Onko aurinkoenergia kestävää? 4 Ongelmia, jotka on ratkaistava ennen aurinkovallankumousta

Mainos

Mitä tapahtuisi, jos maailmassa loppisi fossiilisia polttoaineita? Ei enää autoja, ei enää sähköä, ei enää ilmastointia. Heti kun viimeiset paristot tyhjennettiin, olisimme takaisin keskiajalla. Me ei voi anna sen tapahtua.

Energia on kallista, ja kun jatkamme maan öljyn kuluttamista, energian hinta nousee vain Ei, alhaiset kaasun hinnat eivät ole sähköauton loppuOvatko laskevat kaasun hinnat Tesla Model S: n kaltaisten sähköautojen loppu? Ei niin nopeasti. Kaasun hinnat eivät ole koko tarina. Lue lisää - toisin sanoen ellemme löydä uutta tapaa sähkön tuottamiseen. Kun polttoaine on niin tärkeää, että kaasua säästäviä sovelluksia 8 ainutlaatuista sovellusta, joka säästää kaasurahojaRahan säästö kaasulla ei ole vain itsellesi, vaan myös planeetalle. Nämä sovellukset auttavat sinua hallitsemaan ajoneuvosi mittarilukemaa ja polttoainekustannuksia tehokkaasti samalla, kun rakennat hyviä ajotapoja. Lue lisää tullut arkipäivää, kun tiedät ongelman olevan todellinen.

Voimme tosissaan fossiiliset polttoaineet loppuvat vuoteen 2060 mennessä.

Aurinkoenergia on paras toiveemme Tulevaisuuden energia tänään: Kuinka aurinkopaneelit ja helikiostat toimivat?Uusiutuvat luonnonvarat. On ongelma, joka kohtaamme joka päivä riippumatta siitä, ymmärrämmekö sen vai ei. Jokaisella kaasukahvan pumpulla, jokaisella auton kaasupoljimen painikkeella, jokaisella pistokkeella ... Lue lisää , mutta mainitun tekniikan kehitys viime vuosikymmeninä on ollut heikkoa. Kuinka kauan ennen aurinkoenergia elää lupaustensa edessä? Mikä kestää? Saavuuko energiavallankumous ajoissa?

Maailma tarvitsee aurinkoenergiaa ...

Ollakseni reilua, aurinkoenergia ei ole sitä vain vaihtoehto fossiilisille polttoaineille. Maailman loistavat mielet tutkivat paljon muita tapoja, ja vaikka niillä kaikilla on erilainen potentiaali, niillä kaikilla on vakavia haittoja.

Esimerkiksi, tuulivoima. Tuuli on kaikkialla ja täynnä energiapotentiaalia. Se on vihreää, sen pilaantumista ei ole merkitystä, ja se on suhteellisen tehokas tilavaatimuksissa.

Valitettavasti tuuli ei ole ennustettavissa ja tulee usein ajoittaiseen nousuun, mikä ei ole kovin hyödyllistä, ellemme pysty kehittämään tuotetun energian pitkäaikaista varastointia. Puhumattakaan siitä, että tuuliturbiinit voivat olla häiritsevästi äänekäitä ja vaarallisia ylläpitää.

Lisäksi suurilla tuulipuistoilla voi olla välitön vaikutus paikallisiin sääolosuhteisiin (vaikuttamalla ilmankiertoon) ja paikallisiin villieläimiin (lintuja ja lepakoita tappavat turbiinit). Tätä voidaan lieventää kehittämällä terättömät tuuliturbiinit, mutta on vielä liian aikaista kertoa.

Vesivoima on toinen polttoaineen lähde, joka on osoittautunut tehokkaaksi, mutta ongelmalliseksi. Vesivoimapatoilla on tuhoa vesiekosysteemeille, ne luovat pysähtyneitä vesistöjä, häiritsevät muuttotapoja ja tappavat suorasti monenlaisia ​​kaloja.

Muut vaihtoehtoisen energian muodot, mukaan lukien biopolttoaineet ja vety, on vaikeuksia päästä peruskysymyksiin: se vie enemmän energiaa tuottaa heille kuin tarjottu energia kun kulutettu.

