Kalbose apie klimato kaitą dažnai mėtomasi didelėmis frazėmis, kaip „pasaulio gelbėjimas“, „išlikimas“ ir pan. Gali pasirodyti, kad prieš mus yra neįveikiama kliūtis, o mes esame per maži, kad kažką pakeistume. Tokia pompastika gali būti viena iš priežasčių, kodėl į problemą nežiūrima rimtai. Todėl mes taip nedarykime, geriau bent kelioms minutėms, kol skaitote šį straipsnį, sutikite su prielaida, kad tai yra efektyvumo stoka ir dabartinis resursų panaudojimas nėra toks efektyvus, kokiu jam leidžia būti jau egzistuojančios technologijos.

Tai nuo ko reikėtų pradėti taisyti padėtį? Geros žinios, nes darbai jau pradėti ir vien per 2015-us turėjome daug žadančių naujienų energetikos bei transporto srityse, kurias čia ir aptarsime.

Atsinaujinanti energija

Didžiausios problemos kyla iš augančio energijos poreikio ir nesugebėjimo jos pasigaminti švariais būdais.

Pirmame paveikslėlyje matyti, kaip atrodo jau daugiau nei 10 kasimo zonų Kanados šiaurėje, kur prasideda „purvinos energijos“ kelias. Tokiu būdu sunaudojami dideli energijos kiekiai vien išgauti naftą, nekalbant apie jos perdirbimą ir transportavimą. Tuo pačiu negrįžtamai sunaikinama gamta, užteršiami gruntiniai vandenys ir sutrikdoma visa ekosistema. Neabejotinai turi būti geresnių alternatyvų, kaip susitvarkyti su didėjančiais energijos poreikiais.

Čia atsisukame į sparčiai populiarėjančią atsinaujinančią energiją. 2015-ais prekyboje esančių Saulės kolektorių efektyvumas jau perkopė 22% (tiek Saulės energijos pasiekiančios kolektorių paverčiama į elektrą), o jų kaina nuo 2009-ųjų krito net 70%. Efektyvumu, kai kuriuose regionuose, saulės jėgainės jau konkuruoja su anglies ir gamtinių dujų elektrinėmis.

Aišku kalbant apie saulės energiją, vienos šalys yra dėkingesnėje geografinėje padėtyje, nei kitos. Tokiu atveju šalys renkasi vėjo energiją. Pavyzdžiui per vėjuotą sezoną Danija paskelbė per dieną pagaminanti visą jiems reikalingą energiją tik su vėjo jėgainėmis (ne piko valandomis pagaminta net iki 140%). Danija kasmet ir toliau didina savo vėjo energijos pajėgumus (18% padidėjimas kasmet).

Praeitais metais buvo pristatytos vėjo jėgainės be menčių, kurios panaudoja vėjo keliamus virpesius ir verčia juos į elektros energiją. Tokių jėgainių įrengimas ir priežiūra bus perpus pigesni nei dabartinių, kas kiekvieno megavato kainą turėtų numušti 40%. Jėgainės bus efektyvesnės, patrauklesnės ir struktūriškai tvirtesnės. Komercinė gamyba turėtų prasidėti 2019-ais.

Neužmiršta ir geoterminė energija. Problema su ja iki šiol buvo energijos transportavimas į paviršių. Bandydamas spręsti šią problemą M. Bhargava – Indijos milijardierius, praeitais metais investavo į grafeno pralaidumo tyrimus. Medžiaga pasižymi tvirtumu, yra stipresnė už plieną, ir yra puiki šilumos laidininkė. Atliekami bandymai siekia išsiaiškinti medžiagos efektyvumą perduodant šilumą. Jei tyrimai atneš teigiamų rezultatų, grafenas galėtų būti naudojamas ne tik pasiimti šilumai iš žemės, bet ir jos transportavimui paviršiuje.

Bangų energija. Praeitais metais Australijos pakrantėje startavo pirmasis bangų energijos kolektorių junginys, kuris pagaminama energija aprūpina jau 2000 namų. Lyginant su panašiais projektais, šio pranašumas yra dizaine. Kolektoriai yra po vandeniu, kur jie apsaugoti nuo audrų ir netrukdomi gali veikti visą parą, užtikrindami stabilų ir nenutrūkstamą energijos generavimą.

