Zbyněk Fiala: Pro slunce nevidí

Roku 2025 bude slunce největším zdrojem energie na naší planetě, píše se například ve studii Svět roku 2025, kterou v létě vydala agentura Thomson Reuters, „vedoucí světový zdroj zpravodajských informací pro podnikání a profesionály“. Tomu roku rozumím, máme to za pár, ale popisu použitých fotovoltaických technologií už méně – chemické vazby, fotokatalyzátory, trojrozměrové heterojunkce na nano úrovni. Nicméně výsledkem má být slunce jako masově dostupný zdroj.

A možná to bude i dřív. O tom, jak rychle jde vývoj dopředu, ukazují zprávy MIT Technology Review za posledních pár týdnů.

http://www.technologyreview.com/news/533331/chip-making-tools-produce-ultra-efficient-solar-cells/

Na cestě je skokové zvýšení účinnosti solárních článků - v laboratoři už přeměnil 46 procent světelné energie na elektřinu. Dosavadní rekord z letošního léta držel Panasonic (25,6 procenta). Francouzský výrbce Soitec vychází ze své praxe výrobce mikročipů a každý článek vybaví hned čtyřmi brouky vyladěnými pro jednotlivé složky slunečního spektra, takže veškeré světlo dokonaleji vycucne. Věří, že se tak dostane s účinností i nad 50 procent.

Komercionalizovaná už je také mikro-koncentrovaná fotovoltaika – panely jsou sestaveny s desetitisíců nepatrných článků uložených pod zvětšovacími sklíčky (jako včelí oko), takže efekt osvícené plochy je násobný.

Zvyšování účinnosti je další cesta, jak snížovat náklady solární elektřiny. Průměrná cena běžných článků na trhu klesla v posledních letech o 80 procent. Ale co je platné, že ceny zařízení klesají a účinnost stoupá, když ceny doprovodných služeb, instalace a povolovacího řízení naopak rostou a postupem času se staly tou nejdražší věcí na celém systému. Avšak i tady nastal průlom. Výzkumníci z Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems v Charlestonu ve státě Massachusetts vyvinuli nalepovací panely se softwarem, který přímo komunikuje se správci sítě a úřady a zařídí jak povolení, tak nastavení systému.

http://www.technologyreview.com/news/532731/solar-panels-that-configure-themselves/

Dva chlapi vylezou na střechu a za hodinu mají domácí elektrárnu hotovou. A ta už je schopna sama komunikovat s okolím a řešit jemnosti připojení a vyladění. Hardware by tedy byl, ale teď by to chtělo borce na to, co je opravdu „hard“ – nastavení ochoty úřadů na takovou spolupráci.

Pokud jde o obavy, že v noci slunce nesvítí, také v oboru baterek se dělá vše pro to, aby cena šla dolů. Ohromující je novinka, které porozumí každý – baterky na slanou vodu. Levnější, s delší životností, velice vhodné pro ukládání elektřiny z proměnlivých zdrojů jako jsou větrníky a slunečníky. Prototyp sestavila Aquion Energy, firmička, které vznikla z výzkumného týmu na Carnegie Mellon University. Podobají se běžným autobateriím, ale místo elektrolytu mají slanou vodu. Kladná elektroda je tvořena kysličníkem managanu a záporná je na bázi uhlíku. Jsou velké a dost pomalé, ale vydrží dvakrát déle než olověné, takže celkové náklady jsou poloviční (nemluvě o pohodě bez jedovatého olova a agresívní kyseliny sírové). Ideální pro malé místní elektrické sítě a ostrovní řešení.

http://www.technologyreview.com/news/532311/a-battery-to-prop-up-renewable-power-hits-the-market/

Pro zcela jiné požadavky, elektrická auta, vznikají vysoce kompaktní a výkonné baterie s materiály ze státního výzkumu ministerstva energetiky Spojených států. Podobají se běžným lithiovým bateriím, ale mají tuhý elektrolyt. Zkoušet v provozu je chce už příští rok kalifornská firma Seeo s rizikovým kapitálem (včetně Samsung Ventures) za zády. Baterii tvoří čisté lithium v podobě tenkých vláken, která jsou uzavřena vrstvami dvou polymerů – vodivého a izolačního. Výsledkem je, že baterie má poloviční rozměry a na stejný dojezd bude stačit poloviční objem krabic – nebo se dá dojezd zdvojnásobit. Slabší je to se životností, tam se na pokrok teprve čeká. Jenže standardní lithiovky se také rychle zlepšují a snižují cenu, takže se možná udrží.

