Ten, kdo zhasl Brno

Rozhovor s Petrem Baxantem nebude tradiční elektromobilní rozhovor, na jaký jste zvyklí. Byl iniciátorem pokusu měření světelného znečištění v Brně, pokus se zdařil 10.4.2021. Petr je významnou osobností české světelné vědy. Působí jako docent na Ústavu elektroenergetiky, FEKT VUT v Brně, kde se věnuje převážně světelné technice ale i energetice a obnovitelným zdrojům. Se svým týmem vyvíjí a vyrábí unikátní měřicí přístroje, tzv. jasové analyzátory. V letech 2015-2019 byl předsedou České společnosti pro osvětlování a od roku 2019 je předsedou této společnosti v pobočném spolku Brno, který se zaměřuje na šetrnější a k přírodě ohleduplnější svícení. Co pokus „zhasnutí Brna“ přinesl, kolik energie se zbytečně prosvítí, jaký je Petrův vztah k elektromobilitě, jaká je podle něho energetická budoucnost?

Co tě přimělo k myšlence „zhasnout Brno“?

Popravdě zoufalost! Svícení v noci souvisí s neúměrným plýtváním energie, znečišťováním prostředí. A dále v době zpřísňování protikovidových opatření na začátku 2020 jsem byl už tak naštvaný orientací na následky a neřešení příčin, že jsem sedl k počítači a napsal dopis generálnímu řediteli Technických sítí (TSB) a jeho kolegům z odboru veřejného osvětlení. A v kopii jsem ho pak poslal i řediteli brněnské hvězdárny. Bylo to na popud odborného článku, který poukazoval na možnou souvislost nočního svícení na onemocnění COVID-19. Moje kolegyně doc. Bendová z Karlovy univerzity už tehdy sdělila, že podobných studí je už snad 80! Měl jsem potřebu s tím něco udělat.

Jak moc jsi věřil tomu, že Brno opravdu zhasne?

Už před 12 lety se podařil pokus větší, zhaslo osvětlení v celém Libereckém kraji! Takže Brno nemělo být takový problém. Já tomu skutečně věřil, jinak bych tomu ten čas nevěnoval. A proto jsem taky dopis poslal více lidem, aby nezapadnul. Odpověď jsem dostal poměrně rychle, ale optimisticky to nevypadalo. Generální ředitel TSB by možná i chtěl, ale strach kompetentních lidí ze tmy byl nepřekonatelný. Věřil jsem však, že tehdejší situace s lockdownovými opatřeními byla pro zhasnutí příznivá a zhasnout po 21. hodině jsem opravdu neviděl jako problém.

Jaká byla tvoje očekávání před pokusem se zhasnutím veřejného osvětlení, o kolik procent jsi čekal, že ubude světelné znečištění?

V tomto směru jsem nekalkuloval s čísly, ale je pravda, že jsem si představoval pořádnou tmu a věřil jsem, že ubyde klidně 90% nočního světla. Netušil jsem však, že komerce i v době lockdownu prostě jede na plný pecky a klidně svítí prázdným ulicím. Já bydlím na zahradě a tam je už i tak docela tma a z městské části vidím Medlánky, kde je prakticky jen veřejné osvětlení a po půlnoci už ani okna bytů nesvítí. Tedy v některých částech mohla být opravdu pořádná tma, jakmile zhaslo osvětlení.

Co tě potěšilo více – fakt, že se podařilo zhasnout město nebo naměřená data?

Obě části mají velký význam a nemohu říci, co mě potěšilo více. V první okamžik, když mi volal pan generální, tak jsem byl radostí bez sebe, že se to najednou podařilo. Cítil jsem vděk, že mi volají a že pro to skutečně něco udělali, že to zkrátka najednou jde. V tu chvíli mi bylo jedno, že to trvalo dlouho a že se o termínu dozvídám prakticky na poslední chvíli. Myšlenky na měření přišly až poté. Naměřená data jsou velmi důležitá, protože takový pokus se těžko opakuje. Možná je zhasnutí jednodušší než celou noc probdít u obrazovky monitoru a měřidel v terénu, kde je zima a člověku se chce přirozeně spát. Byl jsem fakt unavený, když jsem se nad ránem vracel domů, ptáci už začínali zpívat a svítalo. Ale data byla v kufru a já se těšil na výsledky více než na postel. A vyplatilo se to. V místě měření na Kraví Hoře klesl průměrný jas oblohy při pohledu do zenitu (nad hlavu) asi o 45%.

