Před několika dny byla v Norsku spuštěna první osmotická elektrárna na světě. Přestože zatím vyrobí jen nepatrné množství energie, podle všeho má velkou šanci ve světě energetiky uspět a vyrábět elektřinu efektivněji než solární a větrné elektrárny. Na jakém principu elektrárna funguje? Kolik elektřiny vyrobí?
Solární a větrné elektrárny, jejichž výstavba se v poslední době rozmáhá po celém světě, možná získaly prvního silného konkurenta v podobě osmotické elektrárny, která byla před několika dny slavnostně otevřena v Norsku u malého městečka Tofte. Jejího spuštění se účastnila i norská korunní princezna Mette-Marit, která celý projekt podporuje. Všechno má však svůj háček a ani výroba elektřiny pomocí osmózy nebude úplně bez problémů.
Reklama„Prototyp norské osmotické elektrárny dnes vyrobí pouze 2 – 4 kWh elektřiny, už v roce 2015 by ale osmotická elektrárna měla zásobit 10 000 norských domácností.“
Za stvořením první osmotické elektrárny na jihu Norska stojí společnost Statkraft, která působí ve více než dvaceti zemích světa a soustředí se především na výrobu zelené energie. Statkraft je největším dodavatelem energie z obnovitelných zdrojů v Evropě, jejíž úspěchy jsou podepřeny více jak stoletými zkušenostmi.
Zelená energie na Nazeleno |
– Největší větrná farma na světě– Nejmodernější fotovoltaická elektrárna– Fotovoltaiku ohrožují vysoké výkupní ceny– Větrné elektrárny v ČR zažívají boom |
Osmotická elektrárna potřebuje slanou a sladkou vodu
Osmóza je základní fyzikální jev, který je nepostradatelný pro přežití živých organismů. Pro získání osmotického tlaku je zapotřebí dvou rozdílných látek, které se následně promíchají. Osmotická elektrárna využívá mořské a sladké vody. Pro zjednodušení si můžeme představit dvě vodní nádrže. Do jedná z nich je přiváděna sladká voda, do druhé slaná.
Obě nádrže jsou rozdělené polopropustnou membránou. Voda má přirozenou tendenci proudit do místa s vyšší koncentrací soli tak, aby se rozdíl vyrovnal. Promíchaná voda v nádrži pak stoupá vzhůru a přepadem dopadá na turbínu. V tomto okamžiku dochází k výrobě elektřiny, tedy podobně, jako je tomu u běžných vodních elektráren.
Osmotickou elektrárnu je možné využít jen v místech, kde je dostatek mořské i sladké vody, tedy u pobřeží přímořských států. Ty jsou však většinou hustě obydleny, a proto může nastat problém s výstavbou osmotických elektráren, které vyžadují velký prostor. Ve vnitrozemí, kde je umístěna i naše republika, se osmóza pro výrobu energie použít nedá.
Pro vytvoření osmotického tlaku je potřeba dvou tekutin s rozdílnou koncentrací. Osmotické elektrárny využívají sladkou a slanou vodu
Vyplatí se investovat do osmotické elektrárny?
První osmotická elektrárna je prozatím v testovací fázi, která ukáže její nedostatky. Jako největší problém se zatím, kromě investiční náročnosti, ukazuje možnost nadměrné propustnosti membrán, která by mohla zapříčinit zpětné uvolňování a propouštění solných zrníček. Další nevýhodou je velikost polopropustné membrány. Aby elektrárna mohla efektivně fungovat a vyrábět větší množství energie, je zapotřebí několika desítek hektarů polopropustných membrán a filtrů.
V této chvíli je v porovnání s běžnými elektrárnami investice do osmotické elektrárny více než třicetinásobná a jen stěží by se investorovi v dohledné době vrátila. Výroba elektřiny pomocí osmózy je zatím drahá a neefektivní. Prototyp norské osmotické elektrárny vyrobí pouze 2 – 4 kWh elektřiny. Budoucí komerční elektrárny by ale měly po vylepšení technologie dosáhnout instalovaného výkonu kolem 25 MW. Velikost takovéto elektrárny by měla odpovídat přibližně jednomu fotbalovému hřišti a spotřebovat by měla 5 milionů metrů čtverečních membrány.
Co je to osmóza? |
| Pojmem osmóza je označováno prolínání molekul rozpouštědla ze zředěnějšího roztoku do roztoku koncentrovanějšího přes polopropustnou membránu. Polopropustná membrána dovoluje průchod pouze molekulám rozpouštědla, nikoli pevným částicím. Rozpouštědlo přechází na druhou stranu tak dlouho, dokud není koncentrace obou látek vyrovnána. Koncentrované látky si přirozeně přitahují rozpouštědlo k sobě a tím vyvíjejí silu, která překoná i sílu gravitační. Tato síla je pak nazývána osmotickou. |
Na výrobu 1MW energie z osmózy je potřeba smíchat 1 m3 sladké vody se 2 m3 slané vody každou jednu vteřinu a to při tlaku 12 barů. Na slibovaných 25 MW bude tedy potřeba smíchat přibližně 25 m3 sladké vody s 50 m3 vody slané za jednu vteřinu.
Předtím ale musí vědci zvýšit účinnost polopropustných membrán ze současného 1 W/m2 na 5 W/m2. Jen pro zajímavost, na počátku vývoje v 90. letech 20. století byla účinnost membrán pouze 0,01 W/m2.
První osmotickou elektrárnu mají v Norsku u městečka Tofte
Potenciál osmotických elektráren: Zachrání Evropu?
Největší devizou osmotické elektrárny není jen absolutní absence uhlíku, ale zejména nepřetržitá výroba energie. Osmotická elektrárna není závislá na počasí, tak jako solární nebo větrné elektrárny, které pro svou funkci potřebují dostatek slunečních paprsků , resp. povětrnostní podmínky.
Přestože osmotická elektrárna dokáže zatím vyrobit pouze malé množství elektřiny, vidí Statkraft budoucnost velice pozitivně a předpokládá, že do roku 2015 by energií z osmózy mohlo být zásobeno až 10 000 norských domácností.
Podle propočtů by osmotické elektrárny mohly celosvětově vyrobit kolem 1 700 TWh elektřiny ročně. Pro představu je to zhruba 50 % energie, která se každý rok vyrobí v celé Evropě. Samotná Evropa by se přitom mohla dočkat asi 180 TWh elektřiny.
Na výstavbu první osmotické elektrárny přispěla 10 miliony EU a vláda Norska, dalších 20 milionů dolarů šlo ze zásob společnosti Statkraft, v nichž je zahrnut i samotný vývoj osmotické energie. Stavba elektrárny přitom vyšla zhruba na 8 milionů dolarů a obsahuje celkem 2000 m čtverečních membrán.
