Energie využívaná k provozu domácností tvoří 30 % z celkové spotřeby paliv a energií v Česku.¹ Zdroj energie tedy hraje důležitou roli a většina z nás – primárně obyvatel měst – jej může ovlivnit jen do určité míry. Vzhledem k tomu, že energii zpravidla odebíráme z centralizované veřejné elektrické sítě, můžeme sice od distributorů odebírat energii z obnovitelných zdrojů v rámci zelených tarifů, nad cenou energií, stabilitou přívodu a typem přenosové sítě nemáme však při připojení k síti kontrolu.²

Český soběstačný dům je od těchto sítí odpojený a jeho obyvatelé se tedy mohou nezávisle rozhodovat, z čeho budou energii čerpat. Provozní spotřeba energie může při využití fotovoltaiky s bateriemi a vyhloubením zemního vrtu klesnout na minimum. Absolutní soběstačnost má však i stinné stránky v podobě předimenzovaných systémů úložišť či přebytku energie, pro kterou je třeba hledat uplatnění. V následujících odstavcích se tedy pokusím poodhalit, jaký vliv na životní prostředí může tato stavba mít a jaké otázky si v souvislosti se soběstačností můžeme klást.

Soběstačnost v časech energetické nejistoty

Český soběstačný dům (ČSD) představuje nejvýraznější příklad off-grid nebo-li „ostrovního domu“ v Česku. Off-grid, v překladu „mimo síť“, je označení pro objekty, které fungují zcela nezávisle na veřejné elektrické síti, vodovodu, plynovodu, kanalizaci, zkrátka veškerých inženýrských sítích. To mu umožňuje existovat takřka „mimo civilizaci“ a energeticky soběstačně.Soběstačná architektura

Téma energetické soběstačnosti vystoupilo do popředí v roce 2022 v souvislosti s válkou na Ukrajině a s pozastavením dodávek plynu z Ruska.³ Velký nárůst cen energií, který dosáhl maxima v roce 2022, ovlivnil velkou část českých domácností.⁴ Energetická chudoba dnes postihuje přibližně 1,3 milionu obyvatel České republiky, přičemž jen mezi lety 2020 a 2023 se počet ohrožených osob téměř zdvojnásobil.⁵ Otázka energetické soběstačnosti a souvisejícího přechodu na obnovitelné zdroje tak začala silně rezonovat na státní i celoevropské úrovni a zájem o alternativy se projevil i v oblasti architektury a souvisejících technických řešení. Konkrétně ČSD ukazuje, že energetické soběstačnosti lze dosáhnout nezávisle na systému a že není nutné čekat na strukturální proměny v energetice.

Stavba se sedlovou střechou o velikosti 116 m² obytné plochy stojí osamocená, uprostřed lesů a luk, nedaleko Českého Krumlova. Projekt byl iniciován podnikatelem Pavlem Podruhem a navržen architektonickým studiem Mizera Lichý Aster architekti. Realizován byl v roce 2021 za 6,3 milionu Kč.⁶ Energetickou soběstačnost domu zajišťuje solární energie získaná přímo na pozemku. Jediným zdrojem elektřiny jsou v tomto případě monokrystalické fotovoltaické panely, které pokrývají jižní stranu střechy a jejichž nahromaděná energie se ukládá do lithium-železo-fosfátových bateriových článků umístěných v technické místnosti domu.⁷ Energie získaná slunečním svitem není konstantní a v některých chvílích může docházet k vyšším energetickým ziskům, než je potřeba k okamžité spotřebě. V tu chvíli se energie ukládá, aby ji bylo možné využít, když slunce nesvítí. Nashromážděná energie je v ČSD využívána k vytápění a ohřevu vody, čemuž v zimě dopomáhá kotel na pelety. Pro případ, že by došlo k vybití baterií, je v domě uložena benzínová elektrocentrála, kterou ale díky dostatku energie v bateriích nebyli ještě majitelé nuceni použít.⁸ Pitná voda pochází ze studny, většinu spotřeby však tvoří filtrovaná dešťová voda. Ta je zadržována v retenční nádrži a užívá se ke splachování WC, sprchování a praní. Odpadní voda je filtrována domácí čističkou odpadních vod a vypouštěna ven do přírody.

