Egyes becslések szerint a világ szárazföldi felületének körülbelül 0,2–0,5 százalékát utak borítják. Ennek az aránynak 2050-ig 60% -kal kell növekednie. Csodálatos mennyiségű hely van fenntartva az utak számára, és valójában főleg csak közlekedésre használják őket. Mi van, ha arra készteti őket, hogy energiát termeljenek? Kína építi a világ egyik első napenergia pályáját. Lehetséges, hogy a napenergiával bélelt autópályák a jövő erőművei lesznek?
A fosszilis tüzelőanyagok egyik előnye a megújuló energiaforrásokkal szemben az energia sűrűsége. Ennek oka nagyon egyszerű: a fosszilis tüzelőanyagok megújuló energiaforrások, amelyek több millió év alatt felhalmozódnak. Olaj, szén, földgáz - ezek mind olyan energiatartalékok, amelyeket növényekből (és az állatokból evették ezeket a növényeket) hozták létre, és a napenergia több ezer évig felhalmozódtak a fotoszintézis útján. Kiderült, hogy a fosszilis tüzelőanyagok energiaigényesebbek, mint a napenergia valós időben történő felhasználása.
Egyszerűen fogalmazva: A fosszilis tüzelőanyagok sokkal kevesebb földet igényelnek az energia előállításához, mint a napelemek.
A megújuló energiaforrások használatának egyik legnagyobb akadálya az e források kiszolgálásához szükséges fizikai tér. És az egyre növekvő energiafogyasztás mindezt problémává teszi. A primer energia - az emberek által az összes forrásból felvett energia - magában foglalja a fosszilis tüzelőanyagokat és a megújuló forrásokat. 2016-ban 478 TW primer energiát fogyasztottunk, és ez a szám minden évben növekszik.
Például, ha az összes energiaszükségletünket kukorica bioetanollal kívánjuk kielégíteni, amelynek energiatermelési sűrűsége 0,2 watt per négyzetméter (az egyik legrosszabb a bioüzemanyagok között), akkor kb. 2 x 1015 négyzetméter földre van szüksége a kukorica termesztéséhez. Sajnos ez a Föld felületének több mint négyszerese.
A megújuló energia ellenfelei ezt a példát használják annak bemutatására, hogy a megújuló energia infrastruktúrája egyszerűen nem lehetséges. De ez túlzás; a napsugár-tömbök energia sűrűsége eléri a 20 W / m2-t vagy még ennél is többet, és a Föld felszíne ehhez elég. Érdemes megjegyezni, hogy a napelemek által termelt energia kiváló minőségű villamos energia.
Mivel a fosszilis tüzelőanyagoktól való távolodás azt jelenti, hogy a tüzelőanyag elégetése helyett villamos energiát kell használni, ami gyakran sokkal hatékonyabb, kevesebb primer energiát fogyasztunk egy fosszilis tüzelőanyagok nélküli világban; A fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművek nem 100% -ban hatékonyak, és néhányan primer energiauk 70% -át veszítik el, ha villamos energiává alakítják. Ugyanakkor a megújuló energiaforrások nagysága, amelyek felválthatják a hagyományos energiaforrásokat, sok földet igényelnek.
Természetes, hogy sokan választják az úthálózatokat.
Promóciós videó:
Tekintettel arra, hogy a földet már utak borítják, a környezeti károk meglehetősen alacsonyak lesznek. Az ilyen erőművek nem szenvednek a távoli problémáktól, amelyekkel a Szaharában szembesülhetünk; javításhoz és karbantartáshoz elegendő őket közúton elérni. Adjon hozzá LED-eket és jelöléseket, útjelző táblák, lámpák és keretek jelennek meg. Azt is lehet álmodni, hogy az autók egy nap vezeték nélkül kapnak energiát, egyszerűen azáltal, hogy ilyen utakon utaznak.
Úgy tűnik, hogy ez teljesen lehetetlen. De nem, a napenergia-utak nagyon támogatják a kormányokat és a vállalatokat.
