ENERGIE BUDOUCNOSTI                                     zpět na úvodní stránku

 

 

 

Datum: 1.9.2006 Zdroj: ČT 1 Rubrika: 18:25 České hlavy Strana: 01

Naděje pro sluneční energii

Vladimír KOŘEN, moderátor:   „Čeští vědci pracují na solárních článcích nové generace. Tohle je nový typ solárních článků, jejich základem není křemík jako u většiny článků, ale oxid titaničitý. Na Zemi v podobě nevyčerpatelného slunečního záření dopadá stotisíckrát víc energie, než lidstvo spotřebuje.“

 

prof. Ladislav KAVAN, CSc., Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR:    „Pokryjeme-li tři procenta světových pouští desetiprocentními solárními konvertory, jsme víceméně schopni zásobovat lidstvo elektrickou energií způsobem, který je naprosto čistý.“

 

Vladimír KOŘEN, moderátor:  „Solární články s desetiprocentní účinností přeměny slunečního záření na elektrickou energii existují a můžou pracovat skoro všude na světě. Je tu ale problém.

 

prof. Ladislav KAVAN, CSc: „Cena solární energie je příliš vysoká. Uvádí se, že jedna kilowatthodina z křemíkového solárního panelu vychází asi na půl eura za kilowatthodinu.“

 

Vladimír KOŘEN, moderátor: „Stávající elektrárny vyrábějí energii několikanásobně levněji. Křemík na výrobu solárních článků je totiž velmi drahý, proto se začal používat oxid titaničitý.“

 

prof. Ladislav KAVAN, CSc: „Oxid titaničitý do solárních článků musí být nanokrystalický. Nanokrystaly jsou velmi malé krystaly, jejichž hlavní výhodou je, že mají veliký povrch.“

 

Vladimír KOŘEN, moderátor: „Oproti křemíku mají ale nižší výkon. Způsobovala to nahodilá struktura nanokrystalického povrchu. Čeští vědci dokázali vytvořit strukturu pravidelnou. Ještě větší plocha povrchu rovná se vyšší výkon.“

 

prof. Ladislav KAVAN, CSc.: „Tento článek pracuje velmi dobře i při špatném osvětlení, to jest například při zatažené obloze, anebo i v místech bez přímého slunečního světla.“

 

Vladimír KOŘEN, moderátor: „Tenhle článek už elektřinu vyrábí. Práce českých vědců se dostala do jednoho z nejprestižnějších vědeckých časopisů věnovaných nanotechnologiím. Čeští vědci na výzkumu spolupracují s kolegy ze Švýcarska a také z Japonska.“

 

 

 

Datum: 4.1.2007 Autor: (fer) Zdroj: Právo Rubrika: Věda a technika Strana: 03

Energetickou krizi mají odvrátit mikroorganismy

Jeden z největších problémů světa by mohli pomoci zvládnout jeho nejmenší tvorové, shodují se vědci z Americké mikrobiologické akademie. Podle nich lze přizpůsobit bakterie tak, aby ve velkém přetvářely některé materiály v pohonné hmoty - aby vytápěly naše domy nebo dokonce přímo vyráběly elektřinu.

„Představte si budoucnost energetiky. V budoucnu bude možná stát elektrárna na kraji každého města – bude to nenápadný bioreaktor, v němž se bude zpracovávat odpad a sláma z plodin pěstovaných na místě, a bude dodávat elektřinu pro domácnosti i podniky,“ soudí Judy Wallová.

Jak tvrdí tato spoluautorka zprávy nazvané Microbial Energy Conversion, není nerealistické předpokládat, že se jednou budou vyrábět biologické články plné mikroorganismů a schopné dodávat dost proudu například pro provoz mobilů. Některé druhy bakterií jsou schopny spojit oxidaci organické hmoty s transferem elektronů na elektrodu. Přitom se dosahuje 80procentní, někdy až 95procentní účinnosti, pouze však v miniaturním měřítku.

Vážně prý lze uvažovat o fotobioreaktorech na produkci kyslíku a vodíku, již dnes užívaných k pohonu hlavních motorů raketoplánů, kde by kolonie mikroorganismů pomocí sluneční energie rozkládaly vodu na tyto dva prvky.

Možné snad bude urychlit procesy, při nichž z biomasy vznikne v kolonách plných modifikovaných bakterií metan jako náhrada zemního plynu. Řeší se, jaké bakterie dokážou změnit řasy v běžně použitelné palivo. Nebo jak přesvědčit mikroorganismy, aby samy „těžily“ zbytky uhlí v dolech a měnily je v použitelnou energii.

Nový projekt Manhattan

K tomu však vědci potřebují víc peněz a žádají o pomoc vládu – rádi by spustili celostátní program rozsahem a významem podobný projektu Manhattan, jehož výsledkem byla první atomová bomba.

Hledání mikroorganismů, které by byly „ochotny“ vyrábět energii, je drahé a dosavadná výsledky jsou prakticky nevyužitelné – zatím. Ale kam dojde mikrobiologie za padesát let?

 

 

Jaderné elektrárny jsou (dnes) bezpečné

Ústecký deník - 7.10.2006

                                                                                              zpět na úvodní stránku

Severní Čechy - Stále spjat s českou energetikou je i ve svých 77 letech Miroslav Kubín. Coby nestor české energetiky se stále věnuje odborné publikační činnosti, ale i přednáškám. Během školního roku pak předává své zkušenosti vysokoškolákům technických oborů. Patří mezi zastánce jaderné energie.

Jak vnímáte obnovu zdrojů uhelných elektráren Skupiny ČEZ na severu Čech, například tušimické dvojky?

Elektrárna Tušimice II pomalu dosluhuje. Její zařízení se pomalu blíží k hranici své technické životnosti, takže potřebuje kompletní modernizaci. Pak může sloužit svému účelu až do doby, dokud nebudou odtěženy všechny pro ni určené dostupné zásoby uhlí. To samé se týká i dalších elektráren, které ČEZ zahrnul do své strategie obnovy zdrojů. Ta má i velký význam co se týče dalšího snížení objemu emisí SO2 a NOx, a to více než o padesát procent.

Významné bude i další snížení emisí CO2 v souvislosti s plněním závazku z Kjótského protokolu. Podle něj se musí do roku 2012 snížit oproti roku 1990 o os;m procent.

Zásoby uhlí ale nejsou neomezené, co potom?

Kdo si bláhově myslí, že nás spasí obnovitelné zdroje, je na omylu. Indikativního závazku vůči Evropské unii, že dosáhneme výroby osmi procent energie z obnovitelných zdrojů ,je už dnes utopií. V současné době je proto nutné zaměřit se na energetický mix uhlí a jaderná energie. Určitou šanci má ovšem i spalování biomasy, jako je tomu například už nyní v elektrárnách Tisová, Poříčí a Hodonín. V budoucnu pak bude mít rozhodující slovo jádro.

Podle vás tedy v budoucnu bude zřejmě hrát prim jaderná energie?

Určitě, už dnes se k ní opět vracejí v USA a prakticky v celé Asii se k ní přiklánějí bez výhrad. Rovněž v Evropě se počítá s jejím rozvojem. Například ve Finsku chystají výstavbu zcela nového typu jaderné elektrárny.

A co Česko, je nutná výstavba nové jaderné elektrárny nebo bude lepší se v budoucnu zaměřit na dovoz elektrické energie?

Víte, v budoucnu třeba nebude ani co dovážet. Každý stát bude rád, že má svou energii. Proto je nezbytné, navzdory všem odpůrcům jaderné energetiky, vystavět u nás novou jadernou elektrárnu.

Zmínil jste odpůrce jaderné energie, těch je v Česku stále více než dost. Zřejmě mají obavu, aby u nás nenastal druhý Černobyl...

To je nesmysl. Havárie reaktoru v Černobylu a současnost, to je strašně zavádějící.

Z fyzikálního hlediska k takové nehodě nemůže u nás dojít. Reaktory v Temelíně jsou zcela jiné a rovněž pracují na zcela jiném a hlavně bezpečném principu. Když budou v Temelíně postaveny další dva nové bloky bude tomu stejně...

Jaký další argument hovoří podle vás pro jádro?

Právě emise. Jaderná elektrárna produkuje pouze páru a co je hlavní nepotřebuje kyslík. Uhelné elektrárny ovšem ke spalování ano. Elektrárnu, kteránepotřebuje pro svůj provoz kyslík se dá třeba použít ve vesmíru, při osídlovaní planet. Ale to jsme už zcela jinde...

Argumenty odpůrců jaderné energie jsou logické - například únik radioaktivity nebo havárie černobylského typu...

Opakuji, že dnes jsme už úplně někde jinde, než jsme byli před pětadvaceti lety v Černobylu.. Dnešní jaderné elektrárny jsou moderní a bezpečné. Jako příklad může posloužit prohlášení 650 špičkových německých vědců, kteří se jasně vyslovili pro jadernou energii jako budoucnost lidstva. Ostatně i zakladatel Greenpeace Patrick Moore podporuje rostoucí využití jaderné energie.

---

Profil

Ing. Miroslav Kubín, DrSc.tech, CSc.

- Vystudoval vyšší průmyslovou školu strojní, elektrotechnickou fakultu ČVUT a absolvoval institut řízení. Později působil ve vedoucích funkcích české energetiky.

- V roce 1978 získal vědeckou hodnost kandidáta ekonomických věd v oblasti teorie řízení a sociologie, v roce 1985 pak doktorát technických věd v oblasti pružné součinnosti teplofikační a elektrizační soustavy.

- Řídil výstavbu jaderné elektrárny Dukovany a zahájil i výstavbu jaderné elektrárny Temelín

- Řídil výstavbu propojení přenosové soustavy vvn do Rakouska a SRN, působil v energetické komisi ČSAV.

- Publikoval odborné statě o problematice energetiky. Je autorem publikace o rozvoji fluidního spalování.

Fotografie: Nestor energetiky Miroslav Kubín o budoucnosti.

 

 

HN.IHNED.CZ  23. 10. 2006  00:00                                                    zpět na úvodní stránku

Atom, finský recept na nejisté ruské zdroje

 

Ostrov Olkiluoto na západním pobřeží Finska vypadá spíš, jako by tu byla přírodní rezervace než jaderné zařízení. V podzimním slunci se leskne stříbrná kůra bříz, na čerstvém vzduchu voní borovice, nad hladinou zálivu létají hejna ptáků. Auta na silnici jezdí pomalu, aby náhodou netrefila přebíhajícího losa.
Když se však stromy rozestoupí, z lesa se vyhoupnou cihlově zbarvené budovy dvou bloků jaderné elektrárny a hned za nimi na dvacet vysokých jeřábů. Právě zde roste nový reaktor, který má být nejvýkonnějším a nejmodernějším na světě.

Třetina energie z jádra

Reaktor Olkiluoto 3 je finským receptem na problém, který trápí celou Evropu. Od roku 2010 má dodávat do sítě 1600 MW elektřiny (pro srovnání: maximální výkon každého ze dvou bloků Temelína je 1000 MW). Podíl jaderné energetiky na celkové finské výrobě se tím zvýší z 23 na 35 procent. Finsko sníží své emise oxidu uhličitého a z velké části se zbaví závislosti na ruské ropě a plynu.
Právě energetická spolupráce s Ruskem a dodávky ruských surovin byly hlavním tématem neformálního summitu Evropské unie, který se v pátek konal v Lahti, jen tři hodiny jízdy od stavby v Olkiluotu. Lídři zemí pětadvacítky se na něm snažili přesvědčit ruského prezidenta Vladimira Putina, aby s unií podepsal novou energetickou dohodu. Žádnou jednoznačnou záruku však od něho nezískali.
Finové se už před několika lety rozhodli jít vlastní cestou a vsadili na jadernou kartu. Nic jiného jim ani nezbývá.
"Spotřeba energie roste, kvůli globálnímu oteplování nemůžeme stavět nové uhelné elektrárny, nefouká tu silný vítr, nemáme řeky pro stavby vodních děl. A nemůžeme být příliš závislí na jednom dodavateli plynu," říká hlavní stavbyvedoucí nové elektrárny Martin Landtman. "Sečteno a podtrženo: jaderná energie je naší jedinou možností. A dřív nebo později si své možnosti musí spočítat i ostatní země," dodává.

 

Losos od elektrárny

Stejně prakticky uvažuje také většina obyčejných Finů. Podle průzkumu, který minulý týden zveřejnil list Helsingin Sanomat, je příznivcem jádra 60 procent obyvatel, proti je 35 procent. Svědčí to o tom, že ve Finsku se otočil trend, který před dvaceti lety vyvolala černobylská katastrofa.
Reaktor Olkiluoto 3 je prvním, který se po ní v Evropě začal stavět. A Finové již nyní uvažují, že začnou stavět další, v pořadí už šestý.
Podle francouzsko-německého konsorcia Areva-Siemens, které nový reaktor staví, půjde o nejbezpečnější jaderné zařízení na světě. Vznikne nad ním masívní betonový poklop, který jej prý uchrání třeba i před přímým zásahem největšího dopravního letadla.
O tom, že se elektrárny nebojí ani místní lidé, svědčí mimo jiné rybolov. Rybáři totiž s oblibou loví lososy, kteří v teplé vodě vypouštěné z chladícího zařízení reaktoru dorůstají neobyčejné velikosti. A nikdo nemá strach je podávat třeba i vlastním dětem.
Zařízení má také nejrozsáhlejší opatření pro případ havárie včetně velkého bazénu, kde by probíhalo kontrolované chladnutí roztaveného jádra. "My Finové nemáme rádi překvapení. Dokážeme, že jaderná energie je bezpečná," říká Veijo Ryhänen, poradce společnosti TVO, která bude elektrárnu provozovat.
Finové vyřešili i problém s jaderným odpadem. Poblíž Olkiluota už funguje mezisklad, kam míří radioaktivní materiál ze dvou existujících bloků elektrárny a dalších dvou, které stojí u městečka Loviisa poblíž Helsinek. Všechny pracují už přes 20 let.
Zároveň se staví trvalé úložiště odpadu. Do tři miliardy let staré žuly vrtají dělníci 500 metrů hluboký tunel, kterým projedou plně naložená nákladní auta. "Vyhořelé palivo vydrží na dně desetitisíce let," tvrdí Ryhänen.
Reaktor Olkiluoto 3 je navíc důkazem, že jaderná elektrárna může vzniknout i bez státních peněz. Celkové investice, které přesáhnout 3,2 miliardy eur, zaplatí šest velkých finských společností, jež společnost TVO vytvořily. TVO jim má prodávat elektřinu za výrobní cenu a přebytek dodávat do národní sítě.
Ne všechno ale probíhá zcela bez problémů. Francouzská společnost Areva na jaře oznámila, že se stavba Olkiluoto 3 kvůli technickým potížím zpozdí o rok a že se kvůli tomu v prvním pololetí letošního roku propadne její zisk. Příznivce jaderné energetiky to ovšem nijak neodradilo. Identický reaktor se nyní staví ve Francii a o koupi technologie uvažuje i řada dalších zemí.
V Olkiluotu začali dělníci ve stínu vysokých jeřábů minulý týden betonovat spodní část obalu reaktoru. Na stavbě jich nyní pracuje téměř 900. Na stavbě reaktoru se podílí na 60 podniků z 26 zemí světa. Je mezi nimi i plzeňská Škoda JS, která do Finska dodá zařízení za bezmála čtvrt miliardy korun.
"Češi vyrobí samé srdce reaktoru. Naprosto jim důvěřujeme, mají velké zkušenosti," říká Landtman.
Téměř panenská příroda kolem elektrárny v Olkiluotu není jedinou věcí, která návštěvníka překvapí.
Nad areálem se totiž pomalu otáčí velká vrtule větrné elektrárny. "Máme ji tu kvůli testům. Jsme pro všechny obnovitelné zdroje, ale tohle je důkaz, že pro Finsko nemá větrná energie smysl. Zvlášť v zimě, kdy tady na severu lidé potřebují nejvíc energie na topení a na sauny, u nás vítr prostě nefouká," uzavírá Landtman.

