Kde bude lidstvo brát energii v budoucnosti?

Nedostatek přírodního bohatství mohou řešit nejen války, ale i moderní technologie a přístupy k energetice. První vlaštovky můžeme spatřit už v současnosti. Stačí se porozhlédnout po Kalifornii nebo Izraeli, v němž se už dnes získává čtyřicet procent pitné vody odsolováním vody mořské.

foto Energie | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy foto Energie | foto: Česká pozice
foto Energie | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy

Kdo se vydá na více než 350 kilometrů dlouhou cestu z metropole hříchu Las Vegas do malého kalifornského města Palm Springs, potká cestou nejen neuvěřitelné přírodní scenerie, ale uvidí i několik fascinujících příkladů toho, jak může fungovat energetika 21. století. Jen kousek za hranicemi Nevady s Kalifornií se vpravo od dálnice objeví soustava několika věží se stovkami tisíc oslepujících zrcadel. Ty soustředí paprsky pouštního slunce na vrcholky věží, kde přivádí k varu vodu, která následně pohání turbíny generátorů elektrické energie. Ivanpah Solar Electric Generating System je největší solárně-termální elektrárna na světě, její výkon je 400 megawattů, tedy přibližně pětina Temelína. Do pouštní elektrárny, kterou ekologové kritizují za to, že doslova smaží ptáky za letu, investoval část peněz i samotný Google.

Následně se může cestovatel kochat neuvěřitelnými přírodními úkazy při průjezdu Mohavskou pouští, kterou před národním parkem Joshua Tree vystřídá nehostinná krajina téměř prostá osídlení. Náhle se ale na napojení na dálnici 62 objeví další energetická zvláštnost. V osadě Twentynine Palms k většině příbytků nevede ani elektřina, ani rozvod vody. Tady žijí opravdoví američtí desperáti, vyvrhelové společnosti, kteří sem utekli před dluhy, zákonem a bůhvíčím ještě. Ti bohatší si nechají přivézt zásobu vody na několik měsíců cisternou do plechových vodojemů, chudší jezdí do města natočit si vodu z kohoutku. Elektřinu, pokud vůbec, zajišťují malé naftové generátory.

Do Palm Springs je to odsud už jen hodina cesty. Z města Morongo Valley začne dálnice rychle klesat, z náhorní plošiny se krajina svažuje do kalifornských nížin.

Za posledním obloukem průsmyku se v noci otevře pohled na stovky blikajících červených světýlek. Jsou to signální světla na vrcholech turbín třetí největší větrné elektrárny v Kalifornii, San Gorgonio Pass Wind Farm.

V průsmyku stojí celkem přes tři tisíce větrníků, jmenovitý výkon této elektrárny je 615 megawattů.

Nevyzpytatelný výkon

Kalifornie má v solárních a větrných elektrárnách k dispozici instalovaný výkon nejméně 12 tisíc MW, což je asi sedmina celkového instalovaného výkonu státu. To už je vzhledem k výkyvům, které tyto alternativní zdroje vykazují, významná část. Podíl takových zdrojů v energetice ovšem dlouhodobě roste a bude se i nadále zvyšovat, a to samozřejmě nejen ve slunné a větrné Kalifornii.

Události v japonské Fukušimě v roce 2011 tento trend ještě urychlily a například Německo, průmyslová velmoc Evropy, po nich zanevřelo na jaderné zdroje. Právě u našich západních sousedů získávají obnovitelné, ale také samozřejmě nestálé, zdroje elektřiny stále významnější podíl. Kvůli tomu se dostává do potíží i česká přenosová soustava – ve chvílích, kdy v Německu jedou solární a větrné elektrárny naplno, putuje přes naši republiku nadbytečné množství elektřiny.

V současnosti se energetická síť v zásadě svou hierarchickou strukturou a centrálním řízením neliší od té v 19. století.