Vývoj obnovitelných zdrojů tedy letí a znovu potvrzuje, že jde opravdu o průmyslovou revoluci. O to smutnější je, že v navrhované aktualizaci Státní energetické koncepce ČR je výslovně uvedeno, že – na rozdíl od Němců - cestou obnovitelných zdrojů jít nechceme. Chceme zůstat mimo.

Připomeňme si, že této revoluci pomáhá i regulatorní tlak - Evropská unie chce snížit emise skleníkových plynů o 80 až 95 procent do roku 2050. A Němci to chtějí zvládnout bez jádra, jen s obnovitelnými zdroji. Mohou si to dovolit, neboť do hry vstupuje i jejich šetrnost. V žebříčku energetické efektivnosti, který sestavuje Americká rada pro energeticky efektivní hospodářství, Německo drží první místo mezi 16 největšími ekonomiky světa.

Nejnaléhavější budou krátkodobější plány do roku 2030, které se mají dohodnout na světové konferenci o klimatu na konci příštího roku v Paříži. Snížení emisí skleníkových plynů je hlavním cílem, zatímco obnovitelné zdroje a efektivnost jsou klíčové nástroje, které to mají umožnit. Evropská unie za sebe nabízí snížení skleníkových plynů do roku 2030 o 40 procent oproti roku 1990. Něco už má za sebou, a tak teď jde o závazek snižování emisí zhruba o 1,5 procenta ročně. A když si prostudujeme listopadovou dohodu USA s Čínou, která byla podepsána při návštěvě Baracka Obamy v Pekingu, vidíme, že Spojené státy naskakují do stejného vlaku a jsou připraveny ke srovnatelnému tempu snižování emisí jako EU. Čína se přidá s určitým zpožděním, ale už dnes je největším investorem do obnovitelných zdrojů na světě.

Letošní zpráva Mezivládního panelu pro klimatické změny (IPCC) však varuje, že uvedené tempo je pouhou čtvrtinou toho, co je třeba, protože zastavení globálního oteplování na 2 stupních Celsia vyžaduje roční tempo poklesu emisí skleníkových plynů o 6 procent (s tendencí zastavit průmyslové emise úplně).

Kdyby šlo jen o teorie, mohou nám být ukradené, ale lidé (voliči) už pociťují bezprostřední důsledky rozhození klimatu, které se hlásí bouřemi, povodněmi, vleklými extrémními mrazy či vlny veder. Oteplování posouvá blíže do mírného pásma hranici šíření malárie. Nebo eboly.

Je to stále dražší a nebezpečnější. Lze proto předpokládat, že prudce zesílí tlak na omezování použití fosilních zdrojů nebo na povinnost vypuštěný uhlík ihned zachytit (carbon capture) nebo aktivně z ovzduší odstaňovat (sekvestrace). Úvahy o prolomení limitů těžby uhlí v severočeské pánvi proto nejspíš budou zcela mimo realitu – za pár let už nikdo nebude mít na to, aby mohl uhlí ekonomicky využít.

A jádro? Podívejme se na Slováky, jak se jim Mochovce prdlužují a prodražují. Smyslem jádra není postavit, ale stavět. Smyslem rozpočtované ceny není zaplatit, ale platit. Furt. A když se to nepovede? Suďte se. Jenže smyslem soudunení najít spravedlnost, ale vyhrát. Vítejte v jaderném kasínu!

Publikováno se souhlasem vydavatele.