V obrovském rozsahu oborů točících se kolem nových zdrojů energie pro zítřek, její role v životě a v dopravě a v plánech ekologické očisty měst, přírody i moří nelze zatím objektivně nalézt a vyhodnotit „nejlepší“ a nejodvážnější vynálezy, patenty, produkty a programy, které se objevily v pavilonech 115 účastnických zemí nebo v halách Future Energy a světových firem či byly předvedeny na doprovodných sympoziích a konferencích. Energetici se pokusili vybrat 30 nejvýznačnějších top vynálezů a inovací a světová média píšou dokonce o stovce energetických start-upů. Právě z nich si troufáme pro naše čtenáře vybrat několik, které se zdají být na letošní výstavě EXPO nejpřínosnější. A to s potěšujícím vědomím, že nejméně jeden z nich je přiznán i našim vystavovatelům v českém pavilonu. Připomínáme, že EXPO ASTANA 2017 končí až 10. září. Trumf Kazachstánu: Bolotovova větrná turbína I když několik variant této úspěšné univerzálně použitelné turbíny se předvádí v parcích mezi pavilony EXPO, od letiště přijíždějící návštěvníci čtyři z nich s nejvyššími výkony mohli zahlédnout podél silnice k výstavišti přímo v provozu. V Kazachstánu dnes totiž žijí oba jejich vynálezci: akademik Albert Bolotov a jeho syn Sergej, ředitel právě dokončeného výrobního závodu. Patent na rotor s vertikální osou sestavovaný z válcovitých modulů využívající princip Darrieovy a Savoniovy turbíny získali již roku 2003. Rotor je smontován z jednoho až čtyř modulů o průměru 1,2 m se spirálově zahnutými lopatkami na vertikálně uložené hřídeli, spojené s generátorem a nesené radiálně-axiálním patním ložiskem. Rozváděcí spirálovité lopatky jsou pak součástí pláště turbíny a usměrňují vítr vanoucí z kteréhokoliv směru optimálně na lopatky modulů. Tyto turbíny s výkony od 1 do 5 kW (podle počtu modulů) se ideálně hodí k napájení retranslačních stanic, protože se dají vestavět přímo do konstrukce příhradových stožárů. Nevyžadují natáčení vrtulí proti směru větru, mají výbornou účinnost při rychlosti větru od 3 do 30 m/s, jsou bezhlučné a nezabíjí ptactvo jako vrtule. Kazašský závod v Almaty je vyrábí ve čtyřech velikostech. Největší „hybridní“ typy S-2 díky řídicí jednotce ukládají přebytek výkonu a elektřinu ze solárních panelů u paty stožáru do bloku Li-Ion baterií. Bolotovovy turbíny jsou otestovány v pouštích, v Arktidě i v mrazu na vysokých horách, kde se potvrdila jejich asi o 20 % lepší účinnost oproti větrným elektrárnám s natáčivým vrtulovým rotorem, a slouží i k elektrifikaci farem, samot nebo vesnic. Solární LEGO z USA Aby si i méně zkušení kutilové mohli vlastní silou na svou střechu instalovat solární panely, vyvinula americká společnost SMASHMount zjednodušený, ale „inteligentní“ způsob montáže panelů a jejich vzájemné propojování do budoucí domácí sítě. Na hliníkové rámy se panely SMASHSolar jednoduše „zaklapnou“ a pojistí utažením šroubů, kabely se propojí zacvaknutím nového typu spojek. I profesionálové touto technologií ušetří nejméně polovinu doby, kterou si jinak vyžádají dosavadní způsoby montáže. VIESSMANN překvapil vyt ápěním z ledového zásobníku Dominantní německý výrobce topné techniky vycházející z alternativních energií vzbudil ve vlastním pavilonu obrovský zájem o možnost rozšířit solární a jiné věčně se obnovující zdroje energie i o led. Pod heslem „Umíme topit ledem!“ na modelu představil dům se solárními panely napájejícími tepelné čerpadlo. Přebytek elektrické energie ukládají do dvojice sklepních zásobníků s vodou, kterou tzv. rekrystalizací mění ochlazovacím okruhem na přírodní led o teplotě 0 °C. V topném období pak skupenské měrné teplo tání zásoby ledu okruhem výměníků a tepelným čerpadlem využije k vytápění. Proces patentovaný roku 2007 německým inženýrem Alexandrem von Rohrem využívá dvou betonových zásobníků s 10 m3 vody, která proměnou v led při exotermické reakci vystačí v podmínkách střední Evropy zásobovat v topném období tepelné čerpadlo rodinného domu 6 až 12 kW. Během topné sezony ušetří majiteli až 110 l jinak potřebného topného oleje. Investice do systému, jehož komponenty již firma Viessmann nabízí, se má vrátit během šesti let. Tokamaky na každém kroku Na konečný cíl „Future Energy“ – využití termojaderné fúze jako