Největší obavou majitelů

SVĚT PLNÝ ENERGIE  PODZIM 2016 6

SLOVENSKO:

3

Nad novou vyhláškou se strhla bouřlivá diskuse

JÁDRO:

Plánované britské reaktory mají potíže všeho druhu

 8 ELEKTROMOBILY:

Tesla otevřela „gigatovárnu“

ROČNÍK VI

INFORMACE, ZPRAVODAJSTVÍ, ROZHOVORY A ZAJÍMAVOSTI ZE SVĚTA PLNÉHO ENERGIE

Baterie míří ke křemíkové revoluci SKLADOVÁNÍ ENERGIE Po letech stagnace baterie můžeme čekat poměrně výrazné vylepšení. Alespoň to někteří slibují. ejvětší obavou majitelů i potenciálních kupců elektromobilů je to, že zůstanou stát s prázdnou baterií někde na noční silnici. Nejčastějším problémem majitelů mobilních telefonů (v průzkumech ho na první místo dává zhruba 75 procent z nich) je zase nedostatečná kapacita baterií jejich přístrojů. Přístrojů, které by podobně jako elektromobily mohly být ještě výrazně výkonnější, kdyby je neomezovala maximální kapacita jejich „nádrží“. Neznamená to, že by baterie byly tak špatné. Za posledních čtvrt století se jejich kapacita zvýšila několikanásobně. Ale skok umožnila především jedna jediná věc: příchod zcela nové technologie lithiových baterií, které nahradily ty nikl-kadmiové. „Li–ionky“ dnes představují základ bateriové technologie. Jejich kapacita se navíc stále vylepšuje, a to zhruba o pět až osm procent ročně, což je zhruba o 60 až 110 procent za deset let. Navíc existuje celkem reálná obava, že strop současné podoby lithiových baterií leží ještě níže. Ale třeba bude i lépe. Nejen v laboratořích, ale už i na trhu se objevu-

N

○ Elektromobily, a ostatně i většina dalších elektrických zařízení, by mohly být výkonnější a dravější, jak ukazuje koncept elektrického sportovního vozu Rimac Concept One. To, co je drží při zemi, jsou v první řadě baterie. A v tom by se v blízké budoucnosti přece jen mohlo něco změnit.



POKROK V BATERIÍCH NENÍ ZANEDBATELNÝ – ALE ZATÍM NENÍ PRO ŘADU POUŽITÍ DOSTATEČNÝ. jí signály naznačující, že se možná schyluje k dalšímu „skoku“, byť asi menšímu než v případě nástupu lithiových baterií. Prvním krokem by mohla být na pohled jednoduchá výměna jednoho materiálu za druhý: křemíku za uhlík.

Tuha už nestačí Uhlík v podobě grafitu (tedy tuhy) tvoří v dnes používaných bateriích jednu z elektrod, konkrétně anodu. Není to špatný materiál, ale také není dokonalý, a jeho přítomnost představuje výrazné omezení dalšího zvyšo-

vání kapacity baterií. Je to z čistě fyzikálních důvodů, které není možné nijak obejít nebo překonat. Využití křemíku jako náhrady samozřejmě také není jednoduché, jinak by to už někdo udělal. Ale i když překážky jsou značné a dlouho ne-

překonatelné, prvním pionýrům se je daří překonávat. Firma Tesla v srpnu představila výkonnější baterie do svých elektromobilů s obsahem uhlíku v anodě. Ještě častěji se články s uhlíkovými anodami objevují v mobilních telefonech. Jejich výkon není zase o tolik větší – ale možná je důležitější, že se podařilo bariéru prorazit. Jako první na trhu je začala dodávat firma Amprius, založená stanfordským specialistou na nanotechnologie, profesorem I Cchuejem. Mohla by se stát jedním z nejvýznamnějších hráčů na nově se otevírajícím trhu s křemíkovými bateriemi. A její výzkum také otevírá cestu dále za lithiové baterie. 

  4–5

Od Einsteina k hledání ropy

Kam s ním? Pod zem!

GRAVITAČNÍ VLNY Abstraktní fyzikální experiment vedl k vývoji praktické technologie.

ROZHOVOR Ukládání CO2 pod zem je nečekaně „v nemilosti“.

○ LIGO se skládá ze dvou dvouramenných interferometrů, cca 3000 km vzdálených. ýzkum a vývoj často nebývají přímočarou záležitostí. Výsledky jsou obvykle nepředvídatelné. Důležité ovšem je, že se obvykle dostaví, a to i v případech, kdy by to málokdo řekl.

V

Tak rozdílné věci jako paměťová pěna, teflon či termofólie vznikly tak trochu jako vedlejší či přímý produkt vesmírného výzkumu NASA. A asi už je zbytečné opakovat, že internet ve své dnešní podobě vznikl v labora-

tořích evropského výzkumného centra CERN. Méně známé a objektivně řečeno i poněkud méně důležité jsou přínosy v kryptografii, nebo vývoji supravodivých magnetů, které dnes můžeme najít v magnetických rezonancích po celém světě. Znovu se to potvrzuje i u jednoho z nejambicióznějších fyzikálních projektů současnosti, detektoru gravitačních vln LIGO. Ten v posledních měsících zaznamenal úspěch, který bude velmi pravděpodobně oceněn nějakou Nobelovou cenou, když vůbec poprvé dokázal zachytit gravitační vlny předpovězené na začátku 20. století Albertem Einsteinem. 

2

ediná technologie, která umožňuje využívání fosilních zdrojů i v případě, že bychom chtěli zásadně omezit emise oxidu uhličitého, je pohřbít ho pod zem. A to ideálně alespoň kilometr hluboko. Metoda ukládání CO2 se označuje jako CCS a patří mezi jedny z hojně diskutovaných směrů vývoje energetiky.

J

Má své neoddiskutovatelné nevýhody, především cenu, ale zároveň je to téměř jistě prakticky uskutečnitelný způsob, jak dál zajistit využívání těch nejlepších a nejosvědčen nejosvědčenějších paliv pro průmysl i energetiku i v případě, že by se lidstvo skutečně rozh rozhodlo zcela zásadně omezit emise CO2. Ale byť se v Evropě o omezení emisí skleníkových skleníkový plynů hodně mluví, praktické experimenty ex s nejúčinnější technologií se na Starém kontinentechnologi tu v současné souč době provádějí jen ve velmi vel omezené míře, říká geolog Vít Hladík z České gegeolo olo ologické služby. 

3 www.svetplnyenergie.cz  www.sve

2

SVĚT PLNÝ ENERGIE

INOVACE

Když má fyzika „vedlejší účinky“ NOVÁ LOŽISKA Nečekaným vedlejším efektem hledání Einsteinem předpovězených gravitačních vln jsou lepší seismické detektory.

řed sto lety Albert Einstein přišel s myšlenkou, že některé velké kosmické události – třeba srážka dvou černých děr – by mohly znít vesmírem na ohromné vzdálenosti, a to i v kosmických měřítkách. Z Einsteinových rovnic obecné teorie relativity vyplývá, že podobné události vytvoří extrémně silné gravitační vlny, které prostupují hmotou a prostorem. Teoretici, včetně Einsteina, si nějakou dobu nebyli jistí, zda gravitační vlny opravdu existují, ale nakonec se shodli, že by to tak být mělo. Gravitační vlny vám samozřejmě nebudou na rozdíl od těch elektromagnetických třeba rušit příjem televize nebo vás neoslní, působí na prostor a hmotu v něm. Představte si dlouhou trubici s kruhovým průřezem v prostoru. Pokud na ni začne působit dostatečně silná gravitační vlna, trubice se bude smršťovat či roztahovat podle fáze vlny, její intenzity a směru působení. Pro zajímavost: pokud by se vlna šířila přímo ve směru trubice, její průřez by se pravidelně měnil z kruhového v mírně eliptický. Einstein ani jeho současníci nepředpokládali, že by se gravitační vlny daly někdy zachytit. Bylo totiž jasné, že jejich efekt je velmi slabý, a tehdejší fyzici si nedokázali představit, že by je bylo vůbec možné zachytit. Než se technologie změnila, trvalo to století.