No House Is an Island

ČSD je založen na principu soběstačnosti a udržitelnosti v oblasti energií. V čem výhoda výroby energií přímo na pozemku spočívá? V Česku pochází 40 % energie z uhlí a emise na osobu jsou u nás nejvyšší v Evropě: průměrně je to 3,3 t CO₂ na osobu za rok, což je téměř dvojnásobek oproti emisím průměrného obyvatele EU, které činí 1,5 t CO₂.⁹ Žít připojený k síti (on grid) navíc znamená energetické ztráty, které vznikají při přenosu energie z elektrárny ke koncovému uživateli. Tyto ztráty se celosvětově pohybují kolem 6 %, v Česku šlo v roce 2023 o 4 %.¹⁰ Ve srovnání s energií ze sítě jsou ztráty provozní energie ČSD nulové a elektřina zde pochází téměř pouze z obnovitelného zdroje – slunce. Domácí fotovoltaický systém generuje energii u koncového uživatele, a nevyžaduje tak investice do přenosové sítě.¹¹ Sama přenosová síť má svou uhlíkovou stopu, stejně jako technologie zajišťující ostrovní fungování. Proto je nutné ptát se, jaký vliv na životní prostředí má nejen provozní energie, ale i vtělená energie obou těchto systémů.¹² Provozní a vtělenou energii od sebe lze jen těžko oddělit, pro lepší porozumění environmentálnímu dopadu produktů lze nicméně použít další indikátory, jako je např. Energy Payback Time nebo GHG Payback Time.¹³

Dosud neexistuje studie, která by srovnávala uhlíkovou stopu životního cyklu off grid a on grid domů. Nevíme, jak by dopadlo srovnání uhlíkové stopy energie vyrobené z obnovitelných zdrojů, která je distribuována standardní přenosovou sítí, a energie vyrobené přímo na pozemku. Vtělená energie technologií využitých pro fungování ostrovních domů může být v každém případě vysoká. Proto je při výběru technologií zásadní jejich životnost, opravitelnost, možnost recyklace a množství energie využité k jejich výrobě. Pokud jde o spotřebu nerostných surovin (Mineral Depletion Potential, MDP), představují u fotovoltaických systémů největší zátěž baterie. V případě olověných baterií, které se však pro fotovoltaiku používaly spíše v minulosti, mohlo jít až o 88 % MDP celého systému.¹⁴ Při budování těchto systémů je proto důležité zaměřit se také na složení baterií a adekvátní dimenzování bateriového úložiště. Majitelé ČSD dbali na výběr produktů s dlouhou životností, ať už jde o efektivnější monokrystalické FVP (v porovnání s polykrystalickými¹⁵), nebo o ekologičtější druh baterií s možností výměny jednotlivých komponentů.¹⁶ Volba padla na lithium-železo-fosfátové baterie s životností kolem 20 let, jejichž uhlíková stopa je ve srovnání s olověnými bateriemi nižší.¹⁷

Vliv samotných fotovoltaický panelů na životní prostředí se s vývojem technologií mění. Uhlíková stopa se u monokrystalických FVP mezi lety 1986 a 2016 snížila více než šestnáctkrát (z 409 g CO₂e/kWh na 25 g CO₂e/kWh) a předpokládá se její postupné snižování.¹⁸ Ve srovnání s tím se objem emisí spjatých s energií distribuovanou Skupinou ČEZ pohyboval v roce 2019 kolem 290 g CO₂e/kWh (2021).¹⁹ Pokud jde o rozdíly mezi různými typy fotovoltaiky, pak malé solární elektrárny instalované na zemi mají – kromě dodatečných dopadů spojených s distribucí energie v rámci sítě – zpravidla větší negativní dopad na životní prostředí než domácí systémy instalované na střechách. Fotovoltaika v měřítku komunity znamená významný zábor půdy, který ovlivňuje fungování ekosystémů a místní biodiverzitu například tím, že kvůli němu dochází k odstranění vegetace a omezení pohybu druhů.²⁰ Proto je instalace FVP přímo na střechu správnou volbou.

