Niemcy testują „energetyczne ryby” w Renie. Nowy sposób na dziury w dostawach prądu

Gdy wiatr przestaje dmuchać, a chmury zasłaniają słońce, niemiecki system energetyczny staje przed wyzwaniem. Zamiast jednak polegać na importowanym gazie czy węglu, Niemcy zwrócili się ku rozwiązaniu, które płynie im prosto pod nogami – ku rzekom. W malowniczym odcinku Renu pod Sankt Goar startup z Monachium buduje instalację, która może zmienić oblicze europejskiej energetyki: setki niewielkich turbin przypominających ryby, które produkują prąd z naturalnego nurtu wodnego, przez całą dobę, niezależnie od kapryśnej pogody.

Gdy nie wieje wiatr, a słońce znika za chmurami, system energetyczny dostaje zadyszki. Niemcy próbują załatać te przerwy… nurkując do Renu.

W jednym z najbardziej malowniczych odcinków tej rzeki ma ruszyć instalacja, jakiej jeszcze nikt na świecie nie zbudował. Zamiast wielkiej zapory – kilkaset lekkich turbin przypominających stado ryb, które bezgłośnie produkują energię z prądu rzeki, przez całą dobę, niezależnie od pogody.

Nowa broń na „ciemne przestoje” w energetyce

Transformacja energetyczna w Niemczech opiera się głównie na wietrze i słońcu. Problem zaczyna się w chwilach, gdy wiatraki stoją, a fotowoltaika nie wyrabia. Wtedy rośnie znaczenie stabilnych źródeł, które nie patrzą na prognozę pogody.

Startup z okolic Monachium proponuje inne podejście: wykorzystać energię już płynącą w rzekach. Firma Energyminer planuje umieścić w Renie w rejonie Sankt Goar aż 124 kompaktowe turbiny przepływowe, nazwane Energyfish. To coś pomiędzy klasyczną elektrownią wodną a pływającą instalacją, którą da się stosunkowo łatwo montować i zdejmować.

Instalacja w Sankt Goar będzie pierwszą na świecie tak dużą „ławicą” pływających mikroturbin rzecznych pracujących wspólnie jako jeden system.

Jak działa „energetyczna ryba” w Renie

Każdy Energyfish to niewielka, pływająca turbina całkowicie zanurzona w wodzie. Urządzenie ma około 2,8 na 2,4 metra, waży ok. 80 kilogramów i jest zakotwiczone do dna w wybranym punkcie rzeki. Prąd wody wprawia w ruch łopaty wirnika, a w środku pracuje generator przetwarzający ten ruch na energię elektryczną.

• moduł znajduje się w całości pod powierzchnią i jest przytwierdzony do dna
• rotor napędza wyłącznie naturalny nurt rzeki
• generator w obudowie zamienia ruch obrotowy na prąd
• energia trafia podwodnymi kablami na brzeg, a stamtąd do sieci

Według producenta pojedyncza turbina osiąga moc do 6 kW w sprzyjających warunkach przepływu. Sto takich urządzeń ma w ciągu roku wytwarzać około 1,5 GWh energii elektrycznej, czyli tyle, ile potrzeba dla mniej więcej 400–500 czteroosobowych gospodarstw domowych.

Koszt produkcji energii ma być porównywalny z lądowymi turbinami wiatrowymi oraz klasycznymi instalacjami fotowoltaicznymi. Kluczowy argument to ciągłość pracy – Ren płynie w dzień i w nocy, także wtedy, gdy wiatr i słońce zawodzą.

Dlaczego akurat odcinek Renu przy Sankt Goar

Nie każdy fragment rzeki nadaje się do takiego projektu. Potrzebna jest odpowiednia głębokość, w miarę stabilne warunki i przede wszystkim szybki nurt. Środkowy odcinek Renu w rejonie Sankt Goar spełnia te wymogi wyjątkowo dobrze.

Tam wąskie doliny ściskają rzekę, a woda przyspiesza do 1,5–2 metrów na sekundę. To rzadko spotykane parametry w Niemczech. Właśnie takie warunki najbardziej „lubią” przepływowe turbiny Energyfish – im szybsza woda, tym więcej dostępnej mocy na małej powierzchni.

Decyzja władz landu Nadrenia-Palatynat o wydaniu zgody na budowę pierwszej „ławicy” Energyfishów pokazuje, że projekt traktowany jest jako poważny element układanki energetycznej, a nie tylko eksperyment.

Przed Renem technologię sprawdzano w mniejszej skali. W 2023 roku w monachijskim Auer Mühlbach powstała instalacja testowa. Miała pokazać, czy system działa stabilnie, jak znosi zmiany poziomu wody i czy serwis da się prowadzić bez wielkich dźwigów i ciężkiego sprzętu.

