Dbajmy o Ziemię i oszczędzajmy paliwo

Alternatywne zasoby energii znacznie przewyższają zasoby energetyczne paliw tradycyjnych. Najbardziej perspektywiczna jest energia jądrowa i słoneczna.

Czy wiesz, że w 2010 r. – jak wyliczył branżowy portal motoryzacyjny Wards Auto – liczba samochodów na świecie przekroczyła miliard i sięgnęła 1,015 mld? 3,6-procentowy wzrost liczby zarejestrowanych aut w tamtym roku – przybyło ich 35,6 mln – okazał się drugim co do wielkości skokiem w historii motoryzacji.

Przez dziesiątki lat wynalazki poszerzyły zasięg uprzemysłowienia, zapoczątkowały mechanizację handlowych i publicznych środków transportu morskiego i lądowego oraz przyczyniły się do powstania najbardziej energochłonnego zjawiska naszych czasów – samochodu jako powszechnego środka lokomocji. W scenariuszu rozwoju zakładającym utrzymanie obecnego modelu komunikacji „Energy Bulletin" przewiduje, że do 2050 r. liczba aut sięgnie 2 mld.

Co to oznacza

Udział motoryzacji w ogólnym bilansie zanieczyszczania naturalnego środowiska jest znaczny i w niektórych gęsto zaludnionych i uprzemysłowionych rejonach dochodzi do 40–60 proc. Na obszarze Unii Europejskiej auta odpowiadają za 65 proc. zanieczyszczeń emitowanych.

W przeliczeniu na jeden przejechany kilometr samochód osobowy emituje średnio 160 gramów dwutlenku węgla, a terenowy nawet 0,5 kilograma. To bardzo dużo, a przecież liczby te dotyczą jedynie bezpośredniego spalania paliwa przez pojazd. Należy doliczyć kolejne 20 proc. zużywanej energii (i emitowanego CO2), biorąc pod uwagę cały proces pozyskiwania paliwa: wydobycie ropy, przewiezienie do rafinerii, przetworzenie i dostarczenie na stację.

15 km do pracy – w tę i z powrotem – przejechane przeciętnym osobowym autem to ilość wyemitowanego dwutlenku węgla, którą drzewo sporych rozmiarów będzie usuwać przez cały rok. 20 000 km przejeżdżanych rocznie to wyrzucone do atmosfery 3 tony CO2, a w przypadku jazdy samochodem terenowym nawet 10 ton.

Samochód emituje dwutlenek węgla, nawet jeśli nie przejedzie ani kilometra. Samo jego zbudowanie, serwisowanie, a na koniec złomowanie powoduje wytworzenie 15–30 ton CO2.

Skąd wziąć energię odnawialną

Światowe zasoby energetyczne dzielą się na odnawialne i nieodnawialne. Do pierwszej grupy zalicza się jej niewyczerpalne, samorodne rodzaje: mechaniczną energię atmosfery i hydrosfery Ziemi oraz cieplną – Słońca. Do nieodnawialnych zasobów należą tradycyjne kopalniane surowce, takie jak węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny oraz ciepło geotermiczne, a także energia uzyskiwana w wyniku zachodzących procesów jądrowych.

Alternatywne zasoby energii obejmują różnorodne odnawialne i nieodnawialne jej nośniki, które są wykorzystywane w ograniczonej skali. Podstawowymi alternatywnymi jej rodzajami są: energia słoneczna, wewnętrzne ciepło Ziemi i energia mechaniczna wyzwalana w rezultacie działania sił grawitacyjnych, obrotu kuli ziemskiej, ruchu masy wody (przypływy) i mas powietrza (wiatr). Ich zaletą jest praktycznie wieczne występowanie i brak jakichkolwiek zagrożeń środowiska przy ich wykorzystywaniu. Natomiast podstawową wadą – nierównomierność ich rozmieszczenia terytorialnego i występowanie okresowe.

Alternatywne zasoby energii znacznie przewyższają zasoby energetyczne paliw tradycyjnych, a najbardziej perspektywiczna jest energia jądrowa i słoneczna. Oczywiście większość ludzi zdaje sobie sprawę, jak mało wydajne i szkodliwe dla środowiska są elektrownie węglowe, dlatego opowiada się za elektrowniami jądrowymi. Kiedy jednak do budowy takowej ma dojść, mieszkańcy okolicznych miejscowości protestują. To zrozumiałe: nie chcemy już elektrowni węglowych, ale nikt nie chce mieć jądrowej obok siebie. Chyba jedynie jakiś prawdziwy społecznik.