 

9.9.2006

Autor: LUBOŠ VEVERKA Zdroj: Lidové noviny Rubrika: Věda Strana: 09

Příliš žhavý projekt ITER                                                        zpět na úvodní stránku

Dosud největší pokusný tokamak ITER má jaderné fúzi otevřít cestu do praxe. Někteří vědci jsou však přesvědčeni, že nejdůležitější problémy současná technologie nevyřeší.

Sny o jaderné fúzi jako téměř nevyčerpatelném zdroji energie se začaly zhmotňovat v 60. letech minulého století v Kurčatovově institutu v Moskvě.

Právě tady vznikl koncept tokamaku, který postupně zvítězil nad konkurenčními experimentálními zařízeními pro jadernou fúzi. Název tokamak pochází z ruských výrazů Toroidnaja Kamera a Magnetnyje Katuški, což můžeme volně přeložit jako prstencovou komoru a magnetické cívky. Uvnitř prstencové komory se slučují jádra atomů vodíku ve stavu plazmatu. Reakce poskytuje značný přebytek energie a jejím produktem je neškodné helium.

Název v tomto případě přesně vystihuje podstatu zařízení. Reakční komora je u tokamaku ITER prstencová a v ní uzavřené horké plazma udržuje v patřičných mezích magnetické pole supravodivých cívek.

Překvapivé jsou výkony jednotky ITER, která po složitých jednáních nakonec našla své místo v jihofrancouzském atomovém centru v Cadarachi. Ačkoli je to stále experimentální tokamak, který pracuje v pulzním režimu, svým výkonem se blíží menší elektrárně. Při termojaderné fúzi, při které se slučují lehčí prvky na těžší, by se mělo uvolnit až 500 megawattů energie. Poměr mezi dodanou a vyrobenou energií označují vědci písmenem Q (energy multiplication faktor -faktor znásobení energie, pozn. LN) a u ITER má hodnotu deset.

Novou kvalitu do fúzních experimentů přináší délka pulzu. Různé zdroje uvádějí patnáct až padesát minut. Padesátiminutový pulz už svádí k nepravdivému tvrzení, že ITER bude první elektrárnou svého druhu. Pro trvalý provoz se nicméně nehodí a není k tomu ani konstruován. Jeho úkolem je pomoci s řešením nejpalčivějších současných technologických problémů spojených s fúzí.

Veterán fúzi nevěřil

"Jak je historie tohoto snu odstrašující, tak je drahá," citoval NewScientist názor veterána projektu Manhattan, Williama Parkinse, na problematiku jaderné fúze. Parkins, který za druhé světové války stál u zrodu současné jaderné energetiky, byť byl tehdy účel projektu ryze vojenský, až do své nedávné smrti polemizoval s úspěchem fúzních reaktorů.

Největší problém podle jeho tvrzení představovaly a stále představují vhodné materiály pro vnitřek pláště tokamaku a pozdějšího fúzního reaktoru. Parkins nikdy neřekl, že vhodný materiál neexistuje. Naopak, kandidátů je dost. Konstruktéři většinou sází na vzácné kovy - wolfram, beryllium a další. Veterán atomové energetiky si však kladl otázku, jakou životnost budou materiály mít v téměř pekelném prostředí uvnitř reaktoru. Kvysokým teplotám a dávkám radiace se tu přidávají náhodné výrony plazmatu, tzv. ELM (edge-localised modes), které působí rychlou korozi zasažených míst.

Nejnamáhanějším místem tokamaku ITER, a s největší pravděpodobností také případných fúzních elektráren, je spodní část reakčního prstence označovaná jako divertor. Toto zařízení v podstatě reguluje čistotu reagujícího plazmatu tím, že odvádí zplodinu fúzní reakce, stabilní helium. Materiál divertoru musí snést energetickou dávku zhruba 10 MWna čtvereční metr.

To je značně vysoké číslo, ze kterého vycházel Parkins při svých odhadech. Připočteme-li k tomu výrony plazmy, vydržel by divertor podle skeptiků zhruba půl roku. Jeho cena přitom není zanedbatelná a časté opravy by prodražily provoz až o miliony eur.

V samotném projektu ITER se počítá s výměnou divertoru po dvou až třech letech. Pro experimentální zařízení to nepředstavuje závažnější problém. V praktickém provozu by to však byla poměrně zásadní otázka.

Plazmu krotí v San Diegu

Budoucí fúzní elektrárny by měly pracovat nepřetržitě (palivo se vstřeluje v malých dávkách za chodu). Případné odstávky, způsobené například opravami divertoru, by zbytečně komplikovaly a prodražovaly provoz. Nyní se proto problém výronů plazmy intenzivně řeší.

V nedávné době na sebe upoutala pozornost inovace kalifornských vědců ze společnosti General Atomics, sídlící v San Diegu. Napadlo je, byť to není myšlenka zcela originální, přidat k tokamaku cívku, která specifickým způsobem ovlivní hlavní magnetické pole zařízení. V plazmatu uvnitř reaktoru vzniknou turbulence zamezující jeho částicím, aby se neřízeně oddělily od hlavního prstence a vytvořily výron plazmy.

Na pokusném americkém tokamaku DIII-D National Fusion Facility se podařilo toto opatření s úspěchem odzkoušet. Nicméně ani teď není vyhráno. Cívka odstraňující ELM sice v praxi funguje, ale chová se jinak, než udávají teoretické předpoklady.

Turbulence v plazmatickém prstenci totiž měly snížit také tepelné namáhání vnitřku pláště tokamaku, zejména divertoru (oněch 10 MW/m2 u ITER). K tomu ale překvapivě nedošlo a teplo se reaktorem šířilo pořád stejně.

Američtí vědci si to zatím neumějí vysvětlit a už z toho důvodu se neuvažuje o podobných opatřeních pro ITER.

Podle slov Vladimíra Weinzettla z Ústavu fyziky plazmatu AV ČR existují i další možnosti, jak se s výrony plazmy vypořádat. Není nutné je zcela odstraňovat. Naopak, v reaktoru hrají také pozitivní úlohu. Vynášejí totiž odpadní helium z centra reakce směrem k jejímu povrchu. Proto se další vědecké týmy snaží ovládnout ELM a v plazmatu je řízeně generovat.

Přes všechno výzkumné úsilí a investice zůstává faktem, že ELM a materiál pláště nepředstavují jediné problémy, kterým bude muset ITER čelit.

Fúze teoreticky představuje čistý a levný zdroj energie, ovšem posledních třicet let se stále tvrdí, že k jejímu praktickému nasazení dojde do třiceti let. Nejinak je tomu u projektu ITER, jehož časový harmonogram, z politických a ekonomických důvodů mnohokrát přepracovaný, tentokrát sahá až do poloviny dvacátého prvního století. Podle optimistů by už v té době měla fungovat první demonstrační fúzní elektrárna pod zkratkou DEMO.

***

Umělé Slunce vyjde na jihu Evropy

Reaktor, který vyrábí energii stejně jako Slunce, bude stát na jihu Francie u městečka Cadarache. První energii vydá pokusný reaktor v roce 2015, komerční elektrárna má zahájit provoz v roce 2050. Někteří vědci však pochybují, že projekt splní očekávání. Poukazují především na nutnost častých oprav a na vysokou cenu použitých materiálů.

První pokusný reaktor ITER

(International Thermonuclear Experimental Reactor) má vnější celkový průměr přibližně 20 m a výšku 15 m

Jak reaktor pracuje

Elektrický proud prochází primárním obvodem transformátoru a indukuje elektromotorické napětí v sekundárním obvodu. V plynu složeném z izotopů vodíku (deuteria a tritia) vznikne výboj a plyn se ionizuje. Indukovaný proud jej zahřívá asi na 100 milionů st. C. Magnetické pole udržuje plazma ve středu tunelu, takže se nedotýká stěny. Lze ale předpokládat, že plazma občas prošlehne skrze magnetické pole a stěnu zasáhne. Materiáloví inženýři proto vyvíjejí povrch schopný odolat teplotě okolo několika tisíc stupňů. Kroužek označuje část reaktoru, tzv. divertor, který je nejvíce namáhanou částí reaktoru.

 

Datum: 9.9.2006 Autor: vev Zdroj: Lidové noviny Rubrika: Věda Strana: 09

DEMO přinese fúzi do praxe                                           zpět na úvodní stránku

Výkon ITER bude srovnatelný s menší elektrárnou. Ale do veřejné rozvodné sítě nedodá ani kilowattu elektrické energie, říká Vladimír Weinzettl z Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd ČR.

LN Už se připravuje projekt nepřetržitě pracující fúzní elektrárny?

V podstatě ano. Není možné čekat na dobu, až pokusné zařízení ITER doslouží, a pak teprve projektovat zařízení pro praktické aplikace. Stavba totiž zabere pět až deset let.

Proto už v době, kdy se spouští výstavba ITER, začínají projektové přípravy demonstrační fúzní elektrárny. Zatím se označuje jako DEMO a její stavba by měla začít zhruba několik let před ukončením projektu ITER.

LN Přenesme se teď o celá desetiletí dopředu. Jak bude vypadat spuštění a provoz fúzní elektrárny?

Termojaderná reakce se zapálí ohřátím vodíkového plynu na 100 až 200 milionů stupňů Celsia. Téměř současně musí začít dodávky paliva v podobě vstřelování tabletek zmrazeného vodíku do komory reaktoru.

Jinak by začal výkon fúzní reakce velmi rychle klesat. Palivo se do fúzního reaktoru dodává v malých množstvích za chodu. V jednom okamžiku v něm pak nebude víc než několik gramů vodíku, což výrazně zvyšuje jeho bezpečnost.

LN Kolik by mohla stát elektřina z takového reaktoru?

Podle současných odhadů by se měla cena pohybovat mezi 10 až 20 eurocenty za kilowatthodinu. Tuhle nízkou cenu ale kalkulujeme na základě nákladů na konstrukci elektrárny a z její předpokládané životnosti. Takže berme toto číslo jenom jako orientační ukazatel. Fúzní reakci doprovází radiace, která poškozuje vnitřek reaktoru.

LN Mohl by tento vedlejší efekt zkomplikovat provoz elektrárny?

Odpověď na tuto otázku by měl přinést právě projekt ITER. Musíme nalézt nejvhodnější materiál pro vnitřní stěnu reaktoru. Už dnes máme několik kandidátů, které je ale nutné otestovat vysokými radiačními toky. Jde například o speciální ocel EUROFER nebo různé slitiny vanadu. Co se týká samotných materiálů, které budou ve styku s horkým plazmatem, uvažuje se o wolframu, berylliu a uhlíku.

Zatím vycházíme ze studie připravené pro ITER. Ta navíc stanovuje přesnou technologii, jak nakládat s radioaktivními částmi pláště po odstavení elektrárny. Víme, že všechny materiály budou do sta let po ukončení činnosti reaktoru znovu přepracovatelné. Takže nebude potřeba pro ně budovat trvalá úložiště radioaktivního odpadu.

 

                                                                                              zpět na úvodní stránku

26.05.2006

Výstavba fúzního reaktoru by měla být zahájena v roce 2007

(http://www.euractiv.cz/cl/2/2712/Vystavba-fuzniho-reaktoru-by-mela-byt-zahajena-v-roce-2007)

 

Evropská unie a šest partnerských zemí daly formální souhlas pro výstavbu největšího experimentálního nukleárního fúzního reaktoru na světě. Nevládní ekologické organizace se obávají, že tento gigantický projekt spolkne finanční prostředky, které byly v rámci výzkumu a vývoje určeny na obnovitelné zdroje.

 


Mezinárodní termonukleární energetický reaktor (ITER) je mezinárodním výzkumným projektem, který se zaměřuje na postavení největšího experimentálního nukleárního reaktoru na světě, aby vyráběl energii stejným způsobem jako hvězdy, tedy jadernou fúzí.

Šest partnerských zemí zainteresovaných do výstavby reaktoru – Čína, Indie, Japonsko, Rusko, Jižní Korea, Spojené státy – a Evropská unie podepsali po několika desetiletích jednání a sporů 24. května 2006 dohodu o vybudování fúzního reaktoru.

 

Jaderná fúze je založena na procesu přeměny atomů vodíků na helium., díky čemuž se uvolňuje velké množství energie. Tento proces je z hlediska výroby energie řádově efektivnější než standardní proces štěpení jader v klasických jaderných elektrárnách.

Pokud bude ITER realizován, půjde nejdražší vědecký experiment na světě. Náklady na jeho výstavbu se odhadují kolem 4,6 miliard eur. Stejná částka bude nutná na jeho fungování na dobu kolem dvaceti let. Celkové náklady na tento projekt by měly podle odhadů dosáhnout během 30 let až deseti miliard eur. Evropská unie by měla hradit 50% nákladů na výstavbu reaktoru. Zbytek by měly platit zúčastněné země. Reaktor bude umístěn v Cadarache ve Francii.

 

Evropský komisař pro vědu a výzkum Janez Potočnik uvedl: "Toto je opravdu klíčový moment … pro světovou vědeckou spolupráci obecně. … Posíláme důležitý vzkaz o důležitosti vzájemné spolupráce k dosažení našich společných úkolů." Vyzdvihl také bezprecedentnost mezinárodní spolupráce na tomto výzkumném projektu.

Ekologické organizace jsou proti tomuto projektu, který považují za mrhání penězi a nevytvářející žádná pracovní místa.

"Podepsáním dohody Evropská komise si stanovila špatné priority. Investice do energetické efektivnosti a obnovitelných zdrojů je jediný spolehlivý způsob, jak garantovat energetickou bezpečnost. Dát miliardy eur na jeden nukleární projekt je mimo realitu, je špatně posuzováno a nezodpovědné," řekla Silvia Hermann z organizace Přátelé Země.

Zelení v Evropském parlamentu kritizovali, že na projekt ITER bylo vyhrazeno příliš mnoho peněz na úkor obnovitelných zdrojů.

 

Všechny zainteresované strany by měly potvrdit přijetí dohody podle národního práva do konce tohoto roku. V případě EU by měla Eada přijmout rozhodnutí podporující dohodu. Výstavba reaktoru by měla být zahájen v roce 2007. K první plazmatické reakci by mělo dojít v roce 2016. ITER by měl fungovat dvacet let.

 

 

hn.ihned.cz  18. 7. 2006  

Vědci chtějí spoutat reakci, díky níž svítí Slunce                         zpět na úvodní stránku

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=18908830&article[area_id]=10002520

 

Bude to projekt, který - když se povede - světu otevře nevyčerpatelný zdroj energie. Fyzikové se v něm budou snažit napodobit procesy, které probíhají na Slunci, a připravit jejich komerční využití. Pokud uspějí, lidstvo se osvobodí od závislosti na fosilních palivech.

O kus dál stojí budovy střediska jaderného výzkumu, ale na tomto místě zatím pod pálícím slunce jenom žloutne tráva. Neochrání ji slabý stín roztroušených borovic a dubů. Brzy tu však začnou řádit stavební stroje. A za deset let bude přesně tady stát Mezinárodní termojaderný experimentální reaktor, známý pod zkratkou ITER. Půjde o nejrozsáhlejší vědecký projekt na světě v hodnotě deseti miliard eur.

