Conform unor estimări, aproximativ 0,2-0,5% din suprafața terestră a lumii este acoperită cu drumuri. Și acest raport ar trebui să crească cu 60% până în 2050. Există o cantitate uimitoare de spațiu rezervată drumurilor și, de fapt, sunt utilizate mai ales doar pentru transport. Ce se întâmplă dacă le faci să genereze energie? China construiește una dintre primele piese solare din lume. Autostrăzile cu căldură solară pot fi centralele viitoare?
Unul dintre avantajele combustibililor fosili față de sursele regenerabile de energie este densitatea de energie. Motivul este destul de simplu: combustibilii fosili sunt energie regenerabilă care se acumulează de-a lungul a milioane de ani. Petrol, cărbune, gaze naturale - acestea sunt toate rezervele de energie care au fost create din plante (și animalele care au mâncat aceste plante) și au acumulat energie solară timp de mii de ani prin fotosinteză. Se dovedește că combustibilii fosili consumă mai mult consum energetic decât energia solară în timp real.
Mai simplu spus: combustibilii fosili necesită mult mai puțin teren pentru a genera energie decât panourile solare.
Unul dintre cele mai mari obstacole în calea utilizării surselor regenerabile de energie este spațiul fizic necesar pentru deservirea acestor surse. Iar consumul nostru din ce în ce mai mare de energie face ca totul să fie o problemă. Energia primară - cantitatea totală de energie consumată de om din toate sursele - include combustibili fosili și surse regenerabile. În 2016, am consumat 478 TW de energie primară, iar acest număr crește în fiecare an.
De exemplu, dacă doriți să răspundeți tuturor nevoilor noastre energetice cu bioetanol de porumb, care are o densitate de producție de energie de 0,2 wați pe metru pătrat (unul dintre cei mai răi dintre biocombustibili), aveți nevoie de aproximativ 2 x 1015 metri pătrați de teren pentru a crește porumb. Din păcate, aceasta este de peste patru ori suprafața Pământului.
Oponentii energiei regenerabile folosesc acest exemplu pentru a demonstra că infrastructura cu energie regenerabilă nu este pur și simplu posibilă. Dar aceasta este o exagerare; densitatea energetică pentru tablele solare poate ajunge la 20 W / m2 sau chiar mai mult, iar suprafața Pământului este suficientă pentru acest lucru. De asemenea, este demn de remarcat faptul că energia produsă de panourile solare este sub formă de electricitate de înaltă calitate.
Întrucât îndepărtarea de combustibilii fosili înseamnă utilizarea electricității în loc de a arde combustibil, care este adesea mai eficient, am consuma mai puțină energie primară într-o lume fără combustibili fosili; Centralele cu combustibil fosil nu sunt eficiente 100%, iar unele pierd până la 70% din energia lor primară atunci când sunt transformate în energie electrică. Cu toate acestea, amploarea surselor regenerabile care ar putea înlocui sursele de energie tradiționale va necesita mult teren.
Este firesc doar că mulți oameni consideră rețelele rutiere ca o opțiune.
Video promotional:
Având în vedere că terenul este deja acoperit cu drumuri, daunele aduse mediului vor fi destul de reduse. Astfel de centrale nu vor suferi de problemele de depărtare cu care ne-am putea confrunta în Sahara; pentru reparații și întreținere va fi suficient să le ajungeți … pe drum. Adăugați leduri și marcaje, vor apărea indicatoare rutiere, lumini și borduri. S-ar putea chiar să visezi că mașinile într-o zi vor primi energie fără fir, pur și simplu călătorind pe astfel de drumuri.
S-ar părea că acest lucru este complet imposibil. Dar nu, drumurile solare au foarte mult sprijin din partea guvernelor și companiilor.