P

Zařízení, která jsou dvě proto, aby moha vzájemně ověřovat svá měření, stojí v amerických státech Washington a Louisiana. Při pohledu ze vzduchu vypadají jako velké písmeno L, ovšem s oběma rameny stejně dlouhými. Jde o vakuové tubusy s délkou zhruba čtyř kilometrů, kterými během experimentu probíhá tam a zpět laserový paprsek. Pokud ovšem experimentem projde gravitační vlna (ideálně ve směru kolmém na obě ramena, tedy kolmo na povrch Země, to je vliv nejsilnější), tak se délky obou ramen zcela nepatrně změní, a oba laserové paprsky se tedy potkají v trochu jiné části své fáze. Výsledný paprsek by tak měl mít jinou intenzitu. To všechno zní poměrně jednoduše, jedinečnost experimentu LIGO je v jeho přesnosti. Dokáže změny v délce tunelu měřit na rozměry zhruba 10-18 metru. To znamená, že dokáže určit, když čtyřkilometrový tubus změní délku řádově o promile průměru jednoho protonu. Asi už chápete, proč si Einstein nedokázal představit, že by se gravitační vlny daly přímo zachytit – nikdo v jeho době nemohl tušit, kolik technologií musí dozrát, aby takového technického výkonu bylo lidstvo schopno.

Co se musí odečíst Největším problémem měření přitom není ani tak přímo určit délku tunelu, ale jak odečíst šumy. Jde o tak zjevné věci jako průjezd auta po blízké silnici, tepelný pohyb zrcadla nebo projevy některých kvantových jevů.

Jak se dělá seismický průzkum

Zdroj vln Senzory

Seismické vlny

Menší a jednodušší



SPOLEČNOST ZALOŽENÁ FYZIKY Z LIGO ZKOUŠÍ SENZORY, KTERÉ JSOU ZJEDNODUŠENĚ ŘEČENO O ŘÁD LEPŠÍ NEŽ TY SOUČASNÉ.

Jak přesní můžeme být Premiérový úspěch se podařil loni v září projektu LIGO ve Spojených státech. Tvoří ho dvě kopie stejného experimentu označovaného zkratkou LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, tedy Laserový interferometr pro pozorování gravitačních vln).

www.svetplnyenergie.cz 

Svou práci prezentovali na seminářích, konferencích i v odborných pracích, a tak si jich také všiml Wim Walk, fyzik ve službách Shellu. Jako každá jiná firma z oboru, tak i Shell pracuje se seismickými údaji neustále. Seismický průzkum se používá k hledání nových zásob i ke sledování probíhajících prací, a tak firmy neustále hledají vhodné nové technologie a partnery. Walk se rozhodl Bekera a van den Branda vyzkoušet pro měření právě mikrootřesů vznikajících při vrtech v německém Groningenu. Kontrakt měl oběma vědcům z LIGO dát příležitost senzory vylepšit a připravit do nasazení, Shell pak výměnou měl mít k technologii zjednodušený přístup.

○ Detektor firmy Innoseis, nazvaný TremorNet. Kredit: Innoseis

○ Instalace seismického tlumení na detektor LIGO. Kredit: LIGO

Třeba země se sice s výjimkou zemětřesení nechvěje tak, abychom to my přímo cítili, ale její pohyby jsou neustálé a v porovnání s efekty gravitačních vln velmi silné. Jde o takzvané seismické pozadí a vytváří jej nejen pohyb vozidel, lidí či zvířat, ale také vítr nebo mořské vlny. Posledně zmíněné je kupodivu i vnitrozemský problém: LIGO mohou rušit i slabé dozvuky pohybu mořské vody, které se v přípovrchových vrstvách zemské kůry nesou na tisíce kilometrů. Šumu se tedy nelze vyhnout, nebo se před ním schovat, ale pokud ho dokážete změřit, je možné jej snadno odečíst od naměřených výsledků a dobrat se toho, zda v měřeních není náhodou skryto také něco zajímavějšího.

Uděláme si vlastní Na experimentu LIGO se měření seismických vlivů věnovala velká skupina, do které patřil od roku 2006 i Holanďan Johannes van den Brand. Reportérům dnes říká, že ho na projekt nalákala a pak na něm přinutila zůstat příležitost změnit sci-fi na realitu. Zřejmě na tom něco bude, protože v roce 2009 strhl i svého známého holandsko-novozélandského inženýra Marka Bekera. Společně pracovali právě na přesném měření velmi slabých seismických signálů v okolí detektoru. Van den Brandův a Bekerův tým proto potřeboval umístit kolem LIGO hustou síť seismických senzorů, a to ideálně samozřejmě levných a jednoduše použitelných – vědecký experiment není ropná společnost s miliardami na účtu, navíc nemá s terénními pracemi tolik zkušeností. Fyzikové evidentně nebyli s nabídkou na trhu spokojeni, a tak využili toho hlavního kapitálu, který LIGO a podobné velké vědecké kolaborace mají – lidského kapitálu. Navrhli a nechali vyrobit vlastní malé seismické detektory, které detektoru gravitačních vln posloužily při jeho historickém úspěchu. A to jim otevřelo cestu k ropě.

Zatím ještě nevíme zcela jistě, zda se firmě sázka vyplatila, ale vypadá to nadějně. Společnost obou fyziků z LIGO, nazvaná Innoseis, dnes ve spolupráci s Shellem zkouší senzory, které jsou zjednodušeně řečeno o řád lepší než nejprodávanější současné modely. Senzor je rovněž zhruba o řád lehčí – místo kilogramů váží stovky gramů (údajně zhruba 500 gramů). Má také o řád nižší spotřebu energie, a to hlavně díky chytrému softwaru.

0,000000 00000000 00000001 m je přesnost detektoru LIGO. To znamená, že by mohl změřit, když se vzdálenost mezi Sluncem a Zemí změní o rozměr jednoho jediného atomu.

Senzory jsou přitom stavěny jako všechna podobná zařízení tak, aby byly odolné vůči extrémním teplotám i fyzickému poškození. Podobně jako novinky od konkurence využívají hlavně bezdrátové komunikace – dříve se hojně používaly kabely, ale bez nich je celý postup samozřejmě levnější a jednodušší (pokud se tedy podaří vyřešit bezpečnost a napájení, na čemž Innoseis právě pracuje). Ve výsledku by tedy měly umožnit, aby seismický průzkum probíhal výrazně rychleji a levněji. Dnes není ještě jasné o kolik, ale možné úspory podle všeho mohou být výrazné. Zařízení Innoseisu nepředstavuje úplný technologický převrat, protože používá z velké části známé a ověřené technologie. Navíc konkurence samozřejmě nespí a pracuje na podobných projektech, ve kterých využívá stejné trendy (snižování spotřeby, wi-fi). Možná, že firma nakonec neuspěje a převezmou ji jiní, ale možná také ne – zatím však má dobrou pozici. A při tom všem ukazuje, jak snaha změnit sci-fi v realitu nakonec může vyústit ve velmi reálnou ekonomickou úsporu. 

