Celkem 108 milionů dolarů (cca 2,3 miliardy korun) získala od investorů společnost Heliogen, která chce uvést do praxe inovativní systém na výrobu tepla ze slunečního světla, které má být levnou variantou nejen pro produkci tepla, ale také pro výrobu elektřiny či vodíku. Možnost produkce bezuhlíkového tepla budí zájem mnoha investorů, mezi které se kromě některých tradičnějších rizikových investorů zařadil také ArcelorMittal.
Společnost Heliogen byla založena již v roce 2013, ale veřejně se o ní začalo intenzivněji mluvit až v roce 2019, kdy upoutala pozornost tiskovým prohlášením, ve kterém nezapomněla zmínit, že mezi prvními investory do společnosti byl i Bill Gates. Díky němu jsme se dozvěděli o technologii Heliogenu více. Firma se věnuje oboru, který není podstatou nijak nový: vývoji solárně- -termálních elektráren. To jsou zařízení, ve kterých zrcadla soustředí odrážené světlo do jediného místa, z praktických důvodů na vyvýšeném místě, tedy v charakteristické věži uprostřed elektrárny. Vznikající teplo pak slouží k vytváření páry pohánějící turbínu. Heliogen se od jiných systémů ovšem liší v jednom důležitém ohledu: v dosažené teplotě. V roce 2019 společnost uváděla, že na „terči“, kam jsou soustředěny paprsky odrážené zrcadly, teplota těsně přesahovala 1 000 °C. Od té doby se ji ovšem podařilo zvýšit až na 1 500 °C. Při takových teplotách se podle sdělení firmy dá uvažovat o efektivní a levné výrobě syntetických paliv. Konkrétně by mohlo jít o rozklad vody pro výrobu vodíku. V souvislosti s Heliogenem mluví nejčastěji o produkci tzv. syntézního plynu, tedy směsi vodíku a oxidu uhelnatého (CO), která může posloužit také jako náhrada řady fosilních paliv. Výchozími surovinami by byl oxid uhličitý a voda. Jinak řečeno, postup by mohl sloužit i k ukládání energie z obnovitelného zdroje do dobře skladovatelné podoby klasického paliva využitelného pro pohon motorů či turbín. Podobně jako v případě technologie výroby paliv z CO2 zachyceného ze vzduchu, o kterém jsme psali mimo jiné v minulém čísle, by ovšem podobná technologie v blízké budoucnosti mohla dávat finanční smysl pouze za specifických okolností, kdy běžná paliva budou znevýhodněna, například zatížena uhlíkovou daní. Firma zmíněného výsledku dosáhla nasazením velmi přesného řídicího systému zrcadel. Kolem cílové plochy na věži jsou umístěny čtyři fixní kamery zaostřené každá na jiný pomyslný bod. Počítač v reálném čase vyhodnocuje, zda a jak se odraz mění, a podle toho určuje nastavení zrcadel. Šéf Bill Gross na serveru Vox řekl, že kamery nesledují přímo zrcadlo, ale zaostří na čtyři různé, ale stejně vzdálené body vedle zrcadla. Poté se jejich obrazy vzájemně porovnají, a pokud se na nich objeví stejná „stopa“ rozptylu světla v atmosféře, jsou zrcadla ideálně nastavena. Pokud ne, software určí nutnou korekci. Systém tak dokáže udržet paprsky zrcadel soustředěné na oblast o průměru zhruba 50 cm. Společnost je tedy stejně energetická jako softwarová. Počítačová analýza obrazu se softwarovým inženýrům dlouhá desetiletí nedařila, změna přišla až v posledních méně než 10 letech. Heliogen tvrdil, že cca před rokem 2015 neměli k dispozici prakticky použitelný systém, který by mohla firma využít. Ve specializovaných aplikacích, například v astronomii, se přitom přesnější systémy používaly i dříve. Proč Heliogen nesáhl po nich, či zda je skutečně vysvětlení firmy ve všech ohledech přesné, to bohužel nedokážeme vyhodnotit.