Podílejí se na něm státy, v nichž žije zhruba polovina světové populace. Když vše vyjde, budou mít někdy po roce 2040 k dispozici prakticky nevyčerpatelný zdroj energie.

Jsme v Cadarachi, zhruba šedesát kilometrů severně od Marseille.

060718_10a_hx.gif
Baterie a půl vany na třicet let

"Vezměte lithium z jedné baterie pro přenosný počítač. K tomu přidejte deuterium asi z půlky vany naplněné vodou. A máte suroviny, ze kterých v termojaderném reaktoru vyrobíte tolik elektřiny, kolik stačí jednomu obyvateli západní Evropy na třicet roků. A to včetně té energie, která na něj v propočtu připadá třeba na ovládání světelných semaforů na ulici," líčí nadšeně Chris Llewellyn Smith, přední britský odborník, který se na přípravě projektu ITER podílí.

Není to ovšem až tak úplně jednoduché. Obyčejný vodík nestačí.

V termojaderném neboli fúzním reaktoru se vědci snaží ovládnout síly, díky nimž svítí Slunce a další hvězdy ve vesmíru. Slunci stačí obyčejný vodík. Fyzikové pro napodobení této reakce potřebují deuterium a tritium.

Deuterium, neboli těžký vodík, má ve svém jádru jeden proton a jeden neutron. (Normální, lehký vodík má v jádru pouze proton.) Těžký vodík se dá získat z běžné vody, kde je v malém množství obsažen.

Tritium, tedy ještě těžší vodík, který má v jádru dva neutrony, se zase vyrábí bombardováním lithia neutrony v jaderném reaktoru. A dal by se úplně stejně připravit i v reaktoru fúzním. Lithia je ve světě poměrně dost. Pro zajímavost - Krušné hory obsahují jedno procento známých světových zásob tohoto prvku.

Pokud se vědci naučí využívat i normální, lehký vodík, nebudou už s palivem vůbec žádné starosti.

Půl století hledání

K tomu je ovšem hodně daleko. Zatím ještě musí fyzikové překonat mnoho jiných problémů. Snaží se o to už půl století.

V padesátých letech sovětští fyzikové Igor Tamm a Andrej Sacharov (tehdy ještě nebyl disidentem) na popud mladičkého fyzika Olega Lavrentěva teoreticky popsali, jak by bylo možné využít fúzní reakce pro výrobu energie. Usoudili, že směs v reaktoru mohou udržet pod kontrolou pomocí magnetického pole. A také se podíleli na konstrukci prvního přístroje, později nazvaného tokamak, v němž má fúze probíhat (viz text Návod na elektrárnu budoucnosti).

Mimochodem, obdobně přemýšlel i Američan Lyman Spitzer, který se ovšem o přísně utajovaném výzkumu sovětských vědců nesměl dozvědět. Mezinárodní spolupráce v tomto oboru byla tehdy nemyslitelná.

Od té doby se fyzikům po celém světě podařila řada vylepšení, ale kýženého cíle nedosáhli. Termojadernou elektrárnu, která by dodávala elektřinu do běžné sítě, ještě nemají.

A nestane se jí ani ITER. I ten bude pouze zařízením experimentálním.

Pár vteřin a dost

Pokusných fúzních zařízení pracuje po světě několik desítek. Jedno, ruské, mají od roku 1977 i v Ústavu fyziky plazmatu Akademie věd v Praze. Druhé, anglické, zde začne pracovat zřejmě od roku 2008.

Zatím však žádné současné zařízení nemůže udržet plazma, tedy rozpálenou směs vodíkových iontů, v magnetickém poli tak dlouho, aby se reakce dala využít ke komerční výrobě energie. Cívky magnetického pole s měděnými vodiči by se při dlouhém zatížení přehřívaly.

A tak vědci obvykle spouštějí termonukleární reakci jen v pulsech trvajících zpravidla několik vteřin. To je ovšem pro praktické využití málo. Energetici potřebují zdroj, který je schopen vyrábět energii stabilně alespoň několik hodin. Dosavadní zařízení nemohou ani pracovat v krátkých, ale na sebe neustále navazujících pulsech, protože stálé zapalování a vyhasínání termojaderné reakce by velmi zatěžovalo konstrukci reaktoru.

Dva hlavní úkoly

Od nového reaktoru ITER, který bude využívat supravodivé magnety, se tedy čeká, že díky němu vědci poznají chování plazmatu v pulsech dlouhých až desítky minut.

Druhým nesmírně důležitým úkolem bude výzkum materiálů pro stěny reaktoru - zatím se používá obvykle wolfram, berylium a uhlík. Nově se uvažuje o kompozitu karbidu křemíku. Právě přes stěny se totiž odvádí tepelná energie získaná při reakci.

Materiál navíc musí odolat dopadům neutronů letících rychlostí asi pětiny rychlosti světla. Ty při nárazu vysunou každý atom materiálu stěny asi třicetkrát za rok z jeho místa. Proto se některé části stěny budou muset častěji vyměňovat.

Nemůže to nefungovat

Teprve když vědci v projektu ITER poznají více o způsobech udržení hořícího plazmatu a o nejvhodnější konstrukci stěn reaktorové komory, bude se moci postavit fúzní elektrárna, která dodá novou energii pro svět. Podle současných předpokladů by to mohlo být někdy po roce 2040.

Japonský generální ředitel projektu ITER Kaname Ikeda působí pod pálícím jihofrancouzským sluncem v zapnutém šedém dvouřadovém obleku s utaženou kravatou kupodivu stejně uhlazeně, jako by byl v klimatizovaném jednacím sále. A s naprostou jistotou odmítá myšlenku, že by ambiciózní projekt mohl selhat.

"Nedovedu si představit, že by ITER z nějakého důvodu nefungoval," ujišťuje Hospodářské noviny. "Budeme v něm používat technologie, které jsou už známy. Hlavní otázka pro nás je, jak by se daly spojit dohromady tak, aby byl výsledek co nejlepší."

Český podíl

Na projektu se bude podílet i česká věda. "České výzkumné ústavy spolupracují na výběru vhodných materiálů a studiu pevnosti vnitřní stěny reaktoru," říká Milan Řípa z Ústavu fyziky plazmatu české Akademie věd. "Vyvíjejí také speciální Hallovu sondu, která bude měřit změny intenzity magnetického pole v reaktoru."

Neboli zabývají se tím, co bude pro fungování fúzního reaktoru nejdůležitější.


Šance i pro české podniky
Za peníze, které Evropská unie zaplatí jako svůj příspěvek na
projekt ITER, se bude nakupovat materiál, přístroje a služby od evropských firem. Příležitost získá velké množství subdodavatelů, od špičkových počítačových firem po specializované stavební společnosti. Zájemci o takové kontrakty, hlavně mezi malými a středními podniky, se mohou zaregistrovat do databáze na webové stránce http://www.efda.org/eidi. Zatím se sem zapsalo 230 firem z celé Evropy včetně pěti z Česka. Podrobnosti se dají najít například na internetových stránkách www.iter.org nebo u českého koordinátora Petra Kopice z Ústavu jaderného výzkumu v Řeži, e-mail: kopic@ujv.cz. (jet)

Štěpení versus slučování
- Jaderné štěpení je reakce, která probíhá v dnešním typu atomových reaktorů. Těžká jádra uranu nebo (méně často) plutonia se v něm rozbíjejí nárazem neutronů a při tom se uvolňuje energie.
- Jaderné slučování (fúze) je oproti tomu reakce, při níž se za teploty mnoha miliónů stupňů srážejí jádra vodíku a slučují se na těžší hélium. Při tom se uvolňuje energie. (jet)

Bezpečný jako hořák
Fúzní fyzikové si pochvalují, že termojaderný reaktor je velmi bezpečný. ITER bude obsahovat jen několik gramů právě "hořícího" paliva. Další se bude dodávat průběžně až poté, co se vodík změní v hélium. Dá se to tedy přirovnat k hořáku, kam je rovněž palivo dodáváno jen po kapkách. Termojaderný "hořák" musí navíc být velmi dobře seřízen, jinak okamžitě zhasne - žádný výbuch proto nehrozí. Fúzní reakce není řetězová.

Oproti štěpným reaktorům současných jaderných elektráren má jaderná fúze také tu výhodu, že po sobě nezanechává vysoce radioaktivní odpady, které budou nebezpečné po desetitisíce let. I ve vodíkovém reaktoru sice vznikají radioaktivní látky, protože neutrony při fúzní reakci aktivují materiály použité ve stěnách reakční komory. V tomto případě však jejich nebezpečí pomine po padesáti až sto letech. ITER by po sobě měl zanechat asi 6000 tun radioaktivních odpadů, které se dají nacpat do krychle o hraně deseti metrů. (jet)

Deset miliard eur za experiment
Experimentální reaktor ITER, o výkonu 500 megawattů, bude stavět sedm zúčastněných stran - Evropská unie, Japonsko, Rusko, USA, Čína, Jižní Korea a Indie. V budoucnu mohou přistoupit i další státy.

Celkové náklady mají dosáhnout deseti miliard eur (v cenách z roku 2000). Vlastní stavba v letech 2007 až 2016 přijde zhruba na pět miliard eur; polovinu této částky zaplatí Evropská unie, zbytek rovnoměrně ostatní účastníci. Dalších pět miliard eur bude použito na provoz reaktoru a pak jeho rozmontování někdy po roce 2040. Z této částky zaplatí Evropská unie třetinu, Japonsko a USA 14 procent a zbytek rovnoměrně ostatní účastníci dohody. (jet)


Návod na elektrárnu budoucnosti
Postup je na první pohled docela jednoduchý. Vezmeme kovovou nádobu ve tvaru pneumatiky (v ITER bude mít průměr třináct metrů). Nádobu nasadíme na transformátor tak, aby tvořila jeho sekundární závit. Vysajeme vzduch a vpustíme do ní pár gramů vodíku, přesněji jeho těžších variant (izotopů) - deuteria a tritia.

Napětí transformátoru uvede do pohybu několik volných elektronů a iontů, které jsou v napuštěném plynu. Nabírají na rychlosti, narážejí do neutrálních atomů a odtrhávají jejich elektrony. Takto lavinovitě v mžiku vzniká v nádobě směs ze záporných elektronů a kladných iontů, které se říká plazma. Proud z transformátoru ho ohřívá, takže dosáhne teploty až miliónů stupňů Celsia (v reaktoru ITER to má být asi 100 miliónů stupňů).

Horké plazma se nesmí dotknout stěny nádoby, protože by ji při své vysoké teplotě propálilo a samo se při tom ochladilo, takže termojaderná reakce by vyhasla. Proto nádobu předem obklopíme cívkami, jimiž prochází proud. Tak vytvoříme magnetické pole, které spolu s magnetickým polem elektrického proudu protékajícího plazmatem udržuje horkou směs dál od stěny nádoby.

A nyní nastává klíčový okamžik. Kladně nabité ionty se v horkém plazmatu pohybují tak rychle, že při vzájemné srážce překonávají odpudivou sílu a spojují se. Vznikají atomy hélia a uvolní se obrovské množství energie. Právě tu jsme chtěli získat.

Uvolňovanou energii nesou z velké části volné neutrony, které, protože jsou elektricky neutrální, magnetické pole neudrží. Brzdí se ve stěnách reaktoru, ohřívají je a tím i chladící médium (hélium nebo slitinu olova a lithia), které v parogenerátoru vyrobí páru. A ta pak pohání starou dobrou parní turbínu a vyrábí elektřinu.

Bohužel to až takhle jednoduché přece jenom není. Fyzikové se o sestrojení takovéto elektrárny, která by dokázala nepřetržitě pracovat, pokoušejí už půl století. Zatím ji nemají. (jet)

 

Datum: 14.10.2006 Autor: MILAN ŘÍPA Zdroj: Mladá fronta DNES Rubrika: Víkend - věda Strana: 10

Čínský tokamak zapálil první plazma                                                    zpět na úvodní stránku

Než zapálí největší vědeckotechnický mezinárodní projekt tokamak ITER první plazma, budou jeho starší příbuzní na celém světě pilně sbírat experimentální data, která by ITER usnadnila život. Jedním z nich je nyní i čínský tokamak EAST. První plazma (ionizovaný plyn) v tomto případě elektrickým výbojem zapálil 26. září po ročním prověřovaní. Úspěšné spuštění tokamaku EAST vzbudilo značnou pozornost.

EAST je totiž jediným celosupravodivým tokamakem na světě - to znamená, že všechna vinutí elektromagnetů jsou na EAST vyrobeny ze supravodivých materiálů. Tak lze prodloužit dobu trvání výboje v tokamaku, měděné vinutí klasických čili nesupravodivých elektromagnetů by se totiž při něm poškodilo.

Půl století výzkumu řízené termojaderné fúze - zdroje bezpečné, surovinově zabezpečené a ekologické energie - již určilo princip reaktoru fúzní elektrárny. Bude jím nejspíše zařízení tokamak. A právě unikátní konstrukce EAST teď umožňuje vědcům zkoumat chování a vlastnosti dlouhožijícího plazmatu - média pro termojadernou reakci. Čím delší bude výboj, tím lépe, tím více se totiž získá během výboje termojaderné energie. S dobou trvání výboje však roste tepelné popř. neutronové namáhání konstrukce reaktoru. Nikdo dosud neví, jak se bude během dlouhé doby chovat horké plazma. Na to se EAST pokusí odpovědět.

Na čínském tokamaku EAST se budou zkoušet (stejně jako později na ITER) výboje trvající 1000 sekund (světový rekord z roku 2003 má hodnotu 390 sekund).

EAST není termojaderný reaktor a nebude v něm probíhat termojaderná reakce ve významném měřítku. Není projektován pro práci s radioaktivním tritiem a jinou energeticky využitelnou řízenou termojadernou reakci než slučování izotopů vodíku deuteria a tritia nemá Země při současném stavu techniky šanci uskutečnit. Dalším celosupravodivým tokamakem bude mezinárodní zařízení ITER, jehož stavba se chystá v jihofrancouzském Cadarache.

Supravodivý tokamakový program v Asii svědčí o tom, že nejlidnatější země světa vidí svou elektrickou budoucnost v termojaderné energii.

Na tokamaku EAST se vyzkouší výboje trvající 1000 sekund

 

 

Datum: 19.10.2006 Autor: LIBUŠE BAUTZOVÁ, Vídeň Zdroj: Ekonom Rubrika: Analýzy Strana: 76

 Hledání ropy i její náhrady                                                           zpět na úvodní stránku

 

Ropné a plynárenské společnosti počítají s větší těžbou. I ony ale začínají investovat do obnovitelných zdrojů.

Začátkem října schválila dozorčí rada OMV ambiciózní strategii, s níž přišel v květnu management. Ropná a plynárenská akciová společnost, dle výše tržeb největší podnik v Rakousku a nejsilnější producent ropy a zemního plynu ve střední a východní Evropě, chce do roku 2010 výrazně zvýšit těžbu a zpracování obou surovin (viz rámeček). Potvrdil to znovu i CEO společnosti Wolfgang Ruttenstorfer. To ale nebylo nejdůležitější sdělení, které si vedení OMV přichystalo pro novináře ze zhruba desítky evropských zemí, které minulý týden pozvalo na tzv. media summit do Vídně. Hovořilo se o celkové energetické situaci, diverzifikaci zdrojů a - pro ropnou firmu možná překvapivě - o obnovitelných energiích.