3

JADERNÁ ENERGETIKA

podzim | 2016

Projekt britské jaderné elektrárny má (nejen) čínský problém BEZPEČNOST Projekt jedné z mála nových jaderných elektráren byl pozastaven i kvůli obavám z bezpečnosti.

dyž zhruba před třemi lety britská vláda uzavřela smlouvu s francouzským státním podnikem EDF o dostavbě a financování první jaderné elektrárny na Britských ostrovech od roku 1995, zdálo se, že by mohla začít nová evropská jaderná renesance. Ale zatím se spíše blížíme době jaderného temna. Projekt Hinkley Point C na pobřeží Somersetu totiž dostává jednu ránu za druhou. Bývalý premiér David Cameron dohodu s EDF vychválil jako „skvělou zprávu“, nová britská ministerská předsedkyně Theresa May dohodu zatím jen zpochybňuje. Dvacátého osmého července, tedy ani ne den poté, co správní rada EDF podpořila rozhodnutí managementu o investici do Británie, vláda Mayové oznámila, že provede „revizi“ celého projektu. EDF se brání žalobou, ale má vůbec projekt šanci na úspěch? Problémy se jen kupí.

K

Čínský problém? První potíž, o které se dlouze mluvilo, byla čínská spoluúčast. Třetinu ceny za Hinkley Point má zaplatit čínská státní společnost China General Nuclear Power (CGNP), která si mimo jiné touto investicí chtěla otevřít dveře do Evropy. Čína je dnes totiž zdaleka největším jaderným trhem. Země s jádrem počítá ve velkém a plánuje stavbu více než 40 reaktorů, které se sice začínají stavět podle zahraničních vzorů, ale se stále rostoucí čínskou účastí. Transfer know-how by měl nakonec být v podstatě úplný, a Čína chce své nabyté znalosti prodávat i do zahraničí. Zkušenosti ze stavby jsou dobrou zárukou proti skluzům a prodražování, které dnes doprovázejí stavbu francouzských reaktorů ve Francii i ve Finsku. Otázkou se ovšem nyní zdá být, zda veřejnost a vlády budou věřit Číně i v jiných otázkách než dodržování stavebního harmonogramu. Podle šéfa kanceláře britské premiérky totiž jednou z obav v případě Hinkley Point je možnost, že

○ Vizualizace dostavěných reaktorů projektu Hinkley Point C. Mělo by se jednat o třetí dostavbu v rámci tohoto komplexu, kterou mají tvořit dva velké francouzské reaktory EDF o výkonu zhruba 1,6 GW každý. Stavba by měla skončit v roce 2025 a cena by měla činit zhruba 25 miliard liber, tedy 800 miliard korun. Ale stávající zkušenosti s tímto typem reaktorů (zatím jsou ve stavbě dva) neskýtají příliš mnoho nadějí, že by se termín a cenu podařilo dodržet. Kredit: EDF by Čína nechala v systému elektrárny „zadní vrátka“, kterými by se do ní možná mohli dostat hackeři, samozřejmě především ti vládní. Což by ohrožovalo bezpečnost dodávek elektřiny z Hinkley Point C. Zda je možné obavy brát vážně, to nelze spolehlivě říci. Určitě víme, že čínské firmy (stejně jako jiné) nebo stát nemají nic proti hospodářské špionáži. O té se mluvilo letos v létě také kvůli čínskému inženýrovi „Allenu“ Ho, který byl letos v létě v USA obviněn ze špionáže ve prospěch právě čínské státní korporace CGNP. (Jeho obvinění zatím nejsou prokázána a není jasné, o jak závažné informace mělo vlastně jít.) Opatrnost je nepochybně na místě, v případě jaderné elektrárny Hinkley Point se zdá být ale hned několik důvodů spíše k optimismu. Za prvé měl projekt podle všeho Číně skutečně posloužit jako vstupenka na vyspělé trhy, a bylo by te-

○ Čeká Británii německý model uhlí, větru a slunce? Uhelná elektrárna Jänschwalde v Brandenbursku s větrnými turbínami v popředí. Dohromady tyto dva velmi odlišné zdroje (a v menší míře fotovoltaika) dnes tvoří základ německé energetiky. Kredit: Vattenfall

dy proti jejímu zájmu pokusit se o něco riskantního – a nechat velkou bezpečnostní díru v softwaru tak kontrolovaného systému, jako je jaderná elektrárna, v sobě určitě riziko nese. V tomto případě i proto, že velkou část skutečně odborných prací (jde stále o francouzské reaktory) měla provádět francouzská strana, která samozřejmě má úplně jiné zájmy.

Věštění z křišťálové koule Není proto vůbec nepředstavitelné, že britská premiérka kartou čínské špionáže hrála tak trochu pro veřejnost (a možná i aby dala najevo rozchod s velmi vstřícnou politikou svého předchůdce Davida Camerona). Rozhodně se totiž najde dost jiných důvodů, proč o Hinkley Point C pochybovat a ještě o něm hodně rozvažovat. Ty hlavní jsou přitom ekonomické. Británie totiž (a není sama) vlastně neví, co si se svou energetikou do budoucna počít. David Cameron byl na konzervativce velmi „zelený“, jeho vláda pokračovala v podpoře obnovitelných zdrojů, včetně třeba stále dosti riskantních a drahých mořských větrných parků. Mayová se v tomto ohledu zdá být skutečně poněkud konzervativnější, ale i ona se musí smířit s tím, že situace na trhu s energiemi se zatím vyvíjí úplně jinak, než si tvůrci původních návrhů projektu Hinkley Point představovali. V roce 2012, kdy kontrakt nabýval přesnějších podob, prognózy předpovídaly, že v dohledné budoucnosti bude cena nejaderných paliv, například zemního plynu, znovu stoupat. Často se mluvilo o cenách dvakrát vyšších, než jsou ty dnešní. Od nich se měla odvíjet i cena elektřiny, která měla být podle odhadů také výrazně vyšší. Což by mělo přímý vliv na cenu Hinkley Point C.

Jeho investoři totiž mají slíbeno, že stát jim v zájmu energetické jistoty bude doplácet rozdíl mezi cenou elektřiny na trhu a cenou nákladovou (včetně ceny peněz nutných na úvěrování projektu). Nákladová cena přitom byla určena zhruba na úroveň 90 liber za megawatthodinu (cca 3000 Kč). Skutečná cena pro britské velkoodběratele na trhu je méně než poloviční (cca 40 liber, tedy 1400 Kč).



PROJEKT MĚL ČÍNĚ POSLOUŽIT JAKO VSTUPENKA NA VYSPĚLÉ ATOMOVÉ TRHY, A BYLO BY TEDY PROTI JEJÍMU ZÁJMU POKUSIT SE O NĚCO RISKANTNÍHO. To by znamenalo, že náklady na Hinkley Point ve státních doplatcích za elektřinu během doby jeho provozu budou podstatně vyšší: místo uvažovaných několika miliard liber spíše desítky miliard liber. Dnes se mluví zhruba o 30 miliardách místo původně uvažovaných šesti miliard, ale tato čísla jsou stále jen velmi orientační. Reaktory by měly v ideálním případě začít pracovat v roce 2025, a sami jsme viděli, že odhady a skutečnost se mohou snadno rozcházet.

Sázka podle Křetínského Asi je přehnaně optimistické očekávat, že ceny elektřiny budou nižší

i ve střednědobém měřítku, ale vyloučit to rozhodně nelze. Je možné si dobře představit kombinaci stále levnějších obnovitelných zdrojů se záložními zdroji na fosilní paliva – třeba ve výrobě velmi pružnými plynovými elektrárnami a do jisté míry i uhelnými elektrárnami. (Při cenách uvažovaných pro garantovanou cenu Hinkley by se možná dalo přemýšlet i o průmyslovém využití bateriových systémů. Zdá se, že právě tudy vede cesta nejmenšího odporu. Nebude jednoduchá a v důsledku ani levná, protože britská energetika bude potřebovat ohromné investice. Podle analýzy poradenské firmy Barclays Research do roku 2030 zastará zhruba 70 procent výrobních elektrárenských kapacit v Británii. Už do roku 2025 Británie přijde o 15 gigawattů uhelných elektráren, v roce 2030 už by také mělo být odstaveno 7,7 gigawattu ze současných 8,9 gigawattu instalovaného výkonu jaderných elektráren.

