Energeticky velice náročné …

Stvoření světa, blíže nedatováno

Na počátku Bůh stvořil nebe a zemi. Bůh řekl: „Ať je uprostřed vod obloha, aby oddělovala vody od vod!“ Bůh učinil oblohu a oddělil vody pod oblohou od vod nad oblohou – a stalo se. Bůh nazval oblohu „nebe“ a byl večer a bylo ráno, den druhý.

Bůh řekl: „Ať je mezi vodou a nebem vzduch k dýchání. Ale stačí mi nějakých 20 % kyslíku, víc nechci. Zbytek ať je tvořen něčím inertním.“ A stalo se. Bůh nazval inertní plyn dusíkem a řekl: „Ten dusík tady musí zůstat nebo mi to tu všechno blafne jak Apollo 1. Proto ať má trojnou vazbu. Kdokoliv bude chtít můj plynný dusík použít, ať se pěkně zapotí. Ať je to energeticky velice náročné!“

Dále Bůh řekl: „Ať země zplodí živou hmotu – zeleň tvořenou pletivy a živočichy tvořené tkáněmi. Hmota pak ať sestává hlavně ze čtyř prvků – vodíku, uhlíku, dusíku a kyslíku. Uhlík ať jest pojivem, tmelem, jenž se váže. Kyslík nechť dodává dynamiku a vzrušení. Dusík ať boří uhlíkový stereotyp, ať dodává kvalitu. A vodík nechť jest všude k ruce.“ – A stalo se. Země vydala zeleň a zvířata, různé obludy a kandidáty do Europarlamentu a Bůh viděl, že je to dobré. „Ještě pošlu pokyny těm breberám“, řekl si, „a mám pro dnešek hotovo.“

Lovci dusíku – Záznam porady rodu Rhizobium, asi dva týdny po stvoření světa

Náčelník rodu: "Svolal jsem vás, protože došly pokyny shora. Chce se po nás, chce se po nás … no nevím. Nahoře se asi zbláznili. Radši vám to přečtu: Rod Rhizobium a některé další okamžitě zajistí biologickou fixaci atmosférického dusíku. Překlopíte ho na amoniak, aby jej mohla použít zeleň, kterou jsem stvořil minulý týden, nebo mi to všechno chcípne. Upozorňuji, že to bude energeticky velice náročné ... "

Pochybující Rhizobium: "To tedy nevím, jak mám udělat. Jak rozrušíme plynný dusík? Pevnější než trojná vazba je jenom stádní instinkt."

Náčelník: "Jednou máme pokyny z Bruselu …"

Dezolátní Rhizobium: "Brusel naštěstí ještě neexistuje."

Náčelník: "… chci říct jednou máme pokyny, tak to udělat musíme. Nechceme skončit jako spory v permafrostu někde víte kde. Musíme se na to dívat jako na příležitost."

V. W. Rhizobium: "Aby z toho nebyla Dusíkgate …"

Náčelník: "Je tu návod … máme si udělat nitrogenázu. Je tady schéma, krystalická struktura. A je tu takový panáček s nápisem IKEA. To nevím, co znamená, ale snad to nějak postavíme."

Rhizobium von Agrofert: "A k čemu nám to celé bude? Budu se koupat v amoniaku a co z toho? Přece ho nebudu jen tak prdět do hlíny?"

Náčelník: "Někomu ten amoniak nabídneme. Bude to byznys, chci říct symbióza."

Všechna Rhizobia: "A komu?"

Náčelník: "Tady v pokynech se píše, že stvořil zeleň. Takže co já vím, třeba hrachu. Symbiont si nás každopádně musí zasloužit, musí být mladý a pohledný. Jako lusk."

Pračlověk Janeček hovoří k manželce, asi 10000 let př. n. l.

„Jsem rád, že skončila ta doba ledová, mámo. Už jsem myslel, že strávím celý život na bruslích. Mám mnohem radši tyhle interglaciály. Globálně se pěkně oteplí, trochu se nám to druhově obmění a všechno roste jako z ledovce.

Víš, co jsem zjistil? Pamatuješ si to pole za jeskyní, jak jsme tam loni zaseli hrách a už jsme ho nestihli sklidit, takže jsem ho jenom zaoral? Tak si představ, letos na jaře jsem tam chtěl dát brambory, ale došlo mi, že je ještě neznáme. Tak jsem tam dal pšenici. A víš, co se stalo? Na tom poli, kde jsem zaryl hrách, máme třikrát větší sklizeň pšenice než na poli vedle, jak byla i loni! Chápeš to? Já ne. Ale tak si myslím, že to nemůže být náhoda. Zaryju hrách na všechna pole, i když to tedy je energeticky velice náročné.“

(Poznámka pro factcheckery: Autor není schopen tuto citaci doložit a dovoluje si odkázat například na tento precedent.)

William Crookes hovoří k zasedání British Association for the Advancement of Science v Bristolu, 28. října 1898

„Mé dnešní téma je v zájmu celého světa – každé rasy, každé lidské bytosti. Jde o téma nejvyšší naléhavosti a o otázku života a smrti budoucích generací. Mám na mysli otázku zásobování potravinami.

Co můžeme udělat, abychom byli přiměřeně bezpeční před hladem? Pokud nebude chléb, nejen my, ale všichni jedlíci chleba na světě – co máme dělat?

Rodíme se jako jedlíci pšenice. Všeobecně se uznává, že všechny plodiny vyžadují to, čemu se říká „dominantní“ hnojivo. Pšenice vyžaduje především dusík, fixovaný ve formě amoniaku nebo kyseliny dusičné. Všechny ostatní nezbytné složky existují v půdě; ale dusík je převážně atmosférického původu.