Petr Baxant s jasovým analyzátorem a svojí Teslou

Jaká další města by chtěla udělat stejný pokus, jako jste udělali v Brně?

Já bych byl rád, kdybychom postupně mohli změřit všechny města nad 100 tis. obyvatel. Velká výzva je Praha, ale zde nemáme tak dobré vztahy jako s Brnem. Já doufám, že radní a provozovatelé sítí se sami ozvou a budou sami iniciovat podobná měření právě proto, aby zjistili, jak na tom jejich město je a kam zaměřit svou pozornost na úspory. V Brně vychází zhruba 10 lidí na jedno svítidlo, v Praze to je podobné, plus mínus. Zdá se to možná dost, že se 10 lidí skládá na daních, aby si platili svou jednu lampu, ale když se to sečte, nemuselo by se to lidem moc líbit. Radní by měli lidi seznamovat s tím, kolik je služba svícení přes noc stojí a co jim bere a dává. Pak by tlaky na zhasínání (a optimalizaci osvětlení) byly větší.

O kolik procent by se dalo snížit veřejné osvětlení v Brně, aby i nadále zůstalo osvětlení na „bezpečné úrovni“?

Tohle se nedá říci paušálně. Co je to bezpečnost? Bezpečná úroveň je nula – přírodní světlo nebo tma – to tu bylo miliony let a zdá se, že jsme se jako lidstvo naprosto bezpečně vyvinuli a s námi celá příroda. V noci se spalo a regenerovalo zcela bezpečně. Zavedením technologií jsme tu bezpečnost snížili a pohyb v noci po ulicích je svým způsobem nebezpečný už tím, že člověk nespí a neodpočívá. To je primární nebezpečí, člověk zanedbává své zdraví, riskuje onemocnění, trvalou degeneraci organizmu, pokud to dělá pravidelně. Lidé si nebezpečí však spojují spíše s akutním ohrožením života – havárie, násilné činy. K tomu ale nejsou objektivní důkazy, že by světlo resp. tma vedla. Kdyby bylo na mně, přestanu svítit zcela pokud se na ulici bude vyskytovat méně než 10 % lidí z denní doby, popř. poklesne pohyb chodců pod méně než 1 osoba za 10 minut. Na tu dobu už má smysl zhasnout, pokud bychom používali LED zdroje. U výbojek je to horší, ty se nedají jednoduše zapínat a vypínat, aniž by to neovlivňovalo jejich provozní a technické parametry. Kdybych ale měl přesto nějaké číslo říci, tak bych se nebál regulovat osvětlení i na 10 % stávající úrovně. Při kvalitní rovnoměrnosti bychom se dostali na osvětlenosti v řádu desetin luxů, což je svit Měsíce za úplňku, a při něm se dá docela pohodlně a bezpečně chodit a rozlišovat překážky v terénu. Auta si svítí a pro ně nemá smysl veřejné osvětlení budovat a provozovat, i když jízda pod osvětlením se zdá příjemnější. Ale řidiče to svádí k rychlejší jízdě a to rozhodně v noci bezpečné není. Zde tedy spíše méně znamená více.

Optimalizací veřejného osvětlení ušetříme elektrickou energii, kterou můžeme použít třeba na nabíjení elektromobilů.

Ano, to je velká výzva! Já osobně to vnímám tak, že jedna věc je veřejné zdůvodnění potřeby svícení a druhým faktem je technický pohled. Třeba v Dánsku se osvětlují dálnice jen proto, že nevědí, co s energií z jaderných elektráren a svícení je tak politicky korektní způsob, jak se jí zbavit. Elektromobily by to mohly definitivně vyřešit, neboť jejich potenciál je mnohem větší než u veřejného osvětlení a já věřím tomu, že přijde den, kdy místo svícení v noci budeme nabíjet elektromobily a budeme hledat ještě jiné spotřebiče, které vypnout, abychom měli dost energie pro nabíjení. Alespoň na přechodovou dobu, než vytvoříme zdroje, které budou trvale udržitelné.

Z toho, co říkáš, mám pocit, že jednou z cest je zhasnout a nebo osvětlení výrazně regulovat a ušetřenou energii uložit do baterií elektromobilů.