70 % elektrárenských kapacit ve Velké Británii bude zapotřebí obměnit do roku 2030. Proč ale hledat náhradu v jádru? Tlakovodní reaktory typu Hinkley Point či Temelína nemohou sloužit jako záložní zdroje (jiné typy by mohly, ale ty jen tak k provozu nikdo neschválí). Fosilní elektrárny ano, a přitom vyžadují méně kapitálu a přitahují menší politickou pozornost. A ani se nemusí stavět nové, výměna technologie v elektrárně se v podstatě rovná stavbě nového zařízení, jen je výrazně administrativně jednodušší. Británie už po této cestě udělala první kroky. Pro Čechy zajímavým dokladem je britská uhelná elektrárna Eggborough, kterou vlastní Energetický a průmyslový holding miliardářů Daniela Křetínského a Patrika Tkáče. Koupil ji před necelými dvěma roky za dvě miliardy korun, letos v březnu ji kvůli uhlíkové dani z uhlí odstavili, ale v zimě 2016/17 už ji znovu budou provozovat. A elektrárna bude vydělávat, i když nebudou vyrábět. Dva bloky elektrárny totiž budou sloužit jako strategická rezerva pro přenosovou soustavu (dva bloky pojedou v normálním provozu). Pokud se model kombinace záloh za fosilní zdroje osvědčí, Hinkley Point C bude mít asi větší problém než obavy z čínských hackerů. A to i kdyby se jí rozvažování britské vlády podařilo přežít. 

www.svetplnyenergie.cz 

4

SVĚT PLNÝ ENERGIE

NOVÉ TECHNOLOGIE

Nanoklece do každé baterie SKLADOVÁNÍ ENERGIE Baterie by po letech výkonnostní stagnace mohl čekat velký skok vpřed. Díky křemíku.

yzik I Cchuej je podle všech měřítek multimilionář, svou Teslu Model S má ovšem jen na leasing. Doufá, že za pár let si totiž pořídí nový model s jedním zásadním vylepšením: „Doufám, že v novém autě budou naše baterie,“ řekl letos reportérům časopisu Science. To může znít jako bohapusté vychloubání, ale v případě tohoto vědce čínského původu to tak být nemusí. Před šesti lety odborník ze Stanfordovy univerzity spoluzakládal firmu Amprius, která se od roku 2010 změnila z malého start-upu na společnost s odhadovanou hodnotou deset miliard dolarů. Dodejme rovnou, že tato hodnota je hodně spekulativní, ale velmi dobře naznačuje výši ambicí společnosti i jejího zakladatele. I Cchuej, jehož ve vědecké literatuře najdete pod anglickým přepisem Yi Cui, je jedním z těch výzkumníků, kteří se pokoušejí výrazně zvýšit možnosti současných baterií. Soustředí se na nejnadějnější a nejpoužívanější typ, lithium-iontové baterie. Není samozřejmě v žádném případě sám. O totéž se pokoušejí velké společnosti jako Apple, LG, Samsung, Panasonic či Tesla (která pomalu spouští největší továrnu na baterie na světě, viz s. 8). I Cchuej – a podobné malé firmy – se snaží mezi nimi hrát roli malých a obratných dravců, kteří přicházejí s neotřelými nápady. Amprius konkrétně na nanotechnologie. „Využívá inovací v nanotechnologiích k řízení chemických procesů,“ řekl o něm jeden z jeho kolegů, Wej Luo z univerzity v Marylandu. Na rozdíl od řady

F

Čínský fyzik I Cchuej působící na Stanfordu se pokouší využít nanotechnologií ke zvýšení účinnosti baterií.

jiných „baterkářských“ firem se tedy nesnaží vylepšit chemické složení baterií, chce změnit jejich vnitřní uspořádání. Snaží se vytvořit baterie s velmi komplikovanou strukturou, která umožňuje rychlejší výměnu iontů bez nežádoucích vedlejších reakcí. V celé sérii laboratorních experimentů I Cchuej předvedl, že jeho mikroarchitektura umožňuje využít celou řadu procesů, které se chemikům jinak nedařilo příliš zvládnout.

O uhlíku a křemíku

+ KATODA Slitina lithia

NABÍJENÍ

V běžné grafitové (tedy uhlíkové, či chcete-li „tuhové“) anodě je zapotřebí šesti uhlíkových atomů k udržení jednoho lithiového iontu. V křemíkové anodě udrží jeden atom čtyři lithiové ionty.

VYBÍJENÍ

Problém křemíku Bohužel křemík mění při nabíjení a vybíjení objem. To nakonec vede ke zničení anody.

− ANODA Uhlík

I Cchuej přišel s několika nanotechnologickými řešeními. Jedním je vyrábět anody z nanodrátků, které se při nabíjení mohou rozpínat bez poškození elektrody.

www.svetplnyenergie.cz 

Dalším řešením je výroba vajíčkům podobných kapslí kolem křemíkových nanočástic, které jim dávají dost prostoru k rozpínání a udrží anodu funkční.



„CHTĚL JSEM ZMĚNIT SVĚT I ZBOHATNOUT, ALE HLAVNĚ ZMĚNIT SVĚT.“ I CCHUEJ PRO ČASOPIS SCIENCE (2016)

Co dokázal Amprius už také začal dodávat první baterie zákazníkům. Ne do elektromobilů, ale do mobilních telefonů. Důvod je prostý: nároky na tento typ baterií jsou nižší. Baterie do elektromobilů musí být opravdu trvanlivé, snášet dlouhodobě nepříznivé podmínky a přitom si zachovat vysokou spolehlivost, jinak hrozí katastrofální nehody. Baterie do mobilů navíc jsou levné, a zákazník (a to jak ten koncový, tak odběratel Ampriusu) jejich selhání přece jen přijme s menší nevolí. Firma dodává především některým čínským výrobcům a její specialitou jsou baterie s kapacitou kolem 5000 mAh, které představují v tomto ohledu naprostou světovou špičku. Tradiční konkurenty převyšuje kapacitou ve stejném objemu jen zhruba o deset procent, ale i to je zajímavý rozdíl. Důležitější třeba pro investory do firmy je ovšem to, že teoretické hranice možného vylepšení jsou podstatně vyšší, možná na několikanásobku dnešních výkonů. To by byl ohromný skok. Dnes dostupné komerční li-ion baterie mají zhruba pětinásobek kapacity nikl-kadmiových článků používaných v 80. letech, tedy před více než čtvrtstoletím. Za poslední dekádu se stejný ukazatel (tedy kapacita) zvýšil asi dvojnásobně – pokrok byl tedy poměrně setrvalý, ale spíše mírný. Kdyby se ho podařilo zrychlit tak, jak naznačují laboratorní výsledky Ampriusu, znamenalo by to přelom jak v elektromobilitě, tak třeba využití baterií v energetice.

Budoucnost je v křemíku Jak na to? „Li–ionky“ jsou v principu poměrně jednoduchá zařízení. Tvoří je samozřejmě dvě

elektrody, oddělené membránami a tekutým elektrolytem, který představuje „dálnici“ pro nabité ionty putující od jedné elektrody ke druhé. Když se baterie nabíjí, kladná elektroda (katoda) ze slitiny lithia uvolňuje ionty. Ty se přesunují k záporné anodě, která je obvykle tvořená uhlíkem. Ionty z katody se skryjí v uhlíkových vrstvách anody, kde čekají, až bude energie v baterii zapotřebí. Pak začne celý proces probíhat opačně: ionty z anody putují na katodu, kde se setkají s elektrony přicházejícími z druhé strany sepnutého obvodu. Uhlík se pro anody používá, protože dobře vodí proud, má ovšem z fyzikálních důvodů velmi omezenou kapacitu. Na uložení jednoho lithiového iontu je zapotřebí „klece“ tvořené šesti atomy uhlíku. Kdyby se podařilo uhlík nahradit něčím účinnějším, mohla by to být výrazná změna. Extrémně vhodným by mohl být třeba křemík (který má navíc tu výhodu, že s ním jsou bohaté zkušenosti z výroby elektroniky). Jediný atom křemíku dokáže navázat čtyři atomy lithia. Bohužel má křemík i nepříjemné vlastnosti. Jednou z nich je to, že po pohlcení elektronů „bobtná“; velmi výrazně se změní jeho objem, a to až několikanásobně. Pokud postavíte baterie z křemíku s pomocí běžných postupů, stačí jen několik nabití, anoda se roztrhá na malé kousky a celý článek je k ničemu. Je to slepá ulička, kterou už vyzkoušela řada týmů, a jedna z hlavních všeobecně známých překážek na cestě k případné lepší baterii. Křemík ve velmi malém množství (cca 1 až 3 procenta) používají díky technologii od Panasonicu elektromobily Tesla – příměs je tak malá, že nárůst objemu není velký problém, a zvýšení kapacity o několik procent za něj stojí.