Toinen kunnollinen vaihtoehto on ydinvoima, joka on huomattavasti ympäristöystävällisempi kuin fossiiliset polttoaineet yksikkökohtaisesti. Jätteiden hävittäminen on kuitenkin edelleen ongelma, ja edelleen on kysymys rajallisesta polttoaineesta. Ydinvoima voisi ostaa meille aikaa, mutta se ei ole pysyvä ratkaisu ongelmaan.

Joka toistaiseksi antaa meille vain aurinkoenergia ainoana mahdollisena pitkäaikaisena ratkaisuna.

… Mutta esteitä on paljon

Olemme käsitellyt lyhyesti miksi aurinkoenergiaa ei ole käytetty Mikä on aurinkoenergia ja miksi sitä ei ole otettu pois?Mikä iso asia aurinkoenergialla? Jos se on todella tärkeä ja välttämätön, koska niin monet väittävät olevansa, miksi se ei ole vielä ottanut energiateollisuutta haltuunsa? Lue lisää aiemmin, mutta tutkitaan sitä yksityiskohtaisemmin. Jos aurinko on oletettu pelastajamme fossiilisten polttoaineiden kulutuksesta, mikä helvetti pitää aurinkovallankumouksen loitolla?

Osoittautuu, että meillä on muutamia esteitä hypätä yli.

Ensinnäkin, kuten tuulienergia, aurinkoenergia on ajoittaista. On tunnettu tosiasia, että aurinkokennot tuottavat energiaa vain, kun aurinko paistaa niissä. Tämä yksinkertainen ongelma tekee aurinkokennoista täysin tehottoman suurissa osissa maailmaa.

Ota kaupunki kuten Seattle tai Lontoo. Alueilla näkee enemmän sadetta kuin auringonpaistetta ympäri vuoden. Jotta näitä kaupunkeja voitaisiin tuottaa pelkästään aurinkoenergialla, jokaisen päivän arvon auringonpaisteella olisi tuotettava vähintään kahden päivän arvoinen sähkö. Aurinkotekniikka ei ole tällä hetkellä läheskään tuossa ominaisuudessa.

Entä Amazonin sademetsät? Se on 2,1 miljoonaa neliökilometriä maata, joka ei kykene hyödyntämään auringonsäteitä sähkön varalta. Entä napapiirin ympärillä olevat maat? Näissä paikoissa saattaa näkyä auringonpaiste kuusi suoraa kuukautta, sitten pimeys seuraavien kuuden kuukauden ajan. Heillä oli sähköä vain puoli vuotta. Voiman yhdistäminen eri alueiden välillä on myös ongelma, koska energian menetyksestä pitkillä voimalinjoilla tulee kohtuuttomaksi. Voisimme korjata tämän huoneenlämmön suprajohteilla, mutta tekniikka on kaukana.

Mikä vie meidät seuraavaan suureen ongelmaan: aurinkoenergian varastointi. Jos aurinkoenergiaa on saatavana vain tietyin kellonaikoina tietyillä maailman alueilla, ilmeinen vastaus on pullottaa tämä energia ja säästää se myöhempää käyttöä varten. Valitettavasti se on paljon helpommin sanottu kuin tehty.

Ongelmana on, että halvoilla akkuilla on pitkäikäisyys- tai luotettavuusongelmia, kun taas laadukkaiden akkujen valmistus on kohtuuttoman kallista. Vuonna 2013 suuren mittakaavan litium-ioni-akut leijuivat 1000 dollarin / kWh hintapisteen ympärille.

Onneksi meille kaikille vuosi 2015 aloitti uuden aikakauden, kun Teslan toimitusjohtaja Elon Musk paljastettu seuraavan sukupolven akku Pelastiko Elon Musk meidät fossiilisista polttoaineista? Lue lisää sekä pienimuotoiseen kuluttajakäyttöön että suurten yritysten käyttöön. Hinnat alkavat olla noin 350 dollaria / kWh, ja hinnoista tulee vain täältä eteenpäin.

