Hlavním motorem výzkumu a vývoje v energetice byla loni ekologie. Nejzajímavější objevy se týkají pohonu automobilů a výroby energie z obnovitelných zdrojů.
Rok v energetice
ETANOL Z BIOLOGICKÉHO ODPADU. Úprava automobilu, aby mohl spalovat etanol, přijde na pár stovek dolarů. Ale spalování etanolu zatím nemá velký smysl, protože se většinou vyrábí ze zemědělských plodin, což je náročné na energii, půdu i vodu. Lepší alternativou je celulóza z hmoty, jako je dřevní odpad nebo sláma. Tyto zdroje celulózy jsou běžně dostupné a velmi levné, protože se jedná o odpad a alternativou k jeho využití pro energetiku je, že bez užitku zetlí.
Ve snaze o využití tohoto odpadu výzkumníci vyvinuli geneticky upravené mikroorganismy, které dokážou dřevní hmotu nebo slámu zkonzumovat, celulózu rozložit na jednoduché sacharidy a ty pak přeměnit na alkohol. Tato technologie už funguje, vědci ji už jen vylepšují. Například dalšími genetickými manipulacemi vytvářejí mikroorganismy odolnější vůči alkoholu. To je důležité, protože alkohol je vlastně odpadním produktem jejich metabolismu a jako takový pro ně představuje jed. Tolerance k vyšší koncentraci alkoholu umožní zvýšit výrobu alkoholu, aniž by bylo třeba zvětšit objem výrobního zařízení. V důsledku tedy odolnější bakterie umožní snížit náklady na výrobu.
Výzkum přeměny celulózy na etanol už pokročil do té míry, že v USA plánují stavbu prvních továren na zpracování odpadního dříví a slámy.
ZAČÍNÁ ÉRA HYBRIDŮ DO ZÁSUVKY. Až dosud to byla doména domácích kutilů: přidávali k hybridním vozům, jako je Toyota Prius, dodatečné akumulátory a palubní nabíječky, aby je pak mohli využívat i v čistě elektrickém režimu. To výrobci zatím neumožňují a jediným zdrojem dobíjecího proudu jsou tak alternátory, poháněné spalovacím motorem nebo odebírající energii při brzdění. Výsledkem je, že slabé zásoby elektřiny dovolují u produkčních vozů spolehnout se na elektromotor jen při rozjezdu nebo při prudké akceleraci, nanejvýš při krátkém popojíždění ve frontě před křižovatkou.
Důvod, proč se automobiloví výrobci dosud zdráhali nabízet své hybridní vozy jako tzv. "plug-in", tedy k dobíjení ze sítě, je prozaický. Řidiči se odmítali starat, jestli mají dostatečně nabité baterie a čistě elektrický pohon si tak nesl stigma něčeho nespolehlivého. Doba se však mění a rostoucí cena benzinu přiměla vědce a vývojáře, aby svou pozornost přenesli od hybridních vozů, kde elektromotor je doplňkovým pohonem ke spalovacímu motoru, k elektromobilům, doplněným o možnost dobíjení pomocí spalovacího motoru. Velký impuls dostaly elektromobily na podzim, kdy byla zveřejněna studie Pacific Northwestern National Laboratory (PNNL), spadající pod americké ministerstvo dopravy. Počítačové simulace ukázaly, že obavy, že by masové dobíjení elektromobilů vedlo ke kolapsům rozvodné sítě, jsou liché. Naopak, dobíjení, protože není akutní a dá se odložit na dobu nízkého odběru, by zatížení sítě stabilizovalo. A navíc, akumulátory právě připojených vozů by se daly využít k vykrytí krátkodobých akutních energetických špiček.
LEPŠÍ BATERIE. Problémy společnosti Sony, která musela vyměnit miliony baterií do notebooků kvůli bezpečnostním závadám, vzbudily velký zájem o výzkum a vývoj akumulátorů. Nejslibnější cestou, aspoň v krátkodobém horizontu, je náhrada materiálů, používaných jako elektrody v lithium-iontových bateriích. Tyto modernizované lithium-iontové baterie slibují až dvojnásobnou kapacitu a delší životnost, takže elektromobily nemusejí čekat, až se případně podaří nějaký zásadní technologický průlom.
LEVNĚJŠÍ SOLÁRNÍ ENERGIE. Solární energie je právem považována za příliš drahou, ale rostoucí cena fosilních paliv a vládní dotace po celém světě tento handicap vyrovnávají. Trh zařízení pro přeměnu energie Slunce na elektřinu tak stále roste. Přestože technologicky stále dominují křemíkové fotovoltaické články, nastupuje průmyslová výroba levnějších článků, založených na mikroskopických vrstvách organických polovodivých materiálů, nanášených revolučními technikami. Druhou cestou je výroba levných zrcadel, která dokážou zkoncentrovat sluneční energii na menší plochu - takže se vyplatí použít účinné, byť drahé, sluneční články. V této oblasti došlo loni koncem roku k průlomu: do výroby se dostal článek, který přeměňuje dopadající sluneční záření na elektrický proud s rekordní účinností 40,7 procenta.