Bezpieczniej dla ryb niż klasyczne zapory

Każdy nowy projekt wodny w Europie natychmiast podnosi pytanie o wpływ na ekosystemy. Tradycyjne elektrownie na zaporach potrafią skutecznie blokować migracje ryb, zalewać tarliska i modyfikować cały bieg rzeki.

Energyminer stara się odciąć od tego skojarzenia. Zamiast betonowej tamy mamy rozproszony system niewielkich turbin, pracujących w nurcie bez piętrzenia wody. Firma opracowała też dedykowany system ochrony ryb, który ma minimalizować ryzyko kontaktu ze śmigłami oraz ograniczać stres dla wodnych organizmów.

Badania zespołu z Politechniki Monachijskiej wskazują, że pływające turbiny nie zaburzają wędrówek ryb w Renie i nie zmieniają zauważalnie ich zachowań w pobliżu urządzeń.

To ważny argument w dyskusji z organizacjami przyrodniczymi. W projekcie Sankt Goar nie tworzy się spiętrzenia wody, nie przerywa korytarzy migracyjnych i nie ingeruje trwale w koryto rzeki. W razie potrzeby turbinę można odczepić i wyciągnąć, a miejsce wraca do swojego pierwotnego stanu szybciej niż przy klasycznej budowie hydrotechnicznej.

„Dowód, że to działa w dużej skali”

Dla startupu sama zgoda na budowę ma znaczenie wykraczające daleko poza jedną lokalizację. W języku inwestorów mowa o „proof of scale” – potwierdzeniu, że rozwiązanie nadaje się do poważnej, komercyjnej skali, a nie tylko do demonstracyjnych pilotaży.

Plan dla Renu przewiduje stopniowe podejście. Obecnie w rzece pracują trzy turbiny. Następny krok to rozbudowa o 21 kolejnych modułów, a docelowo 124 jednostki mają stworzyć w pełni funkcjonującą „ławicę”. Wspólnie będą sterowane jak jeden wirtualny blok energetyczny, dostarczający prognozowalną moc do sieci.

Co może dać taka instalacja

Minister klimatu, środowiska, energii i mobilności landu Nadrenia-Palatynat liczy, że podobne instalacje pojawią się w innych odpowiednich miejscach, a mieszkańcy zyskają dostęp do kolejnego źródła relatywnie taniej energii odnawialnej.

Gdzie jeszcze da się „zapuścić ławicę turbin”

Energia płynąca w rzekach jest ogromna, ale mocno rozproszona. Nie wszystkie odcinki nadają się do wykorzystania – ograniczeniem bywają zbyt płytkie odcinki, wolny nurt, intensywna żegluga towarowa albo ścisłe formy ochrony przyrody.

Niemcy wskazują jednak, że przykład Renu może otworzyć drogę kolejnym lokalizacjom. Wśród kandydatek wymienia się m.in. Mozelę, Wezerę czy Łabę. Warunek jest zawsze ten sam: odpowiednia prędkość przepływu i głębokość oraz możliwość pogodzenia projektu z istniejącą infrastrukturą i środowiskiem.

Instalacja przy Sankt Goar ma pełnić rolę punktu odniesienia dla procedur w innych krajach europejskich – od ocen środowiskowych, przez regulacje żeglugowe, po zasady przyłączania do sieci.

Co ta technologia znaczy z perspektywy Polski

Chociaż projekt toczy się za naszą zachodnią granicą, wnioski są interesujące także dla polskiej debaty o energetyce. Polska ma własne rzeki o sporym potencjale przepływowym, a budowa dużych zapór jak na Wiśle czy Odrze budzi rosnące kontrowersje środowiskowe.

Rozproszone, pływające turbiny mogłyby w niektórych miejscach stać się alternatywą dla dużych, ingerujących w krajobraz inwestycji. Tego typu rozwiązania szczególnie dobrze wpisują się w trendy, które już widać w energetyce: więcej mniejszych źródeł rozlokowanych blisko odbiorców, szybki montaż i możliwość relatywnie łatwego demontażu lub przeniesienia instalacji.

Z technicznego punktu widzenia ważne jest też to, że rzeki zapewniają naturalną formę magazynowania energii w postaci nieustannie płynącej masy wody. Gdy system potrzebuje stabilizacji, takie przepływowe instalacje mogą odciążać baterie czy klasyczne elektrownie szczytowo‑pompowe, które są drogie i trudne w rozbudowie.

Jeśli niemiecka „ławica energetycznych ryb” w Renie się sprawdzi, w kolejnych latach temat pływających mikroturbin może trafić także na polskie biurka planistów energetycznych i samorządów. Zwłaszcza w regionach, gdzie lokalne społeczności blokują duże farmy wiatrowe, a warunki nasłonecznienia nie sprzyjają budowie rozległych pól fotowoltaicznych.