În China, au decis să înglobeze 2 kilometri de panouri solare într-un sandwich între asfalt transparent și un strat de izolatori. Și aceasta este ultima încercare de a face ceva. Solar Roadways, o pornire bazată pe Idaho, a strâns deja 2 milioane de dolari pentru dezvoltarea pe Indiegogo. Scott Bryusov, fondatorul companiei, a dezvăluit un prototip de drum din curtea care ar putea satisface jumătate din nevoile energetice ale SUA. Din păcate, Solar Roadways va trebui să atragă mai multe investiții și să depășească bariera sceptică. David Biello a menționat într-un articol din Scientific American că „sticla pentru astfel de drumuri trebuie să fie temperată, autocuratantă și capabilă să transmită lumină bateriilor chiar și în condiții meteo nefavorabile - o astfel de sticlă pur și simplu nu există”.
Metoda chineză folosește un nou asfalt transparent în loc de sticlă și rezolvă problema oamenilor de știință în materie, deoarece poate rezista de 10 ori mai multă presiune decât asfaltul convențional. Construirea drumurilor solare nu este o problemă pentru o persoană sau o țară; prototipurile au fost create în Olanda - calea pentru biciclete SolaRoad și în Franța - se pare că au construit chiar și primul drum solar. Astfel de proiecte generează deja energie de câțiva ani, deci ideea este în principiu realizabilă. Din păcate, există un decalaj imens între „în principiu realizabil” și „practic”.
De exemplu, prețul. Există o estimare a Solar Roadways a lui Scott Bryusov, costul înlocuirii drumurilor americane cu cele solare va fi de 56 de trilioane de dolari, astfel că nicio crowdfunding nu va acoperi costurile (cu excepția cazului în care toată lumea de pe planetă plătește cazul Bryusov). Există un consens în orice guvern cu privire la investițiile în infrastructură, dar este probabil că drumurile solare nu vor fi finanțate fără restricții. Drumul solar chinezesc costă 458 USD pe metru pătrat, în timp ce drumul Bryusov costă 746 dolari. Mai bine, dar nu mult.
Evident, orice soluție reală a crizei noastre energetice trebuie să fie radicală și masivă. Scheme drastice similare pentru a transforma Sahara într-un panou solar uriaș sau pentru a aspira dioxidul de carbon din atmosferă vor valora și miliarde de dolari.
Dar, alături de costuri, există și o întrebare foarte importantă dacă acest lucru va funcționa ca o soluție la criza energetică. Drumurile nu au fost întotdeauna construite în locații optime pentru panouri solare și s-ar putea să nu fie la unghiul ideal pentru panourile solare. Dacă curățarea panourilor solare din Sahara de praf este o problemă, atunci menținerea drumurilor funcționale și curățarea în același timp se poate transforma într-un coșmar al tehnicianului. Este greu de înțeles de ce plasarea panourilor paralele cu drumul nu ar fi mai ieftină sau mai bună.
Și prototipurile în sine …
S-a raportat că un drum prototip din Olanda a fost „mai bun decât se aștepta”, generând „70 de kilowati-ore pe metru pătrat pe an”. Dar 70 kWh nu este mult. Dacă doriți să vă încărcați mașina pe un astfel de drum, 1 metru pătrat vă va oferi 500 de kilometri pe an în Tesla dvs.; cu toate acestea, mașina medie circulă cu 15.000 de kilometri pe an, deci acei 500 de kilometri vor fi o scădere în ocean.
Ce zici de problema densității energetice? Creșterea prototipului olandez va duce la o densitate de 8 wați pe metru pătrat. Dacă cheltuiți 56 de trilioane pe drumuri solare, acoperiți aproximativ 7,5 x 1010 metri pătrați cu panouri și obțineți 600 GW de energie electrică. Nu este rău - cam aceeași cantitate de energie consumată de Statele Unite pe zi. Dar pentru 56 de trilioane, s-ar putea gândi la ceva mai bun.
Unitatea de a construi un drum solar în China este simbolică în felul său. Țara caută soluții energetice inovatoare. Cine știe, poate că într-o zi drumurile solare vor deveni suficient de ieftine și eficiente pentru a deveni realitate. În cel mai rău caz, acest proiect ne va distrage de la găsirea de soluții mai bune. În cel mai bun caz, drumul va primi o altă întâlnire.
Ilya Khel
