Jak získat čistou energii?

Vodní energie je bezesporu nejrozšířenější a nejvíce vyvinutou formou využívání obnovitelných zdrojů energie. 22 % světové produkce elektřiny pochází z vodních elektráren, z nichž mnohé jsou malé vodní elektrárny (MVE) o výkonu pod 10MW.

V Evropě je více než 17 400 MVE. Stanovená horní hranice pro MVE je v jednotlivých zemích různá (od 1,5 MW do 25 MW), nicméně instalovaný výkon do 10 MW začíná být obecně přijímán jako limit pro MVE a je uznán též Evropskou asociací malých vodních elektráren (ESHA – European Small Hydropower Association).

Malá vodní elektrárna je tvořena vodním dílem, vodním strojem (vodní turbína) a generátorem elektrické energie. Vodní turbína je složena ze tří hlavních částí:

• z oběžného kola,
• zařízení pro přívod k oběžnému kolu,
• zařízení pro odvod vody od oběžného kola.

Při provozu MVE dochází v oběžném kole turbíny k  přeměně energie vody od oběžného kola v mechanickou energii, která je pomocí rotujícího hřídele přenášena na generátor.

Existují dvě hlavní kategorie turbín:

• Rovnotlaké turbíny (zejména Peltonova)
  – proud vody je veden na rotor uzpůsobený tak, aby obrátil směr proudu, čímž se využije pohybová energie vody. Tento typ turbín je vhodný pro vyšší spád a „malé“ výpusti.
• Přetlakové turbíny (nejvíce Francisova a Kaplanova)
  – se otáčejí, naplněné vodou, a vlastně uvolňují hydrodynamické zdvihové síly k pohonu rotorových lopatek. Tyto turbíny jsou vhodné pro střední až nižší spád a „střední“ a „větší“ výpusti.

Využívání vodní energie v Evropě i ve světě s přehledem vede v oblasti energetických technologií na výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů, a to z hlediska instalovaného výkonu a výnosu energie. Předpokládaná životnost elektrárny může být až 100 let. V zemích EU, kde jsou elektrárny nejstarší, je 45 % zařízení starších 60-ti let a 68 % starších 40-ti let.

Různé ekologické skupiny, jež vystupují proti MVE kvůli jejich lokálnímu negativnímu dopadu na životní prostředí (převážně z důvodů narušení původního stavu řek), vyvíjejí nátlak na zvýšení počtu administrativních a ekologických překážek při udělování povolení pro nové projekty malých vodních elektráren. To brzdí vývoj v mnoha vyspělých zemích.

Tyto argumenty jsou nicméně často spojeny se speciálními případy a nemohou být platné pro MVE obecně. Nové technologie a vylepšené metody provozu stávajících MVE postupně snižují dopad na místní životní prostředí.

MVE mají také mnoho pozitivních vlivů na přírodu a společnost: nahrazují výrobu energie z fosilních paliv, při které jsou produkovány škodlivé emise jako skleníkové plyny a oxid siřičitý. Emise oxidu uhličitého byly sníženy ročně o 32 milionů tun a emise oxidu siřičitého o 105 tisíc tun. MVE také snižují riziko povodní. V určitých případech mohou MVE zvýšit diverzifikaci lokality.

Možnosti vývoje MVE

MVE mají ohromný, zatím nevyužitý energetický potenciál, díky kterému mohou v budoucnu významně zvýšit podíl elektřiny vyrobené z obnovitelných zdrojů energie.

V této oblasti je stále velký prostor pro zlepšování a zdokonalování. Správná údržba a obnova stávajících elektráren by měly významně přispět k rozvoji MVE. V Evropě, navzdory poklesu produkce z MVE z 86 % na 60 % z celkové instalované kapacity zařízení využívajících obnovitelné zdroje energie, zůstanou MVE zdaleka nejvýznamnější oblastí.

V Evropě existuje v současnosti optimální nabídka technologií pro MVE, ale podmínky na místních trzích jsou obtížnější, a to i navzdory zaměření národních hospodářství na výrobu čisté energie. Narůstají administrativní a ekologické překážky, které je nutné překonat pro získání povolení na nové projekty MVE. Kromě toho je pro výrobce v EU nejlepší oblastí na domácím trhu obnova stávajících elektráren.

Ve zvyšování kapacity výroby energie v MVE jsou v Evropské unii nejaktivnější Německo, Španělsko a Řecko. V těchto zemích roste produkce elektřiny z malých vodní elektráren rychleji než v ostatních zemích EU.

Země mimo Evropu představují nové příležitosti pro export a výměnu technologií, které otevírají dobré perspektivy pro evropské výrobce; ekonomický růst a nárůst spotřeby energie budou mít hlavní vliv na vývoj vodní energetiky. Asie (zejména Čína a Indie) se pravděpodobně stane kontinentem s největším využitím vodní energie s předpokládaným výkonem 83 000 MW.