Joidenkin arvioiden mukaan teillä on peitetty noin 0,2–0,5 prosenttia maailman pinta-alasta. Ja tämän suhteen pitäisi nousta 60 prosentilla vuoteen 2050 mennessä. Teille on varattu hämmästyttävän paljon tilaa, ja itse asiassa niitä käytetään enimmäkseen vain liikenteeseen. Entä jos pakotat ne tuottamaan energiaa? Kiina rakentaa yhtä maailman ensimmäisistä aurinkoteistä. Voisiko aurinkojen reunustamat moottoritiet olla tulevaisuuden voimalaitoksia?
Yksi fossiilisten polttoaineiden eduista uusiutuviin energialähteisiin nähden on energian tiheys. Syy on melko yksinkertainen: fossiiliset polttoaineet ovat uusiutuvaa energiaa, joka kertyy miljoonien vuosien aikana. Öljy, hiili, maakaasu - nämä kaikki ovat energiavarantoja, jotka syntyivät kasveista (ja eläimistä, jotka söivät näitä kasveja) ja keräävät aurinkoenergiaa tuhansien vuosien ajan fotosynteesin kautta. Osoittautuu, että fossiiliset polttoaineet ovat energiavaltaisempia kuin aurinkoenergian käyttö reaaliajassa.
Yksinkertaisesti sanottuna: Fossiiliset polttoaineet vaativat paljon vähemmän maata energian tuottamiseksi kuin aurinkopaneelit.
Yksi suurimmista esteistä uusiutuvien energialähteiden käytölle on näiden lähteiden huoltoon tarvittava fyysinen tila. Ja jatkuvasti kasvava energiankulutuksemme tekee siitä kaiken ongelman. Primaarienergia - ihmisten kuluttama energian kokonaismäärä kaikista lähteistä - sisältää fossiiliset polttoaineet ja uusiutuvat lähteet. Kulutimme vuonna 2016 478 TW primäärienergiaa, ja tämä määrä kasvaa vuosittain.
Esimerkiksi, jos haluat täyttää kaikki energiatarpeemme maissin bioetanolilla, jonka energiantuotantotiheys on 0,2 wattia neliömetriltä (yksi huonoimmista biopolttoaineiden joukossa), tarvitset noin 2 x 1015 neliömetriä maata viljelläkseen maissia. Valitettavasti tämä on yli neljä kertaa maapallon pinta-ala.
Uusiutuvan energian vastustajat käyttävät tätä esimerkkiä osoittaakseen, että uusiutuvan energian infrastruktuuri ei yksinkertaisesti ole mahdollista. Mutta tämä on liioittelua; aurinkopaneelijärjestelmien energiatiheys voi nousta 20 W / m2: iin tai jopa enemmän, ja maan pinta on aivan tarpeeksi tähän. On myös syytä huomata, että aurinkopaneelien tuottama energia on korkealaatuista sähköä.
Koska siirtyminen fossiilisista polttoaineista tarkoittaa sähkön käyttämistä polttoaineen polttamisen sijasta, mikä on usein tehokkaampaa, kuluttaisimme vähemmän primaarienergiaa maailmassa ilman fossiilisia polttoaineita; Fossiilisten polttoaineiden voimalaitokset eivät ole sataprosenttisesti tehokkaita, ja jotkut menettävät jopa 70% primäärienergioistaan, kun ne muunnetaan sähköksi. Uusiutuvien energialähteiden laajuus, jotka voisivat korvata perinteiset energialähteet, vaatii kuitenkin paljon maata.
On luonnollista, että monet ihmiset pitävät tieverkkoja vaihtoehtona.
Mainosvideo:
Ottaen huomioon, että maa on jo katettu teillä, ympäristövahinko on melko pieni. Tällaiset voimalaitokset eivät kärsi syrjäisistä ongelmista, joita saatamme kohdata Saharassa; Korjausta ja huoltoa varten riittää, että pääset heille … maanteitse. Lisää LED-valot ja merkinnät, liikennemerkit, valot ja reunat ilmestyvät. Voisi jopa uneksia, että jonain päivänä autot saavat energiaa langattomasti yksinkertaisesti matkustamalla sellaisilla teillä.
Vaikuttaa siltä, että tämä on täysin mahdotonta. Mutta ei, aurinkoteillä on paljon tukea hallituksilta ja yrityksiltä.
