Jeszcze o tajnych laboratoriach co mają zbawić świat

Dodając trochę do poprzedniego wpisu pod tym tytułem- moją tezą jest- nie potrzeba niczego ponadto, co już istnieje- może z odrobiną ulepszeń. Ale za to fizyki się nie przeskoczy. Ograniczenia są, jakie są i żadne pomysły rodem ze StarTreka tego nie zmienią. Ale poza tym, trzymając się ziemi i nie odlatując za daleko- można sobie wyobrazić parę rzeczy:
Przypuśćmy, że na poziomie elit biznesowych, finansowych i politycznych zapada konsensus- wobec wyzwań obecnej sytuacji energetycznej przebudowujemy w całości gospodarkę na źródła odnawialne i działamy konsekwentnie w tym kierunku. Nawet tego typu deklaracje się zdarzają.
Więc pewien technologiczny opis stanu docelowego. Akurat konkretne miejsce nie ma za dużego znaczenia. To, że sieć energetyczną można w dużej części oprzeć na źródłach odnawialnych jest w miarę oczywiste- czy w całości- to oczywiście inne pytanie. Widziałem badania (oczywiście nie pamiętam gdzie- był to jakiś niemiecki instytut), w których wyliczano, że przy zabezpieczeniu potrzeb rzędu 9% z niezawodnych elektrowni wodnych można całą sieć oprzeć na źródłach odnawialnych i da się to jakoś zbilansować. Kluczem do wszystkiego jest jednak transport. Jeśli będzie istnieć nowoczesna sieć transportowa, cywilizacja pozostanie.
Słoniem w menażerii jest tu samochód osobowy. Każdy może sam zobaczyć jaką część wydatków na ogólnie pojęte wyroby przemysłowe przeznacza na samochód i rzeczy z nim związana, a jaką na całą resztę. Ale tylko przemysłowe- nieprzetworzona żywność i energia nimi nie są (paliwa w sporej części- tej rafineryjnej). 
Otóż, pomimo prób, dobry i sensowny samochód na energię odnawialną można zrobić tylko jako zasilany bateriami, w których to wypadku obecna technologia nie jest wcale taka odległa od teoretycznych limitów. Problem polega na tym, że do utrzymania jazdy samochodem osobowym po dobrej drodze z prędkością, gdzie opór powietrza jeszcze nie stanowi dużego problemu potrzeba ok. 10 kW, czyli na taką jazdę (znaczy powiedzmy 90 km/h na autostradzie) przez godzinę potrzeba 10 kWh (można to zmniejszyć zwężają opony- ale kosztem drogi hamowania)- ok. 70-100 kg dobrych baterii litowych. Dodawszy do tego gorsze drogi, jazdę pod górę, a zwłaszcza miejską (choć odzysk energii przy hamowaniu trochę tu może pomóc) mamy to co mamy i żadne sztuczki marketingowców tego nie zmienią. Ale przede wszystkim właśnie ta ilość zużywanej energii wygląda nieco nierealnie i też trudno wyobrazić sobie działanie przemysłu na takim poziomie w oparciu o źródła odnawialne- przynajmniej w początkowym okresie. Choć z drugiej strony oczywiście należy wykorzystać możliwie jak najbardziej istniejąca infrastrukturę, zanim zbuduje się nową, bardziej efektywną.
Ale dalej- obecne ceny fotowoltaiki są już tak niskie, że można sobie wyobrazić przejście całej energetyki na energię odnawialną, dodawszy do tego oczywiście wiatr- ale jego zasoby zaczynają być, zwłaszcza w Europie, ograniczone. Oczywiście problemem jest to, że wiatr wieje kiedy chce, a słońce świeci tylko w dzień, a w warunkach zimowej Europy i to nie bardzo. Oczywiście jako dodatek może działać smart grid, słuszna ilość elektrowni szczytowo-pompowych, kiedy już zabraknie miejsc na tamy, itp.- ale żadnych złudzeń, chyba przez długi czas nawet najbardziej udanej przebudowy sieci energetycznej sojusznikiem pozostanie 20 stopień zasilania...
Podsumowując- to wszystko da się zrobić- ale koszty zarówno inwestycyjne, jak też poziomu życia muszą być spore. Droższy i zawodny prąd w sieci w miejsce dostępnych paliw, drastyczne zmniejszenie produkcji przemysłowej i przebudowa jej struktury to są spore wyzwania. Bez kompletnego zawału państwa i struktury społecznej możliwe tylko w krajach relatywnie bogatych, a i to tylko pod warunkiem zgody społeczeństwa. Alternatywą jest co prawda funkcjonowanie w warunkach pogłębiającego się kryzysu i stopniowe staczanie się w stronę Kongo, ale przy braku zaufania społecznego i tak większość oceniałaby takie działania jako złodziejstwo i brak jest jakichkolwiek szans na sukces.
