Inženýři navrhli mrakodrap, který má sloužit jako obří baterie
Už od nepaměti stavěli lidé věžovité či vysoké stavby. Hlavním důvodem bylo předvést sílu říše, vládce či náboženství. To se však v dnešní době změnilo – mrakodrapy a další vysoké budovy slouží zejména k úspoře prostoru na zemi. I to by se však brzy mohlo změnit. Inženýrská a architektonická společnost SOM oznámila spolupráci s firmou Energy Vault. Jejich cíl? Vytvořit „bateriové mrakodrapy“, které budou mimo jiné sloužit ke skladování energie.
Jednou z největších překážek na cestě k energetické síti s převahou čisté energie je nestálost některých obnovitelných zdrojů. Někdy se v době, kdy je potřeba solární energie, zatáhnou mraky nebo přestane foukat vítr a turbíny nemohou vyrábět energii. Jindy zase slunce a vítr vyrobí více elektřiny, než je potřeba.
ČTĚTE TAKÉ: Věhlasný český festival bojuje za ekologii. Z nedopalků a lógru nechá vyrobit biouhel
Pro vyrovnávání výroby a spotřeby je zásadní skladování. Ke zvýšení kapacity bude pravděpodobně nutná kombinace technologií – od různých forem baterií až po jiné metody skladování energie.
Systém skladování založený na blocích
Právě v té chvíli na scénu přicházejí „bateriové mrakodrapy“. Koncem května oznámila společnost Skidmore, Owings & Merrill (SOM), architektonická a inženýrská firma, která stojí za některými nejvyššími budovami světa, partnerství se společností Energy Vault, která se zabývá skladováním energie. Jejich cíl? Vyvinout „nová gravitační řešení“ pro skladování energie.
To zahrnuje návrh mrakodrapu, který by využíval motor poháněný elektřinou ze sítě k vyzdvižení obřích bloků. Systém je zdánlivě jednoduchý: ve chvíli, kdy je poptávka po energii nízká, bloky se vyzdvihnou a budou ukládat elektřinu jako „potenciální“ energii. Ve chvíli, kdy by se poptávka zvýšila, bloky se spustí, čímž se uvolní energie, která se přemění na elektřinu.
Vysoké budovy patří mezi specialitu společnosti SOM. Navrhla newyorské One World Trade Center, chicagskou Willis Tower, dříve známou jako Sears Tower, či nejvyšší mrakodrap světa Burdž Chalífa v Dubaji, který je vysoký více než 828 metrů.
„Máme příležitost využít naše odborné znalosti pro skladování energie, což nám umožní zbavit se fosilních paliv,“ sdělil pro CNN Bill Baker, partner konzultační společnosti SOM a stavební inženýr Burdž Khalifa.
Kde tkví řešení uhlíkové neutrality?
Pokud chce svět do roku 2050 dosáhnout uhlíkové neutrality, bude podle Mezinárodní energetické asociace (IEA) nutné rozšířit skladování energie v rozvodné síti, tedy technologie připojené k elektrické síti, které mohou energii ukládat a v případě potřeby ji využít.
Lithium-iontové baterie, které jsou oblíbené u elektromobilů, nemohou tento problém samy o sobě vyřešit. Důvod je jednoduchý: nemohou uchovávat energii po dlouhou dobu. Tato „nevýhoda“ nevadí v případě přesunu energie „z nejslunečnější části odpoledne na večer“, kdy poptávka prudce stoupá. Energii však může být potřeba skladovat déle.
MOHLI JSTE PŘEHLÉDNOUT: Chcete se vyhnout nedoplatkům za energie? Podívejte se, jak se připravit na topnou sezónu
Přečerpávací vodní elektrárny, které se již široce využívají k ukládání energie z obnovitelných zdrojů, to dokážou. Jedná se o přečerpávání vody turbínou z níže položené nádrže do výše položené nádrže v době „mimo špičku“. Při nárůstu poptávky se voda vypustí a protéká turbínou vyrábějící elektřinu. Vyžaduje to však kopcovitý terén a hodně místa. V České republice se jedná například o elektrárnu Dlouhé stráně.
