Energie

Co se vám vybaví, když uslyšíte slovo „energie“? Je to pocit, který máte po vydatném nočním spánku? Je to to, co získáte, když sníte čokoládovou tyčinku? Nebo si vybavíte hodiny fyziky a zákony termodynamiky?

Ať už lidé vyráběli účinnější lovecké nástroje, zapřahali voly k orbě polí, nebo se učili spalovat fosilní paliva, hledání nových způsobů využívání energie vždy stálo v centru našeho vývoje jako druhu. Díky tomu jsme mohli dělat stále víc věcí, stále efektivněji, a neustále zdokonalovat své technologie.

Tento příběh má však i svou stinnou stránku. Dospěli jsme do bodu, kdy naše poptávka po energii představuje vážnou hrozbu pro životní prostředí. Naštěstí – jak ukážou následující kapitoly – existují potenciální alternativní zdroje energie, které by nám mohly pomoci uspokojit rostoucí energetickou poptávku udržitelným způsobem.

V této knize se dozvíte, co energie ve skutečnosti je, jak nám pomohla vybudovat vyspělejší společnosti a proč mohou gepardi běhat rychleji než vlci.

Když se podíváme na to, jak běžně používáme slovo „energie“, je zřejmé, že většina z nás si není úplně jistá, co přesně znamená. Říkáme třeba, že charismatičtí řečníci „nabíjejí dav energií“ nebo že se po intenzivním tréninku na půlmaraton cítíme plní energie. To jsou ale v nejlepším případě jen obrazná vyjádření. Ve skutečnosti není možné mít po hodinách vyčerpávající činnosti objektivně „více“ energie.

Co tedy vlastně formuje naši představu o energii, pokud to není jen fyzika? V podstatě, když mluvíme o „energii“, používáme zastřešující pojem, který zahrnuje různé druhy energií. Slovo pochází z řeckého energeia, které zavedl Aristotelés a které znamená činnost, pohyb nebo práci.

Dnes se energie obvykle chápe jako schopnost konat práci, tedy schopnost způsobovat změny. Taková práce může být i zdánlivě nenáročná – například když jen sedíte v místnosti a přemýšlíte o vesmíru. I když se může zdát, že nic neděláte, vaše tělo pracuje: srdce pumpuje krev, žaludek tráví potravu a tak dále. A to všechno vyžaduje energii.

První zákon termodynamiky, podle něhož energii nelze ani vytvořit, ani zničit, ukazuje, že „energie“ je často spíše abstraktní pojem, kterým popisujeme přeměny mezi různými formami energie. Pro ilustraci: zkuste si rychle třít dlaně o sebe. Všimnete si, že se zahřívají. Není to proto, že by se vaše ruce „naplnily energií“, ale proto, že se kinetická energie (pohyb) mění na tepelnou energii (teplo), takže ruce cítíte jako teplé.

Lidé – včetně vědců, jako byli Joule, Watt či Einstein – se podstatou energie zabývají už staletí. Postupně vytvořili soustavy pro měření těchto zdánlivě tajemných energií, například Mezinárodní soustavu jednotek, a využili je k hlubšímu pochopení fungování světa.

Energie je skutečně složitý koncept. V průběhu této knihy budeme její tajemství postupně rozplétat a ukážeme si, jakou roli hraje pro všechny živé organismy na naší planetě.

Navzdory ohromné rozlehlosti vesmíru jsme dosud neobjevili žádný mimozemský život. Jedním z důvodů je i to, že prakticky žádná jiná planeta není jako ta naše. Země má soubor jedinečných vlastností, které ji činí obyvatelnou – a všechny tyto vlastnosti souvisejí s energií.

Prvním klíčovým faktorem je sluneční záření. Země obíhá kolem Slunce v ideální vzdálenosti: naše atmosféra nás dokáže chránit před nejintenzivnějším zářením, ale zároveň propouští dostatek energie k udržení mimořádně vzácné kombinace podmínek umožňujících život. Patří k nim například teplotní rozmezí, v němž může existovat voda jak v kapalném, tak v pevném skupenství.

Vliv slunečního záření nejlépe vidíme na klimatu. Když dopadne na Zemi, značná část se zachytí v atmosféře díky skleníkovému efektu. Díky tomuto „zadržování“ tepla zůstává klima na Zemi po miliony let relativně stabilní. V posledních desetiletích však lidská činnost tuto rovnováhu narušuje a mění dříve prospěšný jev v potenciálně nebezpečný.

V důsledku rostoucích emisí CO₂ se v atmosféře zadržuje stále více tepla, což postupně zvyšuje průměrnou teplotu planety. Jak se Země dál otepluje, můžeme čelit vážným následkům, jako jsou sucha, desertifikace, tání ledovců či záplavy v pobřežních oblastech.

Významnou roli při utváření naší planety hraje také geotermální energie. Hluboko v nitru Země se nachází pomalu chladnoucí tekuté železné jádro. Energie, která se z něj uvolňuje, formuje Zemi tím, že přetváří oceánské dno a pohybuje kontinenty, na nichž žijeme. Geotermální energie je nesmírně mocná a stojí za některými z nejničivějších projevů přírodních sil: sopečnými erupcemi, tsunami a zemětřeseními.