Nesiliauja kalbos ir apie seną mokslininkų svajonę – branduolinės sintezės reaktorius, kurie dideliu energijos kiekiu aprūpintu saugiai ir švariai. Lėktuvų gamintojos „Lockheed Martin“ padalinys „Skunk Works“ teigia, kad per artimiausius 10 metų jie pristatys veikiantį branduolinės sintezės reaktorių, kuris energija galėtų aprūpinti miestus, bet galėtų būti ir pakankamai kompaktiškas, kad tilptų ir į kosminius laivus, ar kitas transporto priemones.

Taip pat jau paskelbta, apie bandomąjį „tokamak“ tipo (dar sovietmečiu sugalvotas reaktoriaus tipas), 500MW galingumo branduolinės sintezės reaktorių, kuris bus atidarytas jau 2018-ais Prancūzijoje. Jis turėtų pagaminti 10 kartų daugiau energijos, nei reikalinga jo paties veikimui. Bandymai su didesnio galingumo reaktoriais prasidės ne anksčiau nei 2026-ieji.

Energijos talpinimas

Energijos gamyba yra tik dalis užduoties. Kita dalis yra jos laikymas. Pagrindinė problema norint atsijungti nuo energijos tinklų yra alternatyvios energijos nepastovumas. Kas jei energijos mums reikia Saulei nusileidus ar nurimus vėjui?

Elektromobilių gamintojas „Tesla Motors“ praeitais metais virto į „Tesla Energy“ ir pasiūlė energijos talpinimo sprendimą privatiems žmonėms – „Powerwall“ (7 kWh pajėgumas) bei industriniam naudojimui – „Powerpack“ (100 kWh pajėgumas). Baterijos kaups energiją iš atsinaujinančių šaltinių arba ne piko valandomis pasiims iš energijos tinklų. Namų baterijų idėja nėra nauja, bet šių produktų skirtumas yra jų patrauklumas, lengvas instaliavimas ir naudojimas, bei prieinama kaina. Kol kas sudėtingiausia bus jų sulaukti, nes užsakymų eilė jau persikėlė į 2017-uosius. Tačiau gamybos sparta išaugs kompanijai baigus statyti „Gigafactory“ – didžiausią pasaulyje Ličio jonų baterijų gamyklą, kurią tikimasi užbaigti 2017-ais.

Dėl gamyklos ir savo strategijos kompanija susilaukia ir kritikos, nes investuoja į 20 metų senumo Ličio jonų technologijos baterijas. Pagrindinė kova vyksta tarp NCM (nikelio, kobalto ir mangano pagrindo baterija) ir „Teslos“ naudojamų NCA (nikelis, kobaltas ir aliuminis) tipo baterijų. Kompanija gina technologiją teigdama, kad toks pasirinkimas yra dėl ilgaamžiškumo. Baterijų su aliuminiu efektyvumui sumažėjus iki 70-80%, praradimai stabilizuojasi, kai tuo tarpu NCM tipo baterijose esantis manganas ir toliau irsta. Taip bandoma prailginti produktų tarnavimo laiką, išskiriant juos iš kitos trumpalaikės elektronikos.

Transportas

Super automobilių gamintojai ir net Formulė 1 su hibridiniais automobiliais pademonstravo, kad elektra nenusileidžia, o kai kuriais aspektais ir lenkia vidaus degimo variklius. „Porsche“ savo ruožtu neseniai pristatė pilnai elektra varomo automobilio koncepciją „Mission E“. Bendrai, elektromobilių paklausa rinkoje jau yra, problema dabar lieka tokių automobilių kaina.