Mutta aurinkoenergian varastoinnilla on merkitystä vain siinä tapauksessa, että pystymme tuottamaan enemmän sähköä kuin todella tarvitsemme, jotta voimme varastoida ylimääräisen, minkä vuoksi meidän on puhuttava myös aurinkokennojen hyötysuhde.

Keskimääräinen amerikkalainen kotitalous vaatii noin 24kWh päivässä (tai 1kW tunnissa). Tätä lukua ei kuitenkaan ole jakautunut tasaisesti: sähkön käyttö on suhteellisen vakio päivän aikana, piikit illalla, kun ihmiset ovat tulleet kotiin töistä, sitten putoaa melkein mihinkään, kun kaikki ovat menneet nukkua. Tämä on ongelma.

Jotta yötä voisi olla yön aikana, aurinkoenergia on kaapattava ja varastoitava päivän aikana, kun aurinko on vielä poissa. Mutta jos ihmiset käyttävät sähköä aikana päivä, sitten aurinkokennojen on kerättävä niin paljon aurinkoa kuin mahdollista: tarpeeksi päiväajan sähkövaatimusten täyttämiseksi ja tarpeeksi täyttääksesi paristot yötä varten.

Tai toisin sanoen, jos oletetaan, että saamme kuusi tuntia "hyvää aurinkoa" päivässä - ja niin se on runsas - silloin aurinkokapasiteetin on oltava riittävä 24 tunnin energian sieppaamiseen kyseisen kuuden tunnin aikana aikana. Loppujen lopuksi aurinkokennojen arviot perustuvat ihanteellisiin olosuhteisiin: selkeään keskipäivän aurinkoon maan päiväntasaajalla.

Joten puhutaanpa tehokkuudesta. Keskimäärin kuluttajan arvioima aurinkopaneeli voi tuottaa noin 10 wattia tunnissa neliömetriä kohti. ft. Siksi 1kWh tuottamiseksi tarvitset 100 neliömetriä. ft. aurinkopaneeleista. Mutta tämä edellyttää, että aurinko paistaa koko päivän joka päivä, ja tiedämme, että se ei ole totta.

Jos oletamme kuuden tunnin "hyvää aurinkoa", niin tarvitsisimme neljä kertaa niin paljon aurinkopaneeleja, mikä tuottaa meille jopa 400 neliömetriä. ft. aurinkopaneelien tyydyttämiseksi keskimääräisen amerikkalaisen kotitalouden sähköntarpeet. Ja kaiken tämän paneelin summa olisi arvioitava 4 kW: iin.

Keskimäärin 5 dollaria / wattia 4 kW: n järjestelmä maksaa noin 20 000 dollaria. Teslan ansiosta voimme nyt ostaa kolme 10 kW: n akkua hintaan 3500 dollaria, netto yhteensä 10 500 dollaria. Joten noin 30 500 dollarilla sinulla voisi olla käyttöjärjestelmä, joka täyttää päivittäiset sähköntarpeesi ja jopa 30 tuntia akkua (olettaen, että sinulla on 400 neliömetriä. ft. paneelien kanssa yhteensopivaa maata).

Tietenkin kaikki tämä edellyttää, että sinulla on 400 neliömetriä. ft. paneelien kanssa yhteensopivaa maata, mikä vain ei ole totta useimmille ihmisille (etenkin kaupunkialueilla). Jotta tämä olisi todellinen, käytännöllinen ratkaisu, meidän on parannettava huomattavasti aurinkokennojen tehokkuutta tai peitettävä pääasiassa kaikki rakennukset niiden kanssa käyttämällä jotain sellaista ruiskutettava aurinkokenno Tehokas. Halpa. Mahtava. Tässä on miksi uusi spray-on aurinkokennojen asiaAurinkoenergian kustannusten odotetaan laskevan rajusti sen jälkeen kun tutkijaryhmä työskentelee Yhdistyneen kuningaskunnan Sheffieldin yliopisto ilmoitti aurinkokennojen kehittämisestä ruiskutettavalla tekniikalla prosessi. Lue lisää teknologiaa.

