Mõnede hinnangute kohaselt on teedega kaetud umbes 0,2–0,5 protsenti kogu maailma maapinnast. Ja see suhe peaks 2050. aastaks tõusma 60%. Teede jaoks on reserveeritud hämmastavalt palju ruumi ja tegelikult kasutatakse neid enamasti ainult transpordiks. Mis saab, kui paned nad energiat tootma? Hiina ehitab ühte maailma esimestest päikeseradadest. Kas päikesekoorega kiirteed võiksid olla tuleviku elektrijaamad?
Fossiilsete kütuste üheks eeliseks taastuvate energiaallikate ees on energiatihedus. Põhjus on üsna lihtne: fossiilkütused on taastuvenergia, mida koguneb miljonite aastate jooksul. Nafta, kivisüsi, maagaas - need on kõik energiavarud, mis loodi taimedest (ja loomadest, kes neid taimi sõid) ja kogusid päikeseenergiat tuhandeid aastaid fotosünteesi teel. Selgub, et fossiilkütused on energiamahukamad kui päikeseenergia kasutamine reaalajas.
Lihtsamalt öeldes: fossiilkütused vajavad energia saamiseks palju vähem maad kui päikesepaneelid.
Üks suurimaid takistusi taastuvate energiaallikate kasutamisel on nende allikate teenindamiseks vajalik füüsiline ruum. Ja meie üha suurenev energiatarbimine muudab selle kõik probleemiks. Primaarenergia - inimeste poolt kõigist allikatest tarbitav energiakogus - hõlmab fossiilkütuseid ja taastuvaid energiaallikaid. 2016. aastal tarbisime 478 TW primaarenergiat ja see arv kasvab igal aastal.
Näiteks kui soovite täita kogu meie energiavajaduse maisi bioetanooliga, mille energiatootmise tihedus on 0,2 vatti ruutmeetri kohta (üks halvimaid biokütuste hulgas), vajate maisi kasvatamiseks umbes 2 x 1015 ruutmeetrit maad. Kahjuks on see Maa pindalast rohkem kui neli korda suurem.
Taastuvenergia vastased kasutavad seda näidet, et näidata, et taastuvenergia infrastruktuur pole lihtsalt võimalik. Kuid see on liialdus; Päikese massiivi massiivide energiatihedus võib ulatuda 20 W / m2 või isegi rohkem ning Maa pind on selleks täiesti piisav. Samuti väärib märkimist, et päikesepaneelide toodetav energia on kvaliteetse elektrienergia kujul.
Kuna fossiilkütustest eemaldumine tähendab sageli tõhusama kütuse põletamise asemel elektrienergia kasutamist, siis tarbiksime fossiilsete kütusteta maailmas vähem primaarenergiat; Fossiilkütusel töötavad elektrijaamad ei ole 100% tõhusad ja mõned kaotavad elektrienergiaks muundamisel kuni 70% oma primaarenergiast. Taastuvate energiaallikate ulatus, mis võiksid asendada traditsioonilisi energiaallikaid, nõuab aga palju maad.
On täiesti loomulik, et paljud inimesed peavad teedevõrku üheks võimaluseks.
Reklaamvideo:
Arvestades, et maa on juba maanteedega kaetud, on keskkonnakahjustus üsna väike. Sellised elektrijaamad ei kannata kaugusprobleemide ees, millega võime Saharas kokku puutuda; remondiks ja hoolduseks piisab nendeni jõudmisest … maanteel. Lisage LED-id ja märgistused, ilmuvad liiklusmärgid, tuled ja piirid. Võib isegi unistada, et ühel päeval saavad autod energiat juhtmevabalt, lihtsalt mööda selliseid teid sõites.
Näib, et see on täiesti võimatu. Kuid ei, päikeseenergia teedel on valitsuste ja ettevõtete poolt palju tuge.