Porsche Misija E

„Tesla Model S“ yra vienas žinomiausių elektromobilių, kuris varžosi su kitais savo klasės automobiliais. Visgi tai yra prabangių automobilių klasė, prieinama tik tiems, kas gali sau leisti apie 100 tūkst. JAV dolerių automobiliui. Tačiau kompanija žada ir pigesnio modelio „3“ išleidimą 2017-ais, kurio kaina neturėtų viršyti 35 tūkst. JAV dolerių. Džiugu, kad konkurentai irgi nesnaudžia ir per neseniai vykusią CES parodą, „Chevrolet“ pristatė rimtą atsaką - 30 tūkst. JAV dolerių vertės „Chevy Bolt“ , kuris nuvažiuos apie 320 km atstumą ir rinką pasieks 2017-ais.

Siekiant numušti elektromobilių kainą, reikalinga konkurencija, gerokai didesnė nei yra dabar. Tačiau ją stabdo neišplėtota infrastruktūra. Panašiai, kaip ir su vandeniliu varomais automobiliais, gamintojai nesiruošia pradėti masinės jų gamybos, kol nėra išplėtoto kuro papildymo stotelių tinklo. Nors elektromobiliai gali būti kraunami ir namuose, tačiau didelis rūpestis vis dar yra baimė, jog pusiaukelėje išseks baterija ir tada jau niekas negalės tau padėti.

Visgi situacija greit taisosi, valstybės yra įsipareigojusios diegti pakrovimo stoteles ir bendrai su privačiu sektoriumi, bei programomis kaip „Plug Sharing“ (privatūs asmenys nuomojantys pakrovimo įrangą) pasaulyje jau yra virš 60 tūkstančių viešai prieinamų elektromobilių pakrovimo stotelių. Lietuvoje tokių stotelių yra virš 20, įskaitant ir 4 greitojo krovimo stoteles (dvi kelyje Vilnius – Kaunas, Vilniuje ir Avižieniuose).  Prie pakrovimo problemos sprendimo prisideda ir patys gamintojai. Miestuose, kur galima įsigyti „Tesla“ elektromobilius atsiranda kompanijos įrengti „Superchargers“ - viešo naudojimo greitojo pakrovimo stotelės. Tokiose stotelėse „Tesla“ automobilių baterijos per 40 min. gali būti pakrautos iki 80% nemokamai (kitų gamintojų elektromobiliai taip pat gali būti kraunami, bet jau už papildomą mokestį).

Visuomenės nuomonė

Tai yra tik keli pavyzdžiai, kaip jau išsikovojusios vietą technologijos gali būti pakeistos ar patobulintos efektyvesnėmis. Paskutinis žingsnis yra parodyti, kad tokios inovacijos yra reikalingos, tik šįkart jau ne mokslininkams, bet vartotojams. Kaip aukščiau ne kartą minėta kompanija „Tesla Energy“ pademonstravo, kad su visuomenės palaikymu naudinga technologija gali tapti populiari, kas suteikia šansą ją tobulinti ir atrasti naujas rinkas jos panaudojimui. Ko dabar ir reikia, norint ateityje tokius išradimus ir jų rezultatus pamatyti gyvai.

Šaltiniai:

1. http://batteryuniversity.com/learn/article/types_of_lithium_ion - baterijų tipai.
2. http://news.nationalgeographic.com/energy/2015/10/151002-solar-energy-sees-eye-popping-price-drops/ - Saulės baterijų progresas.
3. http://www.thinkgeoenergy.com/could-a-new-approach-to-thermal-conductivity-revolutionise-geothermal/ - grafenas.
4. http://news.nationalgeographic.com/energy/2015/10/151006-energy-drink-billionaire-wants-to-power-homes-with-bikes/ - geoterminė energija.
5. http://news.nationalgeographic.com/energy/2015/12/151228-eight-tech-breakthroughs-that-could-help-power-the-world/ - technologijų progresas.
6. http://priceofoil.org/2013/04/30/canadas-hollow-promises-on-tar-sands/ - naftos kasyba Kanadoje.
7. http://www.theguardian.com/environment/2015/jul/10/denmark-wind-windfarm-power-exceed-electricity-demand - vėjo jėgainės, Danija.
8. http://phys.org/news/2009-06-nuclear-fusion-power.html - branduolinė sintezė Prancūzijoje.
9. http://www.physics-astronomy.com/2015/02/lockheed-martins-new-compact-fusion.html - branduolinė sintezė.
10. http://news.mit.edu/2015/small-modular-efficient