V posledních letech mnoho nadějí vzbudilo zjištění, že luštěniny nesou na kořenech uzliny oplývající bakteriemi obdařenými schopností vázat vzdušný dusík; a navrhuje se, aby potřebné množství dusíku požadované obilnými plodinami bylo do půdy dodáváno setím jetele a zaoráním jeho rostlin, když je asimilace dusíku dokončena. Je ale otázkou, zda takový postup povede k lukrativní stimulaci plodin.

Je také třeba přiznat, že praxe dávno předběhla vědu a zemědělci si luštěnin po staletí vážili a pěstovali je. Čtyřchodová rotace je tuřín, ječmen, jetel, pšenice – sekvence populární před více než dvěma tisíci lety.

Uprostřed této temnoty sklíčenosti je záblesk světla. Ve volném stavu je dusík jedním z nejhojnějších a nejrozšířenějších prvků na Zemi. Ale to je ve volném stavu a pšenice požaduje stav fixovaný. Fixace atmosférického dusíku je proto jedním z velkých objevů, které teprve čekají na vynalézavost chemiků. Tento nenaplněný problém, který dosud uniká usilovným pokusům těch, kteří se pokoušeli přírodě vyrvat její tajemství, se věcně liší od jiných chemických objevů, které jsou takříkajíc ve vzduchu, ale ještě nejsou uzrálé. Fixace dusíku je životně důležitá pro pokrok civilizovaného lidstva.“

Fritz Haber píše firmě BASF, 3. července 1909

„Včera jsme zahájili provoz přístroje na výrobu amoniaku a podařilo se nám udržet jeho nepřerušovaný chod asi pět hodin. Po celou tuto dobu fungoval správně a nepřetržitě produkoval kapalný amoniak. Kvůli pozdní hodině, a protože jsme byli všichni unavení, jsme výrobu zastavili, protože pokračováním experimentu se nedalo nic nového zjistit. Všechny části zařízení byly těsné a fungovaly správně, takže bylo snadné dospět k závěru, že experiment lze opakovat.“

Syntéza amoniaku z vodíku a dusíku pomocí kovového katalyzátoru probíhala za vysokého tlaku alespoň 100 atmosfér a při teplotách okolo 500 °C, byla tedy energeticky velice náročná. V roce 1918 dostal Fritz Haber za syntézu amoniaku Nobelovu cenu.

Firma BASF spouští závod na výrobu amoniaku, 18. května 1910

Pod vedením Carla Bosche je v německém Ludwigshafenu zahájena energeticky velice náročná výroba amoniaku pro následnou produkci průmyslových hnojiv. Bosch dostal za inovace v oblasti vysokotlaké syntézy v roce 1931 Nobelovu cenu.

Evropský ráj, 2024

Tzv. Haber-Boschova reakce (syntéza amoniaku z plynného dusíku) je i po více než sto letech od zavedení do praxe využívána pro výrobu průmyslových hnojiv. Jako zdroj vodíku využívá zemní plyn, který už samozřejmě není z Ruska. Díky ní stoupl počet lidí na planetě z 1,6 miliardy v roce 1900 na 6,14 miliard v roce 2000 a to navzdory všem šílenostem, s nimiž bylo 20. století spojeno. Odhaduje se, že v zásadě každý žijící člověk včetně té praštěné Gréty, která o tom nemá páru, má v těle dusík fixovaný Haber-Boschovým procesem. Haber-Boschova reakce je největší vynález lidstva ve 20. století a dost možná vůbec.

V roce 2023 oznámila firma BASF propouštění zaměstnanců ve svém hlavním závodu v Ludwigshafenu a hodlá v tom pokračovat i nadále. Výroba amoniaku a tudíž průmyslových hnojiv a tudíž pšenice je tamtéž díky politice Evropské unie neekonomická, protože je energeticky velice náročná.

Jak doloženo výše, provoz v Ludwigshafenu není nějaký obyčejný provoz. Redukce této továrny je svého druhu symbol. Je to také současně důkaz institucionálního šílenství, protože za Haber-Boschovu reakci neexistuje ani v roce 2024 alternativa.

Již delší dobu probíhají vědecké experimenty s cílem geneticky modifikovat jak klíčové plodiny, například cestou „vložení genu pro nitrogenázu“ do produkčních plodin, tak dusík-fixující bakterie, aby snáze uvolňovaly fixovaný dusík do půdy (paywall). Současně se rozvíjí sofistikovanější techniky hnojení často podložené analýzami půdy např. pomocí detailního zjišťování jejího specifického nebo naopak komplexního mikrobiálního složení (tzv. analýza mikrobiomu), jejichž potenciál spočívá v efektivnějším nakládání s průmyslovými hnojivy, které rozhodně není optimální. Aktuálně ale nic z toho naprosto není schopné průmyslová hnojiva nahradit a pokud k tomu kdy dojde, dojde nejprve k nárazu na další šílence typu Greenpeace a jejich systémový a bohužel již institucionalizovaný odpor ke geneticky modifikovaným organizmům jako celku.

Rozvoj a hlavně praktické zavedení alternativních postupů obohacování dusíkem by měl předcházet likvidaci chemické výroby v Evropě, nikoliv naopak. Zřejmé snahy o omezení osobní mobility jsou legrace ve srovnání s likvidací chemického průmyslu bez ohledu na to, zda jde o kýžený cíl fanatiků nebo nezamýšlený důsledek jednání hlupáků.

Evropská společnost pro své přežití nepotřebuje likvidovat chemičky. Osobně soudím, že primárně potřebuje zastropovat počet humanitních vzdělanců v politice. Ale to už je jenom taková malá tečka za tím energeticky velice náročným házením dusíkem obohaceného hrachu na zeď na tomto blogu …

Doporučené čtení: Václav Smil – Enriching the Earth