Rozwiązanie sprzeczności jest jasne jak Słońce

Zasoby energii słonecznej przekazywanej na kulę ziemską są tak duże, że jeśli pomyślnie zostaną rozwiązane sposoby wykorzystania tylko 5 proc., to przekroczą one współczesne spożycie energii ponad 200 razy. Jeżeli uda się zmniejszyć koszt produkcji baterii słonecznych, stosowanych np. na statkach kosmicznych, do 1/200 ceny obecnej, to energia słoneczna stanie się naprawdę ogólnie dostępna. Nikogo przecież już nie dziwią panele solarne montowane na dachach domów, które służą głównie do podgrzewania wody i tym samym obniżania rachunków.

A gdyby Słońce zasilało samochody

Obecnie dostępne na rynku panele solarne mogą jedynie wspomagać samochody, gdyż nie są na tyle wydajne, by je samodzielnie napędzać. Firma Ford podczas targów CES 2014 w Las Vegas pokazała samochód z napędem hybrydowym Ford C-Max Solar Energi. Na jego dachu znajduje się 1,5 mkw. paneli słonecznych o mocy około 300 W.

To za mało do naładowania baterii samochodu w ciągu dnia, dlatego można zastosować koncentrator skupiający niczym lupa promienie słoneczne na dachu samochodu. Umożliwia to ośmiokrotnie zwiększenie wydajności i naładowanie akumulatora bez podłączania do kontaktu. Z pełnymi bateriami i bakiem pojazd ma być w stanie przejechać prawie 1000 km, z czego około 38 km, korzystając wyłącznie z zasilania elektrycznego. Auto jest na razie tylko prototypem i nie wiadomo, czy trafi do sprzedaży.

Firma przekonuje, że gdyby takie rozwiązanie zastosować również w większości domów, roczna emisja zanieczyszczeń oraz CO2 wytwarzanych przez samochód i mieszkanie przeciętnego amerykańskiego kierowcy mogłaby się zmniejszyć o mniej więcej 4 tony.

Student potrafi

Zespół Łódź Solar Team, do którego należą studenci Politechniki Łódzkiej, 24 października 2015 r. dotarł na metę wyścigu „World Solar Challenge" w Bridgestone w Australii. Z całej Europy Wschodniej do udziału w tym rajdzie zakwalifikowała się tylko ta jedna drużyna. Studenci pokonali 3000 km australijskich tras pojazdem Eagle 1 (Orzeł 1), który powstawał półtora roku.

Samochód jest dwuosobowy, lekki (waży ok. 400 kg, sama karoseria z włókna węglowego tylko 70 kg) cichy, szybki (osiąga prędkość około 100 km/h) i szalenie ekologiczny. Napędzają go dwa silniki elektryczne zamontowane bezpośrednio w kołach (żeby uniknąć strat energii na przełożeniach), zasilane prądem pozyskiwanym z panelu słonecznego na dachu samochodu (6 mkw.) oraz z akumulatorów, które są zasilaniem awaryjnym w przypadku złej pogody.

Drużyna Łódź Solar Team zajęła szóste miejsce w swojej klasie, uzyskując najlepszy wynik wśród debiutantów. Dodatkowo zdobyła nagrodę Safety Award za najbezpieczniejszy bolid i najlepsze przygotowanie do przejazdu.

Być może takie osiągnięcia skłonią wielkie koncerny motoryzacyjne do produkcji aut zasilanych energią słoneczną, zwłaszcza kiedy na świecie wprowadzane są zakazy i normy dotyczące emisji dwutlenku węgla. Wyrzucanie do atmosfery CO2 z powodu zasilania samochodów paliwami kopalnymi (benzyna, ropa, CNG, LPG) jest przecież poważnym wkładem człowieka w globalne zmiany klimatu.

Autorka jest studentką III roku Politechniki Łódzkiej, kierunek biotechnologia. Zdobyła II miejsce w konkursie „Dbajmy o Ziemię, chrońmy klimat. Różne źródła energii niskoemisyjnej w przededniu konferencji klimatycznej COP21 w Paryżu", zorganizowanym przez AREVA Przedstawicielstwo w Polsce. Patronem medialnym konkursu jest „Rzeczpospolita", a partnerami: Ambasada Francji w Polsce, CEA oraz EDF. Konkurs został zrealizowany pod patronatem Marcina Korolca, byłego sekretarza stanu w Ministerstwie Środowiska.