Rybky, které vyrábějí elektřinu: pozoruhodné mini elektrárny na Rýně

Na dně Rýna se rodí něco nevídaného

V korytě Rýna se brzy objeví něco, co z břehu vůbec neuvidíte – a přesto by to mohlo změnit způsob, jakým přemýšlíme o energii. Žádné přehrady, žádné betonové stavby. Jen tiše pracující roj malých turbin ukrytých pod hladinou.

U Sankt Goar startuje projekt, který proměňuje říční proud v diskrétní plovoucí elektrárny. Místní je nazývají symbolicky „energetickými rybami".

Roj malých turbin místo jedné obří přehrady

Startup Energyminer z Gröbenzell nedaleko Mnichova získal souhlas úřadů Porýní-Falce k výstavbě první evropské „rojové elektrárny" v jednom z bočních ramen Rýna u Sankt Goar. Plán počítá s instalací 124 kompaktních modulů, které dohromady fungují jako jedna rozptýlená vodní elektrárna.

Je to odpověď na dobře známý problém větrné a solární energetiky: když nefouká vítr a nesvítí slunce, klasické obnovitelné zdroje stojí. Řeka ale teče nepřetržitě – ve dne v noci, v zimě i v létě. Tam, kde je proud dostatečně silný, vzniká mimořádně stabilní zdroj energie.

Projekt u Sankt Goar má prokázat, že malé plovoucí turbíny dokáží pracovat ve velkém měřítku a dodávat stabilní elektřinu bez nutnosti stavět přehrady.

Jak funguje „energetická ryba" v Rýně

Jednotlivý modul zvaný Energyfish je v praxi malým plovoucím zdrojem vodní energie. Nepřipomíná klasickou vodní elektrárnu s přehradou – spíš jde o turbínu ukotvenou v proudu jako bóje se skrytým mechanismem uvnitř.

Celý systém pracuje na několika jednoduchých principech:

• moduly jsou zcela ponořeny pod vodou a ukotveny ke dnu řeky,
• lopatky rotoru pohání výhradně přirozený říční proud – žádný vnější pohon,
• vestavěný generátor přeměňuje rotační pohyb na elektrickou energii,
• elektřina putuje podvodními kabely na břeh a odtud do sítě.

Podle údajů společnosti Energyminer by sto takových turbín mělo za rok vyprodukovat přibližně 1,5 GWh energie. To by stačilo k pokrytí spotřeby zhruba 400 až 500 čtyřčlenných domácností. Náklady na výrobu kilowatthodiny mají být srovnatelné s větrnou a solární energií.

Proč právě úsek u Sankt Goar

Ne každá řeka a ne každý kilometr toku se pro takovou investici hodí. Střední Rýn má v tomto ohledu zásadní výhodu: jde o úsek, kde proud zrychluje, protože voda se prodírá úzkými skalnatými údolími. Rychlost toku tu dosahuje 1,5 až 2 m/s, což turbínám zajišťuje stálou hnací sílu.

Energyminer technologii nejprve otestoval v mnohem menším měřítku. V dubnu 2023 spustila firma pilotní instalaci v mnichovském Auer Mühlbach. Tam se prověřovala především spolehlivost, účinnost a odolnost vůči nečistotám unášeným vodou. V následujících měsících prošla konstrukce i elektronika řadou úprav, aby zařízení vydržela nepřetržitý provoz v náročných říčních podmínkách.

Sankt Goar má sloužit jako „důkaz škálovatelnosti" – má ukázat, že nejde o zajímavý experiment v malém kanálu, ale o projekt připravený fungovat na velké splavné řece.

Co to znamená pro ryby a říční ekosystém

Nové vodní projekty vždy vyvolávají diskuse kvůli dopadům na životní prostředí. Klasické přehrady blokují tahové trasy ryb, zcela mění charakter toku, zaplavují údolí a ovlivňují sedimenty i říční vegetaci. Proto jsou na nové technologie kladeny stále přísnější environmentální požadavky.

Energyminer tvrdí, že k tomuto problému přistoupil jinak. Místo budování přehrady instalace využívá to, co už existuje: přirozený proud řeky. Navíc byl vyvinut systém ochrany vodních organismů, včetně speciálních konstrukčních řešení, která mají minimalizovat riziko kontaktu ryb s rotorem.

Tým vědců z Technické univerzity v Mnichově analyzoval vliv turbín na migraci ryb v Rýně. Výsledky naznačují, že při správném rozmístění modulů nedochází k výrazným změnám v chování klíčových tažných druhů. Závěr studie hovoří o absenci závažného ohrožení pro místní rybí populace.