Teraz- co jest możliwe, zakładając powyższe warunki? Po pierwsze- generalnie transport szynowy. W warunkach miejskich oczywiście klasyczny tramwaj- jest dobry, sprawdzony i względnie tani. Dla pewnego wyobrażenia- opory ruchu na szynach dla przeciętnego nowoczesnego (czyli dość dużego) tramwaju to 4 kW (porównajmy to z samochodem!!!). Patrząc oczywiście na trwałość samego taboru i czas eksploatacji wyposażenia linii mamy ten sam problem- budowanie porządnych rzeczy na dekady zamiast wyrzucania na śmietnik po kilku latach. W warunkach kryzysu to oczywiście zaleta, ale przeniesienie zasobów na inwestycje w takiej sytuacji jest problematyczne. Sensowna sieć tramwajowa może oczywiście tez służyć do transportu towarów- tylko znów- to jest trudność przede wszystkim ze strony biznesowej- jak właściwie to rozliczać? Tego typu rozwiązania jak najbardziej istnieją, ale są wyjątkami i oczywiście najpierw musi istnieć dobra sieć tramwajowa, a dopiero potem można myśleć o adaptacji jej do transportu towarowego.
Dlatego tez znacznie większym problemem jest transport międzymiastowy i zwłaszcza podmiejski. Międzymiastowy- to właściwie jest całkowicie dzisiejszy model- zelektryfikowana kolej jest czymś co jest i działa. Problemem jest zarządzanie i logistyka, ale generalnie jest zupełnie dobrze- dodatkiem zastępującym samoloty na krótszych trasach oczywiście jest szybka kolej. Znów- to tylko kwestia zgody społecznej na inwestycje.
Najbardziej problematycznym miejscem są przedmieścia i mniejsze miejscowości. Właściwie zawsze transport w tym zakresie był nieopłacalny. W 19 w. rozwiązywano to tak, że wielkie firmy budujące główną siec kolejową zawierały porozumienia z lokalnymi biznesmenami dopłacając do eksploatacji bocznych linii, które służyły jako feeders (brakuje mi dobrego polskiego słowa) dla głównej linii. Pojawienie się transportu motorowego znakomicie zniszczyło tą ekonomię i następnie boczne linie zaczęły znikać, wszędzie na świecie. I tu pojawia się dość ciekawa konstrukcja pewnej argentyńskiej firmy- Tecnotren. Założenie biznesowe jest ciekawe- stworzyli pojazd do transportu pasażerów po opuszczonych liniach kolejowych. Ten pociąg nie spełnia oficjalnych wymogów bezpieczeństwa dla pojazdów kolejowych, w związku z czym waży 1/4 tego co by musiał ważyć spełniając te wymogi. Maksymalna prędkość 40 km/h, czyli żałosna (ale właściwa dla torów w złym stanie), ale za to silnik 1.7 D fiata (który tu naprawi każdy kowal) i zużycie paliwa, jak podają 16 litrów ropy na 100 km. Oczywiście dostosowanie tego do logistyki towarowej to inny problem, ale sprzęt jest i zdaje się, że staje się całkiem popularny, bo opuszczonych torów akurat w Argentynie nie brakuje. Pojazd ten jest tak mało energożerny, ze po obłożeniu go panelami słonecznymi powinien działać nawet bez doładowywania baterii. 
Oczywiście- zupełnie lokalny transport, czy to ludzi czy towarów, pozostanie domeną samochodów elektrycznych- i tu jest ich nisza- dowóz do lokalnej stacji kolejowej, załadunek, wyładunek. Tak to może działać. Ale o dziwo nie widziałem na rynku żadnego pojazdu elektrycznego o właśnie takim przeznaczeniu. Co nie zmienia faktu, że skonstruowanie go jest raczej łatwe i poradziłby sobie z tym prawie że pan Wiesio co ma garaż. To tak w skrócie- zużycie paliwa bezpośrednio w rolnictwie to jest w najlepszym wypadku traktor elektryczny i wymiana zespołów baterii, a w transporcie morskim na dziś sprawa mało realna- w rzecznym zupełnie inna sytuacja- barka napędzana ogniwami słonecznymi wydaje się dość realnym pomysłem. W ten sposób realnie można zmniejszyć, w miarę postępu inwestycji zużycie paliw kopalnych do powiedzmy 5-10% dzisiejszego. Tylko... Wymaga to oczywiście zgody społecznej, pokonania lobbys zyskujących na utrzymaniu status quo- czyli realnie przekonania stosownych oligarchów, że po zmianach też zarobią. I to jest tak naprawdę największy problem. A jeśli uda się stworzyć system, gdzie zarabia na takim przekształceniu także klasa średnia- co w dużym stopniu się udało w Niemczech, to właściwie sukces jest zapewniony.
Przekształcenie to oczywiście koszty inwestycji- efektywnie zmniejszenie konsumpcji i dług. Ale z nadzieją na wyjście. Wymaga jedynie wspólnego działania i spójności społecznej, ewentualnie oświeconego zamordyzmu- ale jest on znacznie gorszy niż społeczna zgoda.