Málokdo ví, že i přestože svítíme, máme tolik energie, že se jí v přečerpávacích elektrárnách čerpá voda na kopec, aby pak tekla dolů a ztratilo se tak dobrých 20% energie. A to je nemalé množství energie! A dělá se to jen proto, že zde máme jaderné elektrárny, které se nedají efektivně regulovat, a je proto výhodnější postavit i dosti komplikovanou přečerpávací elektrárnu. Elektromobil je svým způsobem malá přečerpávací elektrárna, která si energii vezme v noci a vydá ve dne na jízdu. Takto může pracovat většina automobilů, které dnes v noci stojí na ulicích bez využití!

Kolik je v ČR lamp veřejného osvětlení? Kolik energie se dá ušetřit optimalizací osvětlení?

Přesně to asi nikdo neví, ale odhad je 1,4 milionů. Ne všechna svítidla svítí a na druhou stranu je zde další velký balík svítidel, která nejsou zahrnuta do veřejného osvětlení. Vůbec bych se nedivil, kdyby to číslo bylo i 2 miliony, ale to nemohu tvrdit jistě. Když se podíváš na parkoviště u supermarketů, uvidíš někdy stovky svítidel – na jeden stožár se často pověsí i 4 svítidla! Tedy nejde jen o fenomén veřejného osvětlení. Ale veřejné osvětlení máme řekněme pod kontrolou a pod státním dohledem, dá se do něj lépe sáhnout. Počítejme tedy, že máme oněch 1,4 milionů svítidel, každé svítí 4000 hodin ročně a jeho spotřeba může být zaokrouhleně kolem 100 W v průměru. V Brně je to méně, asi 81 W na svítidlo, máme tu regulaci a velmi dobře navržený systém s dlouhodobou péčí. To není běžné všude. Takže když vynásobíš 1,4 mil, 4000 hodin a 100 W dostaneš krásných 560 000 000 kWh energie za rok! Dobrý co?

560 GWh prosvícené energie se zdá být hrozivých. A podle výsledků vašeho pokusu se dá úroveň osvětlení ještě snížit.

Kdybychom tedy snížili energii na osvětlení jen o 50 % a navíc v době úplného nočního klidu můžeme klidně zhasnout skoro úplně, tak máme pořád 280 GWh energie k dobru! A pozor, to je jenom veřejné osvětlení! Elektromobilista si snadno spočítá, kolik je to čistých kilometrů. S mojí Teslou bych na to ujel 1,4 miliardy km! Milion Tesel by tedy mohlo za rok ujet 1400 km jen na ušetřenou energii ze svícení. U menších aut to bude adekvátně více, klidně 2000 km ročně. A kdyby se zhaslo úplně a všichni, může to být i 5000 km ročně na milion aut! Bohužel úroveň osvětlení v noci se zvyšuje také díky extrémně levné energii a levnějšími technologiemi pro svícení.

Lidé, kteří straší black-outem kvůli nabíjení elektromobilů, mají teď o strašáka méně. Nejen, že ČR vyváží elektrickou energii (2019: přes 13 tisíc GWh), ale jsme schopní ušetřit i energii optimálním svícením a tuto použít smysluplně na nabití elektromobilů přes noc.

Lidé strašící black-outem většinou vůbec netuší, jak elektrárny a sítě fungují. O elektromobilech ani nemluvě. Bohužel tím straší i „odborníci“, ale je to dáno tím, že třeba nevlastní elektromobil a tedy ani neví, že elektromobil je elektrický spotřebič, který je snadné odpojit od sítě a snížit tak spotřebu prakticky okamžitě. Jenže u elektromobilu to jde mnohem dál! Pamatuješ na dobu, kdy byly rozdávány dotace na akumulační vytápění? Stát to dotoval, lidi začali topit elektřinou v noci, když byl tzv. levný proud. Bylo ho hodně, mohli jsme ho klidně protopit. Mnozí tak topí dodnes. Byl nějaký black-out? Řešil to někdo? Hrozil někdo tím, že když bude v zimní noci mrznout, tak nepůjde elektřina?

Nikdo to neřešil, občas byl krátkodobý výpadek elektřiny a troufám si říct, že kvalita přenosové sítě byla jinde než teď.

