Desatina všetkej elektriny sa stratí v sieti. Riešením sú supravodivé káble

Ak chceme skoncovať s fosílnymi palivami, budeme potrebovať lepšiu elektrickú rozvodnú sieť, ktorá privedie obnoviteľnú energiu z regiónov do miest. Naša sieť z 20. storočia však stráca približne 10 % vyrobenej energie v podobe tepla. Jedným z riešení tohto problému by mohlo byť, keby sme pre kľúčové časti siete použili supravodivé káble. Jediný 17-centimetrový kábel dokáže preniesť celý výkon niekoľkých jadrových elektrární. Čo je zlé na súčasnej už osvedčenej technológii? Hlavnou výhodou vysokonapäťových prenosových vedení je, že sú relatívne lacné.

Lacná výstavba však prináša skryté náklady neskôr. Z prieskumu uskutočneného v 140 krajinách vyplynulo, že elektrická energia, ktorá sa v súčasnosti stráca pri prenose, spôsobuje každý rok neuveriteľných pol miliardy ton emisií oxidu uhličitého. Je to viac ako z výfukových plynov zo všetkých nákladných áut na svete alebo zo všetkého metánu spáleného na ropných plošinách. Neefektívny prenos energie takisto znamená, že krajiny musia stavať ďalšie elektrárne, aby kompenzovali straty v sieti. Ako by mohli pomôcť supravodivé káble? V supravodičoch môžu elektróny prúdiť bez odporu alebo straty.

Napájacie káble zo supravodivých materiálov ponúkajú bezstratový prenos elektriny na dlhé aj krátke vzdialenosti. Je to dôležité, pretože veterné a solárne zdroje sa často nachádzajú ďaleko od používateľov energie v mestách. Vysokonapäťové supravodivé káble by nám umožnili dodávať energiu s minimálnymi stratami spôsobenými teplom alebo elektrickým odporom a s uhlíkovou stopou aspoň 100-krát menšou v porovnaní s bežným medeným káblom pri rovnakom výkone. Navyše sú oveľa odolnejšie proti katastrofám a extrémnemu počasiu, keďže sa nachádzajú pod zemou.

Ešte dôležitejšie je, že typický supravodivý kábel môže dodať rovnaký alebo väčší výkon pri oveľa nižšom napätí ako bežný prenosový kábel. To znamená, že priestor potrebný na transformátory a sieťové pripojenia sa zmenší z rozmerov veľkej telocvične na veľkosť dvojgaráže. Žiaľ, supravodiče zatiaľ nenašli priestor v našom energetickom sektore. Jedným z dôvodov je, že na to, aby fungovali musia byť chladené,. Rýchly pokrok v kryogenike však znamená, že už nemusíte znižovať ich teplotu takmer na absolútnu nulu (-273 °C). Moderné „vysokoteplotné“ supravodiče stačí ochladiť na -200 ℃, čo sa dá urobiť pomocou tekutého dusíka – lacnej a ľahko dostupnej látky.

Azda najznámejší príklad použitia supravodivého kábla je v nemeckom meste Essen. V roku 2014 tam inžinieri nainštalovali 10-kilovoltový supravodivý kábel v husto obývanom centre mesta. Hoci bol dlhý len jeden kilometer, umožnil vyhnúť sa vyšším nákladom na výstavbu tretej rozvodne v oblasti, kde bol veľmi obmedzený priestor. Pritom essenský kábel je v hĺbke iba 70 cm pod zemou. Uloženie takýchto káblov pod zem je nákladovo efektívne a potrebujú oveľa menej pôdy. Bežný vysokonapäťový nadzemný kábel vyžaduje vecné bremeno široké asi 130 metrov, pričom stožiare sú vysoké až 80 metrov, aby bola zaistená bezpečnosť. Naproti tomu podzemný supravodivý kábel by potreboval vecné bremeno široké šesť metrov a hlboké dva metre.

A má to aj ďalšiu výhodu: Miestni obyvatelia sa obávajú vysokonapäťových káblov v oblastiach náchylných na požiare a environmentálne citlivých regiónoch. Komunity a poľnohospodári v niektorých oblastiach hlasno protestujú proti plánom na výstavbu nových 80-metrových veží a elektrických vedení, ktoré by viedli cez ich pozemky alebo v ich blízkosti.

Pokiaľ ide o náklady, je ťažké určiť ich výšku, pretože závisia od rozsahu, povahy a zložitosti úlohy. Supravodivé káble síce budú stáť na začiatku viac, ale ušetrí sa napríklad tým, že bude potrebných  menej rozvodní, keďže energia je na nižšom napätí. Strategické umiestnenie supravodivých káblov by slúžilo na zabezpečenie infraštruktúry do budúcnosti, zníženie emisií a zabránenie stratám energie. 

Zdroj: theconversation.com.