ČISTÉ UHLÍ: POLITICKÁ ZÁLEŽITOST. Hledání revolučních technologií je úžasná věc, ale často stačí využívat ty existující. V energetice je to případ spalování uhlí: existují technologie jako je zplyňování, spalování v čistém kyslíku nebo ukládání oxidu uhličitého do podzemních zásobníků, které by umožnily okamžitě výrazně omezit ekologické dopady využívání tohoto zdroje energie. Je přitom jasné, že uhlí bude, přinejmenším v zemích, jako jsou USA nebo Čína, ještě dlouho dominantním energetickým zdrojem pro výrobu elektřiny.
Ve snaze o využití tohoto odpadu výzkumníci vyvinuli geneticky upravené mikroorganismy, které dokážou dřevní hmotu nebo slámu zkonzumovat, celulózu rozložit na jednoduché sacharidy a ty pak přeměnit na alkohol. Tato technologie už funguje, vědci ji už jen vylepšují. Například dalšími genetickými manipulacemi vytvářejí mikroorganismy odolnější vůči alkoholu. To je důležité, protože alkohol je vlastně odpadním produktem jejich metabolismu a jako takový pro ně představuje jed. Tolerance k vyšší koncentraci alkoholu umožní zvýšit výrobu alkoholu, aniž by bylo třeba zvětšit objem výrobního zařízení. V důsledku tedy odolnější bakterie umožní snížit náklady na výrobu.
Výzkum přeměny celulózy na etanol už pokročil do té míry, že v USA plánují stavbu prvních továren na zpracování odpadního dříví a slámy.
ZAČÍNÁ ÉRA HYBRIDŮ DO ZÁSUVKY. Až dosud to byla doména domácích kutilů: přidávali k hybridním vozům, jako je Toyota Prius, dodatečné akumulátory a palubní nabíječky, aby je pak mohli využívat i v čistě elektrickém režimu. To výrobci zatím neumožňují a jediným zdrojem dobíjecího proudu jsou tak alternátory, poháněné spalovacím motorem nebo odebírající energii při brzdění. Výsledkem je, že slabé zásoby elektřiny dovolují u produkčních vozů spolehnout se na elektromotor jen při rozjezdu nebo při prudké akceleraci, nanejvýš při krátkém popojíždění ve frontě před křižovatkou.
Důvod, proč se automobiloví výrobci dosud zdráhali nabízet své hybridní vozy jako tzv. "plug-in", tedy k dobíjení ze sítě, je prozaický. Řidiči se odmítali starat, jestli mají dostatečně nabité baterie a čistě elektrický pohon si tak nesl stigma něčeho nespolehlivého. Doba se však mění a rostoucí cena benzinu přiměla vědce a vývojáře, aby svou pozornost přenesli od hybridních vozů, kde elektromotor je doplňkovým pohonem ke spalovacímu motoru, k elektromobilům, doplněným o možnost dobíjení pomocí spalovacího motoru. Velký impuls dostaly elektromobily na podzim, kdy byla zveřejněna studie Pacific Northwestern National Laboratory (PNNL), spadající pod americké ministerstvo dopravy. Počítačové simulace ukázaly, že obavy, že by masové dobíjení elektromobilů vedlo ke kolapsům rozvodné sítě, jsou liché. Naopak, dobíjení, protože není akutní a dá se odložit na dobu nízkého odběru, by zatížení sítě stabilizovalo. A navíc, akumulátory právě připojených vozů by se daly využít k vykrytí krátkodobých akutních energetických špiček.
LEPŠÍ BATERIE. Problémy společnosti Sony, která musela vyměnit miliony baterií do notebooků kvůli bezpečnostním závadám, vzbudily velký zájem o výzkum a vývoj akumulátorů. Nejslibnější cestou, aspoň v krátkodobém horizontu, je náhrada materiálů, používaných jako elektrody v lithium-iontových bateriích. Tyto modernizované lithium-iontové baterie slibují až dvojnásobnou kapacitu a delší životnost, takže elektromobily nemusejí čekat, až se případně podaří nějaký zásadní technologický průlom.
LEVNĚJŠÍ SOLÁRNÍ ENERGIE. Solární energie je právem považována za příliš drahou, ale rostoucí cena fosilních paliv a vládní dotace po celém světě tento handicap vyrovnávají. Trh zařízení pro přeměnu energie Slunce na elektřinu tak stále roste. Přestože technologicky stále dominují křemíkové fotovoltaické články, nastupuje průmyslová výroba levnějších článků, založených na mikroskopických vrstvách organických polovodivých materiálů, nanášených revolučními technikami. Druhou cestou je výroba levných zrcadel, která dokážou zkoncentrovat sluneční energii na menší plochu - takže se vyplatí použít účinné, byť drahé, sluneční články. V této oblasti došlo loni koncem roku k průlomu: do výroby se dostal článek, který přeměňuje dopadající sluneční záření na elektrický proud s rekordní účinností 40,7 procenta.
ČISTÉ UHLÍ: POLITICKÁ ZÁLEŽITOST. Hledání revolučních technologií je úžasná věc, ale často stačí využívat ty existující. V energetice je to případ spalování uhlí: existují technologie jako je zplyňování, spalování v čistém kyslíku nebo ukládání oxidu uhličitého do podzemních zásobníků, které by umožnily okamžitě výrazně omezit ekologické dopady využívání tohoto zdroje energie. Je přitom jasné, že uhlí bude, přinejmenším v zemích, jako jsou USA nebo Čína, ještě dlouho dominantním energetickým zdrojem pro výrobu elektřiny.
Zdroj:EKONOM
Sdílet článek na sociálních sítích
