Bez kategorii

Alternatywne źródła energii – czy zastąpią węgiel i ropę?


  • 0
Fot. Flickr/Charles Cook/Lic. CC by

Fot. Flickr/Charles Cook/Lic. CC by

Świat jest uzależniony od paliw kopalnych. Nie ma dziedziny życia, która obecnie mogłaby przetrwać bez surowców energetycznych wydobywanych z ziemi. Ale trzeba spojrzeć prawdzie w oczy – to źródło energii kiedyś się skończy. Według najgorszych prognoz – już niebawem. Co wtedy?

Źródełko kiedyś wyschnie

Ropa naftowa, węgiel, gaz ziemny, a w szerszym ujęciu – węglowodory w trzech stanach skupienia. Martwe szczątki organiczne z bogatego we florę karbonu, sprasowane pokładami skał. Logiczne, że kiedyś się skończą.

Obecnie rafinowane i intensywnie eksploatowane wszystkie frakcje pozwalają światu prawidłowo funkcjonować. Stanowią główny motor cywilizacji. W rzeczywistości są bardzo tanie, ponieważ podane jak na tacy w prezencie od natury sprzed kilkudziesięciu milionów lat.

Obecny rozwój techniki pozwala na syntezę praktycznie wszystkich rodzajów węglowodorów. Jednak wydaje się to kompletnie nieopłacalne. Co zatem czeka ludzkość, kiedy pewnego pięknego dnia na Półwyspie Arabskim, w Rosji i Ameryce źródełko wyschnie?

Alternatywa

Media już jakiś czas temu ukuły określenie „alternatywne źródła energii”. Pojęcie to jest bardzo rozległe, jednocześnie niewiele mówi. Wrzucono do jednego worka wszystkie inne niż węglowodory metody napędzania świata. Które z nich mają szansę szerzej przyjąć się w świecie? Czy są w stanie zastąpić cudowną ropę?

Źródła alternatywne zasadniczo można podzielić na odnawialne oraz syntetyczne. Te pierwsze wykorzystują naturę, siły występujące w przyrodzie, które są, patrząc w skali człowieka, niewyczerpalne. Synteza paliw to nic innego jak próba zastąpienia dobrze znanych węglowodorów występujących naturalnie.

Różnica między obiema metodami jest taka, że ze źródeł odnawialnych można korzystać niejako za darmo. Po zapewnieniu odpowiedniej infrastruktury da się czerpać energię bez większych nakładów finansowych.

Synteza paliw wymaga ciągłego nakładu energii. Mówi się, że nic w świecie nie ma za darmo. Ta maksyma bardzo dobrze sprawdza się właśnie w przypadku syntezy paliwa. Żelazne prawa fizyki i chemii jasno określają, że nie istnieje coś takiego jak perpetuum mobile. Aby zatem otrzymać porcję energii, trzeba ją najpierw dostarczyć. Można zamienić jej jeden rodzaj w drugi, nie można otrzymać jej z niczego.

Naturalne więc wydaje się otrzymywanie w przyszłości energii ze źródeł odnawialnych. Czy w takim razie wystarczą one jako odpowiedź na ciągle rosnące zapotrzebowanie konsumpcyjnej cywilizacji? Jakie są możliwości?

Popularne źródła odnawialne

Powszechnie występująca energia, z jaką każdy ma do czynienia praktycznie na co dzień, to światło słoneczne. Najbliższa Ziemi gwiazda w ciągu każdych 40 minut dostarcza na powierzchnię planety energię wystarczającą na pokrycie rocznego zapotrzebowania ludzkości. Jak ją wykorzystać bardziej produktywnie niż do opalania się na plaży?

Najprościej zainstalować kolektory słoneczne występujące w dwóch odmianach. Są to panele ogrzewające przepływającą przez nie wodę oraz ogniwa fotowoltaiczne, magazynujące energię świetlną w postaci prądu.

Oba rozwiązania zagościły już w tzw. domach pasywnych, pozwalając na sporą redukcję kosztów ogrzewania oraz energii elektrycznej. Coraz częściej pojawiają się, na razie głównie jako eksperymenty naukowe, tzw. farmy słoneczne. Dobrym przykładem może być największa na świecie tego typu formacja paneli ustawiona na pustyni Mojave w Kalifornii. Jej wydajność to aż 350 MW.

Określenie „farmy energetyczne” częściej jest jednak odnoszone do ogromnych powierzchni, najczęściej morskich, wykorzystanych pod formacje wiatraków. Są to elektrownie wiatrowe, które korzystają z drugiego najbardziej popularnego źródła energii odnawialnej, czyli wiatru.

Wiatr to ruch cząsteczek powietrza pomiędzy ośrodkami odmiennego ciśnienia. A że atmosfera jest jednym z bardziej złożonych i dynamicznych układów, nie są znane żadne poważniejsze konsekwencje wykorzystywania tego źródła energii.
Wiatr padający na płaty wiatraków wprawia je w ruch. Zamontowane w głowicach turbiny generują prąd elektryczny, który jest akumulowany w bateriach ogniw lub bezpośrednio przesyłany do odbiorców.

