Kai kuriais skaičiavimais, apie 0,2–0,5 proc. Pasaulio sausumos paviršiaus yra padengta keliais. Ir šis santykis iki 2050 m. Turėtų padidėti 60%. Keliams yra skirta nepaprastai daug vietos, ir iš tikrųjų jie dažniausiai naudojami tik transportui. O kas, jei priversite juos generuoti energiją? Kinija tiesia vieną pirmųjų pasaulyje saulės trasų. Ar greitkeliai, iškloti saulės spinduliais, gali būti ateities elektrinės?
Vienas iškastinio kuro pranašumų, palyginti su atsinaujinančiais energijos šaltiniais, yra energijos tankis. Priežastis gana paprasta: iškastinis kuras yra atsinaujinanti energija, kaupiama per milijonus metų. Nafta, anglis, gamtinės dujos - tai visos energijos atsargos, kurios buvo sukurtos iš augalų (ir gyvūnų, kurie valgė šiuos augalus) ir tūkstančius metų kaupė saulės energiją fotosintezės būdu. Pasirodo, kad iškastinis kuras sunaudoja daugiau energijos, nei naudojant saulės energiją realiu laiku.
- „Salik.biz“
Paprasčiau tariant: Iškastiniam kurui energijai gaminti reikia daug mažiau žemės nei saulės baterijoms.
Viena didžiausių atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimo kliūčių yra fizinė erdvė, reikalinga šiems šaltiniams aptarnauti. Dėl nuolat didėjančios energijos sąnaudos visa tai kelia problemų. Pirminę energiją - bendrą energijos kiekį, kurį žmonės sunaudoja iš visų šaltinių - sudaro iškastinis kuras ir atsinaujinantys šaltiniai. 2016 m. Sunaudojome 478 TW pirminės energijos, ir šis skaičius kasmet auga.
Pvz., Jei norite patenkinti visus mūsų energijos poreikius su kukurūzų bioetanoliu, kurio energijos gamybos tankis yra 0,2 vatai kvadratiniame metre (vienas blogiausių tarp biokuro), kukurūzams auginti reikia maždaug 2 x 1015 kvadratinių metrų žemės. Deja, tai yra daugiau nei keturis kartus didesnis nei Žemės paviršiaus plotas.
Atsinaujinančios energijos priešininkai naudojasi šiuo pavyzdžiu norėdami parodyti, kad atsinaujinančios energijos infrastruktūra tiesiog neįmanoma. Bet tai perdėta; saulės tankų masyvų energijos tankis gali siekti 20 W / m2 ar net daugiau, o Žemės paviršiaus tam visiškai pakanka. Taip pat verta paminėti, kad saulės baterijų gaminama energija yra aukštos kokybės elektra.
Kadangi atsitraukimas nuo iškastinio kuro reiškia elektros energijos naudojimą, o ne deginimą, kuris dažnai yra efektyvesnis, pasaulyje be iškastinio kuro suvartotume mažiau pirminės energijos; Iškastinio kuro jėgainės nėra 100% veiksmingos, o kai kurios praranda iki 70% savo pirminės energijos, kai virsta elektra. Tačiau norint atsinaujinančių šaltinių, galinčių pakeisti tradicinius energijos šaltinius, reikės daug žemės.
Natūralu, kad daugelis žmonių kelių tinklus laiko pasirinkimo galimybe.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Atsižvelgiant į tai, kad žemė jau yra uždengta keliais, žala aplinkai bus gana nedidelė. Tokios elektrinės nepatirs atokumo problemų, su kuriomis galime susidurti Sacharoje; remontui ir techninei priežiūrai pakaks juos pasiekti … keliais. Pridėkite šviesos diodus ir ženklinimą, pasirodys kelio ženklai, žibintai ir apvadai. Galima net svajoti, kad vieną dieną automobiliai energiją gaus belaidžiu būdu, tiesiog važiuodami tokiais keliais.
Atrodytų, kad tai visiškai neįmanoma. Bet ne, saulės keliai labai remia vyriausybes ir įmones.