Fond budoucnosti. Přestože se scénáře vývoje spotřeby energetických surovin v budoucích dvaceti letech liší podle toho, kdo je jejich autorem a jaké zájmy sleduje, všechny se shodují v tom, že spotřeba energie poroste. Pokud jde o dnes nejvyužívanější surovinu, podle nejnovější studie BP Statistical Review dosahují ověřené zásoby ropy 1,201 mld. barelů. Helmut Langanger, člen výkonné rady skupiny OMV a šéf divize Exploration and Production, říká, že ropy je dost na čtyřicet let, jen bude stále dražší ji těžit. Tři čtvrtiny dosud známých rezerv jsou na Středním východě, kde se dá zatím těžit poměrně levně, ale mimo tento region to bude dražší, a to se musí nutně odrazit i v ceně.

Důvodem, proč je třeba poohlížet se i po jiných zdrojích, je podle Wolfganga Ruttenstorfera právě nejistý cenový vývoj. Ruttenstorfer je přesvědčen, že stále větší roli bude hrát zemní plyn - hlavně proto, že je šetrnější vůči životnímu prostředí.

OMV ale začala investovat i do obnovitelných zdrojů, v příštích letech by na tento účel mělo jít několik stovek milionů eur. Prvním krokem v tomto směru bylo letos v červnu založení Future Energy Fund, do kterého OMV pro začátek vložila 100 mil. eur. Má podporovat projekty týkající se například biopaliv, bioplynu, výzkumu v oblasti vodíku, redukce emisí a úspor energií. Některé projekty už se realizují.

Spolu s novináři pozvalo vedení OMV do Vídně také experty z Německa a Švédska, kteří měli přiblížit své vidění energetické budoucnosti. Marianne Haug, předsedkyně nezávislého Fóra pro energie budoucnosti v Berlíně, klade důraz na efektivnější využívání energií a na úspory. To je podle ní nejlevnější cesta, jak redukovat emise CO2 . »Poptávka po energii závisí na třech P: prices (ceny), policies (politiky) a PR (public relations),« dodala M. Haug.

Herbert Lechner z Rakouské energetické agentury přišel se studií, která poukazuje na rozdíly mezi spotřebou energie ve starých a nových zemích EU. »Zatímco do roku 2030 poroste spotřeba energie ve všech zemích, po tomto datu se bude v EU-15 snižovat , zatímco ve střední a východní Evropě dále poroste,« myslí si Lechner. Podle něho je v »nových evropských zemích« zapotřebí zaměřit se na několik věcí: nahradit dnešní tepelné elektrárny, rehabilitovat dálkové vytápění a začít využívat v širší míře zemědělské suroviny jako zdroje energie. Švédský model. Když se chopil mikrofonu Kent Nyström, museli ostatní uznat, že zůstali hodně při zemi. Výkonný ředitel Švédské asociace pro bioenergie přednesl strategii, kterou letos schválila švédská vláda a na jejímž základě se má Švédsko stát do roku 2020 nezávislé na ropě. Strategie počítá s využitím bioenergie.

»Pro nejbližší budoucnost je bioenergie nejspolehlivější zdroj,« říká K. Nyström. Už dnes bioenergetické zdroje pokrývají 25 % spotřebované energie ve Švédsku, zdrojem je dřevo a zemědělské produkty. Z 35 % ale ještě slouží coby zdroj ropa.

Zatím se energie z biomasy využívá především na vytápění, ale roste i počet ekologických vozidel. Už dnes jezdí ve Švédsku na ethanolový pohon tisíce aut, kterým slouží 500 čerpacích stanic. Vláda »ekologické« chování zvýhodňuje - stovky bioenergetických firem využívají daňových a jiných pobídek. Také řidiči vozů s hybridním pohonem nebo aut jezdících na ethanol mohou dostat nejen úlevy na daních, ale i volné parkovací místo ve městě.

Švédsko patří ve využívání obnovitelné energie na špici v celé Evropě, lépe je na tom jen Finsko, ale to má výhodu především díky dobrým podmínkám pro získávání solární a větrné energie.

Zvýšit podíl energie z obnovitelných zdrojů, zejména z biomasy, bude muset každá země, jít cestou Švédska ale lze jen stěží. Marianne Haug poukazuje na to, že jednak k tomu nejsou všude podmínky, jednak je mnoho zemí dnes ekonomicky závislých na těžbě či přepravě ropy. »Pro každou zemi je rozumná diverzifikace a především úspory energie,« zdůrazňuje Haug.

Ani Frank Umbach, konzultant Německé rady pro zahraniční vztahy, nevidí dnes švédskou cestu jako příklad pro všechny. Podle něj to chce ještě čas a další investice, než bude bioenergie konkurenceschopná. Jinak by tomu ale mohlo být v případě, kdyby cena ropy nějak výrazně vzrostla. Ve střednědobém horizontu by Umbach sázel na jadernou energetiku - hlavně proto, že je čistá.

 

ekonomika.ihned.cz  16. 10. 2006  11:25

ČR má největší bioplynovou stanici v Evropě

Ve Velkém Karlově na Znojemsku už pracuje největší bioplynová stanice v Evropě. Technologie za 180 milionů korun vyrobí podle Luďka Horníka z firmy Zevo, která zařízení provozuje, za hodinu 2,7 megawatthodiny elektřiny. Roční výkon tak pokryje spotřebu 8000 průměrných domácností a stanice je podle agentury CzechInvest největší v Evropě.

Elektrárna využívá rozkladu biologických zbytků na bioplyn, denně spotřebuje 250 tun odpadu. Kromě klasických splašků, hnoje a zbytků ovoce a zeleniny dokáže zpracovávat třeba i kosti a peří. Je proto smluvně spojena s několika agrodružstvy.

 

TECHNIK.IHNED.CZ  13. 12. 2005  00:00

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=17369590&article[area_id]=10015230

Energie z větru - v Evropě zřejmě jen jako doplněk                 zpět na úvodní stránku

 

Nahradit jaderné elektrárny odstavované na základě pět let staré dohody mezi vládou a energetikami obnovitelnými zdroji si přejí v Německu. Díky masivním subvencím tam dosud postavili 16 tisíc větrných turbín. Jejich další rozsáhlá výstavba se chystá zejména na severomořském pobřeží a umělých ostrovech.

 

Na německém území dnes stojí téměř polovina (48,6 %) všech větrných turbín v unii. Ze 493,3 terawatthodin (TWh - miliarda kilowatthodin) německé elektřiny vyrobily 22 TWh, tedy 4,4 %. Nynějších 18 atomových bloků, které se mají podle dohody o likvidaci jaderné energetiky uzavřít do roku 2023, vyrobilo loni bezmála 160 TWh proudu, tedy 32,1 % německé výroby.

Likvidace jaderných zdrojů neprodukujících oxid uhličitý ani další skleníkové plyny však naléhavý problém jejich emisí neřeší a hrozbu klimatických změn odvrátit nedokáže. Větrníky běží totiž podle průzkumů v Evropě naplno v průměru jen 54 dní v roce, kdežto atomové elektrárny téměř devět měsíců. Pokud by tedy Němci chtěli nahradit odstavované jaderné zdroje větrnými, museli by k současným 16 543 instalovat 121 tisíc nových větrných turbín, které by podle propočtu mluvčího Jaderné elektrárny Dukovany Petra Spilky stály v přepočtu zhruba 5 bilionů korun, tedy asi tolik, co 50 Temelínů. Množství vypouštěných skleníkových plynů by se však prakticky nesnížilo, neboť pilířem tamní energetiky podle představ spolkového ministra životního prostředí Jürgena Trittina zůstanou uhelné zdroje.

Koncem loňského roku provozovaly země EU větrné elektrárny o celkovém výkonu 34 205 MW, o pětinu více než předloni a dokonce o 165 % více než na přelomu tisíciletí. Větrné turbíny jsou vynikající ekologický zdroj elektřiny, nemohou však nahradit jaderné zdroje, tvrdí šéf mezinárodní organizace Ekologové pro jádro Bruno Comby. "Na množství elektřiny, jaké vyrobí jediný evropský reaktor EPR, by ve Francii bylo potřeba 2 400 větrníků o výkonu 2 MW každý. Zabraly by francouzské středomořské pobřeží.

Elektřinu ze všech obnovitelných zdrojů jsou distribuční společnosti v ČR (i v Německu) povinny odebrat. Energetický regulační úřad stanovil výkupní cenu větrné elektřiny na 2,60 Kč/kWh pro turbíny uvedené do provozu od letošního roku a ponechal na 2,72 až 3 Kč/kWh pro starší stroje. Nejvíce se platí za solární proud (6,04 Kč/kWh). Na základě loni schváleného zákona o obnovitelných energiích se výkupní ceny větrného proudu v Německu pohybují mezi 5,5 a 9,1 eurocenty za kilowatthodinu (1,70-2,80 Kč/kWh).

 

Autor/ři: (pev)

 

 

Datum: 20.7.2006 Autor: LIBUŠE BAUTZOVÁ Zdroj: Ekonom Rubrika: Sonda / Energie Strana: 14

Jak vyčistit energii

Bojovat proti negativním trendům 21. století se dá jen investicemi do výzkumu a vývoje, říká Siemens.

 

Klaus Voges, prezident Siemens Power Generation, je přesvědčen, že energetika bude i v příštích letech z větší části závislá na fosilních palivech. Musí se ale přejít k úsporným technologiím jejich využívání. To mimo jiné předpokládá investovat stále více do výzkumu, vývoje a inovací.

»V minulém roce vložil Siemens do výzkumu a vývoje 5,2 mld. eur, to je víc, než kolik činí rozpočet Evropské unie na výzkum,« řekl Klaus Kleinfeld, CEO jednoho z největších elektrotechnických koncernů na světě, na nedávném setkání s novináři, které by se mělo stát tradicí. Vedení Siemensu pozvalo do Berlína 150 zástupců médií ze všech zemí, kde má své aktivity, na první Siemens Media Summit. Debatovalo se právě o trendech, kterým bude čelit lidstvo v nejbližších letech. Největší turbína. Novináři si mohli v Berlíně prohlédnout závod na výrobu plynových turbín, kde se v současné době vyrábí největší turbína tohoto druhu na světě. Je 13 metrů dlouhá, 5 metrů vysoká a váží 440 tun. Wolf-Dietrich Krueger, šéf divize plynových turbín společnosti Siemens AG Power Generation, říká, že je skutečně high-tech: »K výrobě turbín využíváme poznatků nanotechnologií. « Kapacita turbíny je 340 MW. Turbína zatím nemá zákazníka; čeká se na výsledky testů, kterým bude podrobena v nejbližší době ve speciálním závodě, jež k tomuto účelu Siemens buduje společně s E. ON.

Až bude turbína zapojena do kombinovaného cyklu (pára pohání ještě další turbínu), zvýší se její výkonnost na 530 MW a dosáhne rekordní účinnosti více než 60 %.

Turbínový závod v Berlíně existuje od roku 1904, dnes zaměstnává okolo 2000 lidí. Zatím odtud dodali 520 turbín zákazníkům v 60 zemích, 90 % mimo Německo. Celková kapacita těchto turbín byla 100 GW.

Podle některých předpovědí se do roku 2020 celosvětově zvýší spotřeba energie o 70 %, na čemž budou mít hlavní zásluhu rozvojové země. Čím tuto zvýšenou potřebu krýt, toť otázka, kterou svět řeší. Klaus Voges, šéf energetické divize Siemensu, připouští, že bude přibývat větrných elektráren, za páteř pro výrobu elektrické energie ale považuje uhlí: »Oblastí, kde jsou výborné podmínky pro výrobu energie z větru, totiž moc není, takže větrných parků, jako je Nysted na pobřeží v Dánsku, asi mnoho nevznikne. « Nysted je největším takovým parkem na světě - je tady 72 větrných turbín z produkce Siemens. Celkový výkon představuje 165 MW.

Siemens Power Generation má na kontě asi pětinu celosvětově instalované kapacity pro výrobu elektrické energie. Část koncernu zabývající se energetikou zaměstnává 33 500 pracovníků. Za fiskální rok 2005 (skončil 30. září) zaznamenal prodej v objemu 8,1 mld. eur. Nové objednávky představují 11 miliard eur.

 

Spalovat, ale čistě. Firmy vymýšlejí nejen postupy, jak zefektivnit výrobu energie, ale také jak ji učinit neškodnou vůči životnímu prostředí. Některé nové a šetrné systémy spalování fosilních paliv už existují a dokonce došly komerčního využití.

Za zmínku stojí především IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle, integrované zplynování v kombinovaném cyklu). Zjednodušeně řečeno, jde o částečné spalování uhlí, při kterém vzniká tzv. syngas. Z něho se odstraní popílek a další emise a zvlášť se jímá CO2 . Čistý plyn pohání plynovou turbínu a vzniklá pára se ještě využije k pohonu parní turbíny. Kombinovaný cyklus je náročnější na prvotní investice, výroba je pak ale mnohem efektivnější.

Za revoluční lze označit zatím nepříliš rozšířený způsob nakládání s oxidem uhličitým. Místo vypouštění do ovzduší se může CO2 ukládat pomocí injektáží na dno oceánů, a to do hlouby několika tisíců metrů. Jinou cestou je jeho zakonzervování ve vyprázdněných ložiscích po ropě a zemním plynu. Podle odborníků v elektrárenství stačí kapacita těchto ložisek na mnoho let. Z Česka do Venezuely. V Česku se metoda IGCC využívá v elektrárně Vřesová. Dodavatelem byla firma Alstom. Pokud jde o tuzemskou výrobu v oblasti energetiky, ta se zatím omezuje jen na klasické parní turbíny. Vyrábějí se nejen v plzeňské Škodě Power (viz Ekonom č. 16/2006), ale také v Brně, kde závod Siemens zaměstnává asi 500 lidí. Letos brněnští uzavřeli kontrakt na dodávku dvou turbín pro jednu z největších polských tepláren. Jde o největší turbíny (každá 110 MW), které kdy v Brně vyrobili. Hodnota dodávky je půl miliardy korun.

Ještě zajímavější je projekt českého Siemensu ve Venezuele. Jedná se o modernizaci největší tamní elektrárny na pevná paliva a o největší český projekt ve Venezuele vůbec. Z Česka sice nejdou žádné výrobky, ale čeští technici z divize Výroba a přenos elektrické energie Siemens mají na starosti celou rekonstrukci řídicího systému, systému generátorů a vybavení velína.

 


 

TECHNIK.IHNED.CZ  15. 2. 2006

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=17830420&article[area_id]=10015230

Obří větrníky přijdou do čtyř let                            zpět na úvodní stránku

Větrná energetika ve světě zaznamenává od roku 1993 prudký růst. Za uplynulých dvanáct let stoupl výkon turbín z 2 900 na 47 tisíc megawattů, uvádí zpráva Evropské unie. V roce 2020 by měla EU každou osmou kilowatthodinu získávat z větru.

V současnosti provozuje rozšířená Evropská unie větrné turbíny o výkonu 17 temelínských elektráren. Na celkové výrobě proudu v zemích pětadvacítky se však tento zdroj, který podobně jako jaderné elektrárny neprodukuje skleníkové plyny ohrožující zemské klima, podílí necelými dvěma procenty, upozornil v nejnovější analýze odvětví eurokomisař pro vědu a výzkum Janez Potočnik. Jaderná energetika, jež pokrývá téměř třetinu evropské poptávky po proudu, nadále zůstává jedním z pilířů evropského elektrárenství.