Kínában úgy döntöttek, hogy 2 kilométeres napelemeket fednek át egy szendvicsbe az átlátszó aszfalt és egy szigetelőréteg között. És ez a legutolsó kísérlet valamit megtenni. A Solar Roadways, egy irajói székhelyű startup már 2 millió dollárt gyűjtött össze az Indiegogo fejlesztésére. Scott Bryusov, a társaság alapítója egy hátsó utcai prototípust mutatott be, amely az Egyesült Államok energiaszükségletének felét fedezheti. Sajnos a Solar Roadwaysnek több beruházást kell vonzania és meg kell szüntetnie a szkeptikus akadályt. David Biello a Scientific American cikkében megjegyezte, hogy "az ilyen utak üvegeinek edzettnek, öntisztítónak és képeseknek fényt továbbítani az akkumulátorokra még szélsőséges időjárási körülmények között is - ilyen üveg egyszerűen nem létezik."
A kínai módszer új, átlátszó aszfaltot használ üveg helyett, és megoldja az anyagtudósok problémáját, mivel ez tízszer nagyobb nyomást képes ellenállni, mint a hagyományos aszfalt. A napenergia utak építése nem egy ember vagy egy ország feladata; prototípusokat hoztak létre Hollandiában - a SolaRoad kerékpárútnál és Franciaországban - úgy tűnik, hogy még az első napelemet is megépítették. Az ilyen projektek már évek óta termelnek energiát, tehát az ötlet elvileg megvalósítható. Sajnos hatalmas különbség van az „elvben megvalósítható” és a „praktikus” között.
Például az ár. A becslések szerint Scott Bryusov a Solar Roadways-t foglalja magában. Az amerikai utak napenergia utakkal való felváltásának költségei 56 billió dollár lesz, tehát a közösségi finanszírozás nem fedezi a költségeket (kivéve, ha a bolygó mindenki fizet a Bryusov-esetért). Bármelyik kormány egyetértésben van az infrastrukturális beruházásokkal, de a napenergia útjait valószínűleg nem akadálytalanul finanszírozzák. A kínai napenergia út négyzetméterenként 458 dollárba kerül, míg a Bryusov út 746 dollárba kerül. Jobb, de nem sok.
Az energiaválságunk valódi megoldásának nyilvánvalóan radikálisnak és tömegesnek kell lennie. Hasonló drasztikus rendszerek, amelyekkel a Szaharát óriási napelemré alakítják, vagy a szén-dioxidot kiszívják a légkörből, több milliárd dollárt is érdekelnek.
A költségek mellett azonban nagyon fontos kérdés is, hogy ez megoldást nyújt-e az energiaválságra. Az utak nem mindig épültek optimális helyre a napelemek számára, és lehet, hogy nem vannak ideális szögben a napelemek számára. Ha problémát jelent a Szaharában található napelemek porból történő tisztítása, akkor az utak működőképességének és tisztaságának egyidejű fenntartása technikusok rémálmává válhat. Nehéz megérteni, hogy miért nem lenne olcsóbb vagy jobb, ha a paneleket az úthoz párhuzamosan helyezik el.
És maguk a prototípusok …
A hollandiai prototípusú út "a vártnál jobb teljesítményt nyújt", évente "70 kilowattóra / négyzetméter termelése". De a 70 kWh nem sok. Ha ilyen úton szeretné feltölteni autóját, 1 négyzetméterrel évente 500 kilométert fog megtenni a Tesla-ban; azonban az átlagos autó évente 15 000 kilométert fut, tehát ezek az 500 kilométer csepp lesz az óceánban.
Mi lenne az energia sűrűség problémájával? A holland prototípus méretarányának növelése 8 watt négyzetméterenkénti sűrűséget eredményez. Ha 56 billiót költenek napenergia utakra, akkor kb. 7,5 x 1010 négyzetmétert fed le panelekkel, és 600 GW áramot kap. Nem rossz - nagyjából ugyanannyi energiát fogyaszt az Egyesült Államok naponta. De 56 billió esetében valami jobbra gondolhatnánk.
A Kínában napenergia út építésének módja önmagában szimbolikus. Az ország innovatív energiamegoldásokat keres. Ki tudja, lehet, hogy egy nap a napenergia utak olcsók és elég hatékonyak lesznek, hogy valósággá válhassanak. A legrosszabb esetben ez a projekt elvonja minket a jobb megoldások megtalálásától. A legjobb esetben az út újabb találkozót fog kapni.
Ilya Khel