Po nekaterih ocenah naj bi okoli 0,2-0,5 odstotka svetovne kopenske površine prekrile ceste. In to razmerje bi se moralo do leta 2050 povečati za 60%. Na voljo je neverjetna količina prostora za ceste in dejansko se večinoma uporabljajo le za prevoz. Kaj če jih prisiliš, da proizvajajo energijo? Kitajska gradi eno prvih sončnih prog na svetu. Bi lahko avtoceste, obložene s soncem, bile elektrarne prihodnosti?
Ena od prednosti fosilnih goriv pred obnovljivimi viri energije je gostota energije. Razlog je precej preprost: fosilna goriva so obnovljiva energija, ki se nabira v milijonih let. Nafta, premog, zemeljski plin - to so vse rezerve energije, ki so bile ustvarjene iz rastlin (in živali, ki so te rastline pojedle) in so skozi fotosintezo nabirale sončno energijo tisočletja. Izkazalo se je, da so fosilna goriva bolj energetsko intenzivna kot uporaba sončne energije v realnem času.
Preprosto povedano: fosilna goriva potrebujejo veliko manj zemlje za proizvodnjo energije kot sončni paneli.
Ena največjih ovir pri uporabi obnovljivih virov energije je fizični prostor, potreben za njihovo oskrbo. In naša vedno večja poraba energije vse to predstavlja težavo. Primarna energija - skupna količina energije, ki jo človek porabi iz vseh virov - vključuje fosilna goriva in obnovljive vire. V letu 2016 smo porabili 478 TW primarne energije in to število vsako leto raste.
Če želite na primer zadovoljiti vse naše potrebe po energiji s koruznim bioetanolom, ki ima gostoto energije 0,2 vata na kvadratni meter (eno najslabših med biogorivi), potrebujete približno 2 x 1015 kvadratnih metrov zemlje za gojenje koruze. Na žalost je to več kot štirikrat večje od površine Zemlje.
Nasprotniki obnovljivih virov energije uporabljajo ta primer, da pokažejo, da infrastruktura za obnovljivo energijo preprosto ni mogoča. Toda to je pretiravanje; gostota energije za matrike sončnega niza lahko doseže 20 W / m2 ali celo več, zemeljska površina pa je za to povsem dovolj. Omeniti velja tudi, da je energija, ki jo pridobivajo sončni paneli, v obliki visokokakovostne električne energije.
Ker se oddaljiti od fosilnih goriv pomeni uporabo električne energije namesto kurjenja goriva, ki je pogosto bolj učinkovito, bi v svetu brez fosilnih goriv porabili manj primarne energije; Elektrarne na fosilna goriva niso 100-odstotno učinkovite, nekatere pa pri pretvorbi v električno energijo izgubijo do 70% svoje primarne energije. Vendar pa bo obseg obnovljivih virov, ki bi lahko nadomestil tradicionalne vire energije, zahteval veliko zemlje.
Povsem naravno je, da veliko ljudi cestna omrežja obravnava kot možnost.
Promocijski video:
Glede na to, da so zemljišča že pokrita s cestami, bo okoljska škoda precej nizka. Takšne elektrarne ne bodo trpele težav z oddaljenostjo, s katerimi se lahko srečujemo v Sahari; za popravila in vzdrževanje bo dovolj, da jih dosežemo … po cesti. Dodajte LED in oznake, prikazali se bodo cestni znaki, luči in obrobe. Lahko bi celo sanjali, da bodo avtomobili nekega dne prejeli energijo brezžično, preprosto s potovanjem po takšnih cestah.
Zdi se, da je to povsem nemogoče. Toda ne, sončne ceste imajo veliko podpore vlad in podjetij.