VĚTRNÁ EVROPA SÁZÍ NA VELIKOST

Evropská komise předpokládá další prudký vzestup větrné energetiky. "Standardem se staly turbíny o výkonu větším než jeden megawatt," uvádí zpráva. Před třemi roky se postavily první pětimegawattové stroje, v roce 2010 se mají objevit generátory o dvojnásobném výkonu. Jejich lopatky budou měřit 90 metrů a při provozu opíšou plochu 2,5 hektaru, tedy menšího pole.
Počítá se s nimi hlavně pro přímořské a mořské větrné farmy.

Na pětadvacítku připadá 34 tisíc megawattů instalovaných především v Německu, Španělsku a Dánsku. Němečtí producenti drží také nejvýznamnější podíl na světovém vývoji i produkci větrných turbín. Evropská komise předpokládá, že do roku 2020 stoupne podíl větrné elektřiny na celkové produkci z dnešních necelých dvou na 12,1 %.

V ČR ZATÍM VÍTR "NEFIČÍ"

Výstavba větrné energetiky v ČR se loni poněkud zpomalila. Vyplývá to ze statistik Energetického regulačního úřadu (ERÚ). Na konci roku 2003 činil výkon všech tuzemských větrníků 10,6 megawattu, loni přibylo 5,9 megawattu a letos jejich kapacita překročila 20 megawattů. Na elektrárenskou společnost ČEZ připadá 1,17 MW ve větrné farmě na jesenickém kopci Mravenečníku nedaleko přečerpávací vodní elektrárny Dlouhé Stráně. Loni větrné turbíny dodaly do sítě 18,9 milionu kilowatthodin, tedy půl promile tuzemské výroby proudu, uvádí ERÚ. Toto množství by stačilo na provoz necelých šesti tisíc z celkových pěti milionů českých domácností. Tři pětiny tuzemské elektřiny se vyrábějí z uhelných a bezmála třetina z jaderných zdrojů.

Náklady na výstavbu jednomegawattového větrníku se pohybují kolem 40 milionů korun.
V České republice běží v nejlepším případě 2 000 hodin do roka. Větrný proud se povinně vykupuje za garantovanou cenu 2,60 Kč/kWh, což je téměř třikrát více, než za proud dostanou jaderné nebo tepelné elektrárny. Také investiční náklady potřebné pro výrobu stejného množství proudu vycházejí ve větrné energetice více než třikrát dráž než v tepelné či jaderné.



TE0602_13-3.jpg

TE0602_13-2.jpg
foto: archiv

 


 

HN.IHNED.CZ   21.3.2006                                                                                                        zpět na úvodní stránku

Jaké jsou nejpravděpodobnější zdroje v příštích desetiletích?

Slunce: nadějné, ale drahé                                                                                                 
Podle statistik OSN využívá lidstvo na své energetické potřeby výkon deset terawattů. Jeden terawatt (TW) je bilión wattů, což odpovídá výkonu pěti set temelínských jaderných elektráren. Sluneční záření však na Zemi přináší astronomických 180 000 TW, což je výkon devadesáti miliónů Temelínů. Avšak jejich využití představuje technologický i ekonomický problém.
Panely, které "sbírají" sluneční teplo pro ohřev vody, se už objevují i na střechách běžných domů. Pro ekonomiku jsou však mnohem důležitější takzvané fotovoltaické články, které proměňují sluneční paprsky přímo v elektřinu. Výzkumníci je vymysleli pro kosmické lodě, kde cena nehrála roli. Podle Evropské komise stojí dnes kilowatthodina elektřiny z fotovoltaického článku 25 až 50 eurocentů. Tatáž energie se dá z fosilních paliv nebo z jaderného reaktoru získat asi za čtyři eurocenty. Zavádění slunečních článků se proto zatím daří jenom v zemích, jako je Německo a Rakousko, kde pro ně mají štědré dotace. Výzkumníci však pracují na zlevňování fotovoltaických článků. Věří, že elektřinu z nich dostanou na přijatelnou cenovou úroveň.
Sluneční elektrárny mohou samozřejmě pracovat, jen když svítí slunce. Proto vědci zkoumají, jak získanou energii "ukládat", aby se dala použít později. Zvažovanou variantou je využití elektřiny na výrobu vodíku, ať už z vody, nebo ze zemního plynu. Vodík je možné přepravovat v potrubí a užívat, kdykoli je zapotřebí v palivových článcích.

Voda: omezené perspektivy

Hydroelektrárny dodávají 2,2 procenta světové spotřeby elektřiny. Uvádějí to statistiky Mezinárodní energetické agentury. Tento podíl může ještě narůst díky rozvojovým zemím. V průmyslových státech však už na řekách prakticky není kde stavět velké vodní elektrárny. A moc prostoru nezůstává ani pro malé. Určitý potenciál zbývá na pobřeží pro přílivové elektrárny, které využívají pohybu moře.
Vědci zkoumají ještě možnosti stavět v moři elektrárny, které zužitkují energii vln. Mohou v nich být plováky, které se pohybují na hladině a přenášejí svůj pohyb na generátory. Jinou variantou jsou nádrže, přes jejichž okraje šplíchají vlny. Voda pak odtéká dolů přes turbíny.
Pokusná vlnová elektrárna zvaná Vlnový drak plave od roku 2003 v Severním moři u pobřeží Dánska. Jiná, pojmenovaná Pelamis, se staví u Skotska. Pokud se osvědčí, mohou se konstruovat další. Dostatečně vysoké vlny pro ně nabízí Severní moře a Atlantský oceán, zato Středozemní moře je moc klidné. V žádném případě se však nedá čekat, že by mohly zásadně zvrátit energetickou bilanci.

Vítr: nespolehlivá síla
Energie větru je tolik, že by dodala dost elektřiny pro celý svět, vypočítal Wim Turkenburg z univerzity v nizozemském Utrechtu. Jak uvedl v časopise Energy Economics, elektřinu pro pokrytí světové spotřeby by dokázaly vyrobit větrné elektrárny rozmístěné na ploše 2,4 miliónu čtverečních kilometrů. To je zhruba rozloha Saúdské Arábie. Energie by však stála dvojnásobek dnešních cen.
Další potíž je v tom, že vítr nefouká po celé zeměkouli stejně. Výborné podmínky jsou ve východní Africe, Severní i Jižní Americe a v zemích bývalého Sovětského svazu. Přijatelné podmínky má i západní Evropa, zato ve střední Evropě je vítr využitelný méně. Na větrné elektrárny pak mohou zapomenout obyvatelé jihovýchodní Asie, kde vítr nemívá potřebnou rychlost. V hustě zalidněných oblastech je pochopitelně méně volného místa pro větrné turbíny, přenos proudu z pustin je zase ztrátový. Konstruktéři plánují, že by je mohli budovat také v mělkém moři.

Jaderná energie: snad i bez uranu
Nezpochybnitelný potenciál výroby energie, při níž nevznikají skleníkové plyny, mají jaderné elektrárny. Ložiska uranu, který v nich slouží jako palivo, by teoreticky mohla vystačit na 150 let. Zdá se však, že kolem roku 2040 bude snáze dostupný uran spotřebován a další těžba začne být příliš nákladná.
"Ve světě ale už existují takzvané rychlé reaktory, které využívají i vyhořelé palivo z dnešních jaderných elektráren," připomíná Vladimír Lelek z Ústavu jaderného výzkumu v Řeži. "Rychlé reaktory jsou dražší, takže jich dnes není mnoho. Ale až zásoby dostupného přírodního uranu poklesnou a zvýší se jeho cena, stanou se rychlé reaktory spalující uložené vyhořelé palivo ekonomicky zajímavými."
Jaderná energetika tedy může pomoci překlenout období, po kterém by už vědci měli zvládnout takzvanou jadernou fúzi. Při ní se v reaktoru lehká jádra vodíku, udržovaná v magnetickém poli a rozehřátá na stovky miliónů stupňů Celsia, srážejí a slučují na těžší helium. Tím se uvolňuje obrovská energie.
Ve Francii se nyní staví Mezinárodní termojaderný experimentální reaktor (ITER), na němž se prověří, jestli je tento způsob výroby energie reálný. Fúzní reaktory ovšem nestihnou na komerční bázi pracovat dříve než v druhé polovině tohoto století. Pak by svět mohl mít konečně vystaráno - vodíku, který by sloužil jako palivo, je všude dost.

Autor/ři: (jet)

 

TECHNIK.IHNED.CZ  15. 2. 2006  

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=17830410&article[area_id]=10015230

Vodík - nejen palivo pro budoucnost                         zpět na úvodní stránku

Možnost vyčerpaní fosilních paliv v blízkých desetiletích z nich dělá strategickou surovinu. S ubývajícími zásobami především ropy a zemního plynu budou muset kalkulovat nejen komoditní burzy, ale i průmyslová výroba bez ohledu na teritoriální rozdělení současného světa

Cesta se ukazuje v hledání a zejména využití alternativních zdrojů energií. Jako velmi perspektivní se ukazuje využití vodíku. I ten se v budoucnu stane určitým způsobem strategickou surovinou, ale vzhledem k tomu, že jej lze uměle vyrobit, nebude podléhat tak silným politickým tlakům, jako je tomu u těžby nerostných surovin.

V převážné většině se dnes hovoří o ropě a jejích frakcích jako o palivu a topivu, o jejím přímém využití zejména pro pohon motorových vozidel. Již méně se diskutuje o tom, že ropa je jednou ze základních surovin pro druhotné zpracování v chemickém průmyslu, bez kterého si jen těžko lze představit fungování jakéhokoliv hospodářství. I v této oblasti však bude mít vodík co říci.

VODÍK JAKO NOSITEL ENERGIE BUDOUCNOSTI

Poptávka po vodíku se bude prudce zvyšovat v souvislosti s růstem jeho významu. Koncern Linde se na globální úrovni velmi intenzivně zabývá využitím vodíku. Dlouhodobě úspěšně spolupracuje na výzkumných projektech týkajících se daného tématu Jejich výsledkem je mimo jiné výstavba 20 čerpacích stanic na vodík pro automobily a autobusy ve světě, které vodík používají jako pohonné palivo.

Koncern v letošním roce prezentoval svou vizi "Evropské vodíkové dálnice" - dálničního okruhu procházejícího hlavními centry vývoje a výroby automobilů v Německu. Vize počítá s instalací čerpací stanice vodíku na každých 50 km dálnice. Podle zpracované studie nepřesáhnou náklady na dálnici 30 milionů eur. Tyto prostředky jsou potřebné na vytvoření evropské automobilové vodíkové infrastruktury do roku 2020 a zpřístupnily by vodík více než 120 milionům lidí, což představuje celou jednu třetinu populace Evropské unie. Tím, že je ČR součástí EU a zejména tím, že nejdynamičtěji se rozvíjející průmyslové odvětví je automobilový průmysl (VW a mladoboleslavská Škoda mají pro toto odvětví strategický význam), je naše republika na jednom z prvních míst budování vodíkové dálnice mimo území Německa.

ŠTĚSTÍ PŘEJE PŘIPRAVENÝM

Smlouva o výstavbě plnicí stanice vodíkových trajlerů mezi společnostmi Linde Technoplyn, a BorsodChem MCHZ byla podepsána na konci června 2004. "Výstavba plnicí stanice vodíkových trajlerů trvala 14 měsíců a samotné plnění vodíku do trajlerů bylo zahájeno v listopadu 2005", říká Petr Choulík, generální ředitel Linde Technoplyn. Společnost se částečně podílela na modernizaci výroby vodíku v BorsodChem MCHZ investicí ve výši 50 milionů Kč, celková výše investic Linde do plnírny vodíkových trajlerů převýšila 90 milionů Kč. Vodík naplněný do trajlerů je zhruba ze 70% určen pro český trh, zbytek bude směřovat do Polska a na Slovensko. "Realizací této investice se stáváme jedním z hlavních hráčů na vodíkovém trhu v České republice", doplnil dále Petr Choulík. Spuštěním tohoto zdroje bude zčásti nahrazen dovoz vodíku ze zahraničí.

VODÍK ZE ZEMNÍHO PLYNU

BorsodChem MCHZ vyrábí vodík metodou parního reformingu ze zemního plynu. Vodík je součástí chemického procesu při výrobě anilinu. Část vodíku je po jeho stlačení pístovými kompresory na tlak 220 barů naplněna do trajlerů. Současná maximální kapacita plnění je 600 m3/hodinu, doba nutná k naplnění jednoho vodíkového trajleru činí zhruba 4 hodiny. V příštím roce plánuje Linde další investice do zařízení, které zvýší maximální kapacitu plnění na 1 000 m3/hodinu. Roční kapacita zařízení bude více než 7 milionů m3.

VODÍK JE PLNĚN AUTOMATIZOVANĚ

Plnicí stanice pracuje zcela automaticky bez asistence personálu. Je třeba pouze připojit trajler a přihlásit se pomocí karty k plnění. Provoz je dálkově sledován z výrobního centra Linde Technoplyn v Třinci.

             TE0602_12-1.jpg        TE0602_12-3.jpg

TE0602_12-2.jpg
Foto: autor

                                                                                                                                             zpět na úvodní stránku

14.9.2006

Úsvit éry vodíka

Juraj Mesík

Otvorenie prvej vodíkovej čerpacej stanice 23. augusta znamenalo prvý zásadný krok k vytvoreniu 580-kilometrovej „vodíkovej diaľnice“, ktorá spojí nórske mesto Stavanger pri atlantickom pobreží s Oslom. V Kanade bude vodíková diaľnica vo Vancouveri spustená do otvorenia ZOH 2010.

Kalifornia aj Florida pracujú na vývoji svojich vlastných vodíkových diaľnic a konzorcií. Pre rýchle nahradenie fosílnych palív čistejšími nosičmi energie existuje množstvo argumentov. Americky žurnalista Thomas Friedman v článku „Prvý zákon petropolitiky“ uverejnenom v júnovom čísle časopisu Foreign Policy prichádza k záveru, že ak to Západ s bojom proti terorizmu myslí naozaj vážne, musí ukončiť svoju závislosť od ropy importovanej z nedemokratických a labilných krajín.

 

Britský vedec James Lovelock, autor známej teórie Gaia, naliehavo apeluje na rýchly prechod k nefosílnym zdrojom energie z možno omnoho zásadnejšieho dôvodu.

Vo svojej najnovšej knihe „Odplata Gaie“ Lovelock tvrdí, že globálne otepľovanie môže viesť k omnoho rýchlejšiemu a drastickejšiemu zrúteniu ľudskej civilizácie, ako sa doteraz predpokladalo. Stane sa tak, ak teplota Zeme prekročí bod, za ktorým sa začne otepľovanie pozitívnou spätnou väzbou samo urýchľovať a odkiaľ už nebude návratu.

A aj tí, ktorí si myslia, že stoja pevne na zemi a neberú vážne apokalyptické vízie prehriatej Zeme ani geopolitiku ropy, uznávajú, že naša závislosť od dovážanej ropy a plynu a ich rastúce ceny sú vážnou témou. Mnohí veria, že vodík je palivom budúcnosti. Je prítomný všade okolo nás. Produktom jeho horenia je čistá voda. Technológia jeho výroby je dávno známa a odskúšaná. Technológia jeho využitia v automobiloch – palivové články – je nová, v masovom meradle ešte neoverená, ale testuje ju každý významný výrobca automobilov na svete a testované vodíkové autá dnes brázdia ulice mnohých miest. Vodíkové diaľnice sa vysporiadajú s otázkou spoľahlivej distribúcie vodíka. Problém je, že k samotnej produkcii vodíka potrebujeme energiu na elektrolýzu vody. Odkiaľ ju vziať? Nóri využijú prebytky zo svojich vodných elektrárni. Ale čo zvyšok Európy a sveta?

