32,6 % – ropa a ropné produkty. 30,0 % – uhlí. 23,7 % – plyn. První tři mezi energetickými zdroji, které zásobují lidstvo, vypadají přesně takto. Hvězdné lodě a „zelená“ planeta jsou stále stejně daleko jako „galaxie daleko, daleko“.
Určitě existuje pohyb směrem k alternativní energii, ale je tak pomalý, že se očekává průlom – zatím ne. Buďme upřímní: příštích 50 let budou naše domovy svítit fosilními palivy.
Rozvoj alternativní energie jde pomalu, jako prim gentleman po nábřeží Temže. O netradičních zdrojích energie se dnes napsalo mnohem více, než se udělalo pro jejich rozvoj a implementaci do běžného života. Ale v tomto směru jsou 3 uznávaní „mastodonti“, kteří za sebou táhnou zbytek vozu.
S jadernou energetikou se zde nepočítá, protože otázka její progresivity a účelnosti rozvoje se dá diskutovat velmi dlouho.
Níže budou uvedeny výkonové ukazatele stanic, proto pro analýzu hodnot uvedeme výchozí bod: nejvýkonnější elektrárnou na světě je jaderná elektrárna Kashiwazaki-Kariwa (Japonsko). Který má kapacitu 8,2 GW.
Vzduchová energie: vítr ve službách člověka
Základním principem větrné energie je přeměna kinetické energie pohybujících se vzduchových hmot na tepelnou, mechanickou nebo elektrickou energii.
Vítr je výsledkem rozdílu tlaku vzduchu na povrchu. Zde se uplatňuje klasický princip „komunikujících nádob“, pouze v globálním měřítku. Představte si 2 body – Moskva a Petrohrad. Pokud je teplota v Moskvě vyšší, vzduch se zahřívá a stoupá, přičemž ve spodních vrstvách zůstává nízký tlak a snížené množství vzduchu. V Petrohradě je přitom tlaková výše a vzduchu je dost „zdola“. Masy proto začínají proudit směrem k Moskvě, protože příroda vždy usiluje o rovnováhu. Tak vzniká proudění vzduchu, kterému se říká vítr.
Tento pohyb nese obrovskou energii, kterou se inženýři snaží zachytit.
Dnes pocházejí 3 % světové produkce energie z větrných turbín a kapacita roste. V roce 2016 převýšil instalovaný výkon větrných elektráren kapacitu jaderných elektráren. Existují však 2 vlastnosti, které omezují vývoj směru:
1. Instalovaný výkon je maximální provozní výkon. A pokud jaderné elektrárny fungují na této úrovni téměř neustále, větrné elektrárny takových ukazatelů dosahují jen zřídka. Účinnost takových stanic je 30-40%. Vítr je extrémně nestabilní, což omezuje použití v průmyslovém měřítku.
2. Umístění větrných elektráren je racionální v místech konstantního proudění větru – tak je možné zajistit maximální účinnost instalace. Lokalizace generátorů je výrazně omezena.
Větrnou energii lze dnes považovat pouze za doplňkový zdroj energie v kombinaci se stálými, jako jsou jaderné elektrárny a stanice využívající spalitelné palivo.
Větrné mlýny se poprvé objevily v Dánsku – sem je přivezli křižáci. Dnes je v této skandinávské zemi 42 % energie vyráběno větrnými elektrárnami.
Projekt výstavby umělého ostrova 100 km od pobřeží Velké Británie je téměř dokončen. V Dogger Bank vznikne zásadně nový projekt – na 6 km2 bude instalováno mnoho větrných turbín, které budou přenášet elektřinu na pevninu. Půjde o největší větrnou elektrárnu na světě. Dnes je to Gansu (Čína) s kapacitou 5,16 GW. Jedná se o komplex větrných turbín, který se každým rokem rozrůstá. Plánovaný ukazatel je 20 GW.
A něco málo o nákladech.
Ukazatele průměrných nákladů na vyrobenou 1 kWh energie jsou:
─ uhlí 9-30 centů;
─ vítr 2,5-5 centů.
Pokud se podaří vyřešit problém se závislostí na větrné energii a zvýšit tak účinnost větrných elektráren, pak mají velký potenciál.
