Malé vodní elektrárny nemají v Německu dobrou pověst. Neprodukují příliš mnoho elektřiny, zato řekám a ekosystémům způsobují závažné škody. Bavorský startup chce nyní dokázat, že existuje i jiná cesta – s plovoucími turbínami.
Zatím ještě nejsou ve svém živlu. Jsou tři metry dlouhé, dva a půl metru široké, metr vysoké a leží na suchu v dílně startupu Energyminer na mnichovském předměstí Gröbenzell. „Později sem namontujeme obě turbíny,“ říká Natalie Rojko, členka manažerského týmu firmy, a ukazuje na zadní část plastové konstrukce jedné z pěti „energetických ryb“.
Energyfish, jak vynálezci svůj výtvor nazývají, využívá sílu říčního proudu. Plovoucí turbíny vyrábějí elektřinu a posílají ji kabelem na břeh, odkud putuje do nízkonapěťové sítě. Sto těchto „ryb“ by mohlo zásobovat elektrickým proudem až 500 domácností.
-Professor Jürgen Geist untersucht mit einem Mitarbeiter die Kleinstlebewesen Im Bach, direkt neben seinem Lehrstuhl.
Ryba z garáže
Bavorsko, kde společnost Energyminer sídlí, je srdcem německé vodní energie. Ve spolkovém státě se nachází přibližně 4,2 tisíce elektráren, z nichž více než 90 procent jsou malé elektrárny s výkonem méně než jeden megawatt. Navzdory vysokému počtu ovšem vyrábějí méně než desetinu celkové bavorské vodní energie.
Zastánci poukazují na jejich spolehlivost. Na rozdíl od solární a větrné energie voda teče ve dne v noci, pokud nepřijde velké sucho.
Kritici ale namítají, že ekologické náklady jsou příliš vysoké. Přehrady a zpevnění břehů potlačují přirozenou dynamiku řek a ničí biotopy. Mizí trdliště, kde se ryby třou, turbíny vodních elektráren ryby zraňují nebo zabíjejí. Energyminer nicméně slibuje, že jeho projekt Energyfish nabízí ekologičtější alternativu.
Spoluzakladatel společnosti Eneryminer Georg Walder vyrůstal s vodní energií. Rodinnou farmu v horách Jižního Tyrolska zásobovala elektřinou malá turbína u potoka. Od té doby snil o vybudování vlastní elektrárny.
Po získání doktorátu v oboru energetického inženýrství Walder se svým kolegou Richardem Ecklem zprvu založili společnost vyvíjející bateriová úložiště. Později ji ale prodali a zaměřili se na vývoj Energyfish. První prototyp postavili před čtyřmi lety v Ecklově garáži.
Při povodni se automaticky potopí
Koncept není zcela nový. Dosud vyvinuté plovoucí elektrárny jsou však větší a mnohem těžší. Energyfish váží včetně turbín pouhých 150 kilogramů. Jiné systémy navíc vyžadují vysokonapěťové připojení a propracovanější bezpečnostní mechanismy.
„Jedním z hlavních problémů, kterým čelili ostatní výrobci, byly nečistoty plovoucí ve vodě,“ vysvětluje Natalie Rojko. Tráva, větve nebo listí ucpávaly turbíny, což snižovalo energetický výkon a ziskovost.
Energyminer problém vyřešil tím, že před turbíny instaloval tyče z nerezové oceli. Jsou upevněny pouze na jedné straně a vibrují v proudu, čímž zabraňují ulpívání nečistot. Pokud výkon elektrárny přesto klesne, aplikace upozorní obsluhu. Turbíny se následně začnou otáčet v opačném směru, aby nečistoty vyplavily.
Zařízení se také přizpůsobuje okolním podmínkám. Pokud hladina vody během sucha klesne pod jeden metr, rotory se pozastaví, dokud se řeka znovu nezvedne. „A během povodní se Energyfish automaticky potopí, aby nad turbínami mohly plout větve a další věci stržené proudem,“ dodává Rojko. Společnost už delší dobu testuje svou technologii v extrémních podmínkách ve výzkumném zařízení pro lodní technologie ve Vídni.
Jedna bariéra za druhou
Na rozdíl od tradičních vodních elektráren nevyžadují jednotky společnosti Energyminer hráze ani jiné říční bariéry. K říčnímu korytu jsou upevněny pomocí šroubových kotev. „Zásah do řeky je minimální,“ argumentuje Rojko. „A ryby mohou jednoduše plavat kolem našich zařízení, protože neblokují celou šířku řeky.“
Turbíny byly navrženy tak, aby se otáčely pomalu, což snižuje riziko poškození ryb. Americká výzkumná laboratoř Alden loni certifikovala konstrukci jako „šetrnou k rybám“ – byť pouze na základě teoretického modelování. Testování v praxi nyní provádí biolog Jürgen Geist na Technické univerzitě v Mnichově.
Geist se coby profesor biologie vodních systémů dlouhodobě zabývá ekologickými dopady vodních elektráren. „Řeky jsou čtyřrozměrné,“ vysvětluje vědec. Potřebují podélnou kontinuitu, spojení se záplavovými oblastmi, živé substráty v korytě a sezonní rytmus. Nádrže, přehrady a bariéry řeky těchto vlastností zbavují. „Stanoviště pro larvy ryb a bezobratlé mizí,“ říká Geist. „Migrující ryby narážejí na jednu bariéru za druhou,“ dodává.
