Podľa niektorých odhadov je asi 0,2 - 0,5% svetovej zemskej plochy pokryté cestami. A tento pomer by sa mal do roku 2050 zvýšiť o 60%. Na cesty je úžasné množstvo priestoru a v skutočnosti sa väčšinou využívajú iba na dopravu. Čo ak ich prinútite, aby vyrábali energiu? Čína stavia jednu z prvých slnečných tratí na svete. Mohli by byť diaľnicami so slnečným žiarením elektrárne budúcnosti?
Jednou z výhod fosílnych palív oproti obnoviteľným zdrojom energie je hustota energie. Dôvod je pomerne jednoduchý: fosílne palivá sú obnoviteľné zdroje energie, ktoré sa akumulujú po milióny rokov. Ropa, uhlie, zemný plyn - to sú všetky energetické rezervy, ktoré boli vytvorené z rastlín (a zo zvierat, ktoré jedli tieto rastliny) a akumulovali slnečnú energiu po tisíce rokov prostredníctvom fotosyntézy. Ukazuje sa, že fosílne palivá sú energeticky náročnejšie ako využívanie slnečnej energie v reálnom čase.
Jednoducho povedané: Fosílne palivá vyžadujú na výrobu energie oveľa menej pôdy ako solárne panely.
Jednou z najväčších prekážok pri využívaní obnoviteľných zdrojov energie je fyzický priestor potrebný na údržbu týchto zdrojov. A naša stále sa zvyšujúca spotreba energie z toho robí problém. Primárna energia - celkové množstvo energie spotrebovanej ľuďmi zo všetkých zdrojov - zahŕňa fosílne palivá a obnoviteľné zdroje. V roku 2016 sme spotrebovali 478 TW primárnej energie a toto číslo každým rokom rastie.
Napríklad, ak chcete splniť všetky naše energetické potreby s kukuričným bioetanolom, ktorý má hustotu výroby energie 0,2 wattu na meter štvorcový (jeden z najhorších medzi biopalivami), potrebujete na pestovanie kukurice asi 2 x 1015 m2. Toto je, žiaľ, viac ako štvornásobok zemského povrchu.
Odporcovia energie z obnoviteľných zdrojov používajú tento príklad na preukázanie toho, že infraštruktúra pre energiu z obnoviteľných zdrojov jednoducho nie je možná. Ale toto je prehnané; Hustota energie pre polia solárnych sústav môže dosiahnuť 20 W / m2 alebo viac a na to je dostatočný zemský povrch. Za zmienku tiež stojí, že energia vyrábaná solárnymi panelmi má formu vysokokvalitnej elektriny.
Keďže odklon od fosílnych palív znamená používanie elektriny namiesto spaľovania paliva, čo je často efektívnejšie, spotrebovali by sme vo svete bez fosílnych palív menej primárnej energie; Elektrárne na fosílne palivá nie sú na 100% efektívne a niektoré premieňajú na elektrinu až 70% svojej primárnej energie. Rozsah obnoviteľných zdrojov, ktoré by mohli nahradiť tradičné zdroje energie, si však bude vyžadovať veľa pôdy.
Je len prirodzené, že veľa ľudí považuje cestnú sieť za alternatívu.
Propagačné video:
Vzhľadom na to, že pôda je už pokrytá cestami, škody na životnom prostredí budú dosť nízke. Takéto elektrárne nebudú trpieť problémami s odľahlosťou, s ktorými by sme sa mohli v Sahare stretnúť; na opravu a údržbu bude stačiť ich dosiahnuť … po ceste. Pridajú sa LED a značky, objavia sa dopravné značky, svetlá a hranice. Dalo by sa dokonca snívať, že jedného dňa budú autá bezdrôtovo prijímať energiu, jednoducho cestovaním po takýchto cestách.
Zdá sa, že je to úplne nemožné. Ale nie, solárne cesty majú veľkú podporu od vlád a spoločností.
