uvolňují skleníkové plyny. Například dýcháním člověk vyprodukuje přibližně 300 kg CO2 za rok, podobně oxid uhličitý vydechují také jiné organismy. Dýchání však nepřispívá ke klimatické změně, neboť se jedná o uzavřený cyklus uhlíku: veškerý vydechovaný uhlík byl dříve pohlcen z atmosféry při fotosyntéze rostlin. Silným skleníkovým plynem je vodní pára, avšak její cyklus v atmosféře je také uzavřený a množství vypařené vody je dáno teplotou. Na přibližně 70 % světových emisí skleníkových plynů se podílí oxid uhličitý.
Mezinárodní srovnání a trendy
Globální oteplení je přibližně přímo úměrné celkovému množství emisí skleníkových plynů, které vypouštíme do atmosféry. Pro zastavení klimatické změny je tedy nutné přestat vypouštět skleníkové plyny a dosáhnout takzvané klimatické neutrality. Roli však nehraje pouze to, kdy skutečně snížíme množství vypouštěných plynů na nulu, ale také trajektorie, podle kterou toto snížení bude probíhat. Množství emisí, které lze ještě vypustit, abychom nepřekročili určitou teplotní hranici, se označuje jako uhlíkový rozpočet. Pro zastavení klimatické změny je nutné přestat vypouštět skleníkové plyny, neboli dosáhnout tzv. net-zero či klimatické neutrality. Výraz „net-zero“ můžeme přeložit jako „čistá nula“ a je tím myšleno, že daný stát či firma je klimaticky neutrální, tedy odstraňuje z atmosféry stejné množství skleníkových plynů jako do atmosféry vypouští. Tato situace je také označována jako klimatická neutralita nebo uhlíková neutralita s tím, že druhý z pojmů se většinou týká pouze oxidu uhličitého, nikoli všech skleníkových plynů.
Podíl jednotlivých sektorů na emisích skleníkových plynů poskytuje užitečné vodítko pro zaměření mitigačních snah. Největších emisních úspor může Česko dosáhnout proměnou svého energetického mixu. Emisní intenzita ekonomiky označuje množství skleníkových plynů vyprodukovaných na jednotku HDP a zpravidla se uvádí v gramech CO2eq na jeden dolar. Hospodářsky rozvinutější země mají zpravidla méně emisně náročné ekonomiky, neboť služby tvoří větší podíl jejich hospodářství. Oproti tomu v rozvojových zemích tvoří větší podíl hospodářství emisně náročné sektory: zemědělství, průmysl a stavebnictví.
Praktický workshop a doporučení pro žáky
- Pro zjednodušení přepočítáváme vliv ostatních skleníkových plynů na tzv. Nyní rozdělte žáky do skupin a dejte jim k dispozici 3 fotografie nejlépe z jejich nejbližšího okolí - škola, obec s ulicemi (obchody, dopravou), okolní zemědělská/lesnická krajina. Vyzvěte žáky, aby si pojmenovali, při kterých činnostech se v těchto místech tvoří hlavní skleníkové plyny - oxid uhličitý, metan a příp. i oxid dusný. Dále skupiny požádejte, aby zdroje a činnosti pojmenovali. Ptejte se žáků, které činnosti podle nich není reálné ovlivnit (např. dýchání organismů, sopečná činnost), které částečně (např. tlení a hoření organické hmoty - tedy např. kácení lesů, chov dobytka) a které rozhodně ano (těžba a spalování fosilních paliv - uhlí, ropy a zemního plynu, produkce cementu).
- Pojmenujte hlavní cíle hodiny. Nechejte skupiny tipovat, jaké množství skleníkových plynů vyprodukuje občan České republiky za rok. Do každé skupiny dejte několik grafů vztahujících se k emisím skleníkových plynů. Je možné dát všem skupinám stejné sady, ale také je kombinovat. Zjistěte, jaké množství emisí připadá na každého občana ČR.
- Ukončete skupinovou práci a diskutujte odpovědi jednotlivých skupin. Pracujte s předchozími odhady. Největší množství emisí v rámci ČR připadá na energetiku, a to jak výrobu elektřiny, tak tepla, a dále na dopravu, zejména automobilovou. Česko může největšího snížení emisí dosáhnout proměnou energetiky - zejména ukončením spalování uhlí a nárůstem podílu obnovitelných zdrojů, případně zvýšením podílu jaderných elektráren. Velkou roli ale může mít také snížení energetické náročnosti průmyslu i domácností, omezení automobilové dopravy či nižší konzumace masa a mléčných výrobků.
