Nové jaderné projekty pro Evropu
Nejen Česká republika, která v právě probíhajícím výběrovém řízení poptává 4 nové jaderné bloky, ale i další evropské země plánují rozvoj jaderné energetiky.
Podle odhadu vědců by slapová energie mohla poskytovat až 1 milion GWh elektřiny. Světová energetická rada (WEC) konstatovala, že jen v zálivu Fundy ve východní Kanadě by slapová energie mohla ročně produkovat 7 000 GWh elektrické energie. Rozdíl mezi přílivem a odlivem je zde 11 m a v nejužším místě až 17 m. Ve 270 km dlouhém zálivu protéká tam a zpět na 100 miliard tun mořské vody. Nelze se proto divit, že se slapové energii věnuje tak velký zájem. Na druhé straně jde o podnikání, které se setkává s velkými technickými a ekologickými problémy.
Dosud největším projektem slapové elektrárny na světě je „vodní farma“ zahrnující 300 vodních turbín při pobřeží Jižní Koreje. Smlouvu v hodnotě 500 milionů GBP na její výstavbu podepsala britská firma Lunar Energy. Tým pracovníků z Florida Atlantic University se snaží využít energii golfského proudu, který protéká okolo pobřeží Floridy. Zkouší se zde prototyp turbíny o výkonu 20 kW. Náklady na výrobu elektřiny ze slapových elektráren se odhadují na 12‑15 pencí/kWh, což je asi čtyřnásobek oproti elektřině z větrných elektráren /1/.
Slapová elektrárna Sea Gen v Severním Irsku má dvě turbíny, které jsou poháněny rotory o průměru 16 m o jednotkovém výkonu 600 kW. Turbíny jsou umístěny na koncích horizontálního příčného nosníku, který je uložen na vertikální hřídeli ukotvené na mořském dně. Pokud je třeba provést údržbu, nosník s turbínami se vyzdvihne nad hladinu. Ačkoliv způsob provozu připomíná větrnou turbínu, namáhání zařízení Sea Gen je nesrovnatelně větší. Slapové proudění je zde tak velké, že odpovídá vodní stěně, která je vysoká jako sedmipatrový dům a valí se rychlostí 2 m/s. Tlak na lopatky rotoru je více než 100 tun. Pokud by nebyla vyvinuta uhlíková vlákna, z nichž jsou lopatky vyrobeny, pak by tato elektrárna nemohla vůbec vzniknout. Elektrárna Sea Gen vyrábí elektřinu od prosince 2008.
Pokud jde o budoucí vývoj tohoto typu slapové elektrárny, pak by maximální velikost rotorů neměla být větší než 24 m. Stavět větší rotory by nebylo rozumné z ekonomických důvodů. Místo toho se doporučuje budovat sérii menších rotorů o optimální velikosti. Počátkem března 2010 byla zveřejněna informace, že společnost Marine Current Turbines získala možnost dodávat slapové elektrárny o výkonu až 100 MW, což je 80krát větší výkon než u elektrárny Sea Gen. V úvahu přicházejí lokality u Orknejských ostrovů a v oblasti silných slapových vod v Pentland Firth mezi Orknejemi a skotskou pevninou. V těchto oblastech mají příležitost i dvě další společnosti, které chtějí využívat slapovou energii a pět společností zabývajících se využíváním energie mořských vln. Projekt Sea Gen však naráží na protesty ekologů, kteří vyjadřují obavy, že velké rotory jsou hrozbou pro ploutvonožce /2/.
Slapová energie vytvářená Měsícem a Sluncem představuje výkon asi 3,5 TW. To se sice zdá jako velký výkon, ale ve skutečnosti je to jen asi 20 % globálního výkonu elektráren. Přitom lze z tohoto výkonu využít jen část.
Aby se využití slapové energie vyplatilo, musí být rychlost proudění nejméně 1,2 m/s. To vylučuje ze hry velký počet lokalit, které se nacházejí na otevřeném oceánu, kde je proudění příliš slabé – menší než 0,1 m/s. Ve skutečnosti existuje ve světě jen asi 20 vhodných lokalit, včetně severního Skotska a ústí řeky Severn. Ty jsou ale zdrojem živin pro mořské živočichy a místem tření ryb. V uvedených dvaceti lokalitách by bylo možné získat výkon menší než 100 GW a přitom je sporné, zda by bylo jeho využití efektivní.