Viimeiseksi, meillä on suuria kysymyksiä aurinkoenergian infrastruktuuri kautta maailman. Tämän kysymyksen ydin on seuraava: ajatelkaa kaikkea, mikä nykyisin käy fossiilisilla polttoaineilla (esim. Autoja, voimalaitoksia jne.), Ja ajatelkaa, kuinka paljon työtä tarvittaisiin muuntamiseen kaikki siitä olla aurinko-yhteensopiva.

Monet voimalaitokset olisi sammutettava, jopa purettava, jotta ne voidaan rakentaa uudelleen aurinkoalueiksi. Kaasu-, diesel- ja hybridi-moottoriajoneuvot olisi hylättävä täysin sähköajoneuvot, kuten Tesla Kuinka sähköautot ylittävät latausrajatSähköautot ovat loistavia - paitsi niiden valikoimaa. Voivatko sähköautot ylittää valikoiman tekniikoita? Lue lisää . Ja sitten syntyy perifeerisiä kustannuksia, kuten huoltoasemien muuttaminen latausasemiksi.

Tässä kaikki erittäin kallis.

Mutta jos tarkastellaan suuremman mittakaavan aurinkoinfrastruktuurin tulevaisuutta, MIT julkaisi juuri tutkimuksen, jonka mukaan se on mahdollista saavuttaa aurinkoenergian käyttö terawattimittakaavassa vuoteen 2050 mennessä. Se riittää voimaan 41,7 miljardia kotitaloutta amerikkalaisten keskimääräisellä sähkönkulutuksella.

Ehkä laaja-alainen aurinkoenergian käyttöönotto ennen fossiilisten polttoaineiden loppumista saattaa olla mahdollista.

Hyvät uutiset: Tulevaisuus näyttää valoisalta

Jos olet päässyt niin pitkälle ja olet edelleen skeptinen aurinkoteknologian tulevaisuuden suhteen, en syyttäisi sinua. Sitä on pidetty pelinvaihtajana vuosikymmenien ajan, ja kaikki nämä viimeaikaiset kehityssuunnat saattavat tuntua enemmän savun puhaltavan.

No, totuus on se vaihtoehtoinen Energia voida tehdä työtä.

Costa Rica meni äskettäin yli 75 päivää suoraan ilman uusiutuvaa energiaa. Myönnettiin, että suurin osa siitä tehtiin vesivoimalaitosten kautta voimakkaiden sateiden aikana, mutta se antaa toivon vilkaisun niille meistä, jotka haluavat katkaista riippuvuus öljystä.

Lisäksi Ranska allekirjoitti äskettäin lain, jolla vaaditaan kaikkia uusia liikerakennuksia peitä kattojensa aurinkopaneeleilla tai kasveja. Se on pieni mutta tärkeä askel, joka osoittaa, että maailma alkaa hyväksyä sitä, että aurinkoenergia ei ole vain välttämätön tulevaisuutta varten se on uskottava todellisena ratkaisuna.

Jos sallimme sen, aurinkoenergialla on potentiaalia olla yksi useita tekniikoita, jotka muuttavat maailmaa ikuisesti 10 parasta nousevaa teknologiaa, jotka muuttavat maailmaaMaataloudesta lääketieteeseen energiaan saakka, edistysaskeleita tehdään joka päivä. Opi vähän näistä kymmenestä nousevasta tekniikasta, jotka voivat vaikuttaa suoraan elämääsi seuraavien vuosien aikana. Lue lisää . Viimeaikaisen kehityksen ja sosiaalisten muutosten ansiosta muutos saattaa tulla saapumaan nopeammin kuin luulemme sen tulevan.

Onko sinulla varauksia aurinkoenergian suhteen? Kuinka kauan luuletko, ennen kuin maailma hylkää fossiiliset polttoaineet hyväksi? Tuleeko tuo päivä koskaan? Jaa ajatuksesi kanssamme kommenteissa!

Kuvapisteet: Tuulivoimapuisto Shutterstockin kautta, Maissi biopolttoaine Shutterstockin kautta, Solar Horizon kautta Shutterstock, Aurinkoakut Shutterstockin kautta, Aurinkolamppu Shutterstockin kautta, Aurinkokodin katot Shutterstockin kautta, Aurinkobussipysäkki Shutterstockin kautta