Wykorzystywanie energii wiatru jest jedną z czystszych i najmniej ingerujących w środowisko form pozyskiwania energii. Nawet w Polsce coraz częściej dostrzega się jej potencjał. Głównie w rejonach nadmorskich można zobaczyć coraz więcej pojedynczych wiatraków. Szkoda, że są to głównie wyeksploatowane i zezłomowane konstrukcje z Niemiec.

Najbardziej kontrowersyjnym źródłem energii, paradoksalnie neutralnym dla środowiska, jest energia jądrowa. W Polsce, oczywiście z powodu Czarnobyla, elektrownie atomowe nie mają zbyt wielu zwolenników. Ostatnie wydarzenia w Japonii jeszcze bardziej zmniejszyły poparcie dla atomu.

Kataklizm pokazał, że nawet najlepsze zabezpieczenia nie poradzą sobie z siłami natury. Z drugiej strony nad Wisłą nie mamy trzęsień ziemi i fal tsunami, a współczesne reaktory jądrowe są dużo nowocześniejsze od tego, który zawiódł w Czarnobylu. Dlatego też antyatomowa histeria wydaje się nieuzasadniona.

http://www.youtube.com/watch?v=NEycLC5Zovg

Paliwo z wody i dwutlenku węgla

Mówiąc o alternatywnych źródłach energii, nie da się pominąć bardziej ekstrawaganckich pomysłów i idei. Bodaj najbardziej kontrowersyjną postacią ostatnich lat jest profesor nadzwyczajny UMCS (Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie) Dobiesław Ozimek. Jego pomysł jest chyba równie ekscentryczny jak imię. Najprościej rzecz ujmując, chodzi o technologię umożliwiającą przeprowadzanie na skalę przemysłową sztucznej fotosyntezy.

W skrócie, jego metoda opiera się na znanym fakcie, że rośliny są w stanie przeprowadzać syntezę wysoce energetycznych związków z wody i dwutlenku węgla. Prof. Ozimek twierdzi, że za pomocą specjalnych lamp UV jest w stanie wyprodukować z dwutlenku węgla metanol.

A metanol już sam w sobie może być paliwem. Tylko że jest małe „ale” – to, które zasygnalizowałem już na początku – zasada zachowania energii. W dużym uproszczeniu można powiedzieć, że gdyby energia promieni UV, które trzeba wyemitować do syntezy metanolu, była równa energii, jaką ten metanol będzie w sobie miał zmagazynowaną, to prof. Ozimek wynalazłby perpetuum mobile.

Doliczając oczywiste straty na etapie naświetlania, należy wprost powiedzieć, że energia potrzebna do wyprodukowania jednostki energii zawartej w metanolu jest wielokrotnie wyższa. Owszem, synteza będzie się odbywać, jednak jej oczywistego bezsensu chyba nie trzeba udowadniać.

Kolejny ciekawy pomysł, autorstwa dra Jana Gulaka, to silnik spalinowy wykorzystujący w równym stopniu olej napędowy i wodę.

W projekcie używana jest miedziana instalacja rozprowadzająca wodę po kolektorze wydechowym układu odprowadzania spalin. Tam woda ogrzewana jest do temperatury kilkuset stopni Celsjusza i osiąga stan pary. Para ta jest następnie wtłaczana do kolektorów i zasysana do cylindrów.

Na tym etapie następuje tajemnicze rozbicie wody na wodór i tlen (zapewne pod wpływem wysokiej temperatury i ciśnienia). Jak wiadomo, wodór z tlenem tworzy znakomitą mieszankę wybuchową, która daje energię i napędza tłoki.

http://www.youtube.com/watch?v=Ku06FJFRTpo

Oczywiste jest, że silnik musi zostać wstępnie nagrzany poprzez pracę na samym oleju. Następnie, po osiągnięciu odpowiedniej temperatury, do paliwa może być dodawana woda. Projekt wydaje się tak prosty i oczywisty, że aż dziwne, że nie jest stosowany powszechnie od dłuższego czasu. Czy dopiero Polak wpadł na tak genialny i banalny pomysł?

Wielki spisek

Garść powyższych przykładów pokazuje, że wiele jest dróg omijających paliwa kopalne. Co zatem powoduje, że w dalszym ciągu są one dominującym źródłem energii w świecie?

Wiele osób mówi o teoriach spiskowych i lobbingu branży naftowej. O uciszaniu i likwidowaniu naukowców, wykupywaniu patentów i ich niszczeniu. Czy jest w tym choć ziarno prawdy? O tym przekonamy się zapewne dopiero wtedy, gdy świat faktycznie stanie przed wyborem – absolutna ciemność lub zaufanie silnikowi na wodę.

Powiązane wpisy

[FM_form id="2"]
Bez kategorii
Gotycka katedra. Jak wiele może opowiedzieć jeden budynek?
Bez kategorii
Najbardziej nietypowe muzea w Polsce
Bez kategorii
Zastali murowaną, a zostawili drewnianą