Mocná síla mořských vln: moře má Evropě zajistit desetinu energie

Stejně jako energie ze slunce se zdá být nevyčerpatelným zdrojem energie pocházející z moře, z pohybu vln a z přílivu a odlivu. Turbíny, které dokáží přeměnit kinetickou energii na výrobu elektrické energie, mohou být dalším zásadním krokem k éře bez spalování fosilních zdrojů.

Zatím se ale jedná o hudbu budoucnosti. Vývoj a testování probíhá už několik dekád, k průlomovému řešení, které by se uplatnilo ve větším komerčním měřítku zatím nedošlo. Hlavním testovacím místem v rámci Evropy jsou skotské ostrovy Orkneje. Už 20 let tu testují, jak energii z vln, ale i z přílivu a odlivu, využít.

Největší na světě

Skotská firma Orbital Marine Power vyvíjí největší mořskou turbínu na světě, jež dokáže vyrábět elektřinu z mořských vln. Obří pilotní projekt pojmenovala O2. Má dvě turbíny, každá má instalovaný výkon jeden megawatt. Měla by vyrobit tolik elektřiny, aby mohla zásobovat 1700 domácností proudem.

Začít fungovat by měla letos v rámci Evropského střediska pro mořskou energii (EMEC) na Orknejích. Další „mořská“ turbína by měla být k dispozici v roce 2023.

Středisko tvrdí, že potenciál těchto zdrojů je obrovský, jen na britských ostrovech by mohly pokrývat pětinu spotřeby elektřiny. V rámci Evropské unie by to mohla být desetina spotřeby elektřiny.

MAPA: Britské mořské energetické zdroje
Světle modré jsou zdroje využívající přílivové vlny, tmavě modré využívají energii z mořského vlnění.

Zdroj: KRED Marine Map created with eSpatial mapping software.

Po finanční krizi se začíná znovu

Komercionalizace mořských energetických systémů značně utrpěla po roce 2008 kvůli globální finanční krizi. „Celý sektor doslova narazil do zdi, protože neměl peníze,“ podotýká profesor Ian Masters z Univerzity ve Swansea ve Walesu, jenž se specializuje na obor mořské energetiky využívající pohybu mořských vln.

Cesta ke komerčnímu využití je dlouhodobým procesem, který si vyžádá další peníze na vývoj a výzkum. Něco podobného se odehrálo před pár lety, kdy zažily velký boom solární a větrné parky. Ten způsobil v posledních letech výrazné zlevnění všech technologií a možnosti navyšovat instalovaný výkon elektráren.

V případě mořských turbí, založených na využití energie z mořského vlnění, vznikla řada prototypů. Nicméně až do fáze komerční výroby elektřiny se jich většina nedostala i přes řadu slibných prohlášení.

Odolnost i flexibilita

Odolnost a variabilita takového zařízení se totiž ukazuje jako hlavní technická překážka.

Profesor pro udržitelnou energii AbuBakr Bahaj z Southamptonské univerzity, který mj. vede časopis International Marine Energy Journal, vysvětlil, že mořské proudy a vlny se neustále mění a pohybují se v různých směrech a výškách.

Turbína, která má elektřinu vyrábět, musí být dostatečně odolná a zároveň se musí dokázat neustále se měnícím podmínkám přizpůsobit. „Je velmi obtížné zachytit větší množství energie,“ upozornil profesor Bahaj.

V současné době se vývoj zaměřuje spíše na menší zařízení využívající pohyb vln, jež budou schopné zásobovat elektřinou obtížně dostupné pobřežní komunity, které nemají přístup k energetické infrastruktuře.

Naděje pro přílivové elektrárny

O něco větší možnosti nabízí přílivové elektrárny. Mořské proudy, které jsou závislé na pohybu Měsíce, jsou totiž výrazně spolehlivější a nabízejí také širší a lepší možnosti plánování.

„Můžete udělat plán na 15 let na využití energie pocházející z přílivu a odlivu a nespletete se ani o minutu,“ zdůraznil Bahaj. Taková energie by mohla být velmi spolehlivým záložním zdrojem v systému solárních a větrných elektráren.