V pocite extrémnej naliehavosti James Lovelock navrhuje, že Európa musí v zaujme záchrany planéty prekonať svoj strach z jadrovej energie a aspoň dočasne ju akceptovať, kým nebudú masovo dostupné iné technológie schopné pokryť naše energetické potreby a drasticky znížiť našu spotrebu energie. V postoji k jadrovej energii je Európa rozpoltená – väčšina Európanov by reaktor v blízkosti svojho domova odmietla. Jadrové elektrárne na zemi sú citlivé na zemetrasenia, hrozbu nehôd a teroristických útokov, dostatok chladiacej vody a iné faktory. Predimenzované bezpečnostné plášte reaktorov, ďalšie bezpečnostné opatrenia a masívne chladiace veže robia výstavbu jadrových elektrárni veľmi drahou. Schvaľovacie konania sú extrémne zdĺhavé - to ďalej znižuje ich ziskovosť. Ale s vodíkom sa môžu ekonomické rovnice a rýchlosť výstavby úplne obrátiť v prospech jadrových elektrární.

Kľúčom je, že vodík nepotrebujeme vyrábať na zemi, ale môžeme ho produkovať na otvorených moriach. Jadrové reaktory poháňajúce lode sú skoro tak staré ako samotné mierové využívanie jadrovej energie. Prvý atómový ľadoborec bol postavený v sovietskom Rusku už v roku 1959, osem ďalších neskôr. Dva z nich v skutočnosti postavili Fíni. Nemeckú atómovú loď Otto Hahn postavili v šesťdesiatych rokoch, ďalšie krajiny postavili niekoľko stoviek vojenských lodí a ponoriek s jadrovým pohonom. Nebolo by preto žiadnym technologickým zázrakom postaviť desiatky alebo stovky jadrových elektrární na lodiach a umiestniť ich ďaleko v Atlantiku, kde by produkovali vodík reaktory chladené hlbokými vodami oceánu a vzdialené od obývaných kontinentov tisícky kilometrov. Bez nadmerných ochranných plastov, chladiacich veží a bezpečnostných opatrení potrebných v husto osídlenej Európe by boli výrazne lacnejšie ako na pevnine. Bez ľudí všade naokolo by proces ich povoľovania trval omnoho kratšie. Na dopravu vodíka tankermi do Európy by museli byť vyvinuté nové nádrže, ale potrebné materiály už podľa všetkého sú k dispozícii.

Skeptici majú pravdu, že aj zásoby jadrového paliva pre štiepne reaktory sú obmedzené. Je ich ale dosť na to, aby ľudstvo získalo čas, kým budú masovo k dispozícii technológie pre nové zdroje energií a úspory.

autor pracuje vo Svetovej banke ako konzultant

 

 

TECHNIK.IHNED.CZ, 13.12.2005 

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=17369660&article[area_id]=10004120

Budoucnost energií a energie budoucnosti               zpět na úvodní stránku

 

S tenčícími se zásobami efektivně dostupných tradičních paliv se pozornost stále více upírá k různým způsobům, jak energii z ropy a uhlí nahradit. Možností je více, ale většina z nich je zatím ve srovnání s uhlím a ropou příliš nákladná, nebo je vázána na specifické podmínky, které nejsou univerzálně použitelným řešením. To by se však v budoucnosti mělo změnit.

 

ČISTÉ A TICHÉ TECHNOLOGIE

V projektech zaměřených na energetické zdroje budoucnosti se můžeme často setkat s označením čisté energie. Nová generace technologií pro výrobu energie je obecně méně (případně není vůbec) nebezpečná pro životní prostředí, je tišší a efektivnější než technologie používané v současné době, kde dominují fosilní paliva, a na rozdíl od nich jde o tzv. obnovitelné zdroje, jejichž zásoby neubývají jako uhlí a ropa nebo uran. K hlavním směrům patří zlepšování již delší dobu využívané solární a větrné energie, k nimž nyní přibyla díky novým technickým řešení i energie získávaná z přílivu a vln a také z vodíku.

Čisté energie jsou také často provázeny označením sofistikované a jsou s nimi spojeny výsledky nejnovějšího vývoje různých vědeckých a technických oborů. Uplatňují se při nich nanotechnologie a biotechnologie, nové materiály, dopravní a počítačové řídicí systémy apod. Technologické výhody nových energií by měly pomoci vyřešit i mnoho dosavadních problémů, jako jsou emise, hluk, plyny; tzv. distribuovaná generace umožní dodávat energii v odpovídajícím množstvím přesně tam, kde a kdy je jí zapotřebí.

ENERGIE Z VĚTRU, VLN A SLUNCE

Ze Slunce dostáváme na různých vlnových délkách energii v objemu zhruba 1 370 W/m 2.

Větrné a sluneční elektrárny poskytují lidem své služby už mnoho let, principy jsou známy a nyní se technici zaměřují hlavně na maximalizaci jejich výkonu s použitím nových technologií. Nové jsou však možnosti využití - sluneční energie např. dokáže už pohánět i letadlo. Jde samozřejmě zatím o experimentální stroje, které však ověřují možnosti pro plánovanou další generaci již komerčně využitelných letounů.

Prvním nepilotovaným solárním letadlem byl stroj nazvaný Pathfinder, který vyvinula v rámci výzkumu pro NASA společnost AeroVironment under the NASA. Vzletěl v roce 1997 a podařilo se mu dosáhnout výšky 71 500 stop. Jeho modifikovaný nástupce Pathfinder-Plus, to dotáhl až na rekordních 82 000 stop, tj. výše, než kam se kdy podařilo vzlétnout jakémukoli vrtulovému letadlu.

Skutečným technickým unikátem je však projekt NASA nazvaný Helios, součást rozsáhlého výzkumu výškového bezpilotního letadla s nízkou spotřebou energie. Hélios dosáhl při svém rekordním letu rychlosti asi 40 km/hod. a výdrž 17 hodin. Stroj (v podstatě samokřídlo) je přehlídkou high-tech materiálů - je zkonstruován z uhlíkových vláken a grafitových epoxy kompozitních struktur, Kevlaru, lehčených plastů, styroformu a plastových filmů. Energii pro jeho osm motorů obstarávají ve křídlech vestavěné oboustranné solární články o maximálním výstupním výkonu zhruba 42 kW a 8 kW PEM palivové články.

Te1205s20 ()


Komerční verze letounu, kterou hodlá AeroVironment na základě dosavadních projektů vytvořit, počítá s tím, že 8 bezkartáčkových elektromotorů, každý o výkonu 1,5 kW by mělo vynést 727 kg těžký letoun v podobě obřího křídla o délce 3,6 m a rozpětí 76,8 m do výše 50-70 tisíc stop. Ve vzduchu by měl unikátní letoun poháněný sluneční energii vydržet v režimu nepřetržitého letu bez přistání několik měsíců - podle informací na webových stránkách výrobce nejméně půl roku! To by mělo stroj učinit atraktivním např. pro poskytovatele komunikačních služeb jako alternativu k drahým satelitům apod.

Klíčovým prvkem je nově vyvíjený vodíko-kyslíkový systém regenerativního skladování energie, který by umožnil nepřetržitý let. Energii dodávanou solárními články by používal mj. k napájení elektrolyzéru, který by dělil vodu na vodík a kyslík a tyto plyny, skladované pod tlakem ve speciálních nádržích by posléze v noci byly zpět nekombinovány v palivových článcích vyrábějících elektřinu pro pohon motorů Heliosu.

 

Te1205s20 ()


I když solární a větrná energie patří mezi populární zdroje, mají jednu zásadní nevýhodu: Závisí na přírodních podmínkách v dané lokalitě (počet slunečných dnů v roce, rychlost a síla větru), které mohou být často značně nestabilní, a rovněž systémy a infrastruktura k jejich přeměně na elektřinu jsou dnes ještě poměrně nákladnou záležitostí.

VE ZNAMENÍ NEPTUNA

Relativně novým způsobem je získávání elektřiny ze sil působících v mořích a oceánech. Přílivové elektrárny už fungují na pobřeží několika zemí, příbojové energie Atlantiku využívají např. pokusné elektrárny ve Skotsku a Velké Británii. Obvykle jde o systémy založené na nárazovém přívalu vody, která je zužitkována pro pohon turbín umístěných v přívodním kanálu.

Zajímavé řešení vyvinula americká firma Ocean Power Technologies pod názvem OPT PowerBuoy Technology. Umožňuje získávat energii z mořských vln na základě rozdílné výšky hladiny. Modulární systém tvoří síť vzájemně propojených malých, poměrně snadno instalovatelných, ke dnu ukotvených plováků vznášejících se na vlnách, které jsou vybaveny zařízením na výrobu elektrické energie. Jde je skládat podle požadavků uživatele až do velkých soustav výkonově odpovídajících elektrárně o velkém výkonu (100 i více MW), ve srovnání s ní (počítáno s ohledem na vybudování potřebné provozní infrastruktury) však vyžaduje zhruba poloviční plochu jinak nevyužitého oceánu. Např. mořská elektrárna o výkonu 10 MW zabere mořskou plochu o rozloze pouhých 4 akrů. Energie je odváděna podmořským kabelem a může být dodávána přímo do sítě nebo skladována. Systém vyžaduje během své zhruba třicetileté životnosti udávané výrobcem jen rutinní nízkonákladovou údržbu, ale proti jiným energetickým zdrojům dokáže vyrábět energii za velice příznivou cenu - celkové provozní náklady na výrobu energie z vodní stanice OPT udává výrobce na 3-4 dolarů na jednu vyrobenou kWh pro 100 MW systémy a 7-10 dolarů u systémů s výkonem 1 MW, a to včetně nákladů na údržbu a amortizaci pořizovací investice. Ve srovnání např. s větrnou energií má oceánská minielektrárna výhodu, že plovoucí segmenty umístěné ve vzdálenosti 0,5-5 mil od pobřeží jsou ze břehu prakticky neviditelné, zatímco mohutné větrníky představují často výrazný zásah do krajiny, a to zejména v případě velkoplošných tzv. větrných farem.

NEJEN PRO ASTRONAUTY

Mezi prvními se objevily palivové články v kosmickém průmyslu. Vodíkové články plněné kryogenním vodíkem a kyslíkem dosahující až 70% účinnosti úspěšně absolvovaly desetitisíce hodin svého provozního nasazení ve více než stovce kosmických misí. Kromě toho, že jsou zhruba desetkrát výkonnější než baterie stejné velikosti používané posádkami prvních kosmických lodí Apollo dokážou navíc vyrábět pro posádku čerstvou vodu, a není potřeba žádné záložní baterie, donedávna nutné, ale zdaleka ne ideální při kosmických letech, kde se hraje o každý kilogram zátěže.

K již úspěšně vyzkoušeným oblastem, kde byly kromě kosmického programu palivové články nasazeny a v budoucnu se počítá s jejich využitím např.:

- Stacionární energetické zdroje pro podniky, továrny, nouzové a záložní energetické systémy pro nemocnice, komunikační sítě, kartová centra ve finančním sektoru, policejní a hasičské stanice, banky a počítačové instalace

- Vojenské aplikace různého typu

- Mobilní palivové články pro budovy, kempy či prodejní automaty

- V dopravě pro automobily a autobusy, ale také pro vlaky, lodě či skútry a také např. silniční značení na dálnicích apod.

- Skládky a čističky odpadních vod, které mohou používat palivové články k přeměně metanu na elektřinu

- Palivové články už jsou však vyvíjeny i pro řadu běžných zařízení, jako jsou notebooky či mobily, a různá osobní elektronika. První systémy tohoto typu už se dokonce objevily na trhu.

Asi největší pozornost poutá využití palivových článků a vodíkového pohonu v dopravě, zejména hromadné. Po silnicích se již prohánějí první vozidla s těmito alternativními zdroji pohonu. Kromě technických parametrů (v nichž kromě dojezdu omezenému např. chybějící sítí vodíkových čerpacích stanic už zdatně konkurují benzínovým a dieselovým bratříčkům) je jedním z hlavních problémů bezpečnost. Nádrže s vysoce stlačeným vodíkem, který - pokud není správně skladován - je silně hořlavý a ve směsi se vzduchem výbušný, by mohly představovat potenciální riziko, ale zdá se, že i tuto otázku se podařilo vyřešit pomocí nových materiálů, z nichž některé umožnil rozvoj nanotechnologií. Např. vodíkové autobusy zkoušené v Japonsku měly vodíkové nádrže zabudované ve střeše, což je nejen chrání v případě kolize, ale umožňuje i nízkopodlažní design vozidla. Honda provedla řadu čelních a bočních crash testů svého prototypu FCX-V5 při rychlosti 55 km/hod., a ty potvrdily, že z vysokotlakých vodíkových nádrží není třeba mít obavy a bezpečnost cestujících je zajištěna.

ROZHODOVAT BUDE HLAVNĚ CENA

Klíčovou otázkou jsou však - jako obvykle - náklady. Čili: co to stojí? Nové technologie jsou sice ekologicky a provozně atraktivní, ale v současné etapě vycházejí zatím ještě jako příliš drahé na běžné komerční nasazení, a fungují hlavně jako testovací pilotní projekty k ověření jejich možností. Studie konzultační firmy Arthur D Little z počátku našeho století předpokládá, že k výrazně rozsáhlejšímu rozšíření vodíkových technologií by mohlo dojít až náklady na palivové články sestoupí pod hranici tří tisíc dolarů na kilowatt energie, a že palivové články v automobilech budou muset být mnohem levnější, než jejich dnešní podoba, aby byly komerčně přijatelným řešení. Ovšem vývoj technologií během několika posledních let výrazně pokročil nejen pokud jde o technické parametry, efektivitu, (nová generace už má menší rozměry, lepší účinnost) a naopak výrazně stouply ceny klasických paliv, takže lidstvo se začíná mnohem intenzivněji zajímat o vývoj nových alternativ pro získávání energie, které by mohly nahradit fosilní zdroje. Je tedy docela možné, že vodíkových motorů v automobilech a palivových článků nahrazujících dosavadní baterie se dočkáme dříve, než se původně počítalo.


FOTO: NASA Dryden, OPP         Autor/ři: (afa)

 

 


 

KONEC STARÝCH PALIV                   HN.IHNED.CZ,   21.3.2006                  zpět na úvodní stránku

Svět hledá energie budoucnosti

Na první poslech to zní jako nesmysl. Zásob ropy, uhlí a zemního plynu v podzemí přibývá, přestože se pilně těží. Jak je to možné? Těžaři se učí lépe využívat už známá ložiska a objevují nová. I tak ovšem bude nutné fosilní paliva v příštích desetiletích nahradit. Ale čím?

Podle varovných prognóz ze začátku sedmdesátých let minulého století už dnes neměla být ve světě k dispozici žádná ropa. Rovněž ložiska uhlí se měla přibližovat ke svému konci. Nestalo se tak. Zčásti proto, že geologové našli další, dříve neznámé zdroje. Nové technologie navíc umožňují pronikat do větších hloubek a také získávat ropu a zemní plyn z mořského dna.
Uznávaný německý Federální institut pro geovědy a přírodní zdroje (BGR) v Hannoveru přináší ve svém posledním přehledu energetických zdrojů zajímavá čísla. Uvádí, že v roce 2001 nabízela světová ložiska 152 miliard tun ropy, kterou bylo možné dostupnými technologiemi a při současných cenách vytěžit. V roce 2004 se odhady zvýšily na 160 miliard tun využitelné ropy. A k tomu výzkumníci z BGR přidali dalších 82 miliard tun ropy, které ještě spočívají v zemských hlubinách, ale dnešní technologie je na ně krátká. Za čas je už těžit půjde.
Roční světová spotřeba ropy přitom dosahuje asi 3,8 miliardy tun. Zdálo by se tedy, že lidstvo má na více než půlstoletí vystaráno.
Zásoby uhlí a zejména zemního plynu by pak vystačily ještě na delší dobu.
Jenže tato aritmetika nefunguje.

