Téma týdne

Máte domácí elektrárnu i s baterií? A mohla bych je vidět?

Již několikrát měla lepší baterie zaručit úspěch elektrických aut. Pokud se však mají prosadit, budeme možná potřebovat víc než jen baterii. Lepší baterie by nemusela přispět jen ke snížení emisí z automobilové dopravy. Jednoho dne bychom díky ní mohli rozhodovat o tom, kolik elektřina vlastně stojí.

Máte domácí elektrárnu i s baterií? A mohla bych je vidět?
Máte domácí elektrárnu i s baterií? A mohla bych je vidět?

Hybridní systém Savebox HOME, určený pro rodinné domy, vyrábí a akumuluje elektrickou energii. Vyvinula ho a na trh uvedla tuzemská společnost FitCraft Energy.

Lithium-iontové baterie, které na trh vstoupily před dvaceti lety, značně zvýšily objem uskladnitelné energie. Elektromobily ale pořád nemají vyhráno. Vozy Elona Muska mají pořád kratší dojezd a jejich baterie se nabíjí příliš dlouho na to, aby dokázaly suverénně konkurovat tradičním automobilům. Nejen objem, váha, cena a kapacita baterií, ale také rychlost nabíjení rozhodne, jestli se elektromobily nakonec prosadí jako reálná konkurence autům se spalovacími motory.

Elektromobil byl „vynalezen“ už několikrát. Ještě předtím, než si americký automobilový trh podmanil Henry Ford se svým modelem T a poprvé tak zpřístupnil osobní vůz širším masám, dosáhly elektromobily v letech 1913 a 1914 rekordního prodeje v počtech zhruba šesti tisíc kusů. Od té doby byla benzínem poháněná auta vždy ekonomicky výhodnější a provozně dostupnější než elektromobil s tragicky nedostatečnou baterií.

Přestože víra v dřívější či pozdější objev „magické“ baterie pořád žene investory, aby vynakládali značné prostředky na výzkum baterií, životaschopnost elektrických vozů bude nejspíš třeba zajistit různými náhradními řešeními. Ostatně ani automobil s benzínovým pohonem není tak soběstačný, jak nám naznačují podmanivé reklamy na nové vozy. Sám o sobě by nám posloužil jen omezeně.

K jeho plnému využití potřebujeme asfaltové silnice, pravidla silničního provozu, autoservis, náhradní díly a sítě čerpacích stanic. Zda se v automobilovém průmyslu prosadí nějaká technologie, závisí také na tom, zda je na ni připraveno prostředí. Kupříkladu problém se zdlouhavým nabíjením baterií v elektromobilu lze řešit i jinak než nasměrováním veškerého úsilí do výzkumu lepších baterií. S touto myšlenkou přišla společnost Better Place. Ta by ráda prosadila systém výměny baterií na speciálních místech, čímž by vyřešila problém zdlouhavého nabíjení.

Jedna z výměnných stanic baterií od společnosti Better Place (foto: Eli.berckovitz - Own work, CC BY-SA 3.0, Izrael, 2014)

Budoucnost bez drátů
Jedním z nejstarších snů, ve kterém vynálezci skoncují nízkou kapacitou baterií, je pravděpodobně dálkové dobíjení. Pokud by se povedlo takovou technologii zajistit, netýkala by se pouze elektrických automobilů, ale své využití by našla určitě i při dobíjení chytrých telefonů a vůbec všude tam, kde nám překážejí dráty.

I když aplikovaný výzkum v minulosti nabídl několik řešení, v žádném z nich se nepovedlo zajistit bezpečnost přenosu energie. Pokud bychom si totiž například doma nainstalovali mikrovlnné zařízení, které by dálkově dobíjelo náš mobil, víc bychom tím ztratili než získali. Podle autorů článku Wireless Power And Battery Life Anxiety v magazínu Techcrunch.com by míra takto dosaženého záření byla stejně škodlivá, jako kdybychom si v místnosti nainstalovali dva až tři celulární vysílače, které zajišťují spojení pro mobilní telefony.

Nové elektrické baterie se nevyvíjejí jen proto, aby poháněly auta a zajišťovaly delší výdrž mobilů. Mohou být přínosem i tehdy, pokud jsou vyloženě neskladné. S tím, jak na širší trh vstupuje technologie nepřenosných baterií, se otevírá prostor pro zásadní proměnu toho, jak se distribuuje elektřina v rozvodných sítích.

Na pohled ostatně nepůjde o nic pozoruhodného. Domácí baterie, jako je Tesla Powerwall nebo její česká konkurence Savebox, jsou pro běžného spotřebitele v současné době asi tak stejně atraktivní jako bojler poměřující se s novou televizí. Jenže pokud cena domácích baterií časem výrazněji klesne a tyto baterie jakožto kus techniky zevšední a stanou se standardem našich domácností, pravděpodobně si povšimneme příjemné úlevy v naší peněžence.

Zařízení české provenience z řady Savebox po nabití umožňují napájet elektrické spotřebiče stejně jako z pevné rozvodné sítě. Lze je dobíjet přímo ze sítě, elektrocentrály, fotovoltaických panelů i z větrné turbíny. (foto: FitCraft Energy)

Tesla Motors Powerwall – slouží k akumulaci energie například ze solárních panelů a umožňuje nabíjení dalších zařízení v domácnosti, auta mezi ně zatím nepatří. (zdroj foto: Tesla Motors)

Předpoklad finanční úspory vychází ze skutečnosti, že se dnes elektřina distribuuje velmi neefektivně. Donald Sadoway, profesor na Massachusetts Institute of Technology, se v časopise The Christian Science Monitor nechal minulý rok slyšet, že rozvodná elektrická síť je největším distribučním systémem na planetě. „A přitom nedisponuje žádnou úložnou kapacitou. Elektřina, která rozsvítí žárovku u vás doma, vznikla pouze chvíli před tím,“ dodává.

Opomíjeným důsledkem zmiňované bezprostřednosti je fakt, že taková síť musí být velmi robustní. Má za úkol kdykoliv zajistit přístup všem připojeným. Sadoway pro magazín Scientific American vysvětluje: „Současná infrastruktura rozvodných sítí připomíná šedesátiproudou dálnici. Nikdo nemusí kvůli jinému brzdit či jej předjíždět. Uskladňování energie v bateriích by mohlo vést k mnohem rozumnější dvouproudé dálnici.“

Význam pevných baterií by tak mohl v nejbližších pěti deseti letech radikálně stoupnout. K této proměně by mohlo dojít v průmyslu, jež je schopen investovat do energetických bank – baterií o velikosti kontejnerů. Energetická síť, která se sama stává úložištěm, může znamenat menší ztráty energie. Bude však třeba ji propojit s decentralizací její produkce.

Baterie GridBank od skupiny Alevo má velikost kontejneru. (foto:Tom Raftery, Alevo Gridbank, Flickr, CC BY-NC-SA 2.0, USA, 2014)

Decentralizace můžeme dosáhnout rozšiřováním alternativních způsobů výroby elektřiny – například využíváním domácích solárních panelů či větrných elektráren. Vyrobí-li člověk doma více elektřiny, než sám potřebuje, nabídne ji do sítě. Konzument se stává zároveň producentem – na trhu se objevují prozumenti.

Demokratizace výroby a distribuce elektřiny může domácnosti vysvobodit z nevolnictví korporátní energetické politiky. Když se o cenách elektřiny nebude rozhodovat, tak jako doposud, v příliš úzkých kruzích, může energetický průmysl doznat značných proměn. Na to, jak nezáživně baterie působí, změní možná jednou naše prostředí víc, než si dnes dokážeme představit.