Ifølge nogle skøn er ca. 0,2-0,5 procent af verdens jordoverflade dækket med veje. Og dette forhold skulle stige med 60% i 2050. Der er en utrolig mængde plads reserveret til veje, og faktisk bruges de kun kun til transport. Hvad hvis du får dem til at generere energi? Kina bygger et af verdens første solspor. Kunne solforede motorveje være fremtidens kraftværker?
En af fordelene ved fossile brændstoffer i forhold til vedvarende energikilder er energitetthed. Årsagen er ganske enkel: fossile brændstoffer er vedvarende energi, der akkumuleres over millioner af år. Olie, kul, naturgas - dette er alle energireserver, der blev skabt fra planter (og dyrene, der spiste disse planter) og akkumulerede solenergi i tusinder af år gennem fotosyntesen. Det viser sig, at fossile brændstoffer er mere energiintensive end at bruge solenergi i realtid.
Kort sagt: Fossilt brændstof kræver meget mindre jord for at generere energi end solcellepaneler.
En af de største hindringer for anvendelse af vedvarende energikilder er det fysiske rum, der kræves for at servicere disse kilder. Og vores stadigt stigende energiforbrug gør det hele til et problem. Primær energi - den samlede mængde energi, der forbruges af mennesker fra alle kilder - inkluderer fossile brændstoffer og vedvarende energikilder. I 2016 forbrugte vi 478 TW primær energi, og dette antal vokser hvert år.
Hvis du for eksempel vil imødekomme alle vores energibehov med majsbioethanol, som har en energiproduktionstæthed på 0,2 watt pr. Kvadratmeter (en af de værste blandt biobrændstoffer), har du brug for ca. 2 x 1015 kvadratmeter jord for at dyrke majs. Desværre er dette mere end fire gange Jordens overfladeareal.
Modstandere af vedvarende energi bruger dette eksempel til at vise, at infrastruktur for vedvarende energi simpelthen ikke er mulig. Men dette er en overdrivelse; energitætheden for solarray-arrays kan nå 20 W / m2 eller endnu mere, og Jordoverfladen er ganske nok til dette. Det er også værd at bemærke, at energien produceret af solcellepaneler er i form af høj kvalitet af elektricitet.
Da det at flytte væk fra fossile brændstoffer betyder at bruge elektricitet i stedet for at brænde brændstof, som ofte er mere effektivt, ville vi forbruge mindre primær energi i en verden uden fossile brændstoffer; Fossilt brændstofkraftværker er ikke 100% effektive, og nogle mister op til 70% af deres primære energi, når de konverteres til elektricitet. Omfanget af vedvarende kilder, der kan erstatte traditionelle energikilder, kræver dog meget jord.
Det er kun naturligt, at mange mennesker betragter vejnet som en mulighed.
Salgsfremmende video:
I betragtning af at jorden allerede er dækket med veje, vil miljøskadene være ganske lave. Sådanne kraftværker vil ikke lide under de fjerntliggende problemer, som vi måtte have i Sahara; til reparation og vedligeholdelse vil det være nok at nå dem … ad vej. Tilføj LED'er og markeringer, vejskilte, lys og rammer vises. Man drømmer endda om, at biler en dag vil modtage energi trådløst ved blot at rejse på sådanne veje.
Det ser ud til, at dette er helt umuligt. Men nej, solveje har meget støtte fra regeringer og virksomheder.
I Kina besluttede de at omslutte 2 kilometer solcellepaneler i en sandwich mellem gennemsigtig asfalt og et lag isolatorer. Og dette er det allerførste forsøg på at gøre noget. Solar Roadways, en Idaho-baseret opstart, har allerede indsamlet $ 2 millioner til udvikling på Indiegogo. Scott Bryusov, grundlægger af virksomheden, afslørede en prototypevej i baghaven, der kunne levere halvdelen af USAs energibehov. Desværre er Solar Roadways nødt til at tiltrække flere investeringer og overvinde den skeptiske barriere. David Biello bemærkede i en artikel i Scientific American, at "glas til sådanne veje skal være hærdet, selvrensende og i stand til at overføre lys til batterier, selv under dårlige vejrforhold - et sådant glas findes simpelthen ikke."
Den kinesiske metode bruger en ny gennemsigtig asfalt i stedet for glas og løser problemet med materialeforskere, da den kan modstå 10 gange mere tryk end konventionel asfalt. At bygge solveje er ikke et spørgsmål for en person eller et land; prototyper blev oprettet i Holland - SolaRoad-cykelstien, og i Frankrig - det ser ud til, at de endda har bygget den første solvej. Sådanne projekter har allerede genereret energi i flere år, så ideen er i princippet gennemførlig. Desværre er der et stort kløft mellem "principielt realiserbar" og "praktisk".
For eksempel prisen. Der er et skøn over Scott Bryusovs Solar Roadways, omkostningerne ved at erstatte amerikanske veje med solceller vil være 56 billioner dollars, så ingen crowdfunding dækker omkostningerne (medmindre alle på planeten betaler for Bryusov-sagen). Der er enighed i enhver regering om investering i infrastruktur, men solveje vil sandsynligvis ikke blive finansieret uhindret. Den kinesiske solvej koster $ 458 pr. Kvadratmeter, mens Bryusov-vejen koster $ 746. Bedre, men ikke meget.
Naturligvis skal enhver reel løsning på vores energikrise være radikal og massiv. Tilsvarende drastiske ordninger for at gøre Sahara til et gigantisk solcellepanel eller suge kuldioxid ud af atmosfæren vil også være værd billioner af dollars.
Men sammen med omkostningerne er der også et meget vigtigt spørgsmål, om dette vil fungere som en løsning på energikrisen. Vejene blev ikke altid bygget på optimale placeringer til solcellepaneler, og de er muligvis ikke i den ideelle vinkel for solcellepaneler. Hvis rengøring af solcellepaneler i Sahara fra støv er et problem, kan det at gøre vejene fungere og rene på samme tid blive en tekniker mareridt. Det er vanskeligt at forstå, hvorfor placering af paneler parallelt med vejen ikke ville være billigere eller bedre.
Og prototyperne i sig selv …
Det blev rapporteret, at en prototypevej i Holland fungerer "bedre end forventet" og genererede "70 kilowatt-timer pr. Kvadratmeter om året." Men 70 kWh er ikke meget. Hvis du vil oplade din bil på en sådan vej, giver 1 kvadratmeter dig 500 kilometer om året i din Tesla; den gennemsnitlige bil kører imidlertid 15.000 kilometer om året, så disse 500 kilometer vil være et dråbe i havet.
Hvad med energitæthedsproblemet? Skalering af den hollandske prototype vil resultere i en densitet på 8 watt pr. Kvadratmeter. Hvis du bruger 56 billioner på solveje, dækker du ca. 7,5 x 1010 kvadratmeter med paneler og får 600 GW elektricitet. Ikke dårligt - omtrent den samme mængde energi, der forbruges af USA pr. Dag. Men for 56 billioner kunne man tænke på noget bedre.
Drevet til at bygge en solvej i Kina er symbolsk på sin egen måde. Landet leder efter innovative energiløsninger. Hvem ved, måske en dag solveje bliver billige og effektive nok til at blive en realitet. I værste fald vil dette projekt distrahere os fra at finde bedre løsninger. På sit bedste får vejen endnu en aftale.
Ilya Khel