Noví zájemci o paliva
Mezinárodní energetická agentura (IEA) v Paříži předpokládá, že do roku 2030 se světová spotřeba energie zvýší oproti dnešku téměř na dvojnásobek. Hlad po ní poroste především v rozvojových zemích, zejména s rozmachem průmyslu v Číně, Brazílii a Indii.
Podle údajů IEA nemá v současnosti pětina populace vůbec přístup k elektřině. Německý ústav BGR dodává, že nejvyspělejší státy, sdružené v Organizaci pro ekonomickou spolupráci a rozvoj (OECD), spotřebovávají zhruba polovinu energetických surovin vytěžených na zeměkouli. Přitom v nich žije jen 17 procent světové populace. Tenhle poměr, či spíše nepoměr se ale bude měnit.
Pokud by poptávku dalších zemí měla uspokojit fosilní paliva, jejich zásoby by přestaly stačit už za pár desetiletí.
Navíc ložiska energetických surovin nejsou rozmístěna po zeměkouli rovnoměrně. Poznat je to zejména u ropy. Státy, které ji dovážejí, se stávají rukojmími zemí, jež mají její ložiska pod kontrolou.
Hledání nových energií má ještě další velmi důležitou příčinu. Je jí globální ochrana životního prostředí.
"Stále více se projevuje hrozba dopadů změny klimatu, k níž přispívá používání fosilních paliv," připomíná Bedřich Moldan, ředitel Centra pro otázky životního prostředí Univerzity Karlovy v Praze.
Při spalování ropy, uhlí i zemního plynu vzniká oxid uhličitý a uniká do atmosféry. Tam pod sebou jako pod pokličkou zadržuje teplo, a napomáhá tedy k rozehřívání zeměkoule. To podle vědců povede k dalekosáhlým důsledkům.
Delší sucha budou ničit zemědělskou úrodu. Oteplení oceánů změní směr mořských proudů, což dlouhodobě ovlivní počasí na kontinentech. Očekává se častější střídání extrémů. Velká sucha budou příležitostně přerušovat intenzívní srážky, jež mohou způsobit katastrofální povodně. Hladina moří, která stoupne po roztání pevninských ledovců, zkomplikuje život lidem žijícím při pobřeží. Vyšší teploty umožní rozšíření tropických onemocnění do dosud chladnějších končin.

Potřebujeme nové zdroje
Vyspělé státy světa se proto v roce 1997 zavázaly v dohodě uzavřené v japonském Kjótu, že do roku 2012 o dvacetinu sníží vypouštění takzvaných skleníkových plynů, zejména oxidu uhličitého. Nynější vyjednávání pod patronací Organizace spojených národů se snaží přesvědčit USA a rozvojové země, které ke Kjótskému protokolu nepřistoupily, aby se připojily alespoň ke snižování emisí po roce 2012.
To by ovšem znamenalo, že fosilních paliv v elektrárnách, stejně jako benzínu v automobilech, bude muset být spotřebováváno méně.
Neboli - vyšší spotřebu energie musí zajistit jiné zdroje.
Evropská unie právě projednává svou společnou energetickou strategii. V členských státech sílí přesvědčení, že nezbude než začít znovu podporovat jadernou energetiku. Ta by měla zajistit plynulý přechod od fosilních paliv k energiím budoucnosti. Finsko a Francie už ohlásily výstavbu nových jaderných elektráren.
Velké naděje pak Evropa vkládá do termojaderných, neboli fúzních reaktorů, které však stěží budou spolehlivě fungovat dříve než někdy kolem roku 2050. Na rozdíl od dnešních reaktorů, které vyrábějí energii štěpením uranu nebo plutonia, se ve fúzních elektrárnách mají slučovat jádra vodíku. Je to stejná reakce, jakou "vyrábí" svou energii Slunce.

Jak se zbavit závislosti
Evropská unie chce také zvyšovat podporu pro využívání obnovitelných zdrojů. Cílem je do roku 2012 zajistit jejich dvanáctiprocentní podíl na výrobě tepla a elektřiny.
Mezi nimi zatím vedou vodní elektrárny, které však už v Evropě není kde stavět. Dalšími zdroji by proto měla být energie ze spalování biomasy, zejména speciálně pěstovaných rostlin, geotermální energie získávaná z nitra země, a také energie slunce a větru.
I americký prezident George W. Bush koncem ledna ve své zprávě o stavu unie slíbil větší podporu obnovitelným zdrojům. Nevedou ho k tomu ani tak ekologické důvody, ale snaha snížit závislost USA na dovážených energetických surovinách. A stát Kalifornie se rozhodl, že na rozvoj sluneční energetiky věnuje v příštích jedenácti letech 3,2 miliardy dolarů.
Právě energie ze slunečního záření má podle vědců obrovský potenciál. Její získávání je však zatím hodně drahé. V celosvětové produkci energií tedy, podle Mezinárodní energetické agentury, představuje jen mizivých 0,039 procenta.
"Když ale začneme opravdu investovat do výzkumu solárních technologií," říká profesor Bedřich Moldan, "je velká šance, že se význam sluneční energie rychle zvýší."

Autor/ři: Josef Tuček  http://email.seznam.cz/redir?http://www.ihned.cz/tucek

Malý krůček pro vodík, velký skok do nové éry                             zpět na úvodní stránku

16.03.2006

 

Pouhých dvanáct až osmnáct měsíců nás dělí od počátku éry komerčního využívání nového druhu energie, který změní svět. Musíme být připraveni rychle a plně využít jeho potenciál.
Důvody jsou zřejmé. Nacházíme se v době globálního oteplování "v reálném čase". Ceny ropy dosáhly až 67 dolarů za barel, globální ekonomika začíná zpomalovat a výrobci i spotřebitelé si utahují opasky v očekávání ještě vyšších cen ropy během příštích let.


Převratné jako parní stroj
Je zřejmé, že má-li si lidská civilizace zajistit budoucnost, zoufale potřebuje najít únikovou strategii z ropné éry. Mamutí energetické firmy však i nadále dělají svůj "obvyklý byznys", přičemž probíhá jen chabá diskuse a pouze malá část výzkumu a vývoje se věnuje zkoumání alternativ udržitelné energie.
Ba co hůř, řada politických předáků opět zabředává do minulé energetické éry, když hovoří o znovuvzkříšení jaderné energetiky nebo o větším spoléhání se na uhlí, roponosné písky a těžkou ropu - tedy vesměs na "špinavé" energetické zdroje, při jejichž využívání vzniká oxid uhličitý.
Zatímco se političtí snaživci ocitají ve svízelné situaci a vědci zoufale lomí rukama, na globální trhy nedočkavě vstupuje komerční energetická revoluce, o které s výjimkou několika průmyslových zasvěcenců prakticky nikdo neví. Vítejte ve světě přenosných palivových článků na bázi vodíku.
Tato novinka vnese revoluci do způsobu, jakým chápeme energii, organizujeme obchod a strukturujeme politické a sociální vztahy, stejně jako to v 19. století učinil vynález parního stroje a ve 20. století benzinový spalovací motor.


Už teď je mají astronauti
Firmy Hitachi, Toshiba, Samsung, Canon, Sanyo, Sony, Panasonic, NEC, Mitsubishi, Fujitsu, Sharp a Olympus překotně uvádějí na trh vodíkové mikročlánky, které nahradí tradiční baterie a zajistí zdroj energie pro přenosné počítače, mobilní telefony, osobní asistenty, přehrávače MP3, videokamery, přenosné přehrávače DVD, videohry a digitální fotoaparáty.
Astronauti využívají na palubě kosmických lodí vysoce moderní vodíkové články již téměř 30 let. Tyto články mají velkou výhodu v tom, že neznečišťují životní prostředí - jedinou odpadní složku představuje čistá voda a teplo. Pitná voda vytvořená palivovými články dokonce astronautům slouží jako hlavní vodní zdroj.
První generace palivových článků využívá jako palivo převážně metanol. Z toho se získává vodík, který poté napájí palivový článek a generuje elektrickou energii. A přestože většina metanolu se v současné době vyrábí ze zemního plynu a uhlí, díky novým technologickým objevům představují obnovitelné zdroje metanolu možnou ekonomickou alternativu. Obnovitelný metanol se ve stále větší míře získává z metanu vznikajícího v zavážkách, z chlévské mrvy, cukrové třtiny, rýžových stébel, a dokonce i z naplaveného dříví.
Je potřeba zdůraznit, že vodík se v přírodě volně nevyskytuje - musí se získávat z jiných zdrojů. Těžba vodíku z fosilních paliv jen prodlužuje závislost na starých energetických zdrojích, zatímco jeho získávání přímo z biomasy nebo s využitím jiných obnovitelných zdrojů energie - sluneční, větrné, vodní a geotermální - k výrobě elektřiny a poté k elektrolýze vody, při níž se tento prvek uvolňuje, vede k počátku "zelené" vodíkové éry.


Až bude iPod hrát 80 hodin
Do celosvětové maloobchodní sítě budou první vodíkové články uvedeny v roce 2007. Díky tomuto novému zdroji energie budou moci být notebooky napájeny několik dní, zatímco současná technologie baterií umožňuje výdrž pouhých několika hodin, po jejichž uplynutí je potřeba zasunout přístroj do zásuvky a znovu baterii dobít.
Přenosné vodíkové články zvýší délku hovoru mobilních telefonů o 20 hodin. Hudební přehrávač iPod vydrží díky elektrické energii z vodíku v palivovém článku až 80 hodin přehrávání. Palivový článek na bázi vodíku se může pochlubit 20 - 30krát vyšší kapacitou, a jakmile celosvětový masový odbyt zlevní jeho výrobu, bude se jeho cena pravděpodobně pohybovat kolem dvou až tří dolarů za kus. Není divu, že se globální výrobci elektroniky horlivě snaží proniknout na trh jako první. Komerční potenciál této novinky je enormní.
Vodíkové články jsou průlomovou technologií, kterou stále propojenější generace uživatelů digitálních komunikačních technologií potřebuje, aby si udržela nezávislost a vysokou mobilitu.
Propojení mobilních elektronických technologií s technologií palivových článků na bázi vodíku představuje dlouho očekávané otevření dveří do nové energetické éry a třetí průmyslové revoluce, jejíž ekonomický multiplikační efekt by měl přetrvat hluboko do druhé poloviny 21. století. Možná i déle.


Sledujte vodíkové bicykly
A co bude po propojení mobilní elektroniky s vodíkovými články následovat? Sledujte vývoj bicyklů a tříkolových přepravních vozíků na vodíkový pohon.
Německá firma Masterflex AG již vyvinula první generaci bicyklů a tříkolek poháněných vodíkovými články a v letošním roce zahájí jejich silniční testy. Tyto dvojkolky a tříkolky na vodíkový pohon budou mít dojezd 250 km - což je mnohem větší vzdálenost než u standardního bicyklu na elektrický pohon - a dokážou vyvinout rychlost až 25 km/h, díky čemuž by se mohly stát levným a ekologicky čistým dopravním prostředkem.
Americká firma Manhattan Scientifics chystá svá vozidla pro rostoucí asijský trh, kde jsou hlavním dopravním prostředkem miliónů lidí bicykly a skútry. Očekává se, že vodíkové palivo bude v dohledné budoucnosti k dostání v čínských cykloprodejnách.
Všechny významné automobilky mezitím vyvíjejí vozy na vodíkový pohon. Osobní automobily a autobusy v současnosti absolvují zkušební jízdy v Evropě, Americe a Japonsku a podle údajů firem Toyota, Honda a General Motors se uvedení omezeného počtu prvních komerčních modelů do autosalónů očekává mezi lety 2010 a 2012.


Nová éra i v elektrárnách
Rovněž výrobní podniky a firmy podnikající v sektoru služeb začínají zavádět stacionární elektrárny na palivové články, které budou sloužit jako záložní zdroje energie během energetických špiček, případně v době, kdy cena elektřiny v síti přesáhne přijatelnou mez nebo kdy síť nedokáže uspokojit okamžité zvýšení poptávky.
Když v roce 2002 postihl obrovský výpadek energie rozsáhlé oblasti na severovýchodě a středozápadě USA a panoráma New Yorku se náhle zahalilo do tmy, zůstal nově postavený mrakodrap na Times Square plně osvětlený a napájený, protože do jeho infrastruktury byla zabudována stacionární elektrárna na palivové články. Německá firma Linde AG zase nedávno instalovala elektrárnu na vodíkové články na mnichovském letišti.
Nacházíme se na vrcholu třetí průmyslové revoluce a nové energetické éry. Naši společnou budoucnost představuje vodík. Otázka zní, zda ho stihneme začít využívat včas, abychom zachránili planetu, ochránili ostatní formy života a zajistili přežití našeho druhu.
Autor, ekonom a politolog, napsal mj. knihu The Hydrogen Economy (Vodíková ekonomika)

 

Zdroj: HN

 

 

24.3.2006

Větrné elektrárny? A proč ne raději tepelná čerpadla?                                        zpět na úvodní stránku

Jednoduché ekonomické porovnání   - Britské listy (http://www.blisty.cz/2006/3/24/art27667.html)

Jan Hošek

Již delší dobu bych se rád podělil o své praktické zkušenosti s alternativním zdrojem vytápění, o kterém se (podle mne překvapivě) v tisku příliš nepíše. Jedná se o čerpání tepelné energie (ze země, vody, vzduchu …).

Možná je na vině malé popularity skutečnost, že ne každý si dokáže představit, že může fungovat systém, kde studenější předmět (např. zmrzlá země nebo vzduch) může vyhřívat teplejší objekt. Stejně jako voda teče normálně dolů, „proudí“ teplo normálně směrem z teplejší části ke studenější, tedy např. v zimě z vyhřátého domu (stěnami, oknem, střechou) ven. Stejně jako umíme však přesvědčit vodu, aby tekla vzhůru (pomocí přečerpávacího zařízení a malého množství energie), umíme donutit teplo pomocí celkem jednoduchého přístroje proudit opačným směrem. Tím nejznámějším zařízením je asi kompresorová chladnička, která „vyhání“ teplo zevnitř (kde je až -18 ºC) ven, kde je pokojová teplota. Tepelné čerpadlo (TČ) na vytápění objektů a ohřev teplé užitkové vody (TUV) je zhruba stejně velké zařízení, které umí „naložit“ teplo venku a dopravit je zpět do ústředního topení nebo do výměníku na TUV.

Technické podrobnosti    ZDE

 

Dalším možným důvodem, proč není TČ údernou zbraní ekologistů je fakt, že pro jeho pohon potřebujeme elektřinu. Zjednodušeně lze říci, že na přečerpání dvou až tří jednotek energie (a tedy vlastně výrobu využitelné obnovitelné energie) potřebujeme jednu jednotku elektrické energie. TČ tedy nemá v popisu nahradit klasické elektrárny (a jaderné zvláště), ale zužitkovat v podstatě sluneční energii, naakumulovanou v zemském povrchu a nahradit tak fosilní paliva, snižovat emise skleníkových plynů a ochlazovat naši přehřívající se planetu.

V neposlední řadě je tepelné čerpadlo málo rozšířené i proto, že drtivá většina projektantů, kteří se podílí na projektové dokumentaci nového nebo rekonstruovaného rodinného domu, takové čerpadlo neumí naprojektovat a tak se radši vyhnou problémům a navrhnou a nakreslí stavebníkovi klasický systém vytápění, který ovládají a se kterým nebudou mít případné problémy.