V malém to jde jinak I Cchuej se domnívá, že ví, jak problém obejít. Postup jeho firmy využívá toho, že v nanorozměrech se materiály leckdy chovají jinak než v makrorozměrech. Jeden důvod je třeba ten, že velká část atomů je vlastně na povrchu, a má tedy méně sousedů, kteří by je udrželi na místě v případě namáhání. Materiály tak mohou být v nanorozměrech výrazně pružnější, než jsme zvyklí. Ukázalo se to i v případě křemíku: I Cchuej už v roce 2008 ukázal, že tenké křemíkové drátky vydrží změny objemu při nabíjení a vybíjení podstatně lépe než anody z většího kusu křemíku.

5

podzim | 2016

DVA DO TROJICE NADĚJNÝCH ○ Baterie firmy Amprius se zatím dostaly například do některých telefonů firmy THL.

Amprius není jedinou malou společností, o které se v posledních letech a měsících mluví v souvislosti se zvýšením výkonů baterií. Představme si ještě další dvě, které si jak shodou okolností (díky přítomnosti v Kalifornii), tak díky předvedené technologii získaly značnou pozornost a s ní související finanční prostředky.

ENOVIX:

Jak asi tušíte, objevily se ovšem jiné problémy. Na nanodrátech se například vytvářely „jizvy“, které poměrně rychle snížily kapacitu anody na neúnosnou míru. Tým ale přišel s dalším nanotechnologickým řešením: vytvořil kolem křemíkových atomů klece z vodivého uhlíku, které jim poskytly dostatek prostoru k rozpínání, ale přitom bránily roztržení nanodrátů. V roce 2012 I Cchuej s kolegy v práci pro časopis Nano Letters napsal, že takováto anoda si i po tisíci cyklech udržela 74 procent své kapacity. To není dost na běžné používání, ale i tak to bylo zlepšení o nejméně o dva řády. A v roce 2014 už se dostaly na 97 procent kapacity po 1000 cyklech – to už je úroveň, se kterou by se v praxi „dalo žít“.

S cenou dolů Nanodráty jsou ovšem výrobně drahé a náročné. Tým Ampriusu proto přišel s jednodušším, byť trochu méně účinným řešením: obalili kousky křemíkové anody vrstvou grafenu (to je vrstva uhlíku o síle jednoho či několika atomů). Nestačí na to, aby udržely anodu zcela pohromadě, ta se po několika nabitích roztrhá, ale to nevadí. Grafen totiž dokáže zabránit průniku elektrolytu ke křemíku, a „rozdrobená“ anoda si stále zachovává své vlastnosti a je nadále funkční.



že ty mají ke konkurenceschopnosti velmi daleko. Podle některých odborníků by používaná technologie (depozice par) mohla v důsledku znamenat, že výrobní náklady budou několikanásobně vyšší než činí průmyslový standard. To je možná přehnané, ale pokud by se firmě podařil zásadní cenový průlom, je dost možné, že by se tím skutečně pochlubila. A možná samozřejmě také ne.

Kam dál Jistě víme v tuto chvíli jen to, že nanodráty v Ampriusu končit nechtějí. I když i firma sama uznává, že křemíkové anody bude možné i nadále výrazně vylepšovat, ohlíží se po ještě lákavějších cílech. S pomocí postupu ochranných „nanoobalů“ by chtěl tým Ampriusu uspět třeba s výrobou anody z čistého lithia, které je považované za fyzikálně nejlepší možný materiál pro anody vůbec. Obal by měl v tomto případě možná být z malých uhlíkových nanokuliček, či kombinací zlatých nanočástic s uhlíkovými. Zatím není nic rozhodnuto, výzkum probíhá, ale případný nárůst výkonů baterií by byl znovu velmi výrazný. Změnit by I Cchuej chtěl i druhou stranu baterií, tedy katody. Své zkušenosti s nanotechnologií upnul k využití síry jako materiálu pro katodu. Síra je extrémně levný materiál (tedy z hlediska výroby baterií) a teoreticky může udržet na stejný objem několikanásobně více elektronů než dnešní materiály. Bohužel s běžnými elektrolyty reaguje tak nešťastně, že produkty těchto reakcí baterii rychle zničí. Ale týmu se znovu podařilo vytvořit „nanoklece“ pro atomy síry, které brání chemickým reakcím

TÝM PŘIŠEL S NANOTECHNOLOGICKÝM ŘEŠENÍM: VYTVOŘIL KOLEM KŘEMÍKOVÝCH ATOMŮ KLECE Z VODIVÉHO UHLÍKU.

Amprius zatím prodal zhruba milion baterií pro mobilní telefony tohoto typu. Jak jsme již uvedli v úvodu, jejich kapacita je asi jen o 10 procent vyšší než u konkurence. Firma proto hledí k zavedení baterií s nanodráty obalenými uhlíkovým „krytem“, které by měly mít kapacitu vyšší zhruba o 40 procent. V červnu letošního roku předvedli potenciálním průmyslovým partnerům svůj experimentální provoz na výrobu těchto baterií v Holandsku ve spolupráci s technologickou firmou Meyer Burger. Zatím ovšem nevíme, jak se firmě v tomto experimentu daří. Skeptici poznamenávají, že Amprius nikdy ani přibližně nemluvil o výrobní ceně nanodrátových baterií, což může klidně znamenat,

40 % O tolik vyšší by mohla být kapacita li–ion baterií s křemíkovou anodou proti dnešním typům. s elektrolytem a zlepšují i některé další její vlastnosti (např. jak snadno uvolňuje náboj). Materiál je v tomto případě ne úplně praktický oxid titanu, ale práce je v poměrně rané fázi, a snad se podaří najít vhodnější náhradu. Pokud by se Ampriusu podařil podobný pokrok na anodě i katodě, desetimiliardové ohodnocení by se změnilo na úsměvnou historku z dob, kdy „firma byla ještě v plenkách“. I Cchuej a jeho kolegové hrají o historickou šanci stát se potenciálně jednou z největších firem v dějinách, a možná motorem další velké energetické revoluce. Samozřejmě je tu velmi reálná možnost, že prohrají – a s nimi i jejich investoři. Objektivních informací je poměrně málo, nadějí a zainteresovaných stran naopak přehršel, a tak těžko odlišit skutečně důležité informace od šumu. Možná i Amprius a hvězda I Cchueje s jeho gloriolou „nanorevolucionáře“ brzy vyšumí. Ale vsaďte si proti nim, když se jim zatím tak daří. 

