Energie budoucnosti

Alternativní zdroje energie. Hovoří o nich prezident Obama, odborníci na životní prostředí, ekologičtí aktivisté i elektrárenské společnosti. Je lidstvo připraveno tyto zdroje využít?

Soustavy, kterými je vedena elektřina, bývají přizpůsobeny tak, aby zásobovaly vždy určité město nebo oblast, pro alternativní zdroje energie se však příliš nehodí. Má-li být elektřina vy­ráběna z větru či slunečního záření, musí být zařízení pro její výrobu umístěna tam, kde je působení těchto přírodních sil nejsilnější. Většinou jde o neobydlené odlehlé oblasti. Dalším problémem jsou výpadky, k nimž při využití sluneční nebo větrné energie nevyhnutelně dochází. 
Řešením by mohly být přenosové soustavy nové generace, které budou schopné výpadky v dodávkách energie ze slunce nebo větru pokrýt. K dosavadní přenosové soustavě by musela přibýt nová spojení, která budou pomocí elektroniky sledovat aktuální spotřebu koncových uživatelů a podle ní budou regulovat dodávky.  

Dálnice pro elektřinu
Současná podoba přenosových soustav se podobá přeplněným silnicím. Když elektrárna vyrobí elektřinu, její dopravu zajišťuje elektrická síť s vysokým napětím, které je vedeno obvykle otevřenou krajinou. Dříve, než elektřina dorazí do domácnosti, musí být napětí přeměněno v transformátorech. Systém vedení umožňuje výměnu energie mezi různými regiony, pro přenos energie z alternativních zdrojů na velké vzdálenosti by však bylo nutné vybudovat zvláštní soustavu, jakousi superdálnici pro elektřinu.  

Nejde o novou myšlenku. Inspirací mohou být přenosové soustavy s tzv. ultravysokým napětím, jimiž se dopravuje energie vyráběná například vodními elektrárnami na vzdálenosti přesahující tisíc kilometrů. V Číně se buduje soustava s napětím 800 kilovoltů, která bude zásobovat město s jedenatřiceti miliony obyvatel. Zvláštní soustavy pro alternativní zdroje energie budou muset umět ještě víc.  

Panuje-li nepříznivé počasí a není dostatek slunečního záření nebo větru, musí na to budoucí přenosové a distribuční sítě umět reagovat. Chytré soustavy umožní domácnostem, aby v době, kdy je energie nadbytek, nepotřebnou energii vracely zpět tak, aby mohla být využita později. Poptávané a nabízené množství energie se bude řídit podle přání domácností, ne podle rozhodnutí elektrárny.  

Domácnosti mohou požadovat různé množství energie v různou dobu, nikdy však nepřestanou potřebovat elektřinu úplně, i když třeba právě dojde k výpadku sluneční či větrné energie. Bude proto nutné vybudovat záložní zdroje, jakousi obdobu baterií pro případ náhlého přerušení dodávky elektřiny.  

Chytré sítě
Jednou z prvních variant přístupu, kde o dodávkách elektřiny rozhoduje spotřebitel, je projekt SmartGridCity zkoušený letos v létě ve městě Boulder v americkém státě Colorado. Do domácností byl nejprve společností Xcel zdarma nainstalován nový elektroměr. Na rozdíl od tradičních elektroměrů, na nichž je třeba provést odečet, se elektroměr Xcel každých několik sekund spojí s centrem společnosti. Využívá při tom signály posílané přímo prostřednictvím elektrického vedení. Elektroměr tak nepřetržitě informuje společnost, kolik elektřiny zákazník právě spotřebovává, a odhaduje, kolik jí bude spotřebovávat později.  

Obyvatelé Boulderu zároveň získávají možnost kontrolovat si spotřebu energie v reálném čase. Pomocí internetu jsou informováni o podmínkách v přenosové soustavě a o stavu zdrojů energie. Dozví-li se například spotřebitel, že během noci lze očekávat silný vítr a tedy i velkou dodávku energie, mohou odložit energeticky náročné činnosti na pozdější dobu. Nejde o složitou činnost, proces bude automatizován tak, aby počítač kontroloval všechny přístroje v domácnosti, od ledničky a myčky nádobí po filtraci vody v bazénu, a přizpůsoboval jejich spouštění a vypínání podle potřeb sítě. Všechny spotřebiče jsou proto připojeny bezdrátově k počítači, který je vždy na nezbytnou dobu vypne, aniž by se o to spotřebitel staral.  

Důsledkem řízení spotřeby obyvatel Boulderu by měla být přinejmenším patnáctiprocentní úspora elektřiny. V době s nízkou spotřebou lze k rozvodné síti připojit přístroje s dobíjecími bateriemi, například hybridní automobily, k jejichž nákupu budou obyvatelé motivováni. Pokud se spotřeba energie například v době veder výrazně zvýší, mohou baterie hybridních automobilů sloužit jako záložní zdroje energie. Řidiči hybridních vozů by za použití baterií k tomuto účelu získávali peníze, takže provoz vozu by se výrazně zlevnil.  

Projekt SmartGridCity musí být nejprve otestován. Pokud dopadne úspěšně, hodlá společnost Xcel expandovat i do jiných amerických států, najde-li k tomu dostatečnou politickou podporu.
 

Znovuobjevené jádro

USA, Finsko a Francie se kromě využití alternativních zdrojů energie účastní vývoje jaderných elektráren třetí generace známých pod zkratkou EPR (Evolutionary Pressurized Reactor). Princip jejich fungování se neliší od současných elektráren. Jádro reaktoru ohřívá vodu, která se mění v páru, pohání turbínu a vyrábí tak elektřinu.  EPR by však měly být podstatně bezpečnější než současné elektrárny. Bezpečnost bude jištěna několika na sobě nezávislými způsoby. Reaktor bude uložen v betonové skořepině, která snese i pád letadla. V případě, že by došlo k roztavení jádra reaktoru, bude pomocí speciální hmoty jádro ochlazeno tak, aby nedošlo k explozi. Elektrárny typu EPR by měly z paliva získat o 15 procent více energie než současné jaderné elektrárny a měly by dodávat až 1600 MW energie. Hovoří se i o reaktorech čtvrté generace, v nichž bude štěpná reakce probíhat jinak. Z jaderného paliva bude možné získat až pětinásobek energie. Reaktory čtvrté generace by mohly začít pracovat okolo roku 2040.   


Zdroj: 100+1  

 

Autor článku Energie budoucnosti: převzatý článek 07.17.2009