Přichází další technická revoluce?

Hlavní roli v ní má sehrát vzduch. Ovšem stlačený. Jak to tak vypadá, díky němu se při vytápění domu můžeme časem obejít bez uhlí, dřeva, ba i ruského plynu, kdy emise CO2 se budou rovnat nule.   

Je něco takového vůbec možné? Inu, nový systém se týká odvětví skladování energie, jež nabývá v posledním desetiletí stále většího významu. Tento trend je poháněn především politickým závazkem řešit problémy změny klimatu, který se opírá o obnovitelné zdroje energie. Jenže obnovitelné zdroje někdy vyrobí elektřiny málo, jindy zase moc. A tak se spolu s využíváním obnovitelných zdrojů začal klást důraz i na akumulaci energie. Hlavně proto, že energie získávaná z obnovitelných zdrojů je závislá na podmínkách, které člověk nemůže ovlivnit.

Akumulace velkého množství energie zatím nejlépe zvládají přečerpávací vodní elektrárny (PVE). I u nás slouží jako obrovské akumulátory při využití přebytků energie, používané pro přečerpání vody z dolní do horní nádrže. V období jejího nedostatku lze pak potřebnou elektřinu vyrábět. Nejde tu ovšem o nijak horkou novinku. Neboť už před více jak 90 lety, konkrétně 6. prosince 1930, byla na Černém jezeře na Šumavě uvedena do provozu první přečerpávací vodní elektrárna v Československu, jejíž výstavba v obtížných přírodních podmínkách trvala necelé dva roky. Elektrárna na Černém jezeře je chráněnou technickou památkou a je veřejnosti nepřístupná.

Naproti tomu přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně byla zprovozněna v roce 1996. Při exkurzi tu můžete navštívit technologické provozy v podzemních prostorách, dolní nádrž i horní nádrž v nadmořské výšce 1 350 m na hoře Mravenečník. Dlouhé stráně jsou největší přečerpávací vodní elektrárnou o instalovaném výkonu dvakrát 325 MW a nejrozsáhlejším vodním energetickým dílem v České republice, s největší reverzní vodní turbínou v Evropě. Mimo Dlouhých strání máme u nás ještě menší přečerpávací elektrárny Dalešice a Štěchovice, o vybudování další přečerpávací elektrárny se uvažuje.

Přestože je skladování energie za pomoci přečerpávacích vodních elektráren součástí globální energetické scény, objevují se v případě jejich dalšího budování protesty nejrůznějších aktivistů. Problém je v tom, že k vybudování přečerpávací vodní elektrárny je zapotřebí nejen velké plochy v krajině, ale i specifický typ lokality, samozřejmě pak také ohromné množství betonu. Přičemž hnijící vegetace, uvězněná v některých nádržích přispívá, dle výtek strážců klimatu, k tvorbě skleníkových plynů. A tak se pozornost odborníků začíná obracet k jiným technologiím skladování elektřiny.

Ač se to zdá být neuvěřitelné, za slibnou technologii dnes nejsou označována velká bateriová úložiště, ale systém skladování vzduchu, nazývaný Compressed Air Energy Storage (CAES). Nosnou myšlenkou akumulačního systému CAES je využití přebytečné elektřiny z fotovoltaických a větr­ných elektráren k výrobě stlačeného vzduchu o vysokém tlaku za pomoci kompresorů a poté jeho ukládání, aby mohl být později použit pro výrobu elektřiny.

A jak k tomu některý skeptik jistě podotkne, každá legrace něco stojí, tedy se ani vzduch sám nestlačí. Jenže to ani voda v přečerpávacích elektrárnách neteče sama od sebe do kopce. Ale tady jde především o to, že konvenční CAES má relativně nízkou cenu ve srovnání se všemi druhy baterií, jak o tom širší veřejnost informovali i odborníci z Oregonské státní univerzity ve Spojených státech v lednu letošního roku na stránkách pv magazine, specializujícího se na solární průmysl a odvětví skladování energie. Výhodou CAES je také to, že umožňuje ukládat energii ve velkém měřítku, což je překážka pro elektrochemické bateriové technologie.

Ovšem o tomto posledním vývoji je u nás jaksi ticho po pěšině, informace o využívání stlačeného vzduchu jsou zpravidla jen starší poznatky. Přitom možnosti využívání stlačeného vzduchu, laiky zhusta u nás posmí­vané (především pod vlivem senzačních zpráv o autech na stlačený vzduch), jsou za posledních několik let už trochu jinde. Například metoda CAES je dále rozvíjena při použití techniky zvané termo­chemické skladování energie, tedy thermochemical energy storage, zkratkou TCES, která ukládá energii do chemických vazeb, aby bylo možné získat zpět teplo produkované během stlačování vzduchu.

Ale o pokrok ve využívání stlačeného vzduchu se zasloužila i École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), vyvíjející systém kompresoru s kapalnými písty, který nabízí vysokou účinnost (70% až 80%). Tato práce vedla k založení společnosti Enairys inženýrem Sylvainem Lemofouetem, jenž má doktorát z průmyslové a výkonové elektroniky. Společnost Enairys přišla s inovativním konceptem skladování energie stlačeného vzduchu (CAES), kde se elektřina, zejména fotovoltaická, ukládá stlačováním okolního vzduchu do vysokotlaké nádrže a zároveň se optimalizují související tepelné energie pro místní vytápění a chlazení, kdy už nejsou kvůli rentabilitě vyžadovány velké objemy úložiště, jako třeba leckde využívané solné jeskyně.

Společnost Enairys díky svým inovativním a patentovaným technologiím vzduchového kompresoru/expandéru tedy vyvinula nové, integrované systémy skladování a řízení energie, založené na stlačeném vzduchu (HyPES). Jejich řešení se zaměřují především na zvýšení masivního využívání přerušovaných obnovitelných zdrojů energie, jako jsou fotovoltaické a větrné zdroje, spolu se zlepšením energetické účinnosti a nezávislosti spotřebitelů elektřiny.

Evropská unie v novém dotačním období vyhradila na fotovoltaiku velké prostředky. Proto mohou i u nás podporu na fotovoltaiku pro svoji vlastní spotřebu ve větší míře čerpat soukromníci. A majitelé domů, které nejsou připojeny k elektrické síti, mohou získat dotaci na pořízení ostrovní fotovoltaické elektrárny. Mnohé tak nasvědčuje tomu, že i k nám dorazí další technická revoluce, spočívající ve využití docela obyčejného (ovšem stlačeného) vzduchu, který nás obklopuje a který dýcháme. Neboť systém HyPES-R společnosti Enairys jistě i u nás najde uplatnění v případě rodinných domů s fotovoltaickou elektrárnou, kde bude majitel domu sytém stlačeného vzduchu v zimě využívat k vytápění (bez uhlí, dřeva i ruského plynu) a za horkého léta ke chlazení interiéru.

A kdo nemá hluboko do kapsy, bude si v rámci pokroku zvaného Green Deal pak vrnět blahem. Jako ti, co mají už v garáži zaparkovaný luxusní elektromobil. Neznám nikoho, kdo by měl takový vůz doma a nechválil si, že ho může nabíjet laciným proudem. Neboť od poskytovatelů elektřiny má k dispozici výhodnější tarif pro noční nabíjení, celý systém lze zkombinovat s fotovoltaickými panely, případně s bateriovým úložištěm a dobíjet tak vůz z obnovitelných zdrojů.

Inu, to je ten správný Green Deal. A co záleží na tom, že po duši i peněžence hladí jen movité spoluobčany...