11 komentarzy:

Anonimowy pisze...

Argentyńczycy mogą się uczyć od angoli:
http://www.youtube.com/watch?v=mkpCzp0CmjY

Tomasz P pisze...

Temat fajny ale nie udało mi się doczytać do końca :( ciężko się to czyta :P tak zlane. Ale pozdrawiam:)

HansKlos pisze...

feeders (brakuje mi dobrego polskiego słowa)

Po polsku to dojazdowe, np linia dojazdowa, kolej dojazdowa. Swego czasu większość wąskotorówek to była kolej dojazdowa. W chwili obecnej taka kolej jest do zrealizowania na bazie jednej szyny.

Anonimowy pisze...

Wydaje się że sprawa słonia w składzie porcelany , sorry samochodu osobowego została już rozwiązana przez polskiego inżyniera Kazimierza Hołubowicza z Kanady . Opatentował rozwiązanie techniczne umożliwiające obniżenie zużycia paliwa w samochodzie osobowym o 90 % przy jednoczesnym wzroście mocy silnika o 40 % .Badania przeprowadzono na 3 cylindrowym silniku Suzuki . Niestety nie ma chętnych na produkcję tego silnika . Powód jest oczywisty . Położy to rynek paliwowy wart 1 bln dolarów . Pomijam już inne wynalazki do których się powraca . Jako przykład można podać silnik Stirlinga montowany w nowoczesnych łodziach podwodnych jako napęd podstawowy .
Wiele wynalazków jest blokowanych ( wykupione patenty i odłożone na półkę ). Czy możesz sobie wyobrazić świat w którym każdy obywatel po urodzeniu wraz numerem ID otrzymuje moduł paliwowy , który wystarcza na dziesiątki lat ?. Masz swój moduł np w formie walizkowej ( porównaj skok technologiczny bomby atomowej FAT BOY z walizkowym ładunkiem jądrowym)który wkładasz do samochodu , następnie do ogrzewania domu , produkcji żywności itd. Gdzie monopol państwa na nośniki energii ?. Położyłoby to struktury Państwa i świat jaki znamy na łopatki .

