Rybky, které vyrábějí elektřinu: pozoruhodné mini elektrárny na Rýně

Na dně Rýna se chystá něco, co změří naše vnímání energie

V korytě Rýna se brzy objeví něco, co z břehu vůbec neuvidíte — a přesto by to mohlo zásadně proměnit způsob, jakým přemýšlíme o obnovitelné energii. Žádné přehrady, žádné betonové konstrukce. Jen roj drobných turbin tiše pracujících pod hladinou.

V okolí Sankt Goar se rozjíždí projekt, který mění říční proud v diskrétní plovoucí elektrárny. Celé zařízení nese symbolický název — „energetické ryby".

Roj malých turbin místo jedné velké přehrady

Startup Energyminer z bavorského Gröbenzell získal souhlas úřadů Porýní-Falce s výstavbou 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 přímá odpověď na dobře známý problém solární a větrné energetiky: když nefouká vítr a nesvítí slunce, klasické obnovitelné zdroje jednoduše stojí. Řeka ale teče nepřetržitě — ve dne i v noci, v létě i v zimě. Tam, kde je proud dostatečně silný, vzniká mimořádně stabilní zdroj energie.

Projekt v Sankt Goar má prokázat, že malé plovoucí turbiny dokážou pracovat ve velkém měřítku a dodávat stabilní proud bez nutnosti stavět přehrady.

Jak „energetická ryba" na Rýně vlastně funguje

Jednotlivý modul zvaný Energyfish je v podstatě malým plovoucím vodním zdrojem energie. Vůbec nepřipomíná klasickou vodní elektrárnu s hrází — spíše jde o turbínu zakotvenou v proudu řeky, podobnou bóji se skrytým mechanismem uvnitř.

Celý systém pracuje na několika jednoduchých principech:

• moduly jsou zcela ponořeny ve vodě a upevněny ke dnu řeky,
• lopatky rotoru pohání výhradně přirozený proud řeky, bez jakéhokoli pomocného pohonu,
• vestavěný generátor přeměňuje rotační pohyb na elektrickou energii,
• proud je přiváděn podvodními kabely na břeh, odkud míří do sítě.

Podle dat společnosti Energyminer by sto takovýchto turbin mělo ročně vyrobit přibližně 1,5 GWh energie. To by stačilo k pokrytí spotřeby zhruba 400 až 500 čtyřčlenných domácností. Náklady na výrobu jedné kilowatthodiny mají být srovnatelné s větrnou a solární energetikou.

Proč zrovna úsek u Sankt Goar

Ne každá řeka ani každý kilometr jejího toku se pro takovouto investici hodí. Střední Rýn má zde výraznou výhodu: jde o část, kde se proud zrychluje, protože voda se prodírá úzkými skalnatými údolími. Rychlost toku zde dosahuje 1,5 až 2 m/s, což turbínám zajišťuje stálou hnací sílu.

Energyminer technologii nejdříve otestoval v mnohem menším měřítku. V dubnu 2023 spustila firma pilotní instalaci na mnichovském Auer Mühlbach. Tam se ověřovala především spolehlivost, účinnost a odolnost vůči nečistotám unášeným vodou. V následujících měsících proběhly úpravy konstrukce i elektroniky tak, aby zařízení bez přestávky fungovala v náročných říčních podmínkách.

Sankt Goar má plnit roli „důkazu měřítka" — ukazuje, že to už není jen zajímavý experiment v malém kanálu, ale projekt připravený fungovat na velké splavné řece.

A co ryby a říční ekosystém?

Nové vodní investice dlouhodobě vyvolávají emoce kvůli jejich dopadům na životní prostředí. Klasické přehrady blokují migraci ryb, zcela mění charakter řeky, zaplavují údolí a ovlivňují sedimenty i vegetaci. Proto roste tlak na to, aby nové technologie působily na ekosystém co nejšetrněji.

Energyminer deklaruje, že k tomuto problému přistoupil jinak. Namísto budování hráze instalace využívá to, co už tu je: přirozený proud. Firma navíc vyvinula ochranné systémy pro vodní organismy, včetně speciálních konstrukčních prvků, které mají minimalizovat riziko kontaktu ryb s lopatkami.

Tým vědců z Technické univerzity v Mnichově analyzoval vliv turbin na migraci ryb v Rýně. Výsledky výzkumu naznačují, že při správném rozmístění modulů nedochází k výrazným změnám v chování klíčových stěhovavých druhů. Hodnocení univerzity hovoří o absenci zásadního ohrožení místních rybích populací.