Nepříznivé jsou dosud i zkušenosti s přehrazováním míst a s provozovanými podvodními turbínami. Navíc, při průchodu turbínami zahyne až 80 % ryb. Změny proudění rovněž ovlivňují zásobování živinami a mění ekologii života v ústí řek. Příliv a odliv jsou nepostradatelnou součástí života v mělkých mořích. Bez nich by se život v oceánech zastavil.
Výzkumné a vývojové úsilí však nebylo zbytečné. Zařízení s elektromagnetickým motorem totiž může posloužit i k energetickému využití slapových proudů. Vzhledem k tomu, že zařízení nemá pohyblivé části, mohlo by být ve srovnání s podvodními turbínami trvanlivější a spolehlivější. Japonský vědec Minoru Takeda z univerzity v Kobe však přiznává, že nová technologie bude vyžadovat dlouhodobý výzkum a vývoj. Jeho prototypové zařízení má výkon pouhého zlomku wattu. Vědec však věří tomu, že v budoucnosti bude lidstvo získávat energii ze slapových proudů v ústí řek nebo v úzkých kanálech pomocí řady elektromagnetických generátorů ukotvených na mořském dně.
Velkou výzvou zatím zůstává výroba výkonných supravodivých magnetů a také potřeba zkapalněného hélia k jejich chlazení. Zkapalňování hélia je pro běžný průmysl přece jen technicky náročné a drahé. Ani v této oblasti se však vývoj nezastavil. Japonská společnost IHI vyvíjí lodní motor, který využívá „vysokoteplotní“ supravodivý vodič na bázi vizmutu, kterému stačí k ochlazování kapalný dusík.
Elektromagnetické generátory mají oproti jiným zařízením využívajícím slapovou energii několik výhod. Jednou z nich je robustnost. Moře totiž představuje pro stroje velmi nepřátelské prostředí, jako jsou silné vodní proudy a elektrochemická koroze. Další problém představuje kavitace, způsobující důlkovou korozi lopatek. Protože Takedův generátor má málo pohyblivých částí, lépe odolává opotřebení a představuje i menší rizika pro mořské živočichy. Proto Takeda plánuje postavit zařízení v plném měřítku a odzkoušet ho v mělkých vodách u pobřeží Kobe. Dobrou zprávou pro budoucnost projetu je, že Takedovy technologie získávají dodatečnou podporu a že japonská vláda oznámila plány na omezování emisí CO2 do roku 2050 o 80 %.
Prameny:
/1/ Jason Palmer: The tide is turning. New Scientist, 2008, č. 2677, s. 35‑37
/2/ New Scientist, 2010, č. 2753, s. 54‑55
/3/ Fred Pearce: Lose it or build 8 power stations. New Scientist, 2009, č.2704, s. 33‑35
/4/ Hans van Haren: Tidal power? No, thanks. New Scientist, 2010, č. 2754, s. 20‑21
/5/ David McNeill, Miguel A. Quintana: Tidal power with a twist. New Scientist, 2008, č. 2663, s. 40‑43
Vrtule Sea Gen:
http://www.seageneration.co.uk/default.asp
dole na stránce, copyright © Mercator Media 2010
Nejen Česká republika, která v právě probíhajícím výběrovém řízení poptává 4 nové jaderné bloky, ale i další evropské země plánují rozvoj jaderné energetiky.
Vývoj solární energetiky v roce 2023 v Česku opět výrazně přidal na rychlosti. Podle dat Solární asociace se postavil téměř 1 gigawatt nových fotovoltaických elektráren (FVE), celkem jich vzniklo skoro 83 000.
O SMR, malých modulárních reaktorech, jsme již psali několikrát. Ze souhrnného materiálu NEA (Jaderné energetické agentury OECD) jsme pro čtenáře Třípólu vybrali přehledy jednotlivých projektů (stav v r.
Růst výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie (OZE) a růst počtu elektrických vozidel (EV) je klíčem ke globálnímu snížení závislosti na fosilních palivech, snížení ...
Když čtete tyto řádky, pracuje vysoce sofistikovaný biologický stroj – váš mozek. Lidský mozek se skládá z přibližně 86 miliard neuronů a řídí nejen tělesné funkce od vidění ...
Krásně a jednoduše vysvětleno se srozumitelnými animacemi. V angličtině.