Kiinassa he päättivät sulkea 2 km aurinkopaneeleja voileivään läpinäkyvän asfaltin ja eristekerroksen väliin. Ja tämä on viimeinen yritys tehdä jotain. Idaho-pohjainen start-up-yritys Solar Roadways on kerännyt jo 2 miljoonaa dollaria kehitykseen Indiegogossa. Yrityksen perustaja Scott Bryusov paljasti takapihan prototyyppitien, joka voisi kattaa puolet Yhdysvaltojen energiantarpeista. Valitettavasti Solar Roadwaysin on houkutettava lisää investointeja ja ylitettävä skeptinen este. David Biello totesi Science Americanin artikkelissa, että "tällaisten teiden lasien on oltava karkaistuja, itsepuhdistuvia ja kykeneviä siirtämään valoa akkuihin jopa vaikeissa sääolosuhteissa - sellaista lasia ei yksinkertaisesti ole".
Kiinalainen menetelmä käyttää lasin sijasta uutta läpinäkyvää asfalttia ja ratkaisee materiaalitieteilijöiden ongelman, koska se kestää kymmenen kertaa enemmän paineita kuin perinteinen asfaltti. Aurinkoteiden rakentaminen ei ole yhden tai yhden maan asia; prototyypit luotiin Hollannissa - SolaRoad-pyörätiellä ja Ranskassa - näyttää siltä, että ne olisivat jopa rakentaneet ensimmäisen aurinkotien. Tällaiset projektit ovat tuottaneet energiaa jo useita vuosia, joten idea on periaatteessa toteutettavissa. Valitettavasti "periaatteessa toteutettavissa" ja "käytännöllisissä" on valtava kuilu.
Esimerkiksi hinta. Scott Bryusovin Solar Roadways -yrityksestä on arvioitu, että amerikkalaisten teiden korvaamisesta aurinkoteillä tulee olemaan 56 triljoonaa dollaria, joten joukkorahoitus ei kata kustannuksia (ellei kaikki maapallon maat maksa Bryusov-tapauksesta). Jokaisessa hallituksessa on yksimielisyys infrastruktuuri-investoinneista, mutta aurinkoteitä ei todennäköisesti rahoiteta esteettömästi. Kiinan aurinkotie maksaa 458 dollaria neliömetriltä, kun taas Bryusov-tie maksaa 746 dollaria. Parempi, mutta ei paljon.
Kaikkien todellisten ratkaisujen energiakriisiin on tietenkin oltava radikaalia ja massiivisia. Samankaltaiset dramaattiset suunnitelmat Saharan muuttamiseksi jättiläismäiseksi aurinkopaneeliksi tai hiilidioksidin imemiseksi ilmakehästä ovat myös triljoonien dollarien arvoisia.
Kustannusten lisäksi on myös erittäin tärkeä kysymys siitä, toimiiko tämä ratkaisuna energiakriisiin. Teitä ei aina rakennettu optimaalisiin kohteisiin aurinkopaneeleille, ja ne eivät välttämättä ole ihanteellisessa kulmassa aurinkopaneeleihin. Jos Saharan aurinkopaneelien puhdistaminen pölystä on ongelma, teiden pitäminen toiminnassa ja puhtaina samanaikaisesti voi muuttua teknikon painajaiseksi. On vaikea ymmärtää, miksi paneelien sijoittaminen tien suuntaan ei olisi halvempaa tai parempi.
Ja prototyypit itse …
Prototyyppisen tien Alankomaissa ilmoitettiin toimivan "odotettua paremmin" tuottaen "70 kilowattituntia neliömetriä kohti vuodessa". Mutta 70 kWh ei ole paljon. Jos haluat ladata autosi tällaisella tiellä, 1 neliömetri antaa sinulle 500 kilometriä vuodessa Teslassa. keskimääräinen auto kulkee kuitenkin 15 000 km vuodessa, joten nämä 500 km ovat tippa meressä.
Entä energiatiheysongelma? Hollannin prototyypin suurentaminen johtaa 8 watin tiheyteen neliömetriä kohti. Jos käytät 56 biljoonaa aurinkoteillä, peität noin 7,5 x 1010 neliömetriä paneeleilla ja saat 600 GW sähköä. Ei paha - suunnilleen sama määrä energiaa kuluttaa Yhdysvalloissa päivässä. Mutta 56 biljoonaa kohti voisi ajatella jotain parempaa.
Pyrkimys rakentaa aurinkotie Kiinaan on omalla tavallaan symbolinen. Maa etsii innovatiivisia energiaratkaisuja. Kuka tietää, ehkä aurinkoteistä tulee yhtenä päivänä tarpeeksi halpoja ja tehokkaita tullakseen todellisuudeksi. Pahimmassa tapauksessa tämä projekti vie meidät etsimään parempia ratkaisuja. Parhaimmillaan tie saa uuden tapaamisen.
Ilja Khel