Společnost Enovix byla založena v roce 2007, dnes má za sebou sto milionů dolarů strategických investic od Intelu, Qualcommu a Cypress Semiconductor. Její hlavní technolog Ashok Lahiri tvrdí, že i jeho společnost míkovou anodu. Archi má stoprocentně křemíkovou Architektura baterie je podle le něj navržena a tak, aby se vypořádala se změnami objemu anody bez poškození. K výrobě se prý použí-é vají postupy odvozené z výroby solárních panelů, takže cena by neměla být přehnaná. ci ale jen ceZatím máme k dispozici nové (a také patrně optimistické) odhady pro předsérivou výrobu, které více jak dvojnásobně přesahují obecně uznávaný standard pro skutečně konkurenceschopné elektroautobaterie (300 dolarů za kilowatthodinu proti 125 $/kWh). Společnost má ovšem již zmíněné velmi zajímavé partnery: Cypress používá stejné výrobní postupy a má s nimi ohromné zkušenosti, Intel a Qualcomm jsou potenciální zákazníci.

ENVIA: Start-up s velmi pošpiněnou reputací, který dokázal obrazně řečeno vstát z mrtvých. Firma slíbila dodat společnosti GM levné baterie s vysokou kapacitou pro její elektromobily, ale GM ze smlouvy vycouvala, když si baterie vyzkoušela. To bylo před čtyřmi lety, dnes prý má firma baterii s křemíkovou anodou, kterou by už příští rok mohla začít dodávat výrobcům mobilů. Pak chce vyvíjet větší model pro drony. Odhady cen v podstatě nezveřejnila, což znovu naznačuje, že konkurenceschopná ještě úplně nebude. Šéf firmy Sujeet Kumar se také letos v květnu po dlouhé době objevil před odbornou veřejností, a vysvětloval mimo jiné také neúspěch s GM. Trval si na tom, že firma skutečně může postavit baterii s vysokou kapacitou (zhruba dvojnásobkem dnešních komerčních typů), ale ta zatím není dost robustní, aby vyhověla požadavkům automobilek a obtížím běžného provozu. Zároveň řekl, že podle jeho odhadů je praktický limit kapacity li–ion baterií, a to i těch s křemíkovou anodou, na hranici méně než dvojnásobku dnešních hodnot, přesněji na cca 350 Wh/kg. To je poměrně pesimistický odhad, ale i tak by to byl samozřejmě výrazný pokrok.

○ Výrobní linka Ampriusu v čínském Nankingu.

www.svetplnyenergie.cz 

6

SVĚT PLNÝ ENERGIE

SLOVENSKO

Návrh vyhlášky spustil lavínu pripomienok REGULÁCIA Odborníci a firmy vo veľkom pripomienkovali návrh novej vyhlášky cenovej regulácie.

ová vyhláška, podľa ktorej sa bude riadiť Úrad pre reguláciu sieťových odvetví (ÚRSO) pri cenovej regulácii v elektroenergetike, už má za sebou pripomienkové konanie. Regulátor samotné pripomienkovanie už aj vyhodnotil. O vyhlášku bol zo strany odbornej verejnosti enormný záujem. K vyhláške prišlo takmer 600 pripomienok, z toho necelých 400 bolo zásadných. Regulátor akceptoval dve stovky pripomienok, z toho niečo vyše 80 bolo zásadných. Taktiež čiastočne akceptoval vyše 60 pripomienok, pričom viac ako 50 bolo zásadných.

nosti historicky nemajú uzatvorené zmluvy o pripojení, ak boli pripojené do roku 2005. To znamená, že chýba analýza, koľko domácností má relevantnú hodnotu ističa v zmluve o pripojení, a tým pádom relevantná databáza amperických hodnôt ističov pre domácnosti,“ vysvetlila firma. Regulátor sa s ich pripomienkou nestotožnil.

N

A čo IT? Západoslovenskí energetici zo spoločnosti ZSE Energia navrhovali rozdeliť navrhovanú právnu úpravu sadzieb pre odberné miesta na sadzby pre domácnosti a pre malé podniky. Zlúčenie sadzieb pre domácnosti a malé podniky na DD1 až DD13 by podľa nich znamenalo fyzicky nové pripojovacie i dodávateľské zmluvy pre všetky malé podniky a taktiež migráciu v systéme, čo je v časovom harmonograme danom návrhom vyhlášky nereálne. „V prípade, že sa úrad nestotožní s týmto návrhom, je potrebné uznať dopady na úpravy IT systémov ako oprávnený náklad a zohľadniť časovú potrebu na implementáciu do IT systémov a na informovanie odberateľov,“ dodali západoslovenskí energetici. Ani oni však s touto zásadnou pripomienkou u regulátora nepochodili. Dá sa čakať, že odporcovia zmien by o nich veľmi radi debatovali aj naďalej. Uvidíme, ako sa im bude dariť. 

600 pripomienok dostal ÚRSO k novej vyhláške o cenovej regulácii Aký zisk? Stredoslovenskí energetici napríklad v pripomienkovom konaní žiadali upraviť výšku primeraného zisku samostat-

ne pre odberateľov elektriny v domácnosti a malé podniky nasledovne. Podľa nich najvyššia miera primeraného zisku pri dodávke elektriny pre domácnosti by mala byť najviac 3 eurá za megawatthodinu a pri malom podniku najviac 8 eur. „Navrhujeme zohľadniť rôznorodosť odberateľov určením rozdielnej výšky primeraného zisku,“ uviedli stredoslovenskí energetici.

Východoslovenskí energetici chceli ponechať rozdelenie zraniteľných odberateľov na domácnosti a malé podniky. „Obe kategórie sú z pohľadu cenotvorby a nákladov na obsluhu špecifické a ich rozdelenie umožňuje adekvátnejšie a spravodlivejšie stanoviť jednotlivé položky pre tieto kategórie,“ myslia si energetici z východu Slovenska. Obe pripomienky neboli zo strany regulátora akceptované.

Východoslovenská distribučná navrhovala v pripomienkovom konaní ponechanie súčasných sadzieb pre domácnosti a pre podnikateľov. Podľa distribučky neexistuje totiž žiadna dopadová štúdia prechodu zo súčasných sadzieb na nové sadzby ani prechodné obdobie. „Nie je kvantifikovaný dopad prechodu domácností z platby za odberné miesto na platbu za istič. Domác-

Veľké zmeny sa v energetike nečakajú SPOTREBA Spotreba energií na Slovensku by sa v najbližších rokoch nemala výrazne meniť. Krajina by sa však mohla stať vývozcom elektriny.

lovenské Ministerstvo hospodárstva viacmenej optimisticky predpokladá, že spotreba energií na Slovensku sa v najbližších rokoch nebude meniť a zákazníkom nehrozí nestabilita dodávok. Spotreba zemného plynu na Slovensku bude v nasledujúcich rokoch stagnovať. Podľa odhadov ministerstva v tomto roku sa na Slovensku spotrebuje 4,8 miliardy metrov kubických plynu, čo je rovnaké množstvo ako vlani. Až do roku 2020 by sa mala spotreba pohybovať na úrovni 4,7 až 4,8 miliardy metrov kubických. „Pre najbližšie obdobie troch až piatich rokov sa očakáva skôr stagnácia spotreby plynu, predovšetkým s prihliadnutím na celosvetový ekonomický vývoj,“ uviedol rezort hospodárstva vo svojej pravidelnej ročnej správe. Ministerstvo v ostatnom období vydalo rôznym spoločnostiam osvedčenia na výstavbu energetického zdroja vyrábajúceho teplo a elektrinu aj prostred-

S

www.svetplnyenergie.cz 



V POROVNANÍ S OSTATNÝMI TROMI ROKMI STÚPOL DOVOZ ELEKTRINY NA 4 % Z CELKOVEJ SPOTREBY.

níctvom zemného plynu. V prípade ich realizácie by sa spotreba plynu na Slovensku mohla zvýšiť. Rezort hospodárstva si však nie je istý, či firmy svoje projekty zrealizujú. „Samotná realizácia investičných zámerov je však rozhodnutím jednotlivých spoločností, pričom rozhodovanie je ovplyvnené viacerými faktormi, ako sú napríklad trhová cena

elektrickej energie či trhová cena plynu ako vstupnej komodity,“ dodalo ministerstvo.

