Elektřina z pouště

Projekt Desertec plánuje výstavbu obřích solárních elektráren na Sahaře
Na povrch pouští dopadá denně více energie, než kolik lidstvo spotřebuje za celý rok. Zatímco ceny energie stoupají, zásoby energetických surovin se krátí a hlad po energii roste, zůstává sluneční záření dopadající na pouště stále opomíjeno. Existují dobré důvody, proč solární elektrárny na Sahaře nestavět, nebo je naopak právě teď ta nejlepší doba, kdy se do takového projektu pustit?

Desertec je sdružení založené členy TREC (Trans Mediterranean Renewable Energy Cooperation) za podpory jordánského prince Hassana bin Talala a německého Římského klubu. V současné době má podporu mnoha lidí a institucí po celém světě. V polovině července očekáváme setkání špičkových světových firem, které se mají domluvit na dalším postupu. Cílem není nic menšího, než přivést energii ze Sahary do Evropy.

Projekt Desertec
Ambiciózní projekt s předpokládaným rozpočtem 400 miliard eur (1013 Kč) chce postavit síť tepelných slunečních elektráren v zemích Severní Afriky a Arabského poloostrova. Vzniklou energií budou nejen zásobovány zmíněné země, ale i velká část Evropy. Předpokládá se, že projekt bude do roku 2050 vyrábět ze Slunce 100 GW, čímž pokryje 15 % spotřeby Evropské unie. Rozpočet zahrnuje i výstavbu nového vedení, kterým se elektřina do Evropy dovede. Dvacet kabelů, každý o přenosovém výkonu 5 GW, bude stát celkem 45 miliard eur (1012 Kč).
Podívejme se podrobněji na jednotlivé části projektu:

Tepelné solární elektrárny
Energii ze Slunce je možné získávat dvěma způsoby. První představuje použití fotovoltaických panelů, které z dopadajícího záření přímo vyrábějí elektrickou energii. Panely mohou být instalovány prakticky kdekoliv, ale jsou náročné na výrobu (finančně, energeticky i surovinově) a v případě velké fotovoltaické elektrárny je náhrada poškozených dílů obtížná. Druhou alternativou je elektrárna tepelná. Ta za pomoci zrcadel soustředí záření na kolektor, ve kterém zahřívá topné médium. To dále ohřívá vodu, která se mění na páru. Pára roztáčí turbínu a ta generátor, který vyrábí elektřinu. Zrcadla lze vyrábět i nahrazovat snadno, technická část s turbínou se ale neobejde bez péče vyškolených techniků a inženýrů a bez vodního hospodářství.

Tepelné elektrárny v praxi
Typ, který hodlá projekt Desertec vystavět na Sahaře, již funguje v Kalifornii - Kramer Junction, http://ludb.clui.org/ex/i/CA9679 a ve Španělsku. Španělská elektrárna Andasol http://www.solarpaces.org/Tasks/Task1/andasol.htm má instalovaný výkon 50 MW a celá elektrárna zabírá plochu 200 hektarů. Teplo, které nashromáždí přes den, se uchovává pomocí roztavených solí, takže elektrárna je schopna dodávat elektřinu až 7,5 hodiny po západu Slunce. Její výstavba přišla na 310 milionů Eur (8.10 9 Kč) a roční produkce elektřiny činí kolem 179 GWh.

Trocha srovnání
Česká Jaderná elektrárna Temelín byla poněkud dražší, cca 4 miliardy eur (10 11 Kč), ale zato disponuje výkonem 2000 MW a ročně vyprodukuje 12 000 GWh elektřiny. Na 1 MW instalovaného výkonu sluneční elektrárny je tedy třeba 6,2 milionu eur, zatímco na stejný výkon jaderné elektrárny jen 2 miliony eur. Projekt Desertec předpokládá, že výstavba dalších solárních elektráren bude podstatně levnější, protože použité technologie již budou vyzkoušené a zbavené chyb. I tak je slibovaných 100 GW během čtyřiceti let poměrně velikým soustem. Tento výkon totiž představuje výstavbu 2 000 elektráren typu Andasol, čili stavbu padesáti takových elektráren ročně.

Další podobná elektrárna se v současnosti staví třeba v Jordánsku http://www.unu.edu/unupress/unupbooks/uu18ce/uu18ce0d.htm
Vyráběná elektřina zde poslouží mimo jiné k odsolování mořské vody. Výroba pitné vody z mořské potřebuje cca 4 kWh/m3 a pro suché země Severní Afriky a Arabského poloostrova je odsolování často jediným zdrojem pitné vody. I tento problém mají řešit elektrárny Desertecu.

