I følge noen estimater er omtrent 0,2-0,5 prosent av verdens landoverflate dekket med veier. Og dette forholdet skulle øke med 60% innen 2050. Det er utrolig mye plass reservert for veier, og faktisk brukes de stort sett bare til transport. Hva om du får dem til å generere energi? Kina bygger et av verdens første solspor. Kan solcellede motorveier være fremtidens kraftverk?
En av fordelene med fossilt brensel i forhold til fornybare energikilder er energitetthet. Årsaken er ganske enkel: fossile brensler er fornybar energi som akkumuleres over millioner av år. Olje, kull, naturgass - dette er alle energireserver som ble opprettet fra planter (og dyrene som spiste disse plantene) og akkumulerte solenergi i tusenvis av år gjennom fotosyntese. Det viser seg at fossile brensler er mer energikrevende enn å bruke solenergi i sanntid.
Enkelt sagt: Fossilt brensel krever mye mindre land for å generere energi enn solcellepaneler.
En av de største hindringene for bruk av fornybare energikilder er det fysiske rommet som kreves for å betjene disse kildene. Og vårt stadig økende energiforbruk gjør det hele til et problem. Primærenergi - den totale mengden energi som forbrukes av mennesker fra alle kilder - inkluderer fossilt brensel og fornybare kilder. I 2016 forbrukte vi 478 TW primærenergi, og dette tallet vokser hvert år.
Hvis du for eksempel vil møte alle våre energibehov med kornbioetanol, som har en energiproduksjonstetthet på 0,2 watt per kvadratmeter (en av de verste blant biodrivstoff), trenger du omtrent 2 x 1015 kvadratmeter land for å dyrke mais. Dessverre er dette mer enn fire ganger jordens overflate.
Motstandere av fornybar energi bruker dette eksemplet for å vise at infrastruktur for fornybar energi rett og slett ikke er mulig. Men dette er en overdrivelse; energitettheten for arrayer med solcelle kan nå 20 W / m2 eller enda mer, og jordoverflaten er ganske nok for dette. Det er også verdt å merke seg at energien som produseres av solcellepaneler er i form av høy kvalitet.
Siden det å flytte fra fossile brensler betyr å bruke strøm i stedet for å brenne drivstoff, som ofte er mer effektivt, ville vi forbruke mindre primærenergi i en verden uten fossilt brensel; Fossilt drivstoffkraftverk er ikke 100% effektive, og noen mister opptil 70% av sin primære energi når de konverteres til strøm. Omfanget av fornybare kilder som kan erstatte tradisjonelle energikilder vil imidlertid kreve mye land.
Det er bare naturlig at mange anser veinett som et alternativ.
Salgsfremmende video:
Tatt i betraktning at landet allerede er dekket med veier, vil miljøskadene være ganske lave. Slike kraftverk vil ikke lide av de fjerne problemer som vi kan møte i Sahara; for reparasjon og vedlikehold vil det være nok til å nå dem … på vei. Legg til lysdioder og markeringer, veiskilt, lys og grenser vil vises. Man kan til og med drømme at biler en dag vil motta energi trådløst, ganske enkelt ved å reise på slike veier.
Det ser ut til at dette er helt umulig. Men nei, solveier har mye støtte fra myndigheter og selskaper.
I Kina bestemte de seg for å omslutte 2 kilometer med solcellepaneler i en sandwich mellom gjennomsiktig asfalt og et lag isolatorer. Og dette er det aller siste forsøket på å gjøre noe. Solar Roadways, en Idaho-basert oppstart, har allerede samlet inn to millioner dollar til utvikling på Indiegogo. Scott Bryusov, grunnlegger av selskapet, avduket en prototypevei i bakgården som kunne dekke halvparten av USAs energibehov. Dessverre vil Solar Roadways måtte tiltrekke seg flere investeringer og overvinne den skeptiske barrieren. David Biello bemerket i en artikkel i Scientific American at "glass for slike veier må være herdet, selvrensende og i stand til å overføre lys til batterier selv i dårlige værforhold - slikt glass eksisterer rett og slett ikke."
Den kinesiske metoden bruker en ny gjennomsiktig asfalt i stedet for glass og løser problemet med materialforskere, da den tåler 10 ganger mer trykk enn konvensjonell asfalt. Å bygge solveier er ikke et spørsmål for en person eller ett land; prototyper ble opprettet i Nederland - SolaRoad sykkelsti, og i Frankrike - det virker som om de til og med bygde den første solveien. Slike prosjekter har allerede generert energi i flere år, så ideen er i prinsippet gjennomførbar. Dessverre er det et stort gap mellom “i prinsippet realiserbar” og “praktisk”.
For eksempel prisen. Det er et estimat av Scott Bryusovs Solar Roadways, kostnadene for å erstatte amerikanske veier med solveier vil være 56 billioner dollar, så ingen crowdfunding vil dekke kostnadene (med mindre alle på planeten betaler for Bryusov-saken). Det er en enighet i enhver regjering om infrastrukturinvesteringer, men solveier vil neppe bli finansiert uhemmet. Den kinesiske solveien koster 458 dollar per kvadratmeter, mens Bryusov-veien koster 746 dollar. Bedre, men ikke mye.
Det er klart, enhver reell løsning på energikrisen vår må være radikal og massiv. Lignende drastiske ordninger for å gjøre Sahara til et gigantisk solcellepanel eller suge karbondioksid ut av atmosfæren, vil også være verdt billioner av dollar.
Men sammen med kostnadene er det også et veldig viktig spørsmål om dette vil fungere som en løsning på energikrisen. Veier ble ikke alltid bygget på optimale steder for solcellepaneler, og det er ikke sikkert at de er i den ideelle vinkelen for solcellepaneler. Hvis rengjøring av solcellepaneler i Sahara fra støv er et problem, kan det å gjøre veier fungere og rene samtidig bli til en teknikerens mareritt. Det er vanskelig å forstå hvorfor det ikke ville være billigere eller bedre å plassere paneler parallelt med veien.
Og prototypene i seg selv …
En prototypevei i Nederland ble rapportert å prestere "bedre enn forventet," og genererte "70 kilowattimer per kvadratmeter per år." Men 70 kWh er ikke mye. Hvis du vil lade bilen din på en slik vei, vil en kvadratmeter gi deg 500 kilometer i året i Tesla; imidlertid kjører gjennomsnittsbilen 15 000 kilometer i året, så de 500 kilometerne vil være en dråpe i havet.
Hva med energitetthetsproblemet? Skalering av den nederlandske prototypen vil resultere i en tetthet på 8 watt per kvadratmeter. Hvis du bruker 56 billioner på solveier, dekker du rundt 7,5 x 1010 kvadratmeter med paneler og får 600 GW strøm. Ikke verst - omtrent den samme mengden energi som forbrukes av USA per dag. Men for 56 billioner kunne man tenke på noe bedre.
Stasjonen for å bygge en solvei i Kina er symbolsk på sin egen måte. Landet leter etter innovative energiløsninger. Hvem vet, kanskje en dag solveier blir billige og effektive nok til å bli en realitet. I verste fall vil dette prosjektet distrahere oss fra å finne bedre løsninger. På sitt beste vil veien få en annen avtale.
Ilya Khel