Společnosti mírní pochybnosti
Nadstavbová věž společností SOM a Energy Vault, která by mohla být vysoká od 300 do 1 000 metrů, by měla vyhloubené konstrukce připomínající výtahové šachty pro přesun bloků a ponechávala by prostor pro obytné a komerční nájemníky. Firmy se rovněž zabývají možností integrovat do mrakodrapů přečerpávací vodní elektrárny, které by místo bloků využívaly vodu.
„V konečném důsledku by bylo možné uskladnit několik gigawatthodin energie, což by stačilo na napájení několika budov,“ sdělil pro CNN Robert Piconi, generální ředitel společnosti Energy Vault.
Dva nezávislí odborníci na skladování energie, které CNN oslovila, však zpochybnili, že by baterie v mrakodrapech mohla fungovat, a to hned ze dvou důvodů: z ekonomického hlediska vzhledem k prostoru, který by bylo nutné využít pro skladování energie, a ke konstrukčním změnám, které by byly nutné k udržení dodatečné hmotnosti.
Společnosti Energy Vault a SOM jsou však přesvědčeny, že jejich řešení je komerčně životaschopné. Energy Vault dokonce již dokončila projekt v Číně, který je podle ní „prvním nepumpovaným vodním gravitačním systémem skladování energie“ v komerčním měřítku na světě. Budova o výšce 150 metrů – která má kapacitu 100 megawatthodin – je účelově postavena pro skladování energie a nemá prostor pro nájemníky.
Čím vyšší, tím lepší?
Využívání obnovitelných zdrojů energie v mrakodrapech by z ekologického hlediska dále pomohlo kompenzovat uhlíkovou stopu supervysokých budov. V současné době je sektor budov a stavebnictví odpovědný za téměř 40 procent celosvětových emisí skleníkových plynů.
ČTĚTE TAKÉ: Úsporné budovy finančně zatíží Česko. Náklady na evropskou směrnici půjdou do stovek miliard
Na řešení tohoto problému se pracuje, a to od vybavení budov lepší izolací až po výstavbu z alternativních materiálů, které jsou méně náročné na emise uhlíku, například dřevo. Některé budovy se dokonce stávají doslova zelenějšími.
Italský architekt Stefano Boeri vytvořil v Miláně věže pokryté stromy a keři – kterým se přezdívá Vertikální les – a představil podobný návrh pro věže v Dubaji, Nizozemsku a dalších místech světa. Mnohé z nich jsou již v procesu výstavby.
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Dubaji. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Mrakodrap Vertikální les v Miláně od architekta Stefana Boeriho Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Dubaji. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Mrakodrap Vertikální les v Miláně od architekta Stefana Boeriho Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Návrh mrakodrapu Vertikální les od architekta Stefana Boeriho v Nizozemsku. Zdroj: Profimedia.cz
Budovy jsou však také stále vyšší a hojnější, přinejmenším částečně proto, aby uspokojily poptávku po rychlé urbanizaci. Ta vyhnala lidi do měst, kde omezený prostor může znamenat, že nejlepší způsob, jak stavět, je nahoru.
V letech 1900 až 1999 bylo na celém světě postaveno 235 budov vyšších než 200 metrů, uvedl pro CNN Daniel Safarik z Rady pro výškové budovy a městské prostředí. Jen v loňském roce však bylo postaveno 179 takových budov.
Pokud jde o stavby pro ukládání gravitační energie, platí, že čím vyšší, tím lepší. Velmi vysoká gravitační stavba pro ukládání energie by mohla vyrovnat svůj ztělesněný uhlík – ze stavby a materiálů – během dvou až čtyř let.
Společnosti SOM a Energy Vault nyní hledají partnery pro výstavbu, kteří by jejich návrhy proměnili ve skutečnost. „Důvěryhodnost společnosti SOM v oblasti vysokých budov pomůže vyřešit problém s tím, aby se postavila první budova,“ dodal Piconi.
