Proč je komerční využití energie oceánu blíže než kdy dřív?

Americký průkopník v oblasti obnovitelných zdrojů Jim Dehlsen, který má na svém kontě úspěchy v oblasti větrných elektráren nyní pracuje na vývoji podmořských turbín využívajících mořských proudů. Jeho výzkum podporuje americké ministerstvo i společnost Mitsubishi.  V roce 2020 má být uvedena do provozu jeho podmořská elektrárna o výkonu 200 MW.

Mnoho úsilí ale výsledky zatím v nedohlednu

Švédské bóje, využití příbojových vln u australských břehů, elektrárna využívající mořských vln u Gibraltaru i na Havaji, francouzská přílivová turbína. Výzkumníci po celém světě se snaží přijít s řešením, které by dokázalo efektivně přeměňovat kinetickou energii mořské vody na elektřinu, jak po stránce nákladové, tak materiálové.

Zatímco větrné a solární elektrárny celosvětově disponují instalovanou kapacitou 660 GW a ročně rostou o desítky GW, využívání energie oceánů je stále v energetických plenkách. Většina projektů skončí v pilotní fázi a komerčního provozu se podmořské elektrárny dočkají zřídkakdy.

Prvním velkým komerčně realizovaným projektem byl SeaGen, který dodala společnost Siemens. SeaGen je přílivová elektrárna s výkonem 1,2 MW u pobřeží Severního Irska, která dokázala realizovatelnost projektů podobného typu.

Od větrných začátků k podmořským proudům

Do věku, kdy se energie oceánu stane konkurenceschopným obnovitelným zdrojem, může lidstvo přivést Jim Dehlsen. Tento Američan stál u zrodu společnosti Zond, kterou následně koupil Enron, jenž se později stal základem GE Wind Energy.

Dehlsen dokázal na poli větrných elektráren, že jeho myšlenky jsou realizovatelné. V roce 2011 stálo v USA a Mexiku 475 větrných turbín Liberty, na jejichž vývoji se Dehlsen podílel. Instalovaný výkon těchto turbín byl 1180 MW. Dehlsen, který má mimo jiné na svém kontě 46 patentů především v oblasti energetiky, zaměřuje od roku 2009 svou pozornost na využití energie oceánu, konkrétně na využití energie mořských proudů.

To, že si Dehlsen po svém úspěchu na poli větrných elektráren vybral pro své další působení právě výrobu elektřiny pomocí podmořských proudů, není náhoda. Principiálně jde v obou případech o to, že proudící masa roztáčí listy rotoru a vytváří tak mechanickou energii, kterou je možno transformovat na elektrickou. Samozřejmě pro podvodní aplikaci je nutné upravit konstrukci tak, aby odpovídala dynamice kapalin a byla schopná maximálně využít energii pomaleji proudící a přibližně 1000 krát hustější hmoty.

200 MW do roku 2020 na pobřeží Floridy

Dehlsenova společnost Aquantis, dle informací agentury Bloomberg, začne v roce 2018 přibližně po deseti letech vývoje s výstavbou podmořských turbín u břehů Walesu a u ostrova Wight. Její nejvíce ambiciózní projekt je 200 MW podmořská farma u břehů Floridy, která má být uvedena do provozu do konce roku 2020. Tyto Dehlsenovy projekty mají společného jmenovatele – Golfský proud – s průměrnou rychlostí proudění vody 6,4 km/h a maximální rychlostí až 9 km/h.

Vzhledem ke stálosti a rychlosti proudění je pravděpodobné, že se právě využití energie mořských proudů stane nejdříve nákladově efektivní z technologií využívajících energii oceánů a mořských proudů.

O peníze jde až v první řadě

Podle Dehlsenových propočtů vyjde transport turbíny na místo určení, zatížení a ukotvení na 347 000 $. Vrchní část zařízení plove těsně nad hladinou, celé zařízení je fixováno ke dnu kotevními lany, což znamená rychlejší instalaci a snadnější možnost opravy. Tento koncept uchycení je dle Dehlsena 5-7krát levnější oproti konkurenčním technologiím, které fixují turbínu napevno k mořskému dnu.

Aquantis na svou práci získala granty od amerického ministerstva energetiky  (DoE), část prostředků na výzkumu věnovala Mistubishi Heavy Industries, zbývající část nákladů na vývoj hradí Dehlsen z vlastních zdrojů.

Největší výzvou je podle Dehlsena vyrobit takový zdroj, který bude schopen nákladově konkurovat v současnosti běžným způsobům výroby energie. Podle Dehlsena je reálné, že se v průběhu 3-5 let může dostat na cenu méně než 10 centů za kilowatthodinu.

„U obnovitelných zdrojů se často lidé nadchnou pro novou myšlenku jak vyrábět elektrickou energii, ale pokud ji nejste schopni vyrábět za méně než 8 centů za kilowatthodinu, tak se nemusíte vůbec obtěžovat s jakoukoliv snahou,“ podotýká Dehlsen k vývoji nových obnovitelných zdrojů energie.

Turbína šetrná k životu pod mořem

Obavy z nepříznivých dopadů na podmořskou faunu jako např. možnost poranění velryb listy rotoru nebo vytváření zvuků matoucích mořské živočichy vyvrací Dehlsen studií provedenou ve Velké Británii. Podle závěrů této studie jsou jeho turbíny bezpečné pro veškerý podmořský život.

Technologie vhodná pro datacentra

Dalším zdrojem příjmů kromě samotné silové elektřiny pro elektrárny využívající mořských proudů mají být datacentra umístěna pod mořskou hladinou a napájená elektřinou vyrobenou turbínami. Při této aplikaci odpadá nutnost chlazení, které je zajišťováno proudící mořskou vodou, čímž dochází k úspoře finančních prostředků na provoz datacentra.

Aquantis již provedl úspěšný test podmořského datacentra pro společnost Microsoft. Datacentrum bylo u kalifornského pobřeží pod vodou po dobu 105 dní, během kterých nedošlo k žádnému selhání hardwaru a bylo pozorováno jen nepatrné oteplení oceánu v místě uložení zařízení. Dehlsenovou snahou je pro realizaci podmořských datacenter získat společnosti jako Facebook, Google nebo Apple.

Zopakuje Dehlsen svůj úspěšný příběh?

Cesta k plnohodnotnému využívání podmořské energie je stále ještě dlouhá a trnitá. Vezmeme-li ovšem v úvahu, že Jim Dehlsen už  jednou dokázal dovést svoje myšlenky v oblasti obnovitelných zdrojů ke komerční realizaci, pak lze věřit tomu, že se mu podobný úspěch může podařit také ve výrobě elektřiny pomocí mořských proudů.

Podrobný technický popis samotného vývoje do roku 2013 popisuje následující materiál: Aquantis Ocean Current Turbine Development Project Report Innovative Power Generation Technology February 1, 2010-August 31, 2013.

Zdroj úvodní fotografie: Aquantis