Solar vej, sti til fremtiden eller på vej til ingenting?

Ifølge nogle skøn, i størrelsesordenen 0,2–0,5 procent af verdens landjord, der er omfattet af veje. Og dette tal forventes at stige med 60% inden 2050. Utroligt en masse plads, der er afsat til veje, men de er for det meste kun til transport. Hvad hvis at gøre dem til at producere energi? Kina er ved at opbygge en af de første i verden solar spor. Kan en motorvej, der er dækket med solpaneler til at blive energi-stationer i fremtiden?

En af de fordele af fossile brændstoffer mod vedvarende energi er energi tæthed. Årsagen er enkel: fossile brændstof, der er vedvarende energi, der er akkumuleret over millioner af år. Olie, kul, naturgas, er alle energi-reserver, der blev skabt fra planter (og dyr, der spiser disse planter) og akkumuleret solenergi i løbet af tusinder af år gennem fotosyntese. Viser sig, at fossile brændstoffer er mere energiintensiv end brugen af solenergi i real time.

I kort: fossilt brændstof kræver meget mindre jord til at producere energi end solpaneler.

En af de største hindringer for, at vedvarende energi er den fysiske plads, der kræves for at servicere disse kilder. Og vores stadigt voksende energiforbrug gør alle det til et problem. Primær energi — samlede energi, der forbruges af mennesker fra alle kilder omfatter fossile brændsler og vedvarende energikilder. I 2016, spiste vi 478 TWh af primær energi, og dette tal vokser hvert år.

For Eksempel, hvis du ønsker at give alle vores behov for energi på bekostning af majs til ethanol, som har en tæthed af energi produktion i størrelsesordenen 0,2 watt per kvadratmeter (en af de værste blandt biobrændstoffer), at om 2 x 10¹⁵ kvadratmeter jord til at dyrke majs. Desværre, det er mere end fire gange større end arealet af overfladen af Jorden.

Modstandere af vedvarende energi bruger dette eksempel til at vise, at vedvarende energi infrastruktur er simpelthen umuligt. Men det er en overdrivelse; energi-tæthed af arrays af sol celler kan nå op på 20 W/m² eller mere, og at overfladen af Jorden er nok. Det er også værd at bemærke, at den energi, der produceres ved solceller er i form af høj kvalitet elektricitet.

Siden at give op med fossile brændstoffer betyder, at brugen af elektricitet i stedet for at brænde brændstof, som ofte er mere effektive, ville vi forbruge mindre primær energi i verden uden fossile brændstoffer. fossile brændstoffer effektiv, ikke 100%, og nogle mister op til 70% af den primære energi, når de konverteres til elektricitet. Men omfanget af vedvarende energikilder, der kan erstatte de traditionelle energikilder, vil kræve en masse jord.

Det er naturligt, at mange mennesker betragter vejene som en mulighed.

I Betragtning af den kendsgerning, at jorden er allerede dækket med veje, de miljømæssige skader, vil være ganske lav. Sådanne planter vil ikke lider af problemer af den afsides beliggenhed, at vi ville stå over for i Sahara, for reparation og vedligeholdelse vil være nok til at få dem... på vejen. Tilføj Lysdioder og vil være markeringer, færdselstavler, belysning og grænser. Du kan endda drøm, at en dag biler vil modtage energi trådløst, blot ved kørsel på disse veje.

Det ser ud til, at det er helt umuligt. Men nej, solar veje har en masse støtte fra regeringer og virksomheder.

I Kina, besluttede jeg mig for at lave 2 kilometer af solpaneler i en sandwich mellem gennemsigtig asfalt og et lag af en isolator. Og det er det sidste forsøg på at gøre noget. Solar Veje, en start fra Idaho, har allerede tiltrukket $ 2 millioner i udvikling på Indiegogo. Scott Bruce, grundlægger af virksomheden, præsenteret en prototype af en vej, der er oprettet i baghaven, som vil kunne give halvdelen af den energi behov de Forenede Stater. Desværre, Sol Veje bliver nødt til at tiltrække flere investeringer og til at overvinde skepsis 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-batterier selv i forfærdeligt vejr — dette glas simpelthen ikke eksisterer."

Den Kinesiske metode bruger nye gennemsigtige glas i stedet for asfalt og løser problemet med materiale forskere, siden tåle 10 gange større pres end konventionel asfalt. Konstruktion af anlæg veje er ikke en sag for en person eller et land, prototyper skabt i Holland — SolaRoad cykelstien, og i Frankrig — det virker som om selv den første sol vej blev bygget. Sådanne projekter, der allerede er at generere energi i flere år, så ideen i princippet er realiserbare. Desværre, mellem "i princippet muligt" og "de praktiske" er en enorm kløft.

For Eksempel pris. Skøn Sol Veje Scott Bryusov, omkostningerne til udskiftning af Amerikanske veje solen vil nå 56 billioner dollars, så ingen crowdfunding ikke vil dække omkostningerne (hvis kun alle på planeten vil ikke blive kastet ud af den sag Bryusov). I enhver regering, der er enighed om, at investeringer i infrastruktur, men næppe Solrige veje frit, som modtager støtte. Kinesiske sol road koster $ 458 per kvadratmeter, og Bryusov — 746 dollars. Bedre, men ikke meget.

Det er Klart, at en reel løsning af voresenergikrisen skal være radikal og massiv. Lignende radikale ordninger til at omdanne Sahara til en kæmpe sol-panel eller sugende kuldioxid fra atmosfæren, vil også blive evalueret i de billioner af dollars.

Men sammen med omkostningerne, der er et andet meget vigtigt spørgsmål om, hvorvidt det vil virke som løsningen på energikrisen. Vejene er ikke altid byggede i den optimale placeringer for solceller, og de kan ikke være på den ideelle vinkel for en sådan. Hvis rengøring af solceller i Sahara dust er problemet, at holde vejene rene og fungerer på samme tid kan blive et mareridt teknologi. Det er svært at forstå, hvorfor placering af paneler i parallel med vejen, ikke vil være billigere og bedre.

Og prototyper...

En prototype af en vej i Holland, som rapporterede, arbejder "bedre end forventet", som genererer "70 kilowatttimer per kvadratmeter per år". Men 70 kWh er ganske lidt. Hvis du ønsker at oplade på farten i din bil, 1 kvadratmeter vil give dig med et kilometertal på 500 kilometer per år for din Tesla; men den gennemsnitlige bil kører 15 000 km om året, så disse 500 km vil være en dråbe i havet.

Hvad der har at gøre med problemet af energi tæthed? Den hollandske omfanget af prototypen vil føre til en tæthed på 8 watt per kvadratmeter. Hvis du bruger 56 milliarder på the sun road, du vil dække ca 7,5 x 10¹⁰ kvadratmeter paneler og få de 600 Gigawatt elektricitet. Godt — om så meget energi til at absorbere OS for dagen. Men i løbet af 56 milliarder vi kunne komme op med noget bedre.

Et Ønske om at skabe solar veje i Kina på sin egen måde symbolsk. Landet er på udkig efter innovative løsninger på energiområdet. Hvem ved, måske en dag solar veje ville blive billige nok og effektiv nok til at blive en realitet. I værste tilfælde kan dette projekt vil distrahere os fra at lede efter de bedste løsninger. De bedste — den vej få en anden aftale.