Pēc dažām aplēsēm aptuveni 0,2–0,5 procenti pasaules zemes virsmas ir klāta ar ceļiem. Un šai attiecībai vajadzētu palielināties par 60% līdz 2050. gadam. Ceļiem ir rezervēts ļoti daudz vietas, un patiesībā tos galvenokārt izmanto tikai transportam. Kā būtu, ja jūs liktu viņiem radīt enerģiju? Ķīna būvē vienu no pasaules pirmajām saules trasēm. Vai lielceļi ar saules staru palīdzību varētu būt nākotnes elektrostacijas?
Viena no fosilā kurināmā priekšrocībām salīdzinājumā ar atjaunojamiem enerģijas avotiem ir enerģijas blīvums. Iemesls ir pavisam vienkāršs: fosilais kurināmais ir atjaunojamā enerģija, kas uzkrājas miljonu gadu laikā. Nafta, ogles, dabas gāze - tās ir visas enerģijas rezerves, kas tika izveidotas no augiem (un dzīvniekiem, kuri ēda šos augus) un tūkstošiem gadu ilgā fotosintēzes laikā uzkrāja saules enerģiju. Izrādās, ka fosilā degviela ir energoietilpīgāka nekā saules enerģijas izmantošana reālajā laikā.
Vienkārši sakot: fosilā kurināmā enerģijas ražošanai ir nepieciešams daudz mazāk zemes nekā saules paneļiem.
Viens no lielākajiem šķēršļiem atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanai ir fiziskā telpa, kas nepieciešama šo avotu apkalpošanai. Un mūsu arvien pieaugošais enerģijas patēriņš padara to visu par problēmu. Primārā enerģija - kopējais enerģijas daudzums, ko cilvēki patērē no visiem avotiem - ietver fosilo kurināmo un atjaunojamos avotus. 2016. gadā mēs patērējām 478 TW primārās enerģijas, un šis skaits katru gadu pieaug.
Piemēram, ja jūs vēlaties apmierināt visas mūsu enerģijas vajadzības ar kukurūzas bioetanolu, kura enerģijas ražošanas blīvums ir 0,2 vati uz kvadrātmetru (viens no sliktākajiem starp biodegvielu), jums kukurūzas audzēšanai nepieciešami apmēram 2 x 1015 kvadrātmetri zemes. Diemžēl tas ir vairāk nekā četras reizes lielāks par Zemes virsmas laukumu.
Atjaunojamās enerģijas pretinieki izmanto šo piemēru, lai parādītu, ka atjaunojamās enerģijas infrastruktūra vienkārši nav iespējama. Bet tas ir pārspīlējums; enerģijas blīvums saules masīvu blokos var sasniegt 20 W / m2 vai pat vairāk, un Zemes virsma tam ir pilnīgi pietiekama. Ir arī vērts atzīmēt, ka saules paneļu ražotā enerģija ir augstas kvalitātes elektroenerģijas veidā.
Tā kā attālināšanās no fosilā kurināmā nozīmē elektrības izmantošanu kurināmā vietā, kas bieži ir efektīvāka, mēs patērētu mazāk primārās enerģijas pasaulē bez fosilā kurināmā; Fosilā kurināmā spēkstacijas nav 100% efektīvas, un dažas, pārveidojot elektrībā, zaudē līdz 70% no savas primārās enerģijas. Tomēr atjaunojamo enerģijas avotu apjomam, kas varētu aizstāt tradicionālos enerģijas avotus, būs nepieciešams daudz zemes.
Ir pilnīgi dabiski, ka daudzi cilvēki ceļu tīklus uzskata par iespēju.
Reklāmas video:
Ņemot vērā, ka zeme jau ir pārklāta ar ceļiem, kaitējums videi būs diezgan mazs. Šādas spēkstacijas necietīs no attāluma problēmām, ar kurām mēs varētu saskarties Sahārā; remontam un apkopei būs pietiekami, lai tos sasniegtu … pa ceļu. Pievienojiet gaismas diodes un marķējumus, parādīsies ceļa zīmes, gaismas un apmales. Varētu pat sapņot, ka kādu dienu automašīnas saņems enerģiju bez vadiem, vienkārši braucot pa šādiem ceļiem.
Šķiet, ka tas ir pilnīgi neiespējami. Bet nē, saules ceļiem ir liels atbalsts no valdībām un uzņēmumiem.