Proč absence přehrady hraje klíčovou roli

Rozptýlená instalace má ještě jednu podstatnou vlastnost: nezpůsobuje vzdutí ani zpětné vzdouvání vody. Bez velké hráze je zásah do přirozeného toku řeky minimální, nehrozí zaplavení pozemků nad investicí a snižuje se riziko konfliktů s vlastníky půdy nebo s místními samosprávami.

Pro provozovatele je to zároveň praktická výhoda. Jednotlivé moduly lze v případě poruchy nebo nutnosti revize poměrně snadno vytáhnout na břeh. Není třeba odstavovat celou velkou elektrárnu — zbytek „roje" prostě pokračuje v práci.

Politický signál pro obnovitelnou energetiku

Pro místní úřady je souhlas s projektem na Rýně víc než jen jednorázová investice. Je to jasný vzkaz, že region hledá zdroje stabilní zelené energie, které nepřestanou fungovat v okamžiku, kdy se schová slunce nebo utichne vítr.

Ministryně příslušného spolkové země, odpovědná za klima, životní prostředí, energetiku a dopravu, vyjádřila naději, že stejnou cestou se vydají i další říční úseky v regionu. Podle ní 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 funkci „základny" pro solární a větrné zdroje — pracuje tehdy, když ostatní zdroje dočasně mlčí.

Kde všude lze plovoucí turbíny využít

Potenciálních lokalit je podstatně více než jen jeden úsek Rýna. Německé řeky přenášejí ve svém proudu obrovské množství energie — Rýn, Mosela, Vezera, Labe. Všude tam, kde to dovoluje hloubka, rychlost vody a navigační podmínky, by se takový systém mohl uplatnit.

Omezení jsou ale zcela konkrétní. Příliš mělká voda hrozí kontaktem turbin s dnem nebo s ledem v zimě. Příliš pomalý proud způsobí, že zařízení přestanou být ekonomicky rentabilní. K tomu přistupuje intenzivní lodní provoz, který vyžaduje vymezení bezpečnostních zón. A jsou tu samozřejmě i oblasti s přísnou přírodní ochranou, kde jsou nové instalace předem vyloučeny.

Co může zaujmout české čtenáře

České řeky jako Vltava nebo Labe mají dlouhé úseky s relativně rovnoměrným, ale místy překvapivě rychlým proudem. Projekt na Rýně bude pro tuzemské rozhodovací orgány i technologické firmy cennou referenční studií — ukáže, jaké podmínky jsou nezbytné, jak probíhá proces ekologického posuzování a zda se podobný model vůbec finančně vyplatí.

Lze předpokládat, že pokud roj turbin v Sankt Goar skutečně dosáhne plánovaných parametrů, obdobné nápady začnou postupně vznikat i na českých řekách. Zejména tam, kde výstavba velkých přehrad byla dosud politicky i společensky velmi obtížná.

Příležitosti i rizika nového odvětví energetiky

Energie z říčního proudu má několik zřejmých předností. Dodává elektřinu předvídatelným způsobem, bez prudkých výkyvů. Nevyžaduje rozsáhlé plochy jako solární farmy. A na rozdíl od větrných elektráren nijak nepřetváří krajinu, protože zařízení jsou z břehu prakticky neviditelná.

Existují však i výzvy. Investor musí počítat s bleskovou povodňovou vlnou, s větvemi a odpadky unášenými řekou, které mohou vybavení poškodit. Nezbytné jsou spolehlivé monitorovací systémy, možnost automatického zdvihání nebo spouštění modulů a pohodlné servisní postupy.

Z pohledu energetické sítě může být takovýto zdroj atraktivním doplňkem. I když má jednotlivý modul nevelký výkon, velký počet zařízení rozmístěných na různých říčních úsecích dohromady přináší znatelnou a stabilní produkci. Tento typ energie může spolupracovat s bateriemi, elektrolyzéry vyrábějícími zelený vodík nebo s nabíjecími stanicemi pro elektromobily, které potřebují co nejspolehlivější zásobování proudem.

Pro samosprávy a státy hledající cestu k levnější a více lokální energii je rýnský projekt živou laboratoří. Dokazuje, že pro využití potenciálu tekoucích řek není nutné hned stavět gigantické přehrady. Místo jedné monumentální investice tu stojí množství malých prvků, které společně mohou tvořit důležitý pilíř zelené transformace.