Energeticky progresivní, konstrukčně tradicionalistický a sociálně izolovaný

Z hlediska konstrukce byly v ČSD upřednostněny konzervativní stavební materiály, ověřené při výstavbě nízkoenergetických a pasivních domů (ČSD sám splňuje nízkoenergetický standard).Klimaticky neutrální architektura Stavba je provedena z keramických tvárnic s integrovaným zateplením, k zateplení základové desky a střechy pak byl použit extrudovaný polystyren. Dá se tedy říct, že majitelé soustředili svou pozornost primárně na udržitelnost provozu stavby a k tomu potřebných technologií. Z hlediska celkového životního cyklu stavby následuje projekt lineární princip cradle to grave (od kolébky do hrobu): nenajdeme zde uplatnění cirkulárních přístupů, jako je využití recyklovaných či recyklovatelných materiálů.Re-architektura U pasivních domů obecně může vtělená energie tvořit víc než polovinu celkové energie spotřebované v průběhu životního cyklu domu, přičemž environmentálně náročné jsou v tomto smyslu především izolační materiály.²¹ Právě těm je tedy třeba věnovat pozornost, chceme-li dosahovat nízkoenergetických a pasivních standardů ekologickou cestou.

Jak sám Pavel Podruh přiznává, solární panely vyrábí tolik energie, že neví, jak s přebytky naložit.²² Šetrnou alternativu k absolutní soběstačnosti či připojení k síti proto představují energetická družstva.Ekofarma ve Velkých Hostěrádkách Komunitní energetika stojí na principu přerozdělování energie, kterou si družstva sama vyrobí, a nabízí tak cestu, jak vyrábět čistou energii a sdílet ji mezi sousedy či v rámci obce.²³ Sdílená energetika ukazuje cestu, jak nejen převzít kontrolu nad vlastní potřebou energie, ale i jak posílit soběstačnost, odolnost a solidaritu mezi členy komunity.²⁴Architektura komunitOdolná architektura

Slabinu ČSD lze spatřovat také v jeho umístění. Zatímco odpojení od přenosové a distribuční energetické soustavy lze z hlediska soběstačnosti vnímat jako zajímavý experiment,²⁵ odtržení od infrastruktury služeb a širší komunity může být problematické – už proto, že distanc od okolních sídel generuje absolutní automobilovou závislost.²⁶ V boji s rozrůstající se „sídelní kaší“ stojí ČSD přímo uprostřed a jako takový je především symbolem. Symbolem energetické nezávislosti, kterou fyzická vzdálenost od zbytku světa podtrhuje. Pokud bychom však měli vnímat ČSD jako skutečný dům, respektive replikovatelný stavební typ, měl by být součástí sídla. Odstřihnout se od inženýrské sítě lze i bez odpojení sociálního.

Udržitelnost je víc než soběstačnost

Přes všechny výhrady je ČSD bezesporu zajímavým příkladem zpochybnění stávajícího stavu energetické závislosti českých domácností na nejistém systému. V éře nekonečných dodavatelských řetězců, kdy koncový uživatel zpravidla nemá povědomí o původu a cestě produktu, se vytrácí přímá vazba mezi zdrojem a spotřebou. Život, ve kterém je komfort bydlení závislý na množství slunečních paprsků, je v celospolečenském měřítku zatím sci-fi, realizace jako ČSD však mohou přispět k větší uvědomělosti a zdrženlivosti při čerpání zdrojů. Je nicméně třeba myslet na to, že udržitelnost domů se neodvíjí pouze od energetické soběstačnosti a že nevzniká na stavbě, ale už při těžbě křemíku, stříbra nebo mědi, které jsou pro provoz podobných domácností zásadní.²⁷ Je tedy třeba brát v potaz celý životní cyklus staveb včetně jeho konce a možností recyklace technologických prvků.