Podle vědců se nad oceány nachází tolik větrné energie, že by se teoreticky dala využít ke generování tak velikého množství energie, že by stačilo k zásobení celého světa. Samozřejmě mluvíme o předpokladu, že bychom byli schopni vybudovat obrovské větrné turbíny uprostřed oceánu a následně je ještě udržovat ve funkčním stavu a to za extrémních podmínek, které nad hlubokými vodami často panují.
Skutečnost, že bychom se v relativně blízké budoucnosti pustili do tak nákladného stavebního projektu je skoro utopickým fantazírováním. Obrovský problém by představovala jak dálka, kterou by veškerý stavební materiál musel putovat, než by se dostal na určené místo někde uprostřed oceánu, tak množství věží, jež by bylo zapotřebí vybudovat, aby byl produkován dostatek elektřiny. Nicméně má množství energie nacházející se nad hlubinami temných vod takový potenciál, že má smysl se tímto problémem nadále zabývat.
Pozemní větrné elektrárny nejsou zdaleka tak účinné
Existuje limit vygenerovaného množství elektřiny, který větrné turbíny na zemi nemohou přesáhnout. Povětrnostní podmínky ovlivňuje jak příroda, tak lidskou rukou vytvořenými útvary, které snižují rychlost větru, což má za důsledek menší výkon turbín. Stejně tak jednotlivé turbíny přemění část větru na elektřinu a ten tak postupně slábne.
“Jestliže každá turbína odebere asi polovinu energie větru, který jí prochází, v momentě, kdy se dostane k druhé turbíně, je energie už jen čtvrtinová a takto pokračuje řetězec dále…”, vysvětluje Ken Caldeira, člen vědeckého institutu kalifornské Stanford University.
Situace nad oceánem je však výrazně odlišná. Zaprvé, rychlost větru zde může být až o 70 % větší než na zemi. Co je však ještě důležitější je něco, co bychom mohli nazvat “wind replenishment”, volně přeloženo jako větrné zásobování či doplňování. Nový výzkum totiž prokázal, že bouřky přenáší větrnou energii z výšek až těsně k hladině vody, což znamená, že potenciální výkon turbíny je značně vyšší.
“Na zemi turbíny jen “uždibují” kinetickou energii z nejnižší části atmosféry, zatímco nad oceánem čerpají energii především z troposféry či nižší oblasti atmosféry,” říká Caldeira.
Nad oceánem na lidstvo čeká spousta energie
Studie porovnává dvě teoretické větrné farmy rozlehlé asi 2 000 000 km čtverečních. Jedna z nich by byla postavena napříč Spojenými státy (se středem v Kansasu), druhé poté uprostřed Atlantiku. Ze studie vyplývá, že i takto obrovská farma přes Spojené státy by nebyla schopna generovat dostatek energie k pokrytí veškeré spotřeby USA a Číny (obě země spotřebují přibližně 7 terawattů, v přepočtu 7 000 000 000 000 wattů).
Na druhou stranu farma postavená v severních částech Atlantiku, by teoreticky mohla zásobovat energií obě velmoci a něco by ještě zbylo pro několik dalších zemí. Abychom zastřešili úplně celou civilizaci do poslední zásuvky, což dneska dělá nějakých 18 terawattů, bylo by k tomu zapotřebí ještě větší farmy přibližně o rozloze 3 000 000 km2 postavenou nad oceánem. To je plocha větší než rozloha celého Grónska.
Je však třeba říci, že jde čistě o teoretické výpočty. V praxi se projevuje spousta faktorů, jako skutečnost, že vítr není stejně silný po trvání celého roku, a že technologie, jež by byly schopny zachytit zmíněné množství energie a dopravit jej na břeh, doposud neexistují.
Ledovce by začaly znovu přibývat
A potom je tu ještě jeden velký problém: modelové simulace ze studií předpokládají, že konzumace takového množství větrné energie by ovlivnilo přírodu v planetárním měřítku. Jen v některých oblastech Antarktidy by došlo ke snížení teploty až o 13 °C.
“Pokoušet se zpracovat ze vzduchu takové množství větru by mohlo způsobit trable,” říká Caldeira. Dodává však, že by se daly vedlejší efekty značně redukovat, pakliže by se energie netěžilo tolik a turbíny by byly rozmístěny dál od sebe.
Odborníci již dlouho tvrdí, že mezi obnovitelnými zdroji energie jednoznačně vede ta solární, jež má největší potenciál generovat energii v měřítku terawattů a pokrýt tím tak značnou část lidské spotřeby. Tento fakt Caldeira nezpochybňuje. Jeho studie pouze naznačuje, že jakmile by se jednou elektrárny nad oceánem staly něčím dosažitelným, měly by mořské větrné farmy nemalý potenciál.
Studie u mnoha vědců z jiných univerzit a institutů sklidila úspěch. Julie Lundquist, výzkumnice větrné energie z University of Colorado říká, že doufá, že tato práce vyvolá další zájem o “větrnou energii hlubokých vod”. Zatímco se v pobřežních oblastech staví čím dál více turbín, stále jde o poměrně mělká místa.
V hlubokém oceánu, kde jsou větrné podmínky optimální, však často hloubka vody přesahuje i míli (1,6 km). Dá se tedy předpokládat, že bude zapotřebí nějaké speciální technologie. Jistou alternativu představují “plovoucí turbíny”, které sedí na povrchu vodní hladiny, z nichž vedou dlouhé kabely až na dno.
Plovoucí elektrárna u Skotska ukáže silné a slabé stránky projektu
Experimenty s touto technologií už probíhají: Statoil se chystá vybudovat velkou “plovoucí farmu” na pobřeží Skotska. Bude umístěna na vodě hluboké asi 100 metrů, přičemž turbíny dosahují výšky 253 metrů, z toho je 78 metrů pod hladinou. Za příznivých podmínek bude tato farma schopna vygenerovat až 15 megawattů (15 000 000 wattů).
Zdroj: pnas.org
