Energetika (blízké) budoucnosti: přílivové elektrárny nahradí ropu

Je jasné, že klíčem k udržitelnému energetickému hospodářství je energie získávaná z obnovitelných zdrojů. Proto většina států neustále rozšiřuje výstavba větrných a solárních elektráren. Moře jako zdroj energie se však zatím využívá poměrně málo. Přitom oceány mají obrovský potenciál dodávat nám čistou elektřinu.

Mořské elektrárny mohou být založeny na různých principech. Existují elektrárny, které využívají pohyby vln, zatímco jiné přeměňují na energii oceánské proudy. Nejslibnější princip ale mají přílivové elektrárny. Využívají přílivový a odlivový pohyb mořské vody.

Příliv a odliv jsou způsobeny gravitačním působením Měsíce na Zemi. Měsíc přitahuje silněji tělesa na přivrácené straně Země, a naopak slaběji na odvrácené straně. K přílivu a odlivu tak dochází s dvojnásobkem frekvence odpovídající průchodu Měsíce nad příslušným poledníkem. Proto se příliv a odliv objevuje zhruba dvakrát denně. Tyto slapové síly způsobují každodenní pohyb obrovského množství mořské vody. 

Neil Kermode, odborník na získávání energie z moře a výkonný ředitel Evropského centra pro mořskou energii (European Marine Energy Centre), v dokumentu od Free Documentary Engineering odhaduje, že přílivová energie bude v budoucnu důležitější než ropa. Je to proto, že na rozdíl od větrné a solární energie je energie z moře k dispozici neustále a lze ji přesně vypočítat. Příslušné údaje jsou známy již desítky let. Přílivové elektrárny by mohly spolehlivě pokrýt až 20 % světové energetické potřeby. V pobřežních oblastech se tento odhad zvyšuje až na 80 %.

Největší přílivová elektrárna na světě v provozu

Výroba energie z moře ale vyžaduje špičkovou techniku. Na systém neustále působí extrémní síly. Mořská voda také působí na komponenty chemicky. Navíc jsou elektrárny obtížně přístupné, což znamená, že jakákoli potřebná údržba nebo servis vyžadují obrovské úsilí a náklady.

Jedním z příkladů, jak se těmto nepříznivým podmínkám daří působivě čelit, je elektrárna Orbital O2 – největší přílivová elektrárna na světě. Podle výrobce produkuje tolik energie, že by mohla nepřetržitě zásobovat elektřinou 2 000 domácností. V podstatě se skládá ze dvou turbín na 74 metrů dlouhém plovoucím válci. Elektrárna je ukotvena na mořském dně a sama se vyrovnává s proudem. V případě potřeby lze obrovské vrtule zvednout, aby bylo možné provádět údržbu nad vodní hladinou.

Zařízení je umístěno u pobřeží skotských Orknejských ostrovů. Nacházejí se zde nejsilnější přílivové proudy ze všech světových oceánů. Souostroví odděluje Atlantský oceán od Severního moře, což umožňuje, aby úzkými průlivy souostroví při každém přílivu a odlivu protékalo obrovské množství vody. Díky této vlastnosti jsou Orkneje ideálním místem pro výrobu energie z moře. Účinná přílivová elektrárna však na ostrovech mimo jiné vede k zajímavému problému: je zde přebytek zelené elektřiny.

Elektřina, která se nespotřebuje na samotných Orknejských ostrovech, se posílá na pevninu a podmořskými kabely se dodává do skotské elektrické sítě. Přenosová kapacita je však omezená, protože podmořské kabely nejsou určeny pro velké množství elektřiny. Proto se připravuje nové řešení: veškerá zbylá elektřina bude v budoucnu použita k výrobě zeleného čpavku.

Plynný vodík lze snadno vyrobit z elektřiny a vody pomocí elektrolýzy. Problémem vodíku jako nosiče energie je, že skladování tohoto vysoce výbušného a těkavého plynu není dosud uspokojivě vyřešeno. Vědci na celém světě proto pracují na způsobech, jak tento nosič energie upravit, aby umožňoval bezpečnou přepravu a skladování.

V Anglii vědci z univerzit v Oxfordu a Cardiffu spolupracují s německou společností Siemens na nalezení způsobu, jak vázat vodík ve formě čpavku. Z chemického hlediska je to poměrně jednoduché: vodík (H₂) reaguje s dusíkem (N₂) za vzniku amoniaku (NH₃). Výhodou čpavku je, že se snadněji skladuje a přepravuje. Již nyní se pracuje na přestavbě traktorů a lodí na čpavek. Je také základní složkou umělých hnojiv, k jejichž výrobě se nyní používá zemní plyn. Čpavek je tedy cenným produktem i z materiálního hlediska.

Kreativní varianty mořských elektráren

Ale zpět k přímému získávání energie z moře: švédská společnost Minesto vyvíjí tzv. podvodního draka. Systém, který je ukotvený na mořském dně, pluje po smyčkové dráze, a pohybuje se proto odlišnou rychlostí než proud. To má velkou výhodu v tom, že se jej vyplatí používat i v oblastech bez zvlášť silných přílivových a odlivových proudů. Systém je v současné době ve fázi testování. 

Mnohá pobřeží však nejsou pro výrobu elektřiny z moře vhodná. Například v Německu brání ekonomickému rozšíření přílivových elektráren nízký rozsah přílivu a odlivu. Ochránci životního prostředí také kritizují zásahy do ekosystémů mořských živočichů. Další nevýhodou této technologie jsou vysoké investiční náklady na vývoj a výstavbu elektráren. Nicméně elektrárny Orbital a Minesto ukazují, že tato technologie neustále postupuje kupředu.

Zdroj: YouTube/Tidal Power, Orbital Marine, Minesto