Hiinas otsustasid nad ümbritseda 2 kilomeetrit päikesepaneele võileivale läbipaistva asfaldi ja isolaatorikihi vahele. Ja see on viimane katse midagi ära teha. Idahoos asuv start-up Solar Roadways on Indiegogo arendustegevuseks juba kogunud 2 miljonit dollarit. Ettevõtte asutaja Scott Bryusov avalikustas tagaaias asuva prototüübitee, mis suudaks katta poole USA energiavajadusest. Kahjuks peab Solar Roadways rohkem investeeringuid meelitama ja skeptilisest tõkkest üle saama. David Biello märkis ajakirjas Scientific American ilmunud artiklis, et "selliste teede klaas peab olema karastatud, isepuhastuv ja suuteline valgust patareidesse edastama isegi halbades ilmastikutingimustes - sellist klaasi lihtsalt pole."
Hiina meetod kasutab klaasi asemel uut läbipaistvat asfalti ja lahendab materjaliteadlaste probleemi, kuna see talub 10 korda suuremat survet kui tavaline asfalt. Päikeseteede ehitamine pole ühe inimese ega ühe riigi asi; prototüübid loodi Hollandis - SolaRoadi rattatee ja Prantsusmaal - tundub, nagu ehitaksid nad isegi esimese päikesepiste. Sellised projektid on energiat juba mitu aastat tootnud, nii et idee on põhimõtteliselt teostatav. Kahjuks on põhimõtteliselt teostatava ja praktilise vahel tohutu lõhe.
Näiteks hind. Hinnanguliselt on Scott Bryusov Solar Roadways, Ameerika teede asendamine päikeseenergiaga maksab 56 triljonit dollarit, seega ei kata ühisrahastamine kulusid (kui kõik planeedi elanikud ei maksa Bryusovi juhtumi eest). Igas valitsuses ollakse üksmeelel infrastruktuuriinvesteeringute osas, kuid päikesepisteid ei rahastata tõenäoliselt takistusteta. Hiina päikesepiste maksab 458 dollarit ruutmeetri kohta, Bryusovi tee aga 746 dollarit. Parem, aga mitte palju.
Ilmselt peab iga meie energiakriisi reaalne lahendus olema radikaalne ja massiline. Sarnased drastilised skeemid Sahara muutmiseks hiiglaslikuks päikesepaneeliks või atmosfääri süsihappegaasi imemiseks on samuti triljonite dollarite väärt.
Kuid lisaks kuludele on ka väga oluline küsimus, kas see toimib lahendusena energiakriisile. Teed ei olnud alati päikesepaneelide jaoks optimaalsetes kohtades ehitatud ja päikesepaneelide jaoks ei pruugi need olla ideaalse nurga all. Kui Saharas päikesepaneelide tolmust puhastamine on probleem, võib teede toimimise ja puhtuse hoidmine samal ajal muutuda tehnikute õudusunenäoks. Raske on aru saada, miks paneelide paigutamine maanteele ei oleks odavam ega parem.
Ja prototüübid ise …
Teatati, et Hollandis asuv prototüüp toimib "oodatust paremini", tehes "70 kilovatt-tundi ruutmeetri kohta aastas". Kuid 70 kWh pole palju. Kui soovite oma autot sellisel teel laadida, annab 1 ruutmeeter teile Teslas aastas 500 kilomeetrit; keskmine auto sõidab aga aastas 15 000 kilomeetrit, nii et need 500 kilomeetrit on tilk ookeanis.
Aga energiatiheduse probleem? Hollandi prototüübi suurendamine annab tiheduseks 8 vatti ruutmeetri kohta. Kui kulutate päikesetranspordi teedele 56 triljonit eurot, katate paneelidega umbes 7,5 x 1010 ruutmeetrit ja saate 600 GW elektrit. Pole paha - umbes sama palju energiat tarbivad Ameerika Ühendriigid päevas. Kuid 56 triljoni jaoks võiks mõelda midagi paremat.
Hiinas päikeseenergia tee ehitamine on omal moel sümboolne. Riik otsib innovaatilisi energialahendusi. Kes teab, võib-olla muutuvad päikesepisteed ühel päeval reaalsuseks saamiseks piisavalt odavaks ja tõhusaks. Halvimal juhul tõmbab see projekt tähelepanu kõrvale paremate lahenduste otsimisest. Parimal juhul saab tee uue kohtumise.
Ilja Khel