V dalším bych chtěl demonstrovat ekonomickou výhodnost tepelného čerpadla v porovnání s větrnou elektrárnou. Využiji pro tento účel jen ty nejméně zpochybnitelné údaje z článku pana Václava Železného o praktických provozních výsledcích větrné elektrárny v Jindřichovicích.

Nebudu tedy zlomyslně vycházet z údaje, že elektrárna za téměř tři roky provozu vyprodukovala pouze polovinu projektované hodnoty, ale vyjdu ze jmenovitých parametrů. Tedy z předpokládané produkce 2000 MWh/rok při investičních nákladech 62 mil. Kč. Proti tomu postavím moje již pět let fungující tepelné čerpadlo o jmenovitém výkonu 15 kW, které získává teplo z vodorovného zemního kolektoru a vyhřívá rodinný domek se dvěma domácnostmi.

Celková spotřeba tepla činí průměrně za rok 22 MWh na vytápění a 9 MWh na ohřev TUV. Z toho 9,7 MWh je spotřeba elektrické energie, zbytek dodává TČ ze zahrady. Celkové náklady na takové zařízení by v současnosti neměly překročit 300 tis. Kč.

Z jednoduchého porovnání vyplývá, že investice 300 tis. Kč v případě tepelného čerpadla „vyrobí“ ročně obnovitelnou energii ve formě tepla minimálně 20 MWh, investice 60 mil. Kč by tedy vyprodukovala 4 000 MWh. To je dvojnásobek toho, co by teoreticky měla dokázat Jindřichovická větrná elektrárna, čtyřnásobek toho, co dokázala prakticky.

Přitom TČ není závislé na rozmarech přírody, funguje spolehlivě v noci i za bezvětří, zatěžuje elektrickou síť rovnoměrně a předvídatelným způsobem a ve špičkách se dá odpojit, zatímco větrná elektrárna dělá přesný opak. Je třeba uvést, že výše uvedený propočet je výrazně konzervativní, neboť moje TČ je poměrně předimenzované a ani v zimě neběží celý den, ale méně než 10 hodin z 22 možných. Dále se jedná o starší typ s relativně nižším výkonovým číslem, modernější zařízení by přineslo samozřejmě vyšší úsporu, stejně jako zařízení s vyšším projektovaným výkonem (pro větší objekty). Efektivita zařízení se dá dále zvýšit tím, že v letním období může fungovat opačným směrem jako klimatizace. TČ nehyzdí krajinu a nezabíjí ptáky. Zemní kolektor ve formě vrtu neklade prakticky žádné nároky na zastavěný prostor a nijak neovlivňuje okolní krajinu. Věřím tomu, že na rozdíl od větrné elektrárny by navíc stačila k masovějšímu rozšíření tohoto způsobu vytápění i státní dotace v poloviční výši celkových investičních nákladů.

Logicky na tomto místě očekávám výtku, že TČ je výhradně závislé na elektřině a masovým nasazením by tedy vzrostla potřeba nových elektráren. To samozřejmě nemohu popřít. Spotřeba elektřiny by poklesla pouze pokud by TČ nahradila jen elektrické přímotopy (nebo akumulační vytápění). Z hlediska snížení emise skleníkových plynů je však vhodné nasazení TČ i tam, kde dosud funguje vytápění kotlem na pevná paliva s nízkou účinností spalování do cca 60 % (klasická kamna na pevná paliva). Vzhledem k využití paliva v uhelných či jaderných elektrárnách jen cca 30 % TČ v ostatních případech pouze nahradí energii, která je v těchto elektrárnách zmařena (i když v případě jaderné energie stále dochází k významnému snížení produkce CO2). Důležitým předpokladem dalšího rozvoje tepelných čerpadel je tedy zlepšení využití paliva při výrobě elektrické energie (např. kogenerací).

Výše uvedené mě vede k jediné otázce. Není z ekonomického (ale i z ekologického) hlediska v současné době nesmysl vynakládat prostředky na budování ne příliš spolehlivých větrných elektráren, když za stejné peníze by bylo možné dosáhnout násobně lepšího efektu vyšší dotací tepelných čerpadel? A to minimálně do doby, než bude nahrazeno veškeré elektrické vytápění a kotelny na tuhá paliva s nízkou účinností spalování.

09.09.2006 - sta - str. 22                                                                                                                                                      zpět na úvodní stránku

I obnovitelné zdroje energií mají původ ve Slunci

 

Ekologický způsob získávání energií spočívá především ve využití obnovitelných zdrojů a ve využití jednoduchých, místních jednotek pro výrobu elektrické energie a tepla. Důraz na maximální využíváníalternativníchzdrojů patří ke klíčovým bodům energetické politiky Evropské unie. K obnovitelným zdrojům energie pak patří především energie slunečního záření, větru, vody, geotermální energie či spalování biomasy.
O alternativní technologie se zajímá také čím dál více majitelů rodinných domů. A to často z důvodu ryze pragmatických - v souvislosti se stoupajícími cenami energií a jejich nejistým vývojem. Alternativní způsoby, například získávání energie k ohřevu vody prostřednictvím solárních kolektorů, bývají využívány jako doplněk k základnímu způsobu vytápění či ohřevu vody. Plnohodnotnou alternativou získávání energie k ohřevu vody i vytápění jsou tepelná čerpadla. Jedny z prvních byly realizovány už ve dvacátých letech minulého století. Systémy se však jevily příliš nákladné, zájem odborníků a veřejnosti oživoval vždy aktuální nedostatek energie. Dnes jsou tepelná čerpadla v zahraničí běžně využívána, u nás o ně trvale stoupá zájem od 90. let. Tepelné čerpadlo je zařízení, které umožňuje získat teplo ze zdrojů o nízké teplotě - z vody v řekách, ve studních, z venkovního vzduchu, z půdy. Odborníci vysvětlují obvykle jeho fyzikální princip na běžné domácí chladničce. Málokdo asi dumá o své lednici jako o zařízení, které uskladněným produktům odebírá teplo, ale přesně to chladnička dělá. Teplo se prostřednictvím výparníku a chladicího okruhu přepravuje do kondenzátoru na zadní straně chladničky a uvolňuje do místnosti. K tomu je laicky řečeno potřeba dodat určitou energii kompresoru, v případě chladničky elektřinu. A podobně jako chladnička potravinám odebírají tepelná čerpadla teplo vodě, půdě nebo vzduchu. Podle teplonosné látky se pak dělí na čerpadla typu voda-voda, voda-vzduch, zeměvoda, vzduch-voda… Poměr mezi získanou tepelnou energií a dodanou elektrickou energií je označován jako topný faktor. Hodnota topného faktoru se většinou pohybuje od 3 do 4. Topný faktor vlastně ukazuje kolikrát menší je spotřeba energie oproti jiným zdrojům tepla.

Tepelné čerpadlo je návratnou investicí

Tepelné čerpadlo je ovšem složitým systémem, a tomu odpovídají i vysoké pořizovací náklady, které mnohé zájemce odrazují. Jedná se však o investici s návratností několika let, v současné době je možno využít investiční podpory pro fyzické osoby ze Státního fondu životního prostředí. I když se ceny systému pohybují ve stovkách tisíc, podle Asociace pro využití tepelných čerpadel při současných cenách elektřiny a plynu uspoří tepelné čerpadlo průměrně 33 tisíc korun za rok. Tepelná čerpadla mají nízké nároky na údržbu, alespoň v případě profesionálně a bezchybně zpracovaného projektu a instalace celého systému. Slunce je, tedy z hlediska délky lidského života, trvalým zdrojem energie. Po dopadu se sluneční záření přeměňuje mimo jiné na tepelnou energii, která ohřívá vodu, půdu i zemskou atmosféru, ale také na mechanickou energii způsobující vzduchové a mořské proudy a chemickou energii nezbytnou pro fotosyntézu rostlin. Právě ze slunce pochází tedy téměř všechna využitelná energie, byť je „ukrytá“ například v rostlinách. Jednou z metod využívání sluneční energie je i používání solárních kolektorů. Na území České republiky lze energii slunečního záření tímto způsobem využívat až devět měsíců v roce, u nejmodernějších, vysoce účinných vakuových typů kolektorů i po celý rok. Sluneční kolektory jsou u nás ale převážně využívány právě k ohřevu vody, nejvíce tepla je totiž možné získávat právě v létě, kdy není zapotřebí vytápění objektu. Základem systému je absorbér, náplň tvoří teplosměnná látka - voda, vzduch, nemrznoucí kapalina. Součásti systému tvoří dále akumulátor, čerpadlo, otopná soustava, řídicí jednotka ad. Uplatňují se deskové sběrače, obvykle umísťované na střeše domu, které jsou ovšem vyráběny v mnoha typech a provedeních. Při výběru je nutno vědět, jakou teplotu potřebujeme v kolektoru dosáhnout - dodavatel by nám měl poskytnout tzv. účinnostní křivku kolektoru. Například k přihřátí vody v bazénu postačí nejlevnější, plastový typ bez krytu, v extrémních podmínkách je nutno použít kolektory se selektivním povrchem. Je třeba dodržet i předepsaný sklon a orientaci sběrače. Existují dokonce kolektory kombinující funkci střešního okna.

Organická hmota pro spalování

Dalším z obnovitelných zdrojů energie pro vytápění je biomasa. Obvykle se jedná o dřevní hmotu, případně hmotu rychle rostoucích dřevin pěstovaných přímo pro tyto účely. Může se jednat i o slámu, zemědělské zbytky, exkrementy užitkových zvířat. Spalování biomasy vyžaduje speciálně konstruované zařízení. Palivo se obvykle nejprve zplynuje a teprve potom se plyn spaluje, což umožňuje zároveň dobrou regulovatelnost jako u vytápění zemním plynem. Spaluje se polenové dříví, pilinové brikety, v kombinaci s dřevní štěpkou nebo dřevním odpadem. Oblibu získávají i pelety, které navíc umožňují bezobslužný provoz kotle a pohodlnou dopravu i skladování. Pelety se vyrábějí lisováním z odpadního dřeva pod vysokým tlakem, bez dalšího pojiva, bývají považovány za palivo budoucnosti. Na trhu jsou například pelety z energetického, speciálně pěstovaného šťovíku. V případě, že se rozhodujeme o alternativním způsobu vytápění či ohřevu vody, je rozhodně na místě obrátit se na odbornou firmu a vyžádat si reference o již provedených realizacích, požadovat i výpočet nákladů na zařízení a podrobné informace o provozu a účinnosti, možné kombinaci s dalšími systémy. Odborníci by měli také poradit, z jakých programů je ekologické vytápění podporováno a kam se obrátit pro případné dotace.

 

 

hn.ihned.cz  14. 7. 2006  00:00

Auta má pohánět i etanol vyrobený ze slámy                                                         zpět na úvodní stránku

http://ihned.cz/?s1=0&m=frommail&article[id]=18886190&article[area_id]=10002520

 

Jedna z cest, jak Ameriku zbavit závislosti na zahraniční ropě, se možná rýsuje ve společnosti DuPont, v jejíchž laboratořích víří ve skleněném kontejneru kalný roztok. Uvnitř této asi litrové nádoby "vyrábějí" mlsné baktérie pohonnou látku do motorů. Organismy, které normálně žijí na rostlinách agáve, si pochutnávají na jejich listech a vylučují zředěnou formu etanolu. Tento líh či biolíh se jako náhrada za benzín v USA zatím produkuje z kukuřičných zrn.

Klíč drží baktérie a enzymy
Tyto nepatrné organismy - a další, vyvíjené v konkurenčních laboratořích po celých Spojených státech - , drží klíč k novému zdroji pohonných hmot. Je to etanol na bázi celulózy, který může být produkován ze zemědělského odpadu, dřevěné drti a dokonce i z městského odpadu.
Úsilí o to, aby bylo možno produkovat etanol z celulózy a vytvořit z něho rovnocenný energetický zdroj, je ovšem zatím v zárodečném stadiu a jeho výsledek je nejistý. Ale pro takovou pohonnou látku hovoří dvě fakta: rostoucí ceny ropy a podpora vlády prezidenta George Bushe, která vydává peníze na rozjezd prvních "celulózových biorafinérií".
Zatím v tomto zápase o nový zdroj etanolu soutěží velká jména jako Archer-Daniels-Midland, Royal Dutch Shell i investiční ústav Goldman Sachs, které tomu chtějí věnovat čas i peníze.
Ve Spojených státech se etanol pro pohon motorů vyrábí z kukuřice. Její pěstování ale spolyká spoustu zdrojů od umělých hnojiv po pesticidy. Dosavadní výroba kukuřičného etanolu je založena na funkci mikroorganismů, které dávají přednost pojídání cukru z kukuřičných zrn. Nyní jde o to, aby "se pásly" také na slámě. To ovšem předpokládá značné investice do výzkumu enzymů, které přeměňují celulózu na cukry tak, aby těmto bakteriím chutnaly. Americké ministerstvo energetiky vyhlásilo soutěž o postavení prvních tří "biorafinérií", které by jako výchozí surovinu zpracovávaly slámu a jiný odpad.
Ministerstvo má na tento účel 160 miliónů dolarů, ovšem každý z kandidátů musí prokázat, že jeho proces povede k velkovýrobě.
O tento balík subvencí soupeří nejméně třicet podniků. Jedním z nich je Iogen, kanadská biotechnická společnost, která již patentovala enzymy, jež umožňují extrahovat cukr z pšeničné a ječné slámy. Postavila již zkušební provoz v americkém státě Idaho.
Iogen spolupracuje na tomto projektu s ropným koncernem Royal Dutch Shell a bankou Goldman Sachs. Podle kalkulací Iogenu by litr zaváděcí ceny etanolu na celulózové bázi přišel na 36 centů. Ovšem cena za litr vyrobený z kukuřičných zrn se točí jen kolem 26 centů.
Další v řadě soutěžících je americká firma Abengoa, jejíž pobočka ve Španělsku brzy otevře zkušební závod, v němž se bude etanol vyrábět z pšeničné slámy. Má to být "hybridní" provoz, který má ročně produkovat 57 miliónů litrůetanolu ze slámy a kukuřičných stvolů.
Společnost ADM, zatím největší americký výrobce etanolu, využívá vládních fondů k zpracování stále vyššího objemu kukuřičných zrn. Problémem je, že slupky obsahují vlákninu, kterou mikroorganismy odmítají přijímat.

Zákon stimuluje nový zdroj
Koncern DuPont plánuje založení závodu na výrobu etanolu z kukuřičných stvolů a listů. Cílem je do roku 2009 produkovat z těchto odpadových surovin etanol na bázi celulózy, a to při srovnatelných nákladech jako při využívání kukuřičných zrn. Tato technologie se vyvíjí už čtyři roky za finančního příspěvku amerického ministerstva energetiky.
Americký energetický zákon, který loni přijal Kongres, umožnil subvencovat průmyslové využití etanolu na bázi celulózy s tím, že se ho v roce 2013 v biorafinériích vyrobí již 950 miliónů litrů. Poptávka po etanolu ve Spojených státech roste takovým tempem, že cena kukuřice stoupá.
Průmyslová výroba etanolu z kukuřičných zrn je velmi výnosná - návratnost investic činí až pětatřicet procent.
Daňoví poplatníci a spotřebitelé se již podílejí na nákladech výroby etanolu. Každý galon (3,8 litru) je subvencován ze státních zdrojů, které přesahují ročně dvě miliardy dolarů. Využití slámy a dalšího odpadu by bylo možná ještě výnosnější.

Nový zdroj etanolu

 

zpět na úvodní stránku