Prema nekim procjenama, oko 0,2-0,5 posto svjetske kopnene površine prekriveno je cestama. A taj bi se omjer trebao povećati za 60% do 2050. godine. Nekoliko je prostora rezervirano za ceste, a zapravo se uglavnom koriste samo za prijevoz. Što ako ih natjerate na proizvodnju energije? Kina gradi jednu od prvih solarnih staza na svijetu. Mogu li autoceste obložene solarnom energijom biti elektrane budućnosti?
Jedna od prednosti fosilnih goriva nad obnovljivim izvorima energije je gustoća energije. Razlog je vrlo jednostavan: fosilna goriva su obnovljiva energija koja se akumulira tijekom milijuna godina. Nafta, ugljen, prirodni plin - sve su to rezerve energije koje su stvorene od biljaka (i životinja koje su jele ove biljke) i akumulirale solarnu energiju tisućama godina fotosintezom. Ispada da su fosilna goriva energetski intenzivnija od korištenja solarne energije u stvarnom vremenu.
Jednostavno rečeno: fosilna goriva zahtijevaju puno manje zemlje za proizvodnju energije nego solarni paneli.
Jedna od najvećih prepreka korištenju obnovljivih izvora energije je fizički prostor potreban za njihovo opsluživanje. A naša sve veća potrošnja energije čini sve to problemom. Primarna energija - ukupna količina energije koju čovjek potroši iz svih izvora - uključuje fosilna goriva i obnovljive izvore. U 2016. godini potrošili smo 478 TW primarne energije, a taj se broj svake godine povećava.
Na primjer, ako želite zadovoljiti sve naše energetske potrebe kukuruznim bioetanolom koji ima gustoću proizvodnje od 0,2 vata po kvadratnom metru (jedno od najgorih među biogorivima), za uzgoj kukuruza trebate oko 2 x 1015 četvornih metara zemlje. Nažalost, to je više od četiri puta veće površine Zemlje.
Protivnici obnovljivih izvora energije ovaj primjer pokazuju da infrastruktura obnovljivih izvora energije jednostavno nije moguća. Ali ovo je pretjerivanje; gustoća energije za polja solarnih polja može doseći 20 W / m2 ili čak i više, a Zemljina površina sasvim je dovoljna za to. Također je vrijedno napomenuti da je energija proizvedena od solarnih panela u obliku električne energije visoke kvalitete.
Budući da se odmaknuti od fosilnih goriva znači koristiti električnu energiju umjesto sagorijevanja goriva, što je često i učinkovitije, potrošili bismo manje primarne energije u svijetu bez fosilnih goriva; Elektrane na fosilna goriva nisu 100% učinkovite, a neke gube i do 70% svoje primarne energije pretvorbom u električnu energiju. Međutim, razmjera obnovljivih izvora koji bi mogao zamijeniti tradicionalne izvore energije zahtijevat će puno zemlje.
Jedino je prirodno da mnogi cestovne mreže smatraju opcijom.
Promotivni video:
S obzirom da je zemljište već prekriveno cestama, šteta za okoliš bit će prilično mala. Takve elektrane neće trpjeti probleme udaljenosti s kojima bismo se mogli suočiti u Sahari; za popravak i održavanje bit će dovoljno doći do njih … cestom. Dodajte LED i oznake, pojavit će se putokazi, svjetla i obrubi. Moglo bi se čak sanjati da će automobili jednog dana bežično primati energiju, jednostavno putujući takvim cestama.
Činilo bi se da je to potpuno nemoguće. Ali ne, solarni putevi imaju veliku podršku vlada i kompanija.
