ČEZ podporuje energetické projekty budoucnosti. Jen jsou zatím mimo ČR

Hned dva „startupy“ z portfolia Inven Capital se nacházejí v Drážďanech jen kousek od českých hranic. Cloud and Heat řeší zapojení velkých počítačů do vytápění, Sunfire se zabývá výrobou ropy z obnovitelných zdrojů.

Cloud and Heat – počítač místo kotle

Počítače jsou dnes běžnou součástí vytápění. V kotlích i v tepelných čerpadlech je elektronika a lze je řídit přes internet z chytrého telefonu. Stále častěji objevuje i využití počítačů jako elektrických přímotopů. Firma Cloud and Heat tento trend posouvá dál a zapojuje počítače do teplovodní otopné soustavy například bytového domu, kancelářského komplexu, nebo průmyslové haly. Aby byl příspěvek počítače v takové otopné soustavě znatelný, musí mít počítač velmi vysoký výkon. A aby vznikl životaschopný byznys, musí být takových počítačů hodně. Kde se vezmou?

Nové IT služby jako autonomní auta, umělá inteligence, kryptoměny (nebo obecně blockchain) a další služby výrazně zvyšují požadavky na výpočetní výkon. A navzdory úspornějším procesorům stále roste energetická spotřeba počítačů, protože exponenciálně roste objem dat. S nároky na okamžitou odezvu z mobilních zařízení navíc nemohou být takové počítače moc daleko od sebe, což znamená, že v budoucnu musí stát „na každém rohu“.

Drážďanská firma Cloud and Heat staví výkonná datacentra a počítače s příkonem desítek až stovek kilowattů. Během provádění výpočetních úkonů se v nich elektřina přeměňuje na teplo, které lze dále využít. Počítače Cloud and Heat jsou proto chlazené vodou a utěsněné tak, že z nich vzniklé teplo neodchází jinudy, než trubkami. Dokáží tak 95 % elektřiny dodané pro výpočetní výkon využít k vytápění nebo ohřevu teplé vody. Lze je přitom postavit kdekoli, kde je elektřina, přívod vody a internet. To může být třeba v přízemí bytového domu a právě tam má Cloud and Heat jednu ze svých pilotních aplikací.

Kotelna Cloud and Heat v bytovém domě v Drážďanech

Počítač jako (elektro)kotel.

Bytový dům v Drážďanech má celkem 50 bytů, je napojený na soustavu zásobování tepelnou energií (SZTE) a k tomu má v jedné místnosti v suterénu serverovnu Cloud and Heat první generace. Ta zvládne pokrýt třetinu spotřeby tepla celého domu a veškerý ohřev teplé vody. Instalace zahrnuje 20 počítačů s maximálním výkonem 3 kW a akumulaci do dvou teplovodních zásobníků. Příkon celé „kotelny“ je tedy 60 kW, přičemž počítače nejčastěji běží při 50% zatížení a garantovaný tepelný výkon je 30 kW. Z počítače vystupuje voda o teplotě okolo 60 °C, k chlazení počítače přitom stačí, když se ochladí na 55 °C. Místnost nepotřebuje žádné další vytápění nebo klimatizaci, je jen oknem spojena s podzemní garáží domu, takže je v ní celoročně teplota okolo 25 °C.

Z bezpečnostního hlediska nepředstavují počítače žádné riziko. Každá z 20 jednotek je vybavena čidlem teploty a v místnosti je kamera. Při zvýšení teploty nad určitou mez v některém počítači je možné ho odstavit, nebo přes kameru zkontrolovat, zda je vše v pořádku. Zároveň jsou počítače v bytovém domě poměrně dobře chráněné před vniknutím, takže nevyžadují zvláštní zabezpečení nad rámec kamery a bezpečnostních dveří.

Sunfire – plyn a ropa „ze zkumavky“

Díky obnovitelným zdrojům a jaderné energii umíme již dnes nahradit fosilní paliva při výrobě elektřiny. Jsou ovšem oblasti a odvětví, kde je elektrifikace náročná, nebo rovnou nemožná. V dopravě přechod na elektřinu vyžaduje obměnu technologií a výstavbu nové infrastruktury. Uskladnění elektřiny je také náročnější, než skladování fosilních paliv. A jak si udržitelně poradit v oblastech, kde ropa slouží jako materiál – kosmetika, výroba plastů a další?

Řešení nabízí společnost Sunfire se sídlem v Drážďanech. Z elektřiny a vody umí vyrobit vodík a přidá-li kysličník uhličitý, vyrobí i syntetickou naftu, plyn, parafín a další uhlovodíky. Základním stavebním prvkem celé technologie jsou jednotky s pevnými oxidy PowerCore, „energetické převodníky“, ze kterých se pak staví buď vysokoteplotní parní elektrolyzéry, nebo palivové články. Podle toho, který způsob provozu se zvolí, lze převádět buď elektrickou energii na chemickou (elektrolýza vody, výroba vodíku a následně syntetických paliv) a nebo z různých uhlovodíkových paliv vyrábět elektřinu a teplo (palivový článek). Prvním produktem firmy Sunfire jsou tedy tato zařízení, která mohou v průmyslových provozech vyrábět vodík nebo syngas, nebo dodávat elektřinu a teplo na místech, kde chybí elektrická přípojka.