Slovenská spotreba elektriny a plynu

Elektrické roky Aj spotreba elektriny na Slovensku v najbližších piatich rokoch bude rásť len mierne. Podľa Ministerstva hospodárstva sa celková spotreba elektriny bude v tomto roku pohybovať na úrovni 29 terawatthodín, minuloročná spotreba bola na úrovni 28,4 gigawatthodín. V ďalších rokoch by podľa vlády mala spotreba rásť zhruba o jedno percento v každom roku. Slovensko si ešte stále musí počkať, kým dosiahne sebestačnosť vo výrobe elektriny. Výroba elektriny v roku 2014 v porovnaní s predchádzajúcim rokom poklesla o zhruba 5 % na 27,3 terawatthodín. Deficit v pokrývaní spotreby bol zabezpečený zvýšeným importom elektriny predovšetkým zo smeru Česká republika a Poľsko. V porovnaní s ostatnými tromi rokmi stúpol dovoz elektriny na 4 % z celkovej ročnej spotreby elektriny. Rezort hospodárstva predpokladá, že v tomto a budúcom roku bude musieť

Spotreba elektriny (GWh)

Spotreba plynu (TJ)

27

300 26

250 25

200

24

150

23

22

100

21

50

0 2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

ešte spoliehať na dovoz elektriny zo zahraničia. Po uvedení dvoch nových jadrových blokov Atómovej elektrárne Mochovce by sa mala situácia zlepšiť. V roku 2020 by malo Slovensko dokonca vyrobiť necelých 37 terawatthodín elektriny a spotrebovať len približne 31 terawatthodín elektriny.

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2020

Slovensko by sa mohlo stať exportérom, rozhodujúcim limitujúcim miestom bude medzištátny profil Slovensko – Maďarsko. Podľa ministerstva bude situácia vyžadovať výstavbu nových 400kV vedení medzi Slovenskom a Maďarskom. Dá sa očakávať, že vláda sa bude snažiť o jeho uskutočnenie. 

podzim | 2016

7

ROZHOVOR

Proč (zatím) neschováváme CO2 pod zem OXID UHLIČITÝ Ukládání oxidu uhličitého má být trumf v boji s klimatem, ale Evropa se mu kupodivu moc nevěnuje, říká geolog Vít Hladík.

 Co to vlastně znamená, když se mluví o ukládání CO2 pod zem? V podstatě to, že oxid uhličitý vznikající třeba v průmyslovém podniku oddělíme od ostatních zplodin, stlačíme – obvykle do kapalné formy– a natlakujeme do geologických vrstev hluboko pod zem, do hloubek kolem jednoho kilometru. Tak pak zůstane uvězněný řádově nejméně po tisíce let. Celá metoda se označuje obvykle jako CCS z anglického Carbon Capture and Storage („Zachycení a uložení uhlíku“, pozn. red.) a jde vlastně jen o obdobu metod, které se používají už desítky let při těžbě uhlovodíků. Těžaři oxid uhličitý pumpují pod zem, aby se zvýšila těžba ropy z daného naleziště. CO2 vytlačí z horniny uhlovodíky, které by jinak už kvůli poklesu tlaku v nalezišti nebylo možné vytěžit.  Jak velké snížení emisí tohoto plynu to může přinést? V principu úplné. V podstatě je to jediný způsob, jak z fosilního zdroje udělat zdroj bezuhlíkový. Pokud bychom tedy opravdu chtěli vybudovat „bezuhlíkovou ekonomiku“ a stále používat třeba uhlí či zemní plyn, jinou možnost než technologii separace CO2 a jeho ukládání nemáme.  V jaké fázi výzkumu tato metoda dnes je? Na světě už běží celá řada menších či větších projektů. Existují desítky malých, demonstračních projektů a běží i více než tucet velkých, řekl bych průmyslových projektů. V Kanadě už zhruba dva roky běží CCS projekt u elektrárny Boundary Dam.  Potýká se ovšem s poměrně vážnými potížemi, že? Ano, technologie zachytávání a oddělování CO2 je v tomto případě poměrně komplikovaná a výsledky nejsou optimální. Kdybych měl hlavní problém krátce shrnout, tak je jím jednoznačně cena. Ta se samozřejmě liší případ od případu podle použité technologie a dalších okolností. V případě elektráren hraje roli například to, jaký postup spalování pali-

Jak se ukládá CO2

opuštěný vrt

monitorovací vrt

 Jak velký potenciál tato metoda má? Co třeba v České republice? Máme předběžný konzervativní odhad úložné kapacity zhruba 850 milionů tun CO2, což by určitě umožnilo realizovat desítku projektů CCS. (Česká republika přitom dnes produkuje ročně zhruba 100 milionů tun CO2, dvěma největšími individuálními producenty jsou elektrárny Počerady a Tušimice s produkcí kolem pěti milionů tun ročně, pozn.red.) Celosvětově je samozřejmě mnohem větší, a je těžké ho spolehlivě odhadnout. Dnes se odhaduje nejméně na stovky let dnešních emisí CO2. 

injekční vrt

hladina spodní vody těsnící hornina

skladovací prostor

sekundární těsnící vrstva sekundární rezervoár primární těsnící vrstva primární rezervoár úložiště CO2

CO2 NENÍ (JEN) ODPAD ○ Pokud by se měl oxid uhličitý ukládat ve velkém pod zem, nemusí to být jen čistě ztrátový byznys. Lze ho částečně využívat třeba v chemické výrobě, a v poměrně velkých objemech se také používá v ropném průmyslu. Díky pumpování CO2 se totiž zvyšuje množství ropy, které lze z ložisek získat. Kredit: Carbon Global Institute

va se používá v daném provozu – zda se uhlí před spalováním zplyňuje nebo jen drtí na prášek. Obecně platí, že v tuto chvíli by projekty CCS nemohly bez nějaké státní podpory rozhodně na trhu konkurovat. Připravují se technologie druhé či třetí generace, které by měly přinést snížení ceny, ale to je všechno otázka budoucnosti. A ani v jejich případě nebude sepa-

race CO2 zadarmo. Bude záležet na tom, zda se společnost rozhodne, že tyto náklady navíc je ochotná zaplatit, či nikoliv. Ale opakuji, že neexistuje jiný způsob, jak používat fosilní paliva a nevypouštět do vzduchu další CO2.  A co samotné ukládání pod zem? To není problematické? Z praxe víme, že CO2 je nepochybně možné uložit na velmi dlouhou dobu, existuje totiž celá řada geologických systémů, v nichž byl tento plyn zcela přirozeně uložen po dlouhá tisíciletí. A jak jsem už říkal, i lidé mají bohaté zkušenosti, protože CO2 se třeba v ropném průmyslu doslova pumpuje pod zem dlouhá desetiletí, zkušeností je tedy v tomto konkrétním ohledu poměrně dost a postupy dobře propracované. Samozřejmě je nutné vybrat vhodné úložiště.  Jak takové úložiště z geologického hlediska vypadá? Souvrství hornin musí mít dostatek drobných, milimetrových dutin, nazýva-

Zachytávání CO2

Intenzifikace těžby ropy

Separace CO2 Vytěžená ropa

Reinjektáž CO2 Hlava vrtu

Ropa a CO2 CO2

CO2

Ropa Injektáž CO2

odkoupených cen povolenek. Ceny povolenek ovšem byly nečekaně nízké, a to je podle mého názoru přesně ten důvod, proč se nakonec na projekty nenašly peníze. Evropská komise se nedokázala dohodnout s členskými státy, aby projekty financovaly jinak.