I když mořské elektrárny nemají na růžích ustláno, celkově produkce elektřiny z tohoto zdroje mezi lety 2009 až 2019 vzrostla skoro desetkrát. Hlavně se totiž jedná o menší testovací zdroje, takže celková výroba stále zůstává na nízké úrovni. Podle dat Ocean Energy Systems (OES) stoupla výroba z pěti gigawatthodin se dostala na 45 gigawatthodin.

Skupina Ocean Energy Europe, jež zastupuje zájmy mořského energetického sektoru, ve své vizi pro rok 2030 chce dosáhnout toho, že se nákladová cena za jednu MWh dostane na 90 eur. Tím by mohly mořské turbíny začít ekonomicky konkurovat větrným parkům.

Británie vlnám věří

Ročně by mořské systémy mohly vyrábět až 100 GWh elektřiny, což by pokrylo 10 procent spotřeby energie v Evropě. Hlavní úlohu na tomto poli chce hrát především Velká Británie.

Samotná vláda tento zdroj podporuje a podle teoretických odhadů má potenciál vyrábět až pětinu spotřeby elektřiny ostrovů. To by ale znamenalo mít „ve vlnách“ nainstalovanou kapacitu 30 až 50 gigawattů.

Na druhou stranu současné roční přírůstky instalovaného výkonu mořských turbín jsou minimální. Za rok 2019 to bylo v Evropě jen 1,5 MW výkonu nových přílivových turbín a 0,5 MW elektřiny ze zdrojů na otevřeném moři. Oproti tomu offshore větrné parky přidaly v produkci celkový výkon 3,6 GW.

Bez rozsáhlých dotací a výkupních tarifů, které budou mořskou energii podporovat, je navyšování podílu tohoto zdroje nereálné, uvědomují si zástupci sektoru. Obdobná politika ale umožnila rozvoj a následné snížení ceny u fotovoltaických i větrných systémů.

TABULKA: Přehled největších přílivových elektráren ve světě

Zdroj: wikipedia.org

Bez dotací to nepůjde

Touto cestou chce jít právě Velká Británie. Pro turbíny na moři i pro přílivové elektrárny chce zavést vyšší dotace než pro větrné turbíny. To by způsobilo, že do sektoru začnou investovat soukromé firmy.

„Jakmile na trhu vznikne takový signál, pak jako celý sektor vyrazíme ze startovních bloků,“ je přesvědčen Matthew Finn z Evropského střediska pro mořskou energii sídlícího na Orknejích. Cílem je přitáhnout pozornost soukromých investorů, aby došlo k postupné komercionalizaci mořských technologií.

Jde také o pověstnou škálovatelnost turbín do velkých celků. Jejich jedna turbína vyrobila tři GWh elektřiny v roce 2019. To je sedm procent spotřeby souostroví Orkneje. Pokud by bylo v provozu 12 takových turbín, ostrovy začnou být soběstačné.

Největší přílivovou elektrárnu ve Skotsku staví společnost Simec Atlantis Energy v úžině Pentland Firth mezi Orknejemi a severním Skotskem. V projektu elektrárny MeyGen využívá čtyři turbíny, každá má instalovaný výkon 1,5 MW. Elektrárnu finančně podpořila i skotská vláda.

Ambiciózní plány

Plány jsou velmi ambiciózní. Do 25 let by měl vzrůst instalovaný výkon v úžině až na úctyhodných 400 MW, což by z projektu MeyGen učinilo jedničku na světě.

Pokud bude projekt komerčně úspěšný a instalovaná kapacita bude růst na 50 nebo 100 MW, už to bude dostatečně zajímavé pro to, aby se technologie rozšířila po celém světě, optimisticky věří AbuBakr Bahaj. Masters dodal, že by nové mořské elektrárny daly práci řadě lidí v bývalých přístavech, které by se mohly stát opět centrem průmyslu a ekonomiky.