Vzhledem k rostoucímu podílu obnovitelných zdrojů tak energetici po celém světě vymýšlí nová řešení, jejichž výsledkem bude nová chytrá energetika 21. století. V současnosti se totiž energetická síť v zásadě svou hierarchickou strukturou a centrálním řízením neliší od té v 19. století. Zdroje se ale změnily a změna bude pokračovat. „Podíl alternativních zdrojů, jako jsou vodní, solární, větrné i další menší elektrárny, může stoupnout klidně na polovinu,“ říká Vladimír Mařík, ředitel Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky.

„V budoucnu vzniknou izolované ostrůvky, které budou schopny uspokojit většinou vlastní energetické nároky právě těmito zdroji, které přitom rychle reagují na aktuální pro ně vhodné podmínky,“ nastiňuje budoucnost energetiky Mařík. Domácnosti a firmy si budou významnou část elektrické energie pro svoji spotřebu vyrábět samy.

Decentralizovaná výroba elektrické energie ovšem neznamená konec klasických elektráren, ty budou nadále tvořit páteř energetické sítě. Jen spolu budou muset jednotlivé prvky v síti komunikovat a síť bude řízena tak, aby byly toky energií z různých zdrojů efektivně využity, aby nedošlo k přetížení sítě ani k nedostatku energie. Důležitost tohoto řízení navíc poroste s tím, jak bude v budoucnu stoupat například množství elektromobilů. Dopravní návyky lidí totiž přinesou do energetických sítí další výkyvy a samozřejmě ještě zvýší celkovou spotřebu elektrické energie. To vše bude vyžadovat mnohem inteligentnější řízení energetické soustavy než doposud. Právě Maříkův institut se zabývá i chytrým řízením celé energetické soustavy – od výroby přes distribuci až po spotřebu. „Máme první zakázky od energetických firem, které si potřebu nového řízení uvědomují. Jde vlastně o nový systém trhu s energií,“ vysvětluje Mařík.

Zásoba v bateriích

Jak alternativní zdroje mění energetiku, můžeme v Česku pozorovat například na využití přečerpávacích elektráren. V době nadvýroby elektřiny slouží vlastně jako obří baterie, do kterých se energie ukládá a následně je využita ve chvíli, kdy jí je nedostatek. V první polovině letošního roku přitom tyto elektrárny vytvořily rekord, když jejich produkce meziročně opět stoupla, a to o 17 procent. Svou produkcí tak dovedly uspokojit potřeby zhruba půl milionu domácností. ČEZ to vysvětluje tím, že podobně jako v posledních letech se přečerpávací zdroje využívají při stabilizaci celé naší energetické soustavy, kterou zatěžuje produkce z obnovitelných zdrojů. Výkon solárních elektráren nebo větrníků masivně rozšířených například v severním Německu se špatně předpovídá. Firma předpokládá, že důležitost přečerpávacích elektráren poroste.

Výrazně v budoucnu vzroste důležitost baterií, ve kterých budou třeba elektřinu vyrobenou solárními panely skladovat domácnosti.

Jen přečerpávací elektrárny ovšem stačit nebudou a ČEZ, byť patří celkově spíše ke konzervativnějším energetickým kolosům, si toho je vědom. Výrazně v budoucnu vzroste například důležitost baterií, ve kterých budou třeba elektřinu vyrobenou solárními panely skladovat domácnosti. Hodně se o tom začalo hovořit letos na začátku května, kdy americká společnost Tesla, známá především svými elektromobily, představila domácí baterii Powerwall. Ovšem firem, které se problematikou domácích baterií zabývají, je samozřejmě celá řada.

Polostátní ČEZ se letos v červenci rozhodl investovat do německé společnosti Sonnenbatterie, která je světovou jedničkou ve výrobě bateriových systémů skladování energie. „Naplňujeme tím jeden z hlavních pilířů strategie ČEZ, jenž spočívá v rozvíjení našich aktivit v oblasti decentralizované energetiky a obnovitelných zdrojů,“ okomentoval tehdy transakci generální ředitel Daniel Beneš.