Zóna mísení

Zvýšená těžba ropy

ných póry, které může CO2 vyplnit. Musí být také dostatečně propustné, aby se mohl CO2 šířit do celého jeho objemu. Nad úložištěm musí být dostatečně silná vrstva těsnící horniny, která funguje jako „poklička“ a brání pronikání uloženého CO2 zpět na zemský povrch. V praxi

○ Na snímku kopule skrývající islandský CCS projekt CarbFix, který zkouší ukládání CO2 u geotermální elektrárny Hellisheidi blízko Reykjavíku. Kredit: CarbFix

jsou vhodné třeba některé hluboké geologické vrstvy obsahující vodu, obvykle slanou. Nebo také velmi hluboké a netěžitelné uhelné sluje, případně už vytěžené ropné vrty, i když třeba u nás takových mnoho není.  Nebojíte se, že by i tak mohly tyto projekty vyvolat obavy veřejnosti? To rozhodně nemůžu vyloučit, taková situace jistě může nastat. Viděli jsme to koneckonců v případě debat o těžbě břidličného plynu v České republice. Myslím si ovšem, že vhodnou osvětou a přístupem snad bude možné se těmto potížím vyhnout.  Řada evropských států považuje snižování CO2 za prioritu, a je to jeden z klíčových bodů energetické politiky EU. Jaký je tedy stav vývoje v Evropě? V tuto chvíli se v podstatě zastavil. Evropské plány počítaly v 21. století s rozjezdem několika nových projektů, které měly být financovány z průmyslem



VÍT HLADÍK

vystudoval geologii na Karlově univerzitě v Praze. Dnes pracuje v České geologické službě jako šéf geofyzikálního oddělení. Jeho hlavní výzkumnou činností je právě ukládání CO2.

www.svetplnyenergie.cz 

8

KRÁTKÉ ZPRÁVY ZE SVĚTA ENERGETIKY

SAÚDOVÉ DOKÁZALI „UKECAT“ ROPNÝ TRH

O omezení těžby ropy ze strany velkých producentských zemí se mluví už dlouho, a zatím jde pouze o řeči. Které ovšem trh poslouchá, jak jejich představitelé dobře vědí. Dokázal to saúdský ministr energetiky Khalid bin Abdulaziz Al Falih, který trhy během léta podle všeho skutečně přesvědčil, že může dojít ke „stabilizaci trhu“ omezením těžby. Byť se fakticky nestalo nic, tak nejistota, stagnace cen a podobná vyjádření nejen od Saúdů, ale i z Ruska postupně oživily vidinu růstu cen. Trh s ropnými kontrakty se změnil z „medvědího“ na růstový „býčí“. 

Tesla otevřela Gigafactory Hlavní propagátor elektrických aut a obnovitelných zdrojů energie a zakladatel firmy Tesla Elon Musk na konci července slavnostně otevřel tzv. Gigafactory na výrobu lithiových baterií. Továrna vlastně pracuje už od prvního čtvrtletí, na slavnostní otevření došlo až v létě. Továrna zatím pracuje jen zhruba na sedminu (14 procent) celkové

kapacity. Po dokončení, plánovaném zhruba někdy na rok 2020, bude nejen budovou s největší zastavěnou plochou na světě, ale především má vyrábět 150 GW baterií ročně (původní plán byl 50 GW). To je zhruba stejně jako dnešní celosvětová výroba všech lithiových baterií vůbec, od malých mobilních po velké záložní systémy. 

SVĚT PLNÝ ENERGIE ČÍSLO VYDÁNÍ

0,4 $ / watt NABÍZEJÍ VÝROBCI SOLÁRNÍCH PANELŮ ODBĚRATELŮM.

To je méně než třetina ceny v roce 2010, a o několik centů méně než před pár měsíci. Příčina leží v Číně: tamní výrobci kvůli zpožďování velkých domácích solárních projektů a omezení podpory přišli letos o citelnou část odbytu a jejich sklady jsou přeplněné. Proto analytici očekávají, že v příštích měsících vrhnou na trh alespoň část svých naskladněných zásob, což by mohlo vést k náhlému propadu cen, možná až o deset procent, na cenu kolem 40 centů za watt výkonu. Velcí developeři mohli na podobné či nižší ceny dosáhnout už dříve, teď podobné nabídky dostávají údajně i menší společnosti. Evropského spotřebitele se to patrně dotkne jen v omezené míře, protože cena čínských panelů je v EU „zastropována“ na 56 centů za watt, aby se omezil vliv státní podpory pro čínské výrobce. Ti by mohli sice panely do Evropy dovážet přes třetí země, ale EU může snadno ochranu vztáhnout i na ně. V každém případě to není příliš dobrá zpráva pro obor, který se potýká s už tak malými maržemi. I velcí výrobci budou bez státní podpory jen stěží bojovat o přežití, a naše povědomí o skutečném stavu bude i nadále notně zkreslené. 

z obavy o národní bezpečnost. V Austrálii podobné rozhodnutí padlo letos podruhé – v prvním případě vláda kvůli otázce národní bezpečnosti zabránila čínské firmě Penxin koupit největšího australského soukromého majitele zemědělské půdy Kidnam & Co.

BATERIE PRO ELEKTROMOBILY Z MAĎARSKA ○ Britská vláda odsouhlasila stavbu projektu Hornsea Project Two, který by měl vyrůst necelých sto kilometrů od pobřeží v severovýchodní Anglii. Celkem 300 turbín má mít výkon 1,6 gigawattu, a půjde tedy o největší projekt mořské větrné elektrárny vůbec. Ale ani tak bychom nečekali, že se „offshore“ vítr stane významnou součástí energetického mixu – na to je příliš, příliš drahý a ceny klesají jen pomalu.

GAZPROM DO EVROPY S POTÍŽEMI

Polsko, největší odpůrce stavby plynovodu Nord Stream II, zkomplikovalo v srpnu ruskému Gazpromu stavbu nového plynovodu na severu Evropy. Kvůli odporu polského antimonopol-

ního úřadu vycouvaly z konsorcia pro stavbu plynovodu západoevropské společnosti, které měly mít ve společném podniku dohromady poloviční podíl. Zůstal tak jen Gazprom. Západní partneři v projektu se prý nevzdávají a údajně hledají jiné možnosti, jak se do projektu zapojit jinak.

RUSOVÉ NEPOTŘEBUJÍ PENÍZE?

Ruský premiér Dmitrij Medveděv se rozhodl odložit privatizaci středně velké ropné společnosti Bašněfť. Délka

www.svetplnyenergie.cz 

Jihokorejská společnost Samsung SDI hodlá v Maďarsku investovat zhruba 8,5 miliardy korun do výstavby závodu na výrobu baterií pro elektromobily.

odkladu je nejasná. Prodej padesátiprocentního podílu v Bašněfti byl klíčovým bodem privatizace a jeho tržní hodnota je cca 100 miliard dolarů, které by se státnímu rozpočtu velmi hodily.

SVĚT PLNÝ ENERGIE podzim | 2016 přináší Lumius, spol. s r.o. – obchodník s elektřinou a plynem

PRO LUMIUS, SPOL. S R.O., VYDÁVÁ: Business Media CZ s.r.o., Nádražní 762/32 150 00 Praha 5, IČ: 03582604 REDAKCE: Josef Janků, Martin Kročil, Antonín Hálek GRAFICKÉ ZPRACOVÁNÍ: Michael Ehrlich

AUSTRÁLIE NEPUSTÍ ČÍŇANY DO ENERGETIKY

Vláda nejmenšího kontinentu nepovolí prodej státního podílu v tamním největším provozovateli elektrické sítě Ausgrid čínským investorům

Měl by stát blízko Budapešti a s výrobou by mohl začít ve druhém pololetí roku 2018. Nový závod má snížit náklady na logistiku a umožnit rychle reagovat na poptávku zákazníků. Evropské automobilové firmy a zákazníci Samsungu (například BMW) totiž mají výrobní základny v blízkosti Maďarska. 

TEXTY: neoznačené materiály jsou redakční FOTO: archiv firem a autorů, redakce, Shutterstock TISK: Triangl, a.s., Praha Evidenční číslo: MK ČR E 20328