Budoucnost energetiky není sci‑fi (5) - Až nikde nebude žádná energie…

Konec civilizace může mít různé podoby. Ve světě, který popsal Paolo Bacigalupi v románu Dívka na klíček, zřejmě během okamžiku zmizela veškerá ropa a nepřipravený svět se propadl do chaosu. Zkázu pak dokonaly hamounské kapitalistické kalorifirmy, které za pomoci geneticky zkonstruovaných chorob zlikvidovaly snad všechny poživatelné rostliny kromě svých vlastních, vhodně modifikovaných. Z katastrof se vzpamatovávající lidé pak nemají nic než hlad a sílu lidských nebo zvířecích končetin jako skoro jediný zdroj energie, zatímco se jejich bídě zpoza oceánu chechtají korporace se svým obilným monopolem. Jak by to ale vypadalo doopravdy?

Není pochyb o tom, že by nám bylo hodně úzko, kdyby ze dne na den ze světa nenávratně zmizela všechna fosilní paliva: ropa, zemní plyn, ropné břidlice a písky, hnědé i černé uhlí, rašelina, permafrostové zásoby metanu, podmořské metanhydráty, a nádavkem i veškerý uran, thorium a plutonium. Vzhledem k tomu, že z těchto zdrojů vyrábíme (nebo se chystáme vyrábět) dvě třetiny celosvětové energie, bylo by neveselo. A kdyby přišly choroby ničící potraviny i vraždící lidi, lidstvo by se nám v krátkém čase poněkud zredukovalo.

Ale ani pak není třeba šlapat v kole jako šílený křeček, abychom si rozsvítili žárovku. Mírně povyhynulému člověčenstvu se bude stále nabízet nespočet jiných energetických zdrojů, a to dokud bude Země kulatá, Slunce bude svítit a voda poteče z kopce. Krmit geneticky vylepšené slony obilím a nechávat je točit hřídelí rozhodně nebude ten nejlepší nápad. Vždycky bude energeticky výhodnější obilí prostě spálit, teplem ohřát vodu, přeměnit ji na páru a párou roztočit turbínu spřaženou s generátorem.

Nejjednodušší zdroj energie nám nabízí prostá existence gravitace a tekuté vody. Voda teče shora dolů, její potenciální energie se mění v kinetickou, a pokud jí do cesty postavíme turbínu, máme elektřinu. Zatím nejbrutálnější vodní elektrárna Tři soutěsky, která zatopila na tisíc měst a vesnic a vystěhovala milion Číňanů, má výkon jako dvadvacet a půl temelínského jaderného reaktoru. Což není špatné. Na menších tocích se dají postavit menší elektrárny a úplně nejmenší a nejprimitivnější zařízení využívající sílu tekoucí vody – jednoduché vodní čerpadlo trkač – si dokáže postavit snad každý na kdejaké strouze.

Poté, co voda steče úplně dolů, dostane se do oceánu, kterému pro změnu dodává energii Měsíc. Slapové síly zdvihají a spouštějí mořskou hladinu a tohoto pohybu zneužívají přílivové elektrárny. Máte‑li vhodnou zátoku, jejíž vstup je úzký a rozdíl hladin při přílivu a odlivu vysoký, stáváte se cennější lokalitou, než býval Perský záliv. Právě tam se dá postavit hráz a moře vám potom bez ustání točí turbínami sem a tam. Jinde, ale opět jen v několika málo vhodných oblastech, se dají postavit samostatné podvodní turbíny, což je hezčí a rybičky to mají rády. Škoda, že využitelných příbřežních zákoutí je žalostně málo a svět v těžké energetické krizi o ně bude asi tvrdě válčit.

Pro mírumilovnější soužití se nabízí oceánské proudy, které jsou dost velké, aby se do nich se svými turbínami vešli všichni. Obří rotory se budou hluboko pod mořskou hladinou zvolna otáčet a parta nádeníků s velkými plícemi z nich bude pravidelně odstraňovat chaluhy a vilejše. Opět ale platí, že komu kolem pobřeží teče nějaký ten proud, bude ve výhodě.

Úplně všichni ovšem mají vlnobití a není nic jednoduššího, než k pobřeží přistrčit nějaké udělátko, kterým budou vlny komíhat sem a tam, a tento pohyb zase bude generovat elektřinu. Pláže už nebudou tak krásné jako za časů ropného dostatku, ale na volném moři halt vlny většinou nestojí za nic.

Jak by se dala získat energie z volného oceánu, nastínil už Jules Verne v románu 20 000 mil pod mořem. Navrhl využívat teplotního rozdílu mezi mořskou hladinou a hlubinnými vodami. Funguje to skvěle, hlavně v tropech. V otevřených cyklech systému jménem OTEC se povrchové mořské vodě sníží tlak, čímž se odpaří, vzniklé páry popoženou nízkotlakou turbínu a chladná spodní voda páry opět zkondenzuje. Jen tak mimochodem se tím dá získat spousta pitné vody, takže se možná dočkáme vodní verze Šíleného Maxe, který povede boje právě o tyto mořské zdroje energie a vody. Výsledné zařízení je krapet delší (je to trubka stovky metrů dlouhá), ale aspoň je schované pod hladinou.

Projekty na využívání energie zemského magnetického pole jsou na povrchu a představují pár kilometrů dlouhé dráty, ve kterých geomagnetické pole samo indukuje proud. Říká se tomu zemní baterie. Píchnete‑li dostatečně daleko od sebe do hlíny dvě kovové elektrody, naměříte mezi nimi napětí. Zemní baterie poháněly první telegrafy, které nepotřebovaly přenášet žádné velké proudy, a v čase energetického soumraku vypadá telegraf určitě provozovatelněji než mobilní telefony, zvlášť když je k dispozici už existující hustá síť drátů z elektrických rozvodů.