Druhým produktem je samotný výstup těchto zařízení, tedy vodík a syntetická paliva. Získané „ropné produkty“ jsou zcela rovnocenné s těmi z přírodní ropy, ba dokonce lepší, protože neobsahují žádné příměsi a nečistoty. A dají se úplně stejně používat, což je jejich hlavní výhoda.

• Jak vydělat na sluneční a větrné energii? Možností jsou syntetická tekutá paliva

K využití e-paliv tak nejsou potřeba žádná nová zařízení ani nová infrastruktura. Syntetická ropa a plyn se dá využívat, skladovat i transportovat úplně stejně jako jejich fosilní protějšky. „Jediné náklady navíc“ představuje výroba paliva. Díky tomu je lze vyrábět ve větší vzdálenosti do místa spotřeby a zároveň všude, kde je voda a elektřina. Ideální vize tak zahrnuje velké solární elektrárny na afrických březích s připojenou „e-rafinerií“ a „e-ropovod“ do Evropy…

Barely s čistým e-parafínem pro kosmetické účely

Pilotní rafinerie Sunfire na syntetická paliva

Prototypová rafinerie stojí přímo vedle sídla firmy v Drážďanech. Slouží k odladění výroby a momentálně vyrábí barely syntetického parafínu pro kosmetické účely. První velkovýroba zvaná Nodric Blue Crude je plánována od roku 2020 v Norském městě Porsgrunn, kde je dostatek vody i elektřiny z obnovitelných zdrojů. Rafinerie s příkonem 20 MW bude vyrábět 8 000 tun syntetické ropy Blue Crude („modrá ropa“) ročně. Z ní půjde vyrobit zhruba 3000 standardních ropných produktů včetně vosků, benzinu nebo raketového paliva. Cílem rafinerie je stlačit cenu pod 2 € za litr e-paliva. Tomuto cíli by mohlo napomoct i osvobození e-paliv od některých daní (podaří-li se takové opatření prolobovat), které jsou uvalené na produkty vyrobené z klasické ropy.

Smysluplná výroba a aplikace e-paliv má dvě podmínky:

1. využití obnovitelných zdrojů energie pro výrobu elektřiny,
2. účinné využití vyrobených e-paliv.

Skladování elektřiny formou e-paliv má mnoho výhod, avšak za cenu nižší účinnosti ve srovnání například s bateriemi. Jinak řečeno k uložení 1 kWh energie do e-paliva je momentálně zapotřebí 1,5 a více kWh elektřiny. Ač lze účinnost dále zvýšit využitím tepla vzniklého při výrobě, je dobré pro výrobu syntetických paliv využívat elektřinu ze zdrojů, které palivo nepotřebují. V Sunfire s tímto předpokladem počítají a podmiňují výrobu e-paliv elektřinou z obnovitelných zdrojů.

Druhým faktorem je samotné využití takto uskladněné elektřiny. Bude-li ve formě e-paliva nalita do nádrže klasického auta se spalovacím motorem, bude provoz sice CO₂ neutrální, ale využije se jen nepatrný zlomek uložené elektřiny. Většina energie „vyletí“ chladičem a výfukem, přičemž vzniknou standardní škodliviny v podobě NOx, pevných částic a dalších. Nabízí se proto využívat tato paliva především tam, kde mají jen fosilní alternativu a ve spotřebičích s vysokou účinností.

Moderní energetika jako prostor pro investice

Vidíme-li takto slibné energetické startupy pár kilometrů od českých hranic, těžko se ubránit myšlence, proč takto nadějné energetické projekty nevznikají i v ČR. Důvodem nemusí být hned stejně ambiciózní plán, jako je německá Energiewende. V portfoliu Inven Capital najdeme projekty i z tradičně jaderné Francie (Vulog, Cosmo Tech) nebo Velké Británie (ETF), ale ani jeden z ČR.

• Být či nebýt iniciativní – jak se postavit k zimnímu energetickému balíčku

Jednou z odpovědí může být vzdělání. V tuzemsku se stále zdráháme moderní energetice přiznat status plnohodnotného odvětví. Zatímco jaderná energetika má v českém vysokém školství zastoupení v podobě fakulty a několika výzkumných středisek, obnovitelná energie – přestože zabývat se jí v rámci studia samozřejmě lze – zde nemá ani samostatný studijní obor nebo vlastní katedru. V Německu má prestižní vědecké pracoviště Fraunhoferova institutu pro výzkum fotovoltaiky a souvisejících technologií (Fraunhofer ISE) 1200 pracovníků a roční rozpočet 89,4 milionů eur, tj. přibližně 2,4 miliardy korun. To jsou stovky pracovníků jen v rámci jednoho, byť největšího institutu, další pracoviště jsou rozeseta po celém Německu (Bremerhaven, Oldenburg, Hanover, Brémy, Berlín…).

Podobně je to s legislativními podmínkami pro instalaci a provoz obnovitelných zdrojů a souvisejících zařízení. Nemusí to být rovnou dotace, v ČR například v tuto chvíli nelze legálně a zároveň smysluplně provozovat samostatná velkokapacitní bateriová úložiště. Instalace větrné elektrárny trvá 7 let. Aspoň jednou za 5 let se mění podmínky podpory obnovitelných zdrojů, ideálně s opatřeními jako je srážková daň, „nutnost“ notifikace podpory nebo vyloučení fotovoltaiky z budoucích podporovaných zdrojů. V takových podmínkách zajímavé energetické projekty, jako jsou Sunfire nebo Cloud and Heat, vznikají jen stěží.