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.