Zmiňovaná jordánská elektrárna bude zásobovat energií a pitnou vodou hotelový resort Aqaba.

Obnovitelné zdroje, kam se podíváš
Ušlechtilým záměrem Desertecu je omezit závislost na fosilních zdrojích energie. Přechod pouze na zdroje obnovitelné by odstranil problém s docházejícími surovinami i znečišťováním životního prostředí exhalacemi uhelných a plynových elektráren. Sluneční (a větrné) elektrárny ale mají velkou nevýhodu v malé spolehlivosti dodávek. Tepelná solární elektrárna sice zvládá vyrábět elektřinu i několik hodin po západu Slunce, ale stejně v případě dlouhodobější nepřízně počasí musí sáhnout po záložním zdroji, kterým by měl být kotel na spalování biomasy, plynu, případně uhlí. Ten je závislý na dodávce paliva, což může být v Saharských podmínkách obtížné. S jadernými elektrárnami, které vystačí se zavezeným palivem více než čtyři roky a neprodukují žádné exhalace, projekt Desertec vůbec nepočítá. Naopak předpokládá, že roku 2050 již v Evropě nebude žádná jaderná elektrárna v provozu a elektřinu budou vyrábět obnovitelné zdroje, zálohované uhelnými a plynovými.

Přenosové ztráty
Jedním z důvodů, proč se zatím sluneční energie z pouští nevyužívá masivně, je prostý fakt, že na Sahaře bydlí jen velmi málo odběratelů a při přenosu na velké vzdálenosti k zákazníkům (třeba v Německu) dochází k masivním přenosovým ztrátám. Při vedení střídavého proudu přibývají k „obyčejným“ ohmickým ztrátám (RzI2, kde Rz je odpor vedení a I protékající proud) ještě ztráty zářením – dlouhé vedení vyzařuje střídavý proud stejně jako anténa rádiové vysílačky. Aby se elektrárny v poušti vyplatily, byly by s Evropou spojeny vysokonapěťovým stejnosměrným vedením (High Voltage Direct Current, HVDC), které má ztráty nižší – okolo 5 % na 1 500 km. Tento typ vedení potřebuje speciální vysokonapěťové a vysokovýkonové převaděče mezi střídavým a stejnosměrným proudem, proto se finančně vyplatí jen při přenosech na větší vzdálenosti. V Evropě je takto spojeno například Norsko s Nizozemskem, vedení délky 580 km stálo 600 milionů eur.

Evropa závislá na Africe
Země Severní Afriky a Arabského poloostrova bohužel nejsou právě vzorem politické stability, bezpečnosti, a rozumných rozhodnutí. Vyvstává proto oprávněná otázka, jak bude zajištěna bezpečnost dodávek elektřiny do Evropy. Kdyby se Evropská unie zbavila závislosti na fosilních palivech, ale stala se místo toho závislou na nejisté elektřině ze Sahary, nemusela by si vůbec polepšit. Projekt se zabýval i těmito problémy. Riziko poškození hlavního vedení navrhuje omezit stavbou většího množství vedení o nižším výkonu a předpokládá, že sabotáží a úmyslného odpojení Evropy od elektřiny se není třeba obávat:

„Záměrné přerušení dodávek energie by způsobilo ztrátu příjmů v producentských zemích – na rozdíl od obdobného případu s fosilními palivy, která je možno uschovat a později prodat za vyšší cenu. Kromě toho, odběratelé a budoucí investoři by tím ztratili důvěru ve své dodavatele a bojkot by tedy přinesl ztrátu pouze těm, kdo ho vyvolali.“ (WhiteBook)

„Věříme, že Desertec rovněž podpoří mír. Jestliže všichni ve středozemní oblasti budou usilovat o dosažení jediného, společného cíle, potom bude pro každého naprosto zbytečné vstupovat do ozbrojeného konfliktu.“ (RedPaper)

Jen málokdy je k vidění tak velká důvěra v lidský rozum a racionální chování. Jak si poradí v případě, že v některé zemi dojde k projevům neracionality, se v dostupných materiálech projektu Desertec neprobírá.

Několik slov závěrem
Projekt Desertec je velká a smělá myšlenka. Nepochybně z ní budou těžit země, ve kterých se sluneční elektrárny postaví, neboť tak získají další zdroj elektřiny. Zcela jistě také projekt prospěje firmám, které se budou výstavbou elektráren zabývat. Jestli se podaří dosáhnout mírového soužití všech národů a společného využívání čisté sluneční energie, zatím není jasné. Je zde široký prostor pro diskuzi, námitky a doplnění nedořešených problémů. I vy se můžete zapojit a vyslovit svůj názor na projekt Desertec. Neváhejte a napište do 3pólu!