Magnetické pole způsobuje rotující horké zemské jádro, a jeho teplota, tam dole dosahující 5000 °C, je dalším energetickým zdrojem – energie kam se podíváte, co? Je sice třeba prstíčkem hrabat, není jí moc, ale je tam – a aby nebylo třeba vyvrtávat násosky tisíce kilometrů dlouhé, dá se na ni počíhat ve vhodných oblastech, kde je horko těsně pod povrchem, na zlomech litosférických desek a u sopek. Pak stačí píchnout trubku a horko sosat, vytápět s ním domovy, vařit jídlo, zatápět rajčatům ve skleníku nebo převádět na elektřinu. Jste‑li Islanďané, konec ropy vás nikdy moc trápit nebude, my v Čechách to máme trochu horší. I tady se ale plánuje geotermální elektrárna, u Litoměřic. Stačí dírka tři kilometry hluboká a už narazíte na skálu o teplotách 40 °C, nalijete na ní vodu a doufáte, že ji ohřátou vytáhnete na povrch. Tenhle plán ne vždy vyšel – někdy se voda nenávratně ztratila v puklinách, jindy její vstřikování vyvolávalo nepříjemná zemětřesení anebo se skála nestíhala rychle doohřívat a po pár letech nepoužitelně zchladla. Nezbylo, než vrtat znovu o kus vedle. Také se uvažuje o přímém využití bohaté energie magmatu, ale roztavené horniny se k současným materiálům chovají zatím poněkud agresivně.

A zpátky na povrch! Tady nám svítí sluníčko a vane větříček a oboje nabízí celkem dost řídce rozptýlené energie. Největší zatím postavená větrná elektrárna má rotor o průměru 126 metrů a vyvíjejí se obludky ještě větší, které by dosahovaly výkonu celé jedné setiny temelínského bloku. Tento famózní výkon ovšem podávají jen asi sedmdesát dní v roce, kdy fouká ten správný vítr. Pro trochu stabilnější dodávky by bylo třeba šoupnout větrníky poněkud výš, na paluby vzducholodí vysoko v atmosféře, kde je větrné proudění stálé a silné. Plná obloha barevných balonů! A mohly by klidně nést i fotovoltaické panely, aby té elektřiny bylo ještě víc.

Pro katastrofou zkrušenou civilizaci ale bude jednodušší vyrábět zrcadla než náročné fotovoltaické panely. Zrcadla se pak uskupí tak, aby svítila na nějaký kolektor a zahřívala ho na stovky stupňů Celsia, kterážto teplota se bude dále převádět na využitelnou energii. V současnosti zrcadla za sluncem nastavuje počítač, ale není vyloučeno, že by každý panel měl svého operátora, který by s ním celý den pootáčel a večer za svou námahu dostal najíst. Bylo by to rozhodně efektivnější, než nechat ty lidi šlapat v kole.

Drsnější možností (a pro hladové chudáky bohužel bezobslužnou) je solární komín. Uprostřed vhodné lokality, třeba australské pouště, postavíte velký skleník o hraně tak sedmi kilometrů. Uprostřed vztyčíte kilometrový komín, vzduch zahřátý pod skleníkem se jím pohrne vzhůru a cestou roztočí nějakou příhodně nastavenou turbínu. Takový monument bude rozhodně mít ten správný sci‑fi vzhled.

Ještě futurističtější by mohly být věci z metamateriálů. To je zcela nová dimenze hmoty. Vezmete spoustu nanodílů o určitých vlastnostech a složíte z nich obyčejně vypadající plátek hmoty s neobyčejnými vlastnostmi – umí to třeba ohýbat světlo, měnit ho na teplo a tak podobně. Z metamateriálů se vyrábí třeba „plášť neviditelnosti“, který ohne světlo kolem skrývaného objektu takovým způsobem, že objekt pozorovateli zmizí. A metamateriálová „kapesní černá díra“ by mohla stáčet dopadající světlo do svého středu, kde ho přemění na jiné, využitelnější frekvence – třeba na teplo. Ve vývoji jsou i nanoantény, které infrazáření rovnou konvertují na střídavý proud. Kombinací by pak vznikl poměrně účinný panel, který by využíval energii tepelného záření, čili by mohl vyrábět i v noci, kdy zemský povrch vydechuje přes den nahromaděné teplo.

Vývoj takovýchto věcí se nepochybně neobejde bez složité laboratoře, vyžadující spoustu specifických materiálů, chemikálií a ultrapřesných pomůcek. Jejich vznik se zase neobejde bez dostatku energie, z čehož vyplývá, že je třeba je vyvinout, dokud máme energie nazbyt.

Na druhou stranu, pokud se v Bacigalupiho světě hromadně provozují genetické laboratoře, které potřebují zrovna tak spoustu nástrojů, materiálů a přístrojů, není moc velký rozdíl mezi nimi a vývojem metamateriálů. Možná by se odporné hamižné kalorické korporace měly nad sebou zamyslet a místo geneticky vylepšených slonů a mutovaných chorob začít vyrábět účinné solární články. Asi by jim to vynášelo víc.

(Převzato s laskavým svolením časopisu XB‑1, měsíčníku sci‑fi, fatasy a hororu.)

Web: www.casopisxb1.cz