V Číne sa rozhodli vložiť 2 kilometre solárnych panelov do sendviča medzi priehľadný asfalt a vrstvu izolátorov. A to je úplne posledný pokus niečo urobiť. Spoločnosť Solar Roadways, startup so sídlom v Idahu, už získala milión dolárov na vývoj v službe Indiegogo. Scott Bryusov, zakladateľ spoločnosti, odhalil dvornú prototypovú cestu, ktorá by mohla pokryť polovicu energetických potrieb USA. Solárne cesty budú musieť, bohužiaľ, prilákať viac investícií a prekonať skeptickú bariéru. David Biello v článku Scientific American uviedol, že „sklo na takýchto cestách musí byť temperované, samočistiteľné a schopné prenášať svetlo do batérií aj za nepriaznivých poveternostných podmienok - takéto sklo jednoducho neexistuje“.
Čínska metóda používa namiesto skla nový priehľadný asfalt a rieši problém vedcov v oblasti materiálov, pretože vydrží desaťkrát väčší tlak ako konvenčný asfalt. Budovanie solárnych ciest nie je záležitosťou jednej osoby alebo jednej krajiny; Prototypy boli vytvorené v Holandsku - cyklotrasa SolaRoad a vo Francúzsku - zdá sa, že dokonca postavili prvú slnečnú cestu. Takéto projekty už vyrábajú energiu už niekoľko rokov, takže táto myšlienka je v zásade uskutočniteľná. Bohužiaľ, medzi „v zásade uskutočniteľnými“a „praktickými“existuje veľká priepasť.
Napríklad cena. Odhaduje sa, že solárne cesty spoločnosti Scott Bryusov budú náklady na výmenu amerických ciest za slnečné cesty predstavovať 56 biliónov dolárov, takže náklady nebudú pokrývať žiadne crowdfunding (pokiaľ každý na planéte neplatí prípad Bryusov). V každej vláde existuje konsenzus v otázke investícií do infraštruktúry, je však nepravdepodobné, že solárne cesty budú financované neobmedzene. Čínska solárna cesta stojí 458 dolárov za meter štvorcový, zatiaľ čo cesta Bryusov stojí 746 dolárov. Lepšie, ale nie veľa.
Akékoľvek skutočné riešenie našej energetickej krízy musí byť samozrejme radikálne a masívne. Podobné drastické schémy premeny Sahary na obrovský solárny panel alebo vysávanie oxidu uhličitého z atmosféry budú tiež stáť bilióny dolárov.
Spolu s nákladmi však existuje aj veľmi dôležitá otázka, či to bude fungovať ako riešenie energetickej krízy. Cesty neboli vždy postavené na optimálnych miestach pre solárne panely a nemusia byť v ideálnom uhle pre solárne panely. Ak je čistenie solárnych panelov na Sahare od prachu problémom, udržanie fungovania a čistoty ciest v rovnakom čase sa môže zmeniť na nočnú moru technika. Je ťažké pochopiť, prečo by umiestnenie panelov rovnobežných s cestou nebolo lacnejšie alebo lepšie.
A samotné prototypy …
Prototyp prototypu cesty v Holandsku vykazoval „lepší výkon, ako sa očakávalo, generovanie“70 kilowatthodín na meter štvorcový za rok. “Ale 70 kWh nie je veľa. Ak chcete na svojej ceste dobíjať svoje auto, 1 meter štvorcový vám dá v Tesle 500 kilometrov ročne; priemerný automobil však prejde 15 000 kilometrov ročne, takže týchto 500 kilometrov bude poklesom v oceáne.
A čo problém s hustotou energie? Výsledkom rozšírenia holandského prototypu bude hustota 8 wattov na meter štvorcový. Ak na solárne cesty míňate 56 biliónov, pokrývate panelmi približne 7,5 x 1010 metrov štvorcových a získavate 600 GW elektrickej energie. Nie je to zlé - približne rovnaké množstvo energie, ktorú Spojené štáty denne spotrebujú. Ale za 56 biliónov by sa dalo uvažovať o niečom lepšom.
Cesta k vybudovaniu solárnej cesty v Číne je svojím spôsobom symbolická. Krajina hľadá inovatívne energetické riešenia. Kto vie, možno jedného dňa sa solárne cesty stanú lacnými a dostatočne účinnými na to, aby sa stali realitou. V najhoršom prípade nás tento projekt odvedie od hľadania lepších riešení. Na najlepšej ceste dostane cesta ďalšiu schôdzku.
Ilja Khel