Budoucnost energetiky - akumulace a malé jaderné reaktory

Jednou z nejpalčivějších otázek energetiky, kterou se dosud nepodařilo uspokojivě vyřešit, je problematika skladování elektřiny. V současné době se používá několik způsobů, které umožňují v době přebytku ukládat elektřinu a ve špičkách ji zase vyrábět nebo čerpat, všechny jsou však zatím příliš drahé nebo málo efektivní.

K nejvyužívanějším patří přečerpávací elektrárny. Česko má v současnosti tři. Jde o vodní elektrárny se dvěma propojenými nádržemi. V době, kdy je přebytek elektřiny, se voda ze spodní nádrže načerpá do té horní, a v případě potřeby se naopak spustí dolů, a vyrábí tak elektřinu.

Další možností je využití stlačeného vzduchu, který se v době přebytku energie vhání kompresorem do uzavřených jeskyní nebo kaveren pod zemí a pak se použije pro výrobu elektřiny plynovou turbínou. Při výrobě elektřiny oběma způsoby dochází ke ztrátám, ovšem jako špičkový zdroj jsou nedocenitelné.

Budoucnost zřejmě patří bateriím a akumulátorům. Na vědeckém výzkumu, jehož cílem je zvýšit výdrž, výkon a snížit náklady na výrobu, pracují všichni velcí hráči v oboru. Pracuje se s různými materiály - od olověných přes nikl-kadmiové (NiCd) a lithiumiontové (Li-Ion), až po novinky, jako jsou zinko-vzdušné nebo sodíkovo-sírové, pracující při teplotách kolem 300 stupňů Celsia.

Akumulátory zatím mají malý výkon a k využití pro elektroenergetiku jich je zapotřebí obrovské množství. Pro uskladnění 1000 kWh elektřiny je potřeba mít k dispozici 25 tun olověných, nebo 8 tun pokročilých chemických akumulátorů (NiCd, Li-Ion).

Velkou výzvou je vývoj supravodivých indukčních akumulátorů, které pracují na bázi supravodivé cívky a tekutého hélia. První malé supravodivé akumulátory již pracují v USA s minimálními ztrátami - účinnost přesahuje 95 procent. Zveřejněné studie ale naznačují možnost vybudovat podzemní supravodivé indukční akumulátory, v nichž je v tekutém heliu položena smyčka tlustého měděného vodiče, s ohromující kapacitou až 4000 MW. Ztráty se započtením provozu kryogenní stanice udržující helium při teplotě 269 stupňů Celsia přitom nepřesahují 1 procento. Náklady na výstavbu takového zařízení by však byly astronomické.

Vědci hledají i nové cesty výroby elektrické energie. Jednou takovou novinkou jsou malé jaderné elektrárny, které mohou zásobovat větší průmyslový podnik nebo město. Mají výkon do 300 MW, vyrobí se v továrně a na místo dorazí již dokončené - stačí nastartovat jadernou reakci a zapojit je do sítě. Po ukončení štěpné reakce se odveze buď celá elektrárna, nebo reaktor, který je nahrazen novým.

Malé jaderné elektrárny na klíč dnes vyvíjí čtveřice firem - Areva, Mitshubishi, Westinghouse a čínská Chinergy. Jsou zcela bezúdržbové, ekologické a bezpečné. Jejich cena se pohybuje od 25 milionů dolarů za kus - tedy asi zhruba od půl miliardy korun výše. Další variantou jsou takzvané plovoucí reaktory - malé reaktory umístěné na plošině u pobřeží, které mohou zásobovat přímořské město nebo průmyslovou aglomeraci a v případě potřeby odplout zásobovat jiné místo. První se již staví v Rusku.

ZDROJ: Energy outlook 2013