Energetika: Všechny ty smělé plány

Jsme snad na prahu převratu v metodě, jak vyrábět elektřinu? Existují různé plány; některé připomínají sci-fi, i když teoreticky jsou možné. Velkým problémem jsou v každém případě náklady, vývoj zásadně nových metod by byl velmi drahý. Zde je přehled těchto smělých plánů.

Dlouho byla výroba elektřiny postavena jen na jednom principu – a ten stále zásadně převažuje. Mechanickou sílu měníme pomocí generátoru na sílu elektrickou. Co se v historii měnilo, byl jen původ oné mechanické síly, ať už to byl vodní tok, nebo rozpínající se pára. Ostatně i v jaderné elektrárně pohání turbíny rozpínající se pára zahřátá energií z reaktorů.

Jednou z mála výjimek jsou fotovoltaické články využívající slunečního záření. Princip fotoelektrického jevu teo­reticky popsal Albert Einstein v roce 1905 a za objev obdržel v roce 1921 Nobelovu cenu za fyziku.

Může přijít nějaký nový průlom? Jistě, hodil by se a vynálezci by přinesl pohádkové jmění, ba i tu Nobelovu cenu. Ačkoli se však objevuje celá řada více či méně obskurních nových nápadů, jak a kde elektřinu vyrábět, většina z nich se drží osvědčené přeměny mechanické síly nebo fotovoltaického jevu. Pouze se tlačí do prostředí, která byla doposud nezvyklá, jako jsou elektrárny využívající třeba energii mořských vln.

Antihmota, nejčistší energie

Asi největším příslibem čisté energie je využití antihmoty (hmoty skládající se z antičástic, kdy například kladný proton nahradí záporný antiproton). Antivodík poháněl již loď Enterprise ze seriá­lu StarTrek, principy fúze antihmoty s hmotou provázené prudkým růstem energie jsou dostatečně známé a teoreticky zpracované nejenom v seriálu. Co však chybí, je praxe. Laboratoře jako CERN či Fermilab vytvoří ročně 10 nanogramů antiprotonů. CERN uvádí, že kdyby využil všechnu jím dosud vyrobenou antihmotu k napájení žárovky, svítila by asi osm minut (zda přitom používají úsporné LED žárovky, vědci neuvedli). Umělá syntéza prvků antihmoty a jejich uchování stojí navíc v současné době podstatně více energie, než se anihilací antihmoty uvolní. Získání gramu antihmoty ve formě antipozitronů dnes přijde na 25 miliard dolarů, takže naděje se vkládají spíše do toho, že se astronomům podaří najít ve vesmíru antihmotu vzniklou přírodně.

Termonukleární fúze a jádro

Větší naděje se upínají k termonukleární fúzi (slučování atomových jader za pomoci vysoké teploty či tlaku, které produkuje ohromnou energii). I tento proces je teoreticky dobře známý, Slunce si s ním poradilo před miliardami let. Jediná potíž je, jak jej vytvořit v menším měřítku a dostatečně bezpečně – o což se vědci snaží téměř sto let. První úspěch tradičně spadá do kategorie vojenství, první termonukleární (vodíková) bomba byla zkonstruována počátkem padesátých let.

Od bomby k reaktoru je ale daleká cesta. Především plášť reaktoru musí na rozdíl od bomby zůstat stabilní a udržet horký obsah o teplotě milionů stupňů. K optimálnímu řešení se zřejmě nejvíce blíží sovětský návrh Tokamaků (horká plazma se udržuje v magnetickém poli).