Jeho tým již více než deset let studuje devět vodních elektráren s různými technologiemi. Navzdory všemožným opatřením na ochranu ryb ale mnoho zvířat uhyne nebo ho zařízení zraní. Geistův tým kvůli datům sbíral vzorky vody a sedimentů z okolí elektráren, vypouštěl divoké i odchované ryby na různých místech, sledoval je sonarem a analyzoval zranění pomocí rentgenového záření.
„Ne všechny ryby umírají okamžitě,“ uvádí Geist. „Některé vypadají zvenčí neporušené, ale mají zlomeniny páteře nebo vnitřní poškození,“ vysvětluje.
Počítače plovoucí v řece
K měření fyzického stresu a nárazu vědci používají senzorické ryby – drobné počítače zabalené do kapslí, které zaznamenávají srážky s turbínami a změny tlaku během průchodu. „V některých případech plovací měchýře tlakem prasknou,“ říká Jürgen Geist.
Senzorické ryby byly nedávno vypuštěny také v okolí pilotního zařízení Energyfish, které od roku 2023 Energyminer testuje v kanálu Auer Mühlbach na jihu Mnichova. Plovoucí senzory při kontaktu s elektrárnou zaznamenaly nárazy turbíny, ale žádné silné tlakové rázy.
Další studie se zaměří na to, jak plovoucí elektrárna ovlivňuje ekosystém. Zda ovlivňuje hromadění sedimentů, zda se mění proudy a jak ryby se zařízeními interagují – vyhýbají se jim, proplouvají kolem nich, nebo je využívají jako úkryt?
„Dávám každé inovaci šanci,“ tvrdí Geist, který podobné studie provádí po celém světě pro vlády, regulační orgány či společnosti, jako je Energyminer. „Vodní energie neexistuje bez dopadů,“ upozorňuje.
Provozovatelé mohou ale podle něj výsledky zkoumání zohlednit a vylepšit fungování turbín třeba tím, že omezí jejich provoz během migračních období nebo v denní době, kdy jsou ryby obzvláště aktivní. „To může výrazně snížit úmrtnost,“ poznamenává Geist. Jeho výzkum si klade za cíl dodat vědecký základ a rovnováhu debatě, která je často velmi emotivní.
Chráníme klima, nejen přírodu
Energyminer napětí pociťuje na vlastní kůži. Když byla schválena instalace několika jednotek v řece Lech poblíž švábského Augsburgu, místní rybářský svaz protestoval. „Překvapilo mě, jak silný byl odpor,“ říká Rojko.
Chápe obavy rybářů a ochránců životního prostředí, ale zastává se možností, které technologie nabízí. „Nemůžeme chránit přírodu, aniž bychom chránili klima – a to je přesně to, co naše vodní energie dělá,“ namítá. Pokud studie ukáže, že turbíny určité druhy ohrožují, budou se snažit podle ní návrh elektrárny upravit.
Další překážkou je byrokracie. „Naše technologie je pro většinu úřadů nová,“ vysvětluje Rojko. Povolování trvá asi rok, nicméně pořád je to rychlejší, než vyžaduje schválení větších provozů.
Rojko popisuje, jak se startup díky podpoře investorů z dvoučlenného projektu rozrostl na tým 22 lidí, z nichž polovina pracuje na plný úvazek. Energyminer přitom neprodává samotné turbíny, ale nabízí kompletní balíček: posouzení lokality, zajištění potřebných povolení, instalaci elektrárny i její údržbu.
Potenciálními klienty jsou obce, dodavatelé energií, průmysl i místní energetické komunity. Zájem projevil také jeden developer. Cena za elektrárny se liší podle velikosti „hejna“ Energyfish či podle toho, zda existuje v blízkosti připojení k elektrické síti, nebo je nutné ho vybudovat. „Záleží na mnoha faktorech. Neexistuje žádná paušální sazba,“ říká Natalie Rojko.
Decentralizovaná vodní energetika
„Energetická transformace je jako skládačka,“ myslí si Rojko. „Z obnovitelných zdrojů energie může stabilní produkci elektřiny zajistit pouze vodní energie, stejně jako kdysi fosilní paliva,“ je přesvědčená.
Energyminer doufá, že doplní tradiční vodní elektrárny a dodávky energie z vody se díky němu stanou decentralizovanější a nezávislejší. A to nejen v Evropě, ale po celém světě, kde miliony lidí stále žijí bez elektřiny.
Ať už na řece Lech nebo jinde, teprve první velké hejno „energetických ryb“ ukáže, zda jsou plovoucí turbíny životaschopnou a ekologickou budoucností vodní energie, nebo jen další epizodou v dlouhém boji mezi energií a přírodou. Zatím hejno čeká na suchu, dokud se pilotní zařízení v Auer Mühlbachu neosvědčí.
Tento článek vznikl za podpory Journalismfund Europe. Projekt se uskutečnil díky mentoringu a podpoře organizace Transitions.
Rike Uhlenkamp
Rike Uhlenkamp je reportérka, editorka a manažerka německého projektu Zeitenspiegel Reportagen. Jeho členové připravují reportáže a články, které publikují v německých, rakouských a švýcarských médiích, jako jsou Stern, Spiegel Wissen, GEO, NZZ, atmo nebo Frankfurter Rundschau.