Ķīnā viņi nolēma slēgt 2 kilometrus saules paneļu sviestmaizē starp caurspīdīgu asfaltu un izolatoru kārtu. Un tas ir pēdējais mēģinājums kaut ko izdarīt. Aidaho bāzētais uzņēmums Solar Roadways Indiegogo attīstībai jau ir piesaistījis 2 miljonus ASV dolāru. Uzņēmuma dibinātājs Skots Bryusovs atklāja piemājas ceļa prototipa ceļu, kas varētu nodrošināt pusi no ASV enerģijas vajadzībām. Diemžēl Solar Roadways būs jāpiesaista vairāk investīciju un jāpārvar skeptiskā barjera. Deivids Biello rakstā Scientific American atzīmēja, ka "šādiem ceļiem paredzētajam stiklam jābūt rūdītam, pašattīrošam un spējīgam nodot gaismu akumulatoriem pat nelabvēlīgos laika apstākļos - šāds stikls vienkārši neeksistē".
Ķīniešu metode stikla vietā izmanto jaunu caurspīdīgu asfaltu un atrisina materiālu zinātnieku problēmu, jo tā var izturēt 10 reizes lielāku spiedienu nekā parastais asfalts. Saules ceļu būve nav vienas personas vai vienas valsts jautājums; prototipi tika izveidoti Nīderlandē - SolaRoad veloceliņš un Francijā - šķiet, ka viņi pat uzcēla pirmo saules ceļu. Šādi projekti jau vairākus gadus rada enerģiju, tāpēc ideja principā ir realizējama. Diemžēl starp “principā realizējamu” un “praktisku” pastāv milzīga plaisa.
Piemēram, cena. Tiek lēsts, ka Skots Bryusovs ir publicējis Saules ceļa ceļus, Amerikas ceļu aizstāšana ar saules ceļiem būs USD 56 triljoni, tāpēc kopfinansējums nesedz izmaksas (ja vien visi uz planētas nemaksās par Bryusov lietu). Jebkurā valdībā ir vienprātība par ieguldījumiem infrastruktūrā, taču maz ticams, ka saules ceļus finansēs netraucēti. Ķīnas saules ceļš maksā 458 USD par kvadrātmetru, savukārt Bryusov ceļš maksā 746 USD. Labāk, bet ne daudz.
Acīmredzot jebkuram reālam risinājumam mūsu enerģijas krīzē jābūt radikālam un apjomīgam. Līdzīgas drastiskas shēmas, kā pārvērst Sahāru par milzu saules paneli vai izsūkt oglekļa dioksīdu no atmosfēras, būs arī triljonu dolāru vērts.
Līdztekus izmaksām ir arī ļoti svarīgs jautājums, vai tas darbosies kā enerģijas krīzes risinājums. Ceļi ne vienmēr tika būvēti optimālajās vietās saules paneļiem, un tie, iespējams, nav ideālā leņķī saules paneļiem. Ja Sahāras saules paneļu tīrīšana no putekļiem ir problēma, tad ceļu uzturēšana vienlaikus funkcionējošā un tīrā veidā var pārvērsties tehniķa murgā. Grūti saprast, kāpēc paneļu novietošana paralēli ceļam nebūtu lētāka vai labāka.
Un paši prototipi …
Tika ziņots, ka ceļa prototips Nīderlandē darbojas "labāk nekā gaidīts," saražojot "70 kilovatstundas uz kvadrātmetru gadā". Bet 70 kWh nav daudz. Ja vēlaties uzlādēt savu automašīnu uz šāda ceļa, 1 kvadrātmetrs gadā jūsu Teslā piešķirs 500 kilometrus; tomēr vidējā automašīna gadā nobrauc 15 000 kilometru, tāpēc šie 500 kilometri būs piliens okeānā.
Kā ir ar enerģijas blīvuma problēmu? Palielinot holandiešu prototipu, blīvums būs 8 vati uz kvadrātmetru. Ja saules ceļiem iztērējat 56 triljonus, jūs pārklājat apmēram 7,5 x 1010 kvadrātmetrus ar paneļiem un saņemat 600 GW elektroenerģijas. Nav slikti - apmēram tikpat daudz enerģijas dienā patērē Amerikas Savienotās Valstis. Bet par 56 triljoniem varētu domāt par kaut ko labāku.
Centieni būvēt saules ceļu Ķīnā ir simboliski savā veidā. Valsts meklē inovatīvus enerģijas risinājumus. Kas zina, varbūt kādu dienu saules ceļi kļūs lēti un pietiekami efektīvi, lai kļūtu par realitāti. Sliktākajā gadījumā šis projekts novērsīs uzmanību no labāku risinājumu meklēšanas. Labākajā gadījumā ceļš saņems vēl vienu tikšanos.
Iļja Khel