- Proberte s žáky část „Co mohou ovlivnit lidé svojí spotřebou“.
- Nechte zaznít návrhy jednotlivých skupin. Vyzvěte žáky, aby stručně zhodnotili (např. Atmosféra je tvořena směsicí plynů, která se nazývá vzduch. Prakticky 99,9 % objemu suché atmosféry tvoří dusík N2 - 78 %, kyslík O2 - 21 % a argon Ar - 0,9 %. Koncentrace oxidu uhličitého (CO2) je významně nižší (0,042 %) a zbylé množství připadá na plyny často stopového výskytu. Složení suché atmosféry se přibližně do 90-100 km nad zemským povrchem až na výjimky (např. koncentrace ozonu v ozonosféře ve výšce 15-35 km) nemění. Kromě součástí vzduchu nacházíme v atmosféře tzv. příměsi tuhého (např. aerosoly jako je prach, pyl), kapalného (aerosoly jako je voda, slabé kyseliny) či plynného skupenství (oxidy síry, dusíku, tisíce chemických látek syntetického původu). Nejdůležitějším plynem zachycujícím dlouhovlnné záření vyzařované zemským povrchem je vodní pára, která má na přirozeném skleníkovém efektu podíl 36-70 % (bez započtení vlivu oblačnosti), následuje oxid uhličitý (9-26 %), metan (4-9 %), ozon (3-7 %) a oxid dusný. Vodní pára je součástí koloběhu vody a do atmosféry se dostává vypařováním ze zemského povrchu. Lidská činnost vodní páru do atmosféry přidává minimálně. Nicméně teplejší vzduch může absorbovat mnohem více vodní páry, což při současném trendu zvyšování teploty vzduchu vede k vyššímu množství výparu, resp. obsahu vodní páry v atmosféře.
Různé druhy skleníkových plynů a jejich dopady
Mezi skleníkové plyny, jejichž koncentrace v atmosféře je antropogenně podmíněná, patří: Oxid uhličitý (CO2) - je přirozeně se vyskytující plyn, který vytváří tzv. uhlíkový cyklus coby produkt dýchání živých organismů a zdroj uhlíku pro fotosyntézu. Dále vzniká spalováním každého materiálu organického původu, tedy i fosilních paliv, dnes stále hlavního zdroje energie. Metan (CH4) - se podílí na zesílení skleníkového jevu (mimo vodní páry) přibližně 20 %. Hlavními antropogenními zdroji jsou anaerobní pěstování rýže, úniky zemního plynu při těžbě ropy a uhlí, skládky, ale i digestivní pochody chovaných přežvýkavců. Oxid dusný (N2O) - se podílí na zesílení skleníkového jevu asi 6 %. Zdrojem jsou opět fosilní paliva, ale hlavně denitrifikace zemědělských hnojiv. Fluorované plyny (F-plyny) - mají velmi vysoký potenciál globálního oteplování a zahrnují HFC, PFC, SF6 a NF3, mohou v atmosféře zůstávat stovky až tisíce let.
Skleníkové plyny jsou zodpovědné za skleníkový efekt. Brání úniku infračerveného záření z atmosféry do vesmíru. Oxid uhličitý je hlavní dlouhodobě akumulovaný plyn, jeho množství v atmosféře rychle stoupá zejména vlivem spalování fosilních paliv. Metan má kratší životnost, ale vysokou účinnost v pohlcování sluneční radiace. Oxid dusný zvyšuje efekt mimo vodní páru a jeho koncentrace roste pomalu. Fluorované plyny mají vysoký GWP a mohou setrvat v atmosféře velmi dlouho.
Na rozdíl od CO2 se obsah CO2 v atmosféře zvyšuje tempem přibližně 0,5 % za rok a jeho koncentrace vzrostla od doby předindustriální éry o 50 % z 280 ppm na 422 ppm (stav listopad 2024). Důsledky jsou změny v srážkách, zvyšující se teploty a extrémní klimatické jevy. Globální oteplení je tedy úzce spojeno s emisemi a je nutné dosáhnout klimatické neutrality, nejlépe net-zero.
Globální oteplování a změna klimatu: Vysvětlení jednoduchými slovy pro začátečníky.
tags: #vach #sklenikove #plyny