Kinijoje jie nusprendė sumušti 2 kilometrus saulės plokščių tarp permatomo asfalto ir izoliatoriaus sluoksnio. Ir tai yra paskutinis bandymas ką nors padaryti. Aidaho įsikūrusi įmonė „Solar Roadways“jau surinko 2 milijonus dolerių Indiegogo plėtrai. Scottas Bryusovas, kompanijos įkūrėjas, atidengė galinio namo kelio prototipą, kuris galėtų patenkinti pusę JAV energijos poreikio. Deja, „Solar Roadways“turės pritraukti daugiau investicijų ir įveikti skeptišką barjerą. Davidas Biello straipsnyje „Scientific American“pažymėjo, kad „tokių kelių stiklas turi būti grūdintas, savaime išsivalantis ir galintis perduoti šviesą akumuliatoriams net ir siaubingomis oro sąlygomis - tokio stiklo paprasčiausiai nėra“.
Kinų metodas vietoj stiklo naudoja naują skaidrų asfaltą ir išsprendžia medžiagų mokslininkų problemą, nes jis gali atlaikyti 10 kartų didesnį slėgį nei įprastas asfaltas. Saulės kelių tiesimas nėra vieno žmogaus ar vienos šalies reikalas; prototipai buvo sukurti Nyderlanduose - „SolaRoad“dviračių taku, o Prancūzijoje - panašu, kad jie net nutiesė pirmąjį saulės kelią. Tokie projektai jau keletą metų generuoja energiją, todėl idėja iš esmės yra įgyvendinama. Deja, tarp „iš principo realizuojamo“ir „praktiško“yra didžiulis atotrūkis.
Pavyzdžiui, kaina. Yra apskaičiuota Scotto Bryusovo knyga „Solar Roadways“, Amerikos kelių pakeitimas saulės keliais kainuos 56 trilijonus JAV dolerių, taigi, bendras finansavimas nepadengs išlaidų (nebent visi planetos gyventojai sumokėtų už Bryusovo bylą). Bet kurioje vyriausybėje sutariama dėl investicijų į infrastruktūrą, tačiau vargu ar saulės energijos keliai bus finansuojami netrukdomai. Kinijos saulės kelias kainuoja 458 USD už kvadratinį metrą, o Bryusovo kelias kainuoja 746 USD. Geriau, bet ne daug.
Akivaizdu, kad bet koks tikras mūsų energetinės krizės sprendimas turi būti radikalus ir masinis. Panašios drastiškos schemos, kaip Sacharą paversti milžiniška saulės baterija ar išsiurbti anglies dioksidą iš atmosferos, taip pat bus vertos trilijonų dolerių.
Be išlaidų, taip pat labai svarbus klausimas, ar tai padės išspręsti energetikos krizę. Keliai ne visada buvo statomi tinkamiausiose saulės kolektorių vietose, ir jie gali būti ne idealiu saulės kolektorių kampu. Jei saulės baterijų Sacharoje valymas nuo dulkių yra problema, tada kelių funkcionavimas ir švarumas tuo pačiu metu gali virsti techniko košmaru. Sunku suprasti, kodėl plokštės, esančios lygiagrečiai keliui, nebūtų pigesnės ar geresnės.
Ir patys prototipai …
Buvo pranešta, kad kelio prototipas Nyderlanduose veikia „geriau nei tikėtasi“, sukurdamas „70 kilovatvalandžių kvadratiniam metrui per metus“. Bet 70 kWh nėra daug. Jei norite įkrauti savo automobilį tokiu keliu, 1 kvadratinis metras per metus „Tesla“nuvažiuos 500 kilometrų; tačiau vidutinis automobilis per metus nuvažiuoja 15 000 kilometrų, taigi tie 500 kilometrų bus lašas vandenyne.
O energijos tankio problema? Padidinus Olandijos prototipą, tankis bus 8 vatai kvadratiniame metre. Jei saulės keliuose išleisite 56 trilijonus, plokštėmis padengsite apie 7,5 x 1010 kvadratinių metrų ir gausite 600 GW elektros energijos. Neblogai - maždaug tiek pat energijos, kurią sunaudoja JAV per dieną. Bet už 56 trilijonus galima būtų pagalvoti apie ką nors geresnio.
Siekis nutiesti saulės kelią Kinijoje yra savaip simboliškas. Šalis ieško novatoriškų energetikos sprendimų. Kas žino, gal vieną dieną saulės keliai taps pigūs ir pakankamai efektyvūs, kad taptų realybe. Blogiausiu atveju šis projektas atitrauks mus, ieškant geresnių sprendimų. Geriausiu atveju kelias gaus dar vieną paskyrimą.
Ilja Khel