Přesně tak. A pak přišla vlna podpory přímotopů a opět se dotovalo a ve velkém pálila energie jen do topení. Opět bez odezvy na energetický systém, žádné black-outy nebyly, i když přišla zima a nárazové změny počasí. Prostě energie byla je a bude a je v naší plné moci se rozhodnout, na co ji použijeme.

Navíc u topení není problém spotřebič vypnout dálkově.

Ano, akumulační vytápění se často řídí pomocí tarifního spínání nebo HDO – hromadným dálkovým ovládáním. Vem si, že provozovatel pošle signál a zapne stovky, možná tisíce, možná desetitisíce topidel. Používá se to dodnes na regulaci sítě a je to velmi primitivní způsob. Nedá se měnit výkon, nedá se měnit směr toku energie. U elektromobilů bude jednou možné měnit vše! Stanou se zdrojem energie a to s velmi precizní a rychlou odezvou. Tohle nedokáže žádná přečerpávací elektrárna ani žádný záložní zdroj energie, pokud nepočítám tu trochu bateriových UPSek. Elektromobily budou bateriové UPSky, a tedy nejenže black-out nevyvolají, ale před black-outy nás budou dokonale chránit! Je to naprosto revoluční změna v technologii distribuce a využití elektrické energie. Psal jsem o tom článek už minimálně před deseti lety a tehdy to byla vize. Dnes to přichází do reality a bude to ještě lepší, než si teď dokáže běžný člověk představit. Black-out bude tedy jen v důsledku toho, že ho řízeně vyrobíme právě třeba zhasnutím nočního světla a to bude příjemné překvapení, co uvidíme na obloze. Já se na to těším.

Vím, že se věnuješ čistému získávání energie ze Slunce. Jaké máš doma řešení (akumulace), jsi soběstačný přes zimu?

Věnuji se tomu prakticky 10 let, možná déle. Vzpomínám na své první pokusy s panelem na balkóně ještě na paneláku, kdy jsem si napájel router u počítače a nějaké LED pásky na noční svícení. Panel měl 5 W a akumulátor byl tehdy jen nějakých 10 Ah. Fungovalo to a já měl radost, že mi svítí v noci slunce. Na zahradě jsem první elektrárnu oživil už ani nevím kdy, bylo to tehdy 500 Wp dva panely, regulátor MPPT a dva akumulátory paralelně. Když mi pak jeden odešel, zjistil jsem, jak je to náročné udržet bateriové úložiště v kondici, hlídat si napětí maximální, minimální, mít dost energie na den, týden, optimalizovat spotřebu, hlídat počasí atd. Dnes mám elektrárny prakticky tři, pokud nepočítám ty mobilní, které děláme se studenty v rámci školních projektů. Jedna elektrárna dobíjela přímo elektromobil CityEl. Najezdili jsme na něm tehdy 1000 km jen na sluneční energii a to poměrně rychle. Jenže mechanicky se polámala řemenice a od té doby je zaparkovaný v Dolních Kounicích. Ale chci ho opět oživit a bude to doslova power banka na kolečkách s pojízdnou zásuvkou 230V a výkonem 2500 VA čistý sinus. Další elektrárna mi napájí dílnu a přebytky dáváme samozřejmě do mobility – elektrokolo a koloběžka. Dovedu si představit, že bych mohl nabíjet i Teslu jednofázově 16 A a v době, kdy hodně svítí, bych si takto vyrobil 30 – 50 km denně.

Máš toho docela dost. Co tedy tvoje soběstačnost?

Soběstačný nejsem, ale to jen proto, že nemám dost času se tomu pověnovat a že jsem aktuálně peníze investoval i do jiných projektů. Zejména do mobility, kterou beru jako klíčovou i pro tu soběstačnost.

Vím, že elektromobilitou jsi se začal zabývat již v dětství.