Proč absence přehrady hraje velkou roli

Rozptýlená instalace má ještě jednu důležitou vlastnost: nezpůsobuje vzdutí ani zpětné vzdouvání vody. Bez velké hráze nevznikají zaplavené plochy nad investicí a nehrozí konflikty s majiteli pozemků ani s místní samosprávou.

Pro provozovatele je to také praktická výhoda. Jednotlivé moduly lze v případě poruchy nebo potřeby revize poměrně snadno vytáhnout na břeh. Není nutné odstavit celou elektrárnu – zbytek „roje" jednoduše pokračuje v práci.

Politický signál pro obnovitelnou energetiku

Pro místní úřady je souhlas s projektem na Rýně víc než jen schválení jedné investice. Je to jasný vzkaz, že region hledá stabilní zelené zdroje energie, které nevypadnou ve chvíli, kdy zapadne slunce nebo ustane vítr.

Ministryně zodpovědná za klima, životní prostředí, energetiku a dopravu v příslušné spolkové zemi vyjádřila naději, že podobnou cestou se vydají i další říční úseky v regionu. Podle jejích slov by podobné instalace mohly postupně zvyšovat podíl obnovitelných zdrojů v energetickém mixu a snižovat závislost na fosilních palivech.

Energie z říčního proudu má šanci plnit roli „základního zdroje" pro solární a větrnou energetiku – pracuje tehdy, když ostatní zdroje dočasně mlčí.

Kde všude lze plovoucí turbíny využít

Potenciálních míst je daleko více než jen jeden úsek Rýna. Německé řeky nesou ve svém proudu obrovské množství energie: Rýn, Mosela, Vezera, Labe – všude tam, kde to dovoluje hloubka, rychlost proudění a plavební podmínky, by podobný systém mohl najít uplatnění.

Omezení jsou ale konkrétní. Příliš mělká voda hrozí kontaktem turbín se dnem nebo s ledem v zimě. Příliš pomalý proud způsobí, že zařízení přestanou být ekonomicky rentabilní. K tomu přibývá hustý provoz lodí a člunů, který vyžaduje odpovídající bezpečnostní zóny. Existují také oblasti pod zvláštní přírodní ochranou, kde jsou nové instalace předem vyloučeny.

Co z toho plyne pro české prostředí

České řeky jako Vltava, Labe nebo Morava mají dlouhé úseky s poměrně rovnoměrným, místy ale docela svižným proudem. Projekt na Rýně bude pro tuzemské rozhodovací orgány a technologické firmy živou referencí: ukáže, jaké podmínky jsou potřeba, jak probíhá proces environmentálního schvalování a zda se podobný model vůbec finančně uzavře.

Pokud roj turbín u Sankt Goar skutečně dosáhne plánovaných parametrů, lze očekávat, že podobné nápady se začnou objevovat i nad českými řekami. Zejména v místech, kde výstavba velkých přehrad byla dosud politicky i společensky obtížná.

Příležitosti i rizika pro nové odvětví energetiky

Energie z říčního proudu má několik zřejmých předností. Dodává elektřinu předvídatelně, bez náhlých výkyvů. Nevyžaduje velké plochy jako solární farmy. Krajinu neovládá tak výrazně jako větrné parky, protože zařízení jsou z břehu prakticky neviditelná.

Výzvy ale existují. Investor musí počítat s bleskovou povodňovou vlnou, s kmeny a odpadky unášenými řekou, které mohou zařízení poškodit. Nezbytností jsou spolehlivé monitorovací systémy, automatické zvedání nebo spouštění modulů a efektivní servisní postupy.

Z pohledu elektroenergetické sítě může být takový zdroj atraktivním doplňkem. I když má jediný modul malý výkon, velký počet zařízení rozmístěných na různých říčních úsecích dohromady přináší znatelnou a stabilní výrobu. Tento typ energie může dobře spolupracovat s bateriemi, elektrolyzéry vyrábějícími zelený vodík nebo dobíjecími stanicemi pro elektromobily, jež vyžadují co nejpředvídatelnější dodávky proudu.

Pro obce, regiony i státy hledající cestu k levnější a lokálnější energii je rýnský projekt svého druhu živou laboratoří. Ukazuje, že k využití potenciálu tekoucích řek nemusíme hned stavět gigantické přehrady. Místo jedné monumentální investice tu přichází množství malých prvků, které dohromady mohou tvořit důležitý pilíř zelené transformace.