Rewolucja na Renie: pływające „ryby” produkują prąd dzień i noc

Teraz ma dostać zupełnie nowe zadanie związane z energią.

Niemieckie start-upy sięgają po to, o czym w polskiej debacie mówi się coraz częściej: stabilne źródła prądu, które nie zależą od pogody. Zamiast kolejnej zapory czy farmy wiatrowej pojawia się inny pomysł – setki niewielkich turbin, przypominających stadem ustawione „ryby”, zanurzone w nurcie Renu.

Gdy nie ma wiatru ani słońca, do gry wchodzi rzeka

Energetyka odnawialna ma jeden podstawowy kłopot: wiatraki stoją, gdy powietrze się uspokaja, a fotowoltaika gaśnie z zachodem słońca lub przy gęstych chmurach. W energetyce mówi się wtedy o okresach słabej produkcji, które potrafią mocno obciążyć system.

Start-up Energyminer z okolic Monachium uważa, że część odpowiedzi płynie… dosłownie w rzekach. Firma dostała zgodę władz kraju związkowego Nadrenia-Palatynat na budowę pierwszej dużej instalacji złożonej z 124 pływających mini-elektrowni w bocznym ramieniu Renu w rejonie miejscowości Sankt Goar.

Nowa instalacja ma pracować nieprzerwanie, przez całą dobę, wykorzystując stały nurt rzeki zamiast kapryśnego wiatru czy słońca.

Jak działa „ryba energetyczna” w nurcie Renu

Urządzenia, które firma nazywa Energyfish, to niewielkie, pływające turbiny strumieniowe. Nie tworzą zapory, nie zmieniają biegu rzeki – po prostu „wieszają się” w prądzie niczym latawiec na wodzie.

Małe wymiary, ciągła praca

Każde z urządzeń ma około 2,8 na 2,4 metra i waży mniej więcej 80 kilogramów. Taka turbina zostaje przytwierdzona do kotwicy na dnie rzeki, a reszta konstrukcji swobodnie ustawia się w nurcie. Przy sprzyjających warunkach jedna jednostka osiąga moc rzędu 6 kilowatów.

Według wyliczeń producenta, setka takich „ryb” potrafi w ciągu roku wytworzyć około 1,5 gigawatogodziny energii elektrycznej. Taka ilość wystarczyłaby na zasilenie 400–500 czteroosobowych gospodarstw domowych. Koszty wytworzenia prądu mają być porównywalne z nowoczesnymi farmami wiatrowymi czy dużymi instalacjami fotowoltaicznymi.

Krok po kroku: prąd z nurtu rzeki

Na czym polega praca takiego pływającego modułu? Schemat działania jest stosunkowo prosty:

• Cały moduł znajduje się pod taflą wody i jest zakotwiczony w dnie rzeki.
• Łopaty wirnika napędza wyłącznie naturalna prędkość przepływu wody.
• Generator wewnątrz obudowy zamienia ruch obrotowy wirnika na energię elektryczną.
• Kable ułożone na dnie przesyłają uzyskany prąd do brzegu, gdzie trafia on do sieci.

W rejonie Sankt Goar trzy takie turbiny już działają. Następny etap to rozbudowa instalacji o 21 kolejnych jednostek, a finalnie – uruchomienie pełnego „stada” 124 modułów pracujących wspólnie jak jedno duże źródło mocy.

Dlaczego akurat ten odcinek Renu

Nie każda rzeka, a nawet nie każdy fragment tej samej rzeki nadaje się do takiego projektu. Kluczowa jest nie tylko głębokość, ale przede wszystkim prędkość przepływu wody.

Środkowy odcinek Renu, w tym rejon Sankt Goar, to jedno z nielicznych miejsc w Niemczech, gdzie woda płynie szybko i dość równomiernie – około 1,5–2 metry na sekundę. Rzeka wciska się tam między wąskie, skaliste zbocza, co naturalnie przyspiesza nurt. Dla klasycznych statków to czasem problem, dla pływających turbin – idealne warunki do pracy.

Energyminer wcześniej przetestował swoją technologię na mniejszą skalę w Monachium, w korycie Auer Mühlbach. Pierwsza pilotażowa instalacja ruszyła tam w 2023 roku i pozwoliła sprawdzić, jak urządzenia zachowują się w realnym środowisku, nie w laboratoryjnej wodzie o idealnych parametrach.

Bezpieczne dla ryb i ekosystemu? Kluczowe pytanie dla każdej rzeki

Duże elektrownie wodne i zbiorniki zaporowe od lat budzą kontrowersje, bo potrafią drastycznie ingerować w życie rzek. Blokują szlaki migracji ryb, zalewają naturalne siedliska, zmieniają temperaturę i skład wody. Dlatego każde nowe rozwiązanie w tej dziedzinie przechodzi dziś bardzo szczegółowe testy środowiskowe.