Na Kitajskem so se odločili za 2 kilometra sončnih panelov zapreti v sendvič med prozornim asfaltom in plastjo izolatorjev. In to je zadnji poskus, da nekaj storim. Solar Roadways, zagon s sedežem v Idahu, je za razvoj Indiegogo že zbral dva milijona dolarjev. Scott Bryusov, ustanovitelj podjetja, je razkril prototipno pot na dvorišču, ki bi lahko oskrbela polovico energetskih potreb ZDA. Na žalost bodo morali Solar Roadways pritegniti več naložb in premagati skeptično oviro. David Biello je v članku v Science American zapisal, da "mora biti steklo za takšne ceste temperirano, samočistilno in sposobno prenašati svetlobo na baterije tudi v težkih vremenskih razmerah - takšno steklo preprosto ne obstaja."
Kitajska metoda namesto stekla uporablja nov prozorni asfalt in rešuje problem materialov, saj lahko zdrži 10-krat večji pritisk kot običajni asfalt. Gradnja sončnih cest ni stvar ene osebe ali ene države; prototipi so nastali na Nizozemskem - kolesarska steza SolaRoad in v Franciji - zdi se, kot da so celo zgradili prvo sončno cesto. Takšni projekti že nekaj let proizvajajo energijo, zato je ideja načeloma izvedljiva. Na žalost obstaja velik razkorak med "načeloma uresničljivim" in "praktičnim".
Na primer cena. Obstaja ocena Scotta Bryusova Solar Roadways, stroški zamenjave ameriških cest s sončnimi bodo znašali 56 trilijonov dolarjev, zato nobeno množično financiranje ne bo krilo stroškov (razen če vsi na planetu ne bodo plačali za primer Bryusova). V vsaki vladi obstaja soglasje o naložbah v infrastrukturo, vendar sončne ceste verjetno ne bodo nemoteno financirane. Kitajska sončna cesta stane 458 dolarjev na kvadratni meter, Bryusova cesta pa 746 dolarjev. Boljše, a ne veliko.
Očitno mora biti vsaka resnična rešitev naše energetske krize radikalna in množična. Podobne drastične sheme za pretvorbo Sahare v velikansko sončno ploščo ali sesanje ogljikovega dioksida iz ozračja bodo vredne tudi trilijone dolarjev.
Toda poleg stroškov je tudi zelo pomembno vprašanje, ali bo to delovalo kot rešitev za energetsko krizo. Ceste niso bile vedno zgrajene na optimalnih lokacijah za sončne panele in morda niso pod idealnim kotom za sončne panele. Če je čiščenje sončnih plošč v Sahari pred prahom težava, lahko vzdrževanje cest, ki delujejo in so čiste, hkrati spremeni v nočno moro tehnikov. Težko je razumeti, zakaj postavljanje plošč, vzporednih s cesto, ne bi bilo cenejše ali boljše.
In sami prototipi …
Po navedbah prototipske ceste na Nizozemskem je bilo "bolje, kot je bilo pričakovano," ustvarja "70 kilovatnih ur na kvadratni meter na leto." Toda 70 kWh ni veliko. Če želite svoj avtomobil napolniti na takšni cesti, vam bo 1 kvadratni meter na voljo Tesla 500 kilometrov na leto; vendar povprečen avtomobil na leto preteče 15.000 kilometrov, tako da bo teh 500 kilometrov kaplja v ocean.
Kaj pa problem z gostoto energije? Zmanjšanje obsega nizozemskega prototipa bo povzročilo gostoto 8 vatov na kvadratni meter. Če porabite 56 trilijonov na sončnih cestah, pokrijete približno 7,5 x 1010 kvadratnih metrov s ploščami in dobite 600 GW električne energije. Ni slabo - približno enako količino energije, ki jo porabijo ZDA na dan. Toda za 56 bilijonov bi si človek lahko zamislil nekaj boljšega.
Prizadevanje za izgradnjo sončne ceste na Kitajskem je na svoj način simbolično. Država išče inovativne energetske rešitve. Kdo ve, morda bodo nekega dne sončne ceste postale dovolj poceni in učinkovite, da bodo postale resničnost. V najslabšem primeru nas bo ta projekt odvrnil od iskanja boljših rešitev. Po najboljših močeh bo cesta dobila še en sestanek.
Ilya Khel