Solární energie: motor přírody – motor lidstva
Princip výroby je založen na sběru a distribuci tepla ze slunečních paprsků.
Nyní je podíl solárních elektráren (SPP) na světové produkci energie 0,79 %.
Tato energie je především spojena s alternativní energií – přímo před vašima očima se kreslí fantastická pole pokrytá velkými deskami s fotobuňkami. V praxi je ziskovost tohoto směru dosti nízká. Mezi problémy lze vyčlenit porušení teplotního režimu nad solární elektrárnou, kde se ohřívají vzduchové hmoty.
Ve více než 80 zemích existují programy rozvoje solární energie. Ale ve většině případů mluvíme o pomocném zdroji energie, protože úroveň výroby je nízká.
Důležité je správné umístění výkonu, pro který se sestavují podrobné mapy slunečního záření.
Solární kolektor slouží jak k ohřevu vody pro vytápění, tak k výrobě elektřiny. Fotovoltaické články generují energii „vyrážením“ fotonů pod vlivem slunečního záření.
Lídrem ve výrobě energie v solárních elektrárnách je Čína a ve výrobě na hlavu Německo.
Největší solární elektrárna se nachází na solární farmě Topaz, která se nachází v Kalifornii. Výkon 1,1 GW.
Existuje vývoj, jak umístit kolektory na oběžnou dráhu a sbírat sluneční energii, aniž by se ztratila v atmosféře, ale tento směr má stále příliš mnoho technických překážek.
Vodní síla: pomocí největšího motoru na planetě
Vodní energie je lídrem mezi alternativními zdroji energie. 20 % světové produkce energie pochází z vodní energie. A mezi obnovitelnými zdroji 88 %.
Na určitém úseku řeky se staví mohutná přehrada, která koryto zcela blokuje. Proti proudu je vytvořena nádrž a výškový rozdíl po stranách hráze může dosahovat stovek metrů. Voda rychle prochází přehradou v místech, kde jsou instalovány turbíny. Takže energie pohybující se vody roztáčí generátory a vede ke generování energie. Všechno je jednoduché.
Z minusů: velké území je zaplaveno, bioživot v řece je narušen.
Největší vodní elektrárna je Sanxia („Tři soutěsky“) v Číně. Má kapacitu 22 GW a je největší elektrárnou na světě.
Vodní elektrárny jsou běžné po celém světě a v Brazílii poskytují 80 % energie. Tento směr je v alternativní energetice nejperspektivnější a neustále se rozvíjí.
Malé řeky nejsou schopny produkovat velkou energii, takže vodní elektrárny na nich jsou navrženy tak, aby vyhovovaly místním potřebám.
Využití vody jako zdroje energie je implementováno v několika hlavních koncepcích:
1. Využití přílivu a odlivu. Technologie je v mnohém podobná klasické vodní elektrárně, jen s tím rozdílem, že přehrada neblokuje kanál, ale ústí zálivu. Voda v moři denně kolísá pod vlivem přitažlivosti měsíce, což vede k cirkulaci vody přes turbíny přehrady. Tato technologie byla implementována pouze v několika zemích.
2. Využití energie vln. Zdrojem energie může být i neustálé kolísání vody na otevřeném moři. Nejde jen o průchod vln staticky instalovanými turbínami, ale také o použití „plováků“: ale hladina moře umisťuje řetěz speciálních plováků, uvnitř kterých jsou malé turbíny. Vlny roztočí generátory a vytvoří se určité množství energie.
Obecně se dnes alternativní energie nemůže stát globálním zdrojem energie. Ale je docela možné poskytnout většině objektů autonomní energii. V závislosti na vlastnostech území si můžete vždy vybrat nejlepší možnost.
Pro globální energetickou nezávislost bude zapotřebí něco zásadně nového, jako je „teorie éteru“ slavného Srba.
Bez demagogie je zvláštní, že v roce 2000 lidstvo vyrábí energii o moc progresivněji než lokomotiva, kterou vyfotografovali bratři Lumierové. Problematika energetických zdrojů dnes zašla daleko do oblasti politiky a financí, které určují strukturu výroby elektřiny. Pokud olej rozsvítí lampy, pak to někdo potřebuje…