U Kini su odlučili zatvoriti 2 kilometra solarne ploče u sendvič između prozirnog asfalta i sloja izolatora. I ovo je posljednji pokušaj da se nešto učini. Solar Roadways, pokretač sa sjedištem u Idahu, već je prikupio dva milijuna dolara za razvoj Indiegoga. Scott Bryusov, osnivač tvrtke, otkrio je prototipirani put dvorišta koji bi mogao opskrbiti polovicu američkih energetskih potreba. Nažalost, Solar Roadways će morati privući više ulaganja i prevladati skeptičnu barijeru. David Biello napomenuo je u članku u časopisu Scientific American da "staklo za takve ceste mora biti temperirano, samočišćeno i sposobno je prenijeti svjetlost na baterije čak i u teškim vremenskim uvjetima - takvo staklo jednostavno ne postoji".
Kineska metoda koristi novi prozirni asfalt umjesto stakla i rješava problem materijala koji znanstvenici mogu podnijeti 10 puta veći pritisak od klasičnog asfalta. Izgradnja solarnih cesta nije stvar jedne osobe ili jedne zemlje; prototipovi su nastali u Nizozemskoj - biciklistička staza SolaRoad, a u Francuskoj - čini se da su čak izgradili i prvu solarnu cestu. Takvi projekti već nekoliko godina proizvode energiju, pa je ta ideja u principu izvediva. Nažalost, postoji ogromna razlika između "u načelu ostvarive" i "praktične".
Na primjer, cijena. Postoji procjena Scotta Bryusova Solar Roadways, troškovi zamjene američkih cesta sa solarnim će iznositi 56 trilijuna dolara, tako da nikakvo crowdfunding neće pokriti troškove (osim ako svi na planeti ne plate slučaj Bryusova). U svakoj vladi postoji konsenzus o ulaganjima u infrastrukturu, ali solarne ceste vjerojatno neće bez problema dobiti sredstva. Kineska solarna cesta košta 458 dolara po četvornom metru, dok Bryusova cesta košta 746 dolara. Bolje, ali ne puno.
Očito, svako stvarno rješenje naše energetske krize mora biti radikalno i masovno. Slične drastične sheme za pretvaranje Sahare u divovsku solarnu ploču ili usisavanje ugljičnog dioksida iz atmosfere također će biti vrijedne trilijuna dolara.
No, uz troškove, postavlja se i vrlo važno pitanje hoće li to djelovati kao rješenje energetske krize. Ceste nisu uvijek građene na optimalnim mjestima za solarne panele i možda nisu pod idealnim kutom za solarne panele. Ako je čišćenje solarnih panela u Sahari od prašine problem, održavanje održavanja puteva i čista istodobno može se pretvoriti u noćnu moru tehničara. Teško je razumjeti zašto postavljanje ploča paralelnih s cestom ne bi bilo jeftinije ili bolje.
I sami prototipi …
Izvješteno je da je prototip ceste u Nizozemskoj postigao "bolje nego što se očekivalo", generirajući "70 kilovat-sati po četvornom metru godišnje." Ali 70 kWh nije puno. Ako svoj automobil želite napuniti na takvoj cesti, 1 kvadratni metar dat će vam 500 kilometara godišnje u vašem Teslu; međutim, prosječni automobil prođe 15.000 kilometara godišnje, pa će tih 500 kilometara biti kap u oceanu.
Što je s problemom gustoće energije? Smanjivanje nizozemskog prototipa rezultirat će gustoćom od 8 vata po četvornom metru. Ako potrošite 56 trilijuna na solarne ceste, pokrivate oko 7,5 x 1010 četvornih metara pločama i dobivate 600 GW električne energije. Nije loše - otprilike istu količinu energije koju SAD troše dnevno. No za 56 bilijuna moglo bi se smisliti nešto bolje.
Pogon za izgradnju solarne ceste u Kini simboličan je na svoj način. Zemlja traži inovativna energetska rješenja. Tko zna, možda će jednoga dana solarne ceste postati dovoljno jeftine i učinkovite da postanu stvarnost. U najgorem slučaju ovaj projekt će nas odvratiti od pronalaska boljih rješenja. U najboljem slučaju, cesta će dobiti još jedan sastanak.
Ilya Khel