Kam s ní Zvyšování teploty má ovšem podle Heliogenu rozšířit možnosti využití solární energie i na jiné účely než pro výrobu energie. Zpráva konkrétně zmiňuje výrobu stavebních materiálů. V tisku se často objevovaly také zmínky o možném využití při výrobě oceli. Má to ovšem svá omezení. Z pohledu zmiňovaných aplikací je nevýhodou omezená pracovní doba zdroje. Tavicí pece či výroby stavebních materiálů fungující pouze část dne nejsou z dnešního pohledu příliš praktické. Teplo lze sice do jisté míry akumulovat či doplňovat z jiných zdrojů, ale to už zdroj samozřejmě prodražuje. Solárně-termální elektrárna pracuje jen na přímém slunci, a prakticky tedy jen na suchých a slunných místech (např. ve Španělsku, zatímco u nás prakticky vůbec). Ostatně své o tom ví i zakladatel Heliogenu, již zmíněný Bill Gross. V roce 2007 založil společnost eSolar, která fungovala do roku 2016. Také ona se pokusila o rozvoj solární elektrárny soustřeďující světlo z mnoha zrcadel do jednoho bodu. Základní nápad byl rovněž stejný: vzít poměrně levná zrcadla, ale vybavit je velmi dobrým řídicím systémem. Společnost eSolar dotáhla svou elektrárnu až k praktické demonstraci. V roce 2009 spustila v Kalifornii solární elektrárnu o výkonu 5 MW (stojí poblíž města Lancaster, tedy nedaleko od zkušebního provozu Heliogenu). Elektrárna se skládala ze dvou „jednotek“, tedy de facto dvou věží, kolem kterých stálo celkem 24 tisíc zrcadel. Světlo se soustředilo poblíž vrcholku věží, kde v potrubí vytvářelo páru pohánějící připojenou turbínu. V praxi ovšem bylo zařízení ekonomicky neudržitelné. Podle údajů, které provozovatel nakonec po naléhání některých zájemců a aktivistů zveřejnil, pracovala elektrárna minimálně v prvních letech provozu zhruba čtyři až pět dní v měsíci, a to pouze během poledních hodin. Proč ne každý den, když je oblast velmi slunná a jasno je zde většinu roku? Dalo by se spekulovat, že provoz se vyplatil jen ve dnech, kdy byla cena elektřiny na trzích zvýšená. Mezi červencem 2009 a 2010 vyrobila cca 552 MWh, odhady před zahájením provozu, na jejichž základě se dělala i ekonomická analýza, přitom pracovaly s výrobou zhruba 4 300 MWh. Nešlo přitom o „dětské nemoci“ — během následujících dvanácti měsíců byla výroba prakticky totožná, cca 539 MWh. V roce 2015 tak byl provoz ukončen a elektrárna postupně rozebrána. Například věže zmizely v roce 2018. Zkušenost eSolaru je tedy příkladem praktických obtíží zavádění solárně-termálních elektráren do praxe. Obor byl na přelomu první dekády 21. století plný nadějí, ale dnes jde o zcela okrajovou záležitost omezenou v podstatě na pár zemí na světě. Výkon všech elektráren tohoto typu činí něco přes 6 GW, což je z globálního hlediska zcela zanedbatelná hodnota. Výroba elektřiny ze slunečního záření prostřednictvím fotovoltaických panelů je praktičtější, protože vyžaduje obecně řečeno jednodušší údržbu a funguje i při zamračené obloze a slabším světle. A co je ještě důležitější, panely jsou dnes jednoznačně levnější, jejich cena dále klesá a minimálně z technologického hlediska se jeví oprávněnou naděje, že tento trend ještě nenarazil na své dno. Uvidíme, jak se Heliogen s těmito problémy popere. Získané prostředky totiž firma použije jak na další vývoj své Sunlight Refinery, jak systém nazývá, tak na realizaci několika skutečných instalací, které by fungovaly v reálných výrobních procesech ve velkém měřítku. Jedno z těchto pilotních pracovišť bude v Boronu v Kalifornii, kde společnost Rio Tinto provozuje důl na boráty. Podle memoranda o porozumění podepsaného v březnu zahrne technologii společnosti Heliogen do svých obvyklých procesů. Další memorandum o porozumění se společností ArcelorMittal „zhodnotí potenciál produktů Heliogen v několika ocelárnách společnosti ArcelorMittal“. Plánují se zařízení v USA, v Asii a Tichomoří. /jj/