Anonimowy pisze...

Jeśli chodzi o transport morski, to rozwiązanie wcale proste, wystarczy odkurzyć technologię żaglowców, używając do transportu większej floty mniejszych jednostek. Tylko trochę trzeba poeksperymentować z rozmiarami, żeby mogły brać sensowny ładunek. Wydaje mi się, że skonstruowanie całkiem dużego żaglowca, wspomaganego silnikiem elektrycznym i bateriami słonecznymi jest całkiem realne. Będzie wolny ale będzie płynął za darmo...

Jeśli do tego ograniczymy bezsensowne wożenie tam i z powrotem (podejrzewam że można transport towarowy ograniczyć o co najmniej 90% wracając do produkcji lokalnej), to może się okazać, że flotylla żaglowców jest wystarczająca.

Anonimowy pisze...

Energetykę wiatrową i słoneczną kładą dwa problemy: brak dobrego magazynu energii, koszty inwestycji (na poziomie rozważań w tym wpisie należy liczyć w [J] a nie pieniądzach). Problem pierwszy można próbować rozwiązać zwiększając rozległość systemu ale rodzi to szereg trudności technicznych. A poza tym to infrastruktura przesyłowa (sieci elektroenergetyczne, gazociągi, ropociągi) jest "wymarzonym" celem dla różnych "wyznających odmienny system wartości".

Samochód osobowy - rzeczywiście bezsens energetyczny: 1600kg do przewiezienia 80kg. Ale decyduje psychologia.

Anonimowy pisze...

Problemem jerst to, że paliwa kopalne to nie tylko energia ale też surowce. Z tych paliw robi się plastik, asfalt, ubrania, leki... prawie wszystko.

Obecnie zużyty sprzęt elektroniczny trafia w końcu do afryki gdzie zalega na hałdach. Takie rzeczy jak monitory, komputery - mają obudowy z plastiku wytworzonego m.in. z ropy. Może się okazać, że przy niedoborze ropy odzysk stanie się opłacalny a czarny ląd stanie się eksporterem zasobów, które wcześniej były śmieciami.

A.

Anonimowy pisze...

@Anonimowy z 15:34
Odzysk węglowodorów już stał się opłacalny to m.in. dlatego w Polsce wprowadzono przymus wywozu śmieci przez specjalistyczne firmy wcześniej każdy robił to na własną rękę.

Kilka lat temu oddając stare opony na śmietnik musiałeś za to płacić dziś to tobie płacą.

xxxpl pisze...

Problem transportu międzymiastowego można rozwiązać jak poniżej...
www.siemens.com/innovation/apps/pof_microsite/_pof-fall-2012/_html_en/electric-trucks.html
Kilometr autrostrady kosztuje średnio jakieś 10 mln - ile kosztowałoby zaistalowanie dodatkowo trakcji nad takim kilometrem?

Majaczeń o tym oszuście Kazimierzu Hołubowiczu (dobrze, że nie wspomniał o innym oszuście Andrea Rossim, dotąd takie świry zawsze o nim wspominały) i podobnych z litości nie będę komentował.

Maczeta Ockhama pisze...

@xxxpl
Jasne, że mozna- znów kwestia ilości dostepnej energii Jeśli mówimy tylko o dostarczeniu jej na mioejsce trolejbus jest lepszy- jeśli o efektywności, elekrtyczny pociąg nie ma sobie równych.

Remigiusz - Oszczedzanie.biz pisze...

Jednak zapominamy o jednej sprawie. Z kimkolwiek w Polsce nie rozmawiam, z kimkolwiek kto się dorobił choćby średniej krajowej mc, to poza metropoliami wszyscy, ale to wszyscy są niechętni jakiemukolwiek transportowi publicznemu.

każdy pragnie WŁASNEGO środka transportu - samochodu

z ludzkimi pragnieniami nie można wygrać centralnym planowaniem i socjalizmem