ekologicky čistého, světu dominujícího zdroje energie – narážejí návštěvníci nejen v pavilonu energie, ale i v několika pavilonech zemí podílejících se na vývoji a stavbě mezinárodního termonukleárního reaktoru ITER, který by se měl rozběhnout ve francouzském Cadarache v listopadu 2025. Jak bude zahříváno vodíkové plazma na 100 mil. °C a v impulzech po 1000 sekundách dosáhne z půlgramové směsi deuteria s tritiem výkonu kolem 500 MW, se snaží vysvětlit na ústředním modelu schémata a video shoty i 3D videobrýle. Předvádění je neustále aktualizováno. Krátce po zahájení EXPO se na projekčních plátnech objevila právě v Itálii vyrobená první z 18 cívek ITERU o váze 110 t. Kazašský pavilon představil model výzkumného materiálového testovacího tokamaku v nedalekém novém závodě, který ve spolupráci s Kurčatovovým institutem v ruském Troicku navazuje na klíčový objev prvního tokamaku, který před padesáti lety otevřel cestu k jaderné fúzi. Evropská část projektu ITER se chlubí modelem právě poprvé zprovozněného fúzního reaktoru ST40, který dokáže ohřát plazma na potřebných 100 mil. °C použitím vysokoteplotních supravodivých magnetů. Německo představilo svůj úspěšný tokamak TEXTOR spuštěný v Jülichu. Čína se pochlubila komponenty pro ITER-EAST z centra v Che-fej, Jižní Korea tokamakem KSTAR ve středisku Tedžon. S největším překvapením „v oboru“ ale přišla Čína vystavením modelu hybridního štěpně-fúzního reaktoru, který má zbavit svět starostí ohledně přibývajícího jaderného odpadu ze současných 400 atomových elektráren, a dokázat jej (hlavně nevyužitý U238) pomocí rychlých neutronů z fúzní reakce přeměnit v užitečnou energii. Výkon hybridní jednotky by podle hlavního autora prof. Wang Čchunga až trojnásobně předčil výkony štěpných reaktorů. Spuštění prvního prototypu v laboratořích čínské Akademie věd v Sečuánu koncem roku 2030 však většina vědců na sympoziu Future Energy v Astaně pokládá za ambiciózně příliš nadsazený… Hybridní autobusy IVECO v Astaně nejen jako exponát Ke zvládnutí veřejné hromadné dopravy po dobu výstavy a potom i k udržení „zelené“ městské dopravy k dosavadním 360 autobusům od francouzského IVECA si město objednalo 210 nejnovějších hybridních autobusů URBANWAY- -HYBRID s motory na CNG, s elektrickým pohonem a lithium-iontovou baterií, schopnou navíc střádat a využívat při rozjezdu energii z rekuperačního brzdění. Nízkopodlažní vozy dlouhé 12 a 18 m byly uvedeny do provozu 14 dnů před zahájením výstavy EXPO, na které se francouzský výrobce chlubí i dalšími vývojovými novinkami této řady. Ve srovnání s dieselovými autobusy mají nové hybridy o 30 % menší spotřebu paliva, o 33 % nižší emise CO2 a o 40 % nižší emise NOX. V blízkosti zastávek přecházejí hybridní autobusy na čistě elektrický a bezhlučný provoz, využívající rekuperovanou energii brzdění. Motory těchto vozů jsou vybaveny přelomovou technologií HI-SCR, která se obejde bez recirkulace výfukových plynů, takže splňují nejpřísnější zaváděné normy. Jsou tiché a hmotnost se snížila o 10 %. Velké série autobusů IVECO právě objednává Paříž, Milán a Madrid. Česká tech nologie překvapením pro energetiku zítřka Elektrický sportovní letoun, létající a elektrická skládací kola, solární lavička, elektrobus, další exponáty (a samozřejmě česká restaurace) potvrdily návštěvníkům tradiční „českou šikovnost“, pozornost odborníků a energetiků však přitahuje 3D model revoluční „kontejnerové“ elektrárny a teplárny s patentovanou PTR technologií. Unikátní výtvor malé české firmy HEDVIGA GROUP totiž v kogeneračních jednotkách využívá pomalého termického rozkladu (PTR) nejrůznějšího odpadu nebo biomasy k výrobě elektřiny, tepla nebo dále použitelného plynu. Demonstrační jednotka promění každou hodinu 1 až 1,5 t odpadu v elektrický a tepelný výkon (1 MWe a 1 MWt) nebo využitelný plyn. Semimobilní PTR jednotka zbaví uživatele kdekoliv ročně až 7680 t druhotných surovin, biomasy či průmyslového a domovního odpadu a odmění ho energií nebo plynem. Po úspěšném předvedení v Británii a několika oceněních na loňských i letošních energetických konferencích mají o snadno transportovatelné jednotky zájem nejen menší chytrá města, ale i velké průmyslové a zemědělské podniky. Ing. Jan Tůma