Twórcy Energyfish deklarują, że ich koncepcja ma działać jak „łagodna” forma hydroenergetyki. Moduły nie podnoszą poziomu wody, nie tworzą zapory, a konstrukcja turbiny ma nie stanowić zagrożenia dla przepływających organizmów.

Badania uczelni technicznej w Monachium wykazały, że pływające turbiny nie zmieniają zachowania migrujących gatunków ryb w Renie i nie powodują widocznych szkód w populacjach.

Energyminer opracował własny system ochrony ryb, który ma zmniejszać ryzyko kontaktu zwierząt z ruchomymi częściami urządzenia. Zastosowano m.in. obudowę ograniczającą dostęp do wirnika oraz geometrię łopat o łagodniejszym profilu. Tego typu elementy interesują obecnie nie tylko ekologów, ale też urzędy odpowiedzialne za ochronę przyrody, bo to od ich opinii zależą kolejne zgody dla podobnych inwestycji.

„Proof of scale” – sygnał dla całej branży energetycznej

Dla Energyminer inwestycja w Sankt Goar to nie tylko jeden projekt na mapie. Firma traktuje ją jako przełomowe potwierdzenie, że technologia nadaje się do wdrożenia w skali przemysłowej, a nie tylko do testów na krótkich odcinkach miejskich kanałów.

Przedstawiciele spółki mówią wprost: instalacja na Renie ma pełnić rolę „proof of scale”, czyli pokazania, że takie stado turbin potrafi realnie zasilać setki domów i da się je utrzymać w ruchu przy akceptowalnych kosztach serwisu.

Politycy z Nadrenii-Palatynatu widzą w tym szansę na wzmocnienie lokalnych źródeł energii. Minister odpowiedzialna za klimat, środowisko, energię i mobilność zachęca do szukania kolejnych odcinków rzek, w których da się zastosować tę koncepcję, tak by z prądu z rzek korzystało jak najwięcej mieszkańców regionu.

Gdzie jeszcze taka technologia może mieć sens

Niemieckie rzeki od dawna noszą w sobie ogromne ilości energii, ale zwykle myślimy o tym tylko w kontekście tradycyjnych elektrowni wodnych. Pływające turbiny otwierają inną perspektywę: nie trzeba zatrzymywać rzeki, żeby wykorzystać jej potencjał.

Nie wszędzie się to uda. Przeszkodą może być:

• zbyt wolny lub nieregularny przepływ wody,
• mała głębokość,
• wzmożony ruch statków i barek,
• status obszaru chronionego, gdzie dodatkowa ingerencja jest zakazana.

Mimo tych ograniczeń, decyzja administracji w Nadrenii-Palatynacie staje się ważnym punktem odniesienia dla kolejnych projektów – zarówno w Niemczech, jak i w innych krajach europejskich. Urzędy mogą się na nią powoływać przy ocenie podobnych wniosków, a inwestorzy zyskują argument, że da się takie instalacje połączyć z wymagającymi przepisami środowiskowymi.

Co to oznacza dla transformacji energetycznej i dla Polski

Pływające turbiny w nurcie rzek nie zastąpią farm wiatrowych czy paneli słonecznych, ale mogą pełnić funkcję brakującego „wypełniacza luk”. Rzeki płyną także nocą i podczas bezwietrznych, pochmurnych dni. Dzięki temu takie źródło prądu ogranicza potrzebę uruchamiania awaryjnych elektrowni węglowych czy gazowych w okresach przeciążenia systemu.

Dla krajów, które mają rozbudowaną sieć dużych rzek, jak Niemcy czy Polska, to ciekawy trop do analiz. Na Wiśle, Odrze czy Sanie działa obecnie kilka klasycznych elektrowni wodnych, ale wiele odcinków ma status terenów wrażliwych przyrodniczo. Rozwiązania mniej inwazyjne niż zapory – takie jak pływające turbiny – mogą łatwiej zdobywać akceptację społeczności lokalnych i organizacji ekologicznych, jeśli faktycznie potwierdzą swoją neutralność dla ekosystemu.

Warto też pamiętać, że rozwój takich technologii wymusza nowe kompetencje: od projektowania modułów pracujących w bardzo trudnych warunkach, przez systemy monitoringu w czasie rzeczywistym, po serwisowanie urządzeń pod wodą. Dla branży energetycznej oznacza to kolejne nisze biznesowe i miejsca pracy, a dla odbiorców – większe zróżnicowanie źródeł energii, co zwykle przekłada się na stabilniejsze ceny.

Jeżeli projekt na Renie pokaże, że stado małych turbin może działać bez większych awarii, konflikty między bezpieczeństwem dostaw prądu a ochroną przyrody mogą stać się mniej ostre. Rzeka przestaje być wyłącznie korytarzem transportowym czy elementem krajobrazu, a staje się cichym, niewidocznym z brzegu partnerem całego systemu energetycznego.