23.4.2024 | Svátek má Vojtěch


ENERGETIKA: Když rozum zůstane stát a fyzika pláče

18.5.2023

11.5. jsme si mohli na Psu přečíst v článku pana Karla Wágnera (zde: ENERGETIKA: Když rozum nezůstane stát - Neviditelný pes (lidovky.cz) ), že jsme zachráněni. Elektřinu z obnovitelných, tedy občasných zdrojů budeme skladovat v gravitačních elektrárnách!

Jsem nerad hnidopichem a kazičem zpráv o skvělých zítřcích, ale mám obavu, že i tato cesta ke skvělým zítřkům je ve skutečnosti slepou uličkou.

Co je tedy tou pihou na kráse gravitačních elektráren? Toto: vezměme násobilku a fyziku druhého stupně základní školy, a počítejme. Principem gravitační elektrárny je to, že zvedneme závaží o určité (velké) hmotnosti, do určité (velké) výšky pomocí elektromotorů spotřebovávajících elektrickou energii v době, kdy je ji přebytek, a době nedostatku toto závaží pojede svou tíhou dolů a bude roztáčet elektrický generátor a vyrábět elektřinu. A teď k tomu výpočtu: potencionální neboli polohová energie, o kterou tu jde, se spočítá hmotnost krát výška krát tíhové zrychlení. Takže předpokládejme závaží o hmotnosti třeba 10 tun. Pokud bude z oceli, nebude zase tak veliké, bude to kostka o rozměrech 1 krát 1 krát 1,3 metru. Ta by měla projít šachtou opuštěného dolu, o němž se mluví, asi bez problémů. Předpokládejme, že ona šachta je hluboká 1000 m, což je přibližně hloubka šachty dolu Darkov zmiňovaného v článku. Takže když zvedneme závaží o hmotnosti 10 tun tj. 10 000 kg do výšky 1000 m, získáme, nebo přesněji uložíme energii 100 000 000 Joulů (10 000kg x 1000m x 10ms-2). Aby čtenářstvo nemuselo přepočítávat nuly: sto miliónů Joulů, tedy sto megajoulů. Zatím to vypadá super, oháníme se nulami, používáme předpony jako mega… Ale teď to přijde. Kapacitu baterie jsme zvyklí udávat v kilowatthodinách (kWh). Joule je jednotka energie, kilojoule, megajoule taky. To dá rozum. Ale kilowatthodina taky! A vztah mezi 1 Joule a 1 kWh je: 1 kWh je 3 600 000 Joulů, tedy 3,6 megajoulů! Takže jinými slovy, celá tato obluda má kapacitu asi 28 kWh, tedy méně než baterie ve spíše nedomrlém elektromobilu! Připomínám, že vozíme desetitunové závaží nahoru dolů, staráme se tedy o docela pekelný mechanismus, o důlní šachtu, aby se nesesula a nezaplavila ji voda, o výtah s nosností 10 tun, o strojovnu s elektromotory patrně přepínatelnými do generátorového módu s řízením frekvence dodávaného proudu atd. atd., Dobře, z obludy udělejme ultraobludu, použijme závaží o hmotnosti 100 tun, tedy desetkrát víc. Takže jinými slovy 13 kubíků oceli, což může reprezentovat kostku o hraně 2,3 m. A výsledkem bude „baterie“ o kapacitě 280 kWh, tedy jako využitelná kapacita baterií čtyř teď už pořádných elektromobilů. Anebo jinak: průměrná spotřeba na jednoho obyvatele ČR za den je přibližně 17 kWh. Takže ultraobluda uloží denní spotřebu 16 lidí! Připadá to někomu jako chytré a efektivní řešení? Myslí si někdo, že takto jsme schopni naakumulovat elektrickou energii pro provoz naší země?

Pro srovnání, v článku se zmiňuje přečerpávací elektrárna Dlouhé Stráně. Souhlasím s tím, že je to obdivuhodné technické dílo, ale na druhou stranu je to zvěrstvo z hlediska ochrany přírody, kdy byl odbagrován unikátní vrchol hory nacházející se nad přirozenou hranicí lesa v chráněné krajinné oblasti, ale to teď nechme stranou. Objem horní nádrže je 2 580 000 m krychlových vody, tedy 2 580 000 tun! Výškový rozdíl horní a dolní nádrže je 525 m. Pokud tedy toto „vodní závaží“ zvedneme o tuto výšku, naakumulujeme 13 545 000 000 Joulů energie, to je 13,5 gigajoulů. To je přepočteno kWh, nebo raději na GWh (gigawatthodiny) 3,7 GWh. Takže se bavíme o čísle o x řádů vyšším než v případě těchto gravitačních elektráren.

Co říci závěrem? Asi zase to, že akumulace relevantního množství elektrické energie zůstává nevyřešeným problémem. A tudíž ony obnovitelné / občasné zdroje elektrické energie zůstávají spíše komplikací než řešením stabilních a dostupných dodávek elektřiny.