Podle některých odhadů je asi 0,2–0,5 procent světové zemské plochy pokryto silnicemi. A tento poměr by se měl do roku 2050 zvýšit o 60%. Pro silnice je vyhrazeno úžasné množství prostoru a ve skutečnosti se většinou používají pouze pro dopravu. Co když je donutíte, aby vytvářeli energii? Čína staví jednu z prvních slunečních kolejí na světě. Mohly by být dálnice lemované solárními elektrárnami budoucnosti?
Jednou z výhod fosilních paliv oproti obnovitelným zdrojům energie je hustota energie. Důvod je poměrně jednoduchý: fosilní paliva jsou obnovitelná energie, která se hromadí po miliony let. Ropa, uhlí, zemní plyn - to jsou všechny energetické rezervy, které byly vytvořeny z rostlin (a zvířat, která tyto rostliny jedly) a akumulovaly sluneční energii po tisíce let prostřednictvím fotosyntézy. Ukazuje se, že fosilní paliva jsou energeticky náročnější než využití sluneční energie v reálném čase.
Jednoduše řečeno: Fosilní paliva vyžadují mnohem méně půdy k výrobě energie než solární panely.
Jednou z největších překážek při využívání obnovitelných zdrojů energie je fyzický prostor potřebný pro údržbu těchto zdrojů. A naše stále rostoucí spotřeba energie z toho dělá problém. Primární energie - celkové množství energie spotřebované lidmi ze všech zdrojů - zahrnuje fosilní paliva a obnovitelné zdroje. V roce 2016 jsme spotřebovali 478 TW primární energie a toto číslo každým rokem roste.
Například, pokud chcete splnit všechny naše energetické potřeby s kukuřičným bioethanolem, který má hustotu produkce energie 0,2 wattu na metr čtvereční (jeden z nejhorších mezi biopalivy), potřebujete k pěstování kukuřice asi 2 x 1015 metrů čtverečních. Bohužel je to více než čtyřnásobek zemského povrchu.
Odpůrci obnovitelné energie používají tento příklad, aby ukázali, že infrastruktura obnovitelné energie prostě není možná. Ale to je přehnané; hustota energie pro pole solárního pole může dosáhnout 20 W / m2 nebo více, a zemský povrch je toho dostačující. Rovněž stojí za zmínku, že energie vyráběná solárními panely je ve formě vysoce kvalitní elektřiny.
Protože odklon od fosilních paliv znamená použití elektřiny místo spalování paliva, což je často účinnější, spotřebováváme méně energie ve světě bez fosilních paliv; Elektrárny na fosilní paliva nejsou 100% účinné a některé z nich při přeměně na elektřinu ztratí až 70% své primární energie. Rozsah obnovitelných zdrojů, který by mohl nahradit tradiční zdroje energie, však bude vyžadovat hodně půdy.
Je přirozené, že mnoho lidí považuje silniční sítě za jednu z možností.
Propagační video:
Vzhledem k tomu, že země je již pokryta silnicemi, bude poškození životního prostředí poměrně nízké. Takové elektrárny nebudou trpět problémy s odlehlostí, se kterými bychom se mohli v Sahare setkat; pro opravy a údržbu bude stačit k nim dostat … po silnici. Přidejte LED a značení, objeví se dopravní značky, světla a ohraničení. Dalo by se dokonce snít, že jednoho dne budou auta bezdrátově přijímat energii, jednoduše cestováním po takových silnicích.
Zdálo by se, že je to úplně nemožné. Ale ne, solární silnice mají hodně podpory od vlád a společností.
V Číně se rozhodli uzavřít 2 kilometry solárních panelů do sendviče mezi průhledným asfaltem a vrstvou izolátorů. A to je úplně poslední pokus něco udělat. Solar Roadways, spuštění založené na Idaho, již získalo 2 miliony dolarů na vývoj na Indii. Scott Bryusov, zakladatel společnosti, odhalil dvorní prototypovou silnici, která by mohla zásobovat polovinu energetických potřeb USA. Solar Roadways bude muset bohužel přilákat více investic a překonat skeptickou bariéru. David Biello v článku Scientific American uvedl, že „sklo pro takové silnice musí být temperované, samočistící a schopné přenášet světlo do baterií i za nepříznivých povětrnostních podmínek - takové sklo prostě neexistuje“.
Čínská metoda používá místo skla nový průhledný asfalt a řeší problém vědců z materiálů, protože vydrží 10krát větší tlak než konvenční asfalt. Budování solárních silnic není záležitostí jedné osoby ani jedné země; prototypy byly vytvořeny v Nizozemsku - cyklostezka SolaRoad a ve Francii - zdá se, že dokonce postavili první sluneční cestu. Tyto projekty již vyrábějí energii již několik let, takže tato myšlenka je v zásadě proveditelná. Bohužel existuje obrovská propast mezi „v zásadě realizovatelnými“a „praktickými“.
Například cena. Odhaduje se, že solární silnice Scott Bryusov's Solar Roadways budou náklady na nahrazení amerických silnic solárními 56 bilionů dolarů, takže náklady nebudou kryty žádné crowdfunding (pokud každý na planetě nezaplatí za případ Bryusov). V každé vládě panuje shoda v otázkách investic do infrastruktury, ale není pravděpodobné, že budou solární silnice financovány bez omezení. Čínská solární cesta stojí 458 dolarů za metr čtvereční, zatímco silnice Bryusov stojí 746 dolarů. Lepší, ale ne moc.
Jakékoli skutečné řešení naší energetické krize musí být samozřejmě radikální a masivní. Podobná drastická schémata, jak proměnit Saharu v obří solární panel nebo vysát oxid uhličitý z atmosféry, budou také stát za biliony dolarů.
Spolu s náklady však existuje také velmi důležitá otázka, zda to bude fungovat jako řešení energetické krize. Silnice nebyly vždy postaveny na optimálních místech pro solární panely a nemusí být v ideálním úhlu pro solární panely. Pokud je čištění solárních panelů na Sahaře od prachu problémem, může se udržení funkčnosti a čistoty silnic současně proměnit v noční můru technika. Je těžké pochopit, proč by umístění panelů paralelně s cestou nebylo levnější nebo lepší.
A samotné prototypy …
Prototypová silnice v Nizozemsku vykazovala „lepší výkon, než se očekávalo,“generovala „70 kilowatthodin na metr čtvereční za rok.“Ale 70 kWh není moc. Pokud chcete na takové silnici dobít své auto, 1 metr čtvereční vám dá 500 kilometrů ročně v Tesla; průměrné auto však jezdí 15 000 kilometrů ročně, takže těchto 500 kilometrů bude poklesem v oceánu.
A co problém s hustotou energie? Zvýšení holandského prototypu povede k hustotě 8 wattů na metr čtvereční. Pokud utratíte 56 bilionů na solárních cestách, pokryjete panely o rozměrech 7,5 x 1010 metrů čtverečních a získáte 600 GW elektřiny. Není to špatné - přibližně stejné množství energie spotřebované Spojenými státy za den. Ale za 56 bilionů bylo možné myslet na něco lepšího.
Snaha o vybudování solární silnice v Číně je svým způsobem symbolická. Země hledá inovativní energetická řešení. Kdo ví, možná jednoho dne budou solární silnice dostatečně levné a dostatečně efektivní, aby se staly realitou. V nejhorším případě nás tento projekt odvrátí od hledání lepších řešení. V nejlepším případě dostane cesta další schůzku.
Ilya Khel