Baterie samozřejmě nevyužívají jen domácnosti, ale i firmy různého zaměření. Baterie od Tesla Energy využívá ve svých datových centrech například i internetový gigant Amazon nebo americký maloobchodní řetězec Target.

„V rámci naší podpory místním komunitám jsme navázali s Teslou spolupráci na pilotním projektu využití Tesla Energy Storage v rámci naší energetické strategie ve vybraných obchodech Target,“ popsal spolupráci David Hughes, manažer řetězce odpovědný za energetický management. „Technologie Tesly nám přináší výhody v zásobování těchto obchodů energií, zejména umožní snížit zatížení energetické sítě v dobách špičky,“ vysvětlil Hughes.

Rozšíření baterií a díky nim elektrifikace řady odvětví, například automobilů, bude mít nejspíš zásadní geopolitický význam. Jak popisuje světoznámá kniha Start-up Nation, právě touto cestou se rozhodl změnit svět a ukončit konflikt na Blízkém východě třeba izraelský projekt Better Place.

Světová žízeň

Ambiciózní plán sice nevyšel, právě v Izraeli jsou ale vidět i další důvody, proč spotřeba elektrické energie ve světě dál poroste. Velký díl na tom bude mít i potřeba získávat pitnou vodu. Porostou nároky na recyklaci vody k jejímu opětovnému použití, nejvýrazněji ovšem spotřebu elektrické energie zvýší získávání pitné vody z té slané mořské.

Je to sice stále poměrně drahá metoda, ale z hlediska soběstačnosti do budoucna pro řadu oblastí metoda poměrně nezbytná. Právě Izrael už touto cestou loni dodával do vodovodní sítě třetinu spotřeby, letos to má být 40 procent a do roku 2050 to mají být více než dvě třetiny.

Malý ostrovní stát Singapur pokrývá v současnosti z odsolovacích stanic asi desetinu své spotřeby vody, první odsolovací stanice tu byla otevřena v roce 2005, od roku 2013 funguje i druhá, ještě výkonnější.

Malý ostrovní stát Singapur pokrývá v současnosti z odsolovacích stanic asi desetinu své spotřeby vody, první odsolovací stanice tu byla otevřena v roce 2005, od roku 2013 funguje i druhá, ještě výkonnější, a dohromady by mohly teoreticky uspokojit až čtvrtinu potřeb městského státu.

Úřady také vybraly pět lokalit, kde by se v budoucnu mohly nacházet další odsolovací stanice, aby v roce 2060 pokrývaly s rezervou čtvrtinu spotřeby. Singapur také s vodou pečlivě pracuje ve svých nádržích a maximálně ji recykluje. Země se chce stát nezávislou na dovozu čerstvé vody ze sousední Malajsie. Důvody jsou čistě ekonomické – současný výhodný kontrakt na dovoz vody vyprší v roce 2061.

O odsolování vody se ovšem nezajímají jen malé nebo pouštní státy. Velkým tématem je také v bohaté a s energetikou experimentující Kalifornii, jež se dlouhodobě potýká s nedostatkem srážkové vody a zhoršujícím se suchem. U San Diega tak například letos začíná fungovat zbrusu nová odsolovací stanice za zhruba miliardu dolarů, která má pokrýt asi sedm procent potřeb oblasti, a to navzdory tomu, že voda takto získávaná je o osmdesát procent dražší než ta z jiných zdrojů.

Odsolovací stanice je však stabilním zdrojem, který je schopen vodu dodávat i v případě extrémního sucha. V Kalifornii stojí také momentálně neaktivní odsolovací stanice v Santa Barbaře. Ta by mohla pokrýt asi třetinu spotřeby vody v oblasti okolo města. A ve městě Monterey se připravuje projekt nejmodernější odsolovací stanice, jež by měla mít celkově minimální dopad na životní prostředí. A to jak na život v přilehlém moři, tak z hlediska dopadů spotřeby elektřiny.

Počet příspěvků: 1, poslední 28.11.2015 10:30 Zobrazuji posledních 1 příspěvků.