Nejmodernější metody výroby elektřiny aneb budoucnost energetiky


Sdílejte:

Současná energetika je těžkopádná a zkostnatělá věc. I přes ekologické trendy solárních, větrných, vodních a geotermálních elektráren stojí většina světové poptávky po elektrické energii na spalování fosilních paliv. Změny sice probíhají, ale jejich využití je vzácné a naše životní prostředí tak stále strádá kvůli zplodinám ze spalovaného uhlí. Na náhradě takových elektráren se usilovně pracuje, ale jejich uvedení do praxe je stále obtížné a kolikrát jsou přelomové způsoby získání elektřiny teprve v experimentální fázi, ze které je už ale jasně patrný jejich potenciál. Tady jsou některé z nich:

 

Příbojová elektrárna

Mořské vlnění skrývá obrovský energetický potenciál, který teprve začínáme objevovat, a učíme se ho přetvářet na elektrickou energii. K přeměně této přirozené energie se využívá hned několik experimentálních způsobů, které se předhánějí ve své výkonosti a dopadu na životní prostředí. První metodou byla betonová šachta, která střídavě vytlačovala a nasávala vodu přes Wellsovu turbínu připojenou k elektrickému generátoru. Dalším způsobem je takzvaná kobercová elektrárna, která využívá mořského dna a pomocí rohoží umístěných na hydraulických pístech vyrábí elektřinu. Tento projekt ale ještě nedosáhl rozšířeného používání. V současnosti se největší elektrárna využívající sílu příboje staví na skotském pobřeží, kde by v budoucnu na vytyčené délce 3,5 kilometru měla mít kapacitu 400 MW.

meygen

 

E.ON RÁDCE: CO JE REKUPERACE?

Jaderný odpad

Na celém světě je uloženo přes 1,2 milionu tun vyhořelého radioaktivního odpadu z jaderných elektráren, který musí být skladován po tisíce let, než jeho radioaktivita vyprchá. K jeho ukládání se pojí dlouhodobé spory a v současnosti je tak uložen v přechodných uložištích. Řešením problému s ukládáním jaderného odpadu mohou být jaderné reaktory 4. generace, které umí spalovat již použité jaderné palivo a oproti běžným reaktorům s neutronovým moderátorem ve formě vody dokáží z palivových tyčí dostat mnohonásobně vyšší množství energie. Takzvané rychlé reaktory využívají tekutý sodík jako neutronový moderátor, který nezpomaluje odštěpené neutrony, a umožňuje tak mnohem vyšší efektivitu spalování paliva. Tato technologie byla používána už v minulosti, ale kvůli prudkým reakcím sodíku s vodou se od ní odstoupilo. V budoucnosti by se pro svou vysokou efektivitu a schopnost spalování jaderného odpadu měla zase začít používat a následný odpad by se už nemusel skladovat 1000 let, ale už pouze v řádu stovek let.

jádro
zdroj: flickr.com

 

Solární okna

Vize průhledných solárních panelů, kterými bychom mohli pokrýt pláště mrakodrapů, a využít tak jejich vysoké skleněné stěny k výrobě elektrické energie, byla součástí mnoha sci-fi filmů. Jejich reálné použití ale nepatří do tak daleké budoucnosti. I přesto, že mají solární panely především pohlcovat sluneční světlo, což se s průhledností oken prakticky vylučuje, moderní technologie takové sbírání slunečního svitu umožňují. Nedávnou novinku částečně průhledných solárních panelů před nějakou dobou nahradil koncept zcela průhledných panelů. To bylo umožněno nahrazením fotovoltaických článků za látku TLSC na bázi organických solí, která záření absorbuje jiným způsobem. Místo pohlcování běžně viditelného světla zachycuje pouze infračervené a UV záření, které nemůžeme pouhým okem spatřit. Jejich efektivita je sice řádově nižší, ale při širokém spektru použití, která by tato okna nalezla, by mohla odlehčit energetickým nárokům mrakodrapů i běžných domů. Na prototypech se stále pracuje, doufejme že  se jejich efektivita zvedne nad přijatelnou mez a budou brzy dostupné běžným zákazníkům.

okno
foto: Michigan University

 

Biopaliva z vodních řas

Biopaliva ve smyslu spalování biomasy, výroba etanolu nebo biodieselu z plodin pro produkci elektrické energie nebo tepla jsou známy už po mnoho let. Novým směřováním celého odvětví výroby energie z biopaliv je ale pěstování řas. Nejen, že během procesu dovedou vyčistit odpadní vodu, ale zároveň nemá takto vyráběná elektřina žádnou uhlíkovou stopu. Naopak při čistění vody ji zbavuje živin, které by se normálně musely v energeticky náročném procesu odstraňovat. Řasy se tak po růstu v odpadních vodách za dostatku slunečního záření oddělí od pročištěné vody, která se vrací zpět do přírody. Odfiltrované řasy se mohou dále zpracovat buď k přímé výrobě elektřiny nebo k přeměně na další biopaliva. Momentálně stojí jediná taková elektrárna v americké Alabamě a denně se v ní díky řasám vyčistí na 150 tisíc litrů odpadních vod, nemluvě o množství vypěstovaných řas.

řasy
Průhledné trubky plné znečistěné vody a rostoucích řas, které jsou díky skladnější formě pěstování výhodnější než biopaliva 1. generace, jakým je třeba řepka olejná.

E.ON RÁDCE: JAKOU DOBU NÁVRATNOSTI MÁ KONDENZAČNÍ PLYNOVÝ KOTEL?

Jaderná fúze

Určitě jste si někdy říkali, odkud bere Slunce tolik energie, že může mnoho miliard let zářit v centru naší sluneční soustavy. Můžeme poděkovat termojaderné reakci uvnitř Slunce, která spojováním atomů vodíku (deuteria a tritia) vytváří nepředstavitelné množství energie, která se k nám dostává ve formě slunečního záření. Lidé se snaží tuto energii zkrotit už dlouhá léta ve specializovaných tokamacích, které udržují žhnoucí plazmu, která podobně jako na Slunci dosahuje závratných teplot nutných pro umožnění reakce. Vše se děje v magnetickém poli, aby žár plazmy tokamak nezničil. Tokamak oproti jaderným elektrárnám atomy paliva neštěpí, ale slučuje, což nevyvolává obávanou řetězovou reakci, a navíc k tomu využívá nejdostupnější prvek ve vesmíru – vodík. Fúzní reaktor by tak dokázal vyřešit energetické potřeby lidstva takřka definitivně a všechny ostatní zdroje by jím mohly být nahrazeny. Zatím se ale nedaří udržet plazmu o teplotě jádra Slunce pod kontrolou natolik, že bychom ji mohli energeticky využívat, ale na technologii se usilovně pracuje už desítky let. První konvenčně využitelný tokamak (ITER) bude uveden do zkušebního provozu v roce 2020. Pokud se osvědčí, měl by začít dodávat elektřinu do sítě mezi lety 2040 - 2050.

iter
Stavba tokamaku ve Francii.

Budoucnost naší celosvětové energetiky tak vypadá víc než slibně. Mnohé z uvedených zdrojů nejspíš budeme využívat předtím, než začnou reaktory na jadernou fúzi plnit naše energetické nároky. Do té doby ale nezbývá doufat, že elektrárny využívající fosilní paliva ještě rychleji ustoupí novým a šetrnějším metodám získávání energie z obnovitelných zdrojů...

E.ON RÁDCE: CO JE REKUPERACE?

Témata:
Sdílejte:

Doporučujeme

Jak dosáhnout největších úspor za energie?

E.ON Rádce vám rád poradí, jak na to.