Už jako dítě jsem dostal elektrický traktor a autodráhu. Ten traktor mě fascinoval, neboť měl regulátor rychlosti, řadicí páku a náhon na sklápěcí vůz. Naučil jsem se s ním couvat i s valníkem. (smích) Postupně jsem si vyráběl elektrické modely aut, dálkové ovládání jsem si koupil, ale stavěl jsem si regulátory otáček a nabíječky akumulátorů. Tehdy se jezdilo ještě na NiCd články. Byly to dřevní doby, ale už se objevovaly první jednočipové procesory a řízení se digitalizovalo. Pak jsem to dal trochu k ledu, na vysoké jsme měli jiné zájmy. (smích) Až se mi narodil syn a začal si hrát s legem, tak jsme začali zase stavět samohyby na elektropohon a skončilo to u závodních RC modelů! To už byla opravdu elektromobilita a tehdy jsem viděl, jak modeláři lámou nad spalováky hůl. I špička pilotů jezdila už na elektřinu a ty auta dosahovaly neuvěřitelné výkony. Pamatuji si na RC 12 hodinovku ve Slavkově. S malým autíčkem v měřítku 1:10 jsme za těch 12 hodin ujeli přes 500 km. Baterky se měnily kus za kus asi po 20 minutách. Náš tým skončil tehdy těsně druhý a to jen proto, že jsme chvíli před koncem přepólovali baterii a odnesl to regulátor. Výměna trvala sice jen pár minut, ale chyba nás stála výhru. Prostě baterky se nesmí otočit

Potom přišla osobní mobilita?

První byla tříkolka CityEl, pak nějaké skútry, pak Citroën Berlingo. To už byla rodinná investice a velké očekávání. Byla to sice taková předělávka firmy EVC, ale mělo to baterky v té době větší než Nissan Leaf a dojezd 150 km, možná i více. Měl jsem s autem velké plány, mělo být testovacím konceptem V2H – Vehicle to Home. Já osobně věřím, že elektromobil bude centrem nejen domů, ale i průmyslových objektů a větších celků a to nejen energeticky. Obrovský potenciál vidím v jeho výpočetním výkonu a konektivitě. Soběstačnost pak bude dostupná mnohem lépe, neboť elektromobil může poskytovat své služby prakticky kdekoliv na planetě – je to power banka na kolečkách. Přijde doba, kdy budeme rádi, že tato zařízení máme a že nemusíme tahat miliony kilometrů drátů a kabelů.

S Petrem Baxantem u nově zbudovaného sloupku AC nabíjení v areálu FEKT VUT Brno

Jaká je energetická budoucnost podle tebe?

Budeme mít své elektrárny doma, ve vesnici, ve městě. Budou na silnicích, železnicích, parkovištích. Budou na polích, na vodní hladině, mořích i oceánech. Budou čisté a budou levné. Jakmile budeme soběstační v energiích, nebude nás již moci nikdo ovládat. To je možná důvod, proč to nyní jde tak těžko. Ti, co doteď na energii vydělávali, si uvědomují, že jim pomalu utíkají lidé mimo systém a že si budují svá řešení. A to se jim nelíbí. V tomto směru jsem optimista, neboť jakmile překonáme kritickou hranici vědomí, ostatní se přidají a budou stejně nadšeni. Teď je to v rozpuku a je skvělé, když jsou lidé jako ty, co tomu dělají publicitu a táhnou to dopředu, i když tomu ještě není většina nakloněna. Musíme to prostě překonat. Jsem rád, že k tomu také mohu přispět.

Děkuji za ocenění! Myslím, že jediná cesta vpřed je ukazovat na vlastních příkladech, že elektromobility není třeba se bát.

Když to vezmu všeobecně, tak bateriové aplikace mi prostě dávají smysl. Ono když má člověk velkou zahradu, tak tahat za sebou kabely je fakt otrava. Pamatuji si na dětství, kdy jsem s tátou sekal zahradu a já byl ten, co se staral o kabely, aby on je nepřesekl. (smích) No a tomu jsem chtěl udělat konec. Dnes mám na baterky nejen motorové kolečko – motúčko, ale i motorovou pilu, sekačku, elektrické nářadí, auto. Vlastně si říkám, že auto je takovým vrcholem a pokud zvládneme toto, pak není už žádná aplikace, kde by bateriové napájení nebylo možné. Možná jednou kabely budou jen na těch posledních pár metrů od solárních panelů k nabíječce. Třeba nebudeme jednou potřebovat ani elektrické sítě. Elektřinu budeme vozit stále s sebou.

Petře, díky moc za povídání nejen o elektromobilitě. Můžu říct, že až díky tvému pokusu se zhasnutím Brna jsem si uvědomil, že venku se svítí hodně zbytečně. A nejde jen o pouliční osvětlení. Myslím, že jsou pořád rezervy ve smysluplném využívání energie.

Petr Beneš, elektromobilní nadšenec jezdící jen na baterky; benes_petr@seznam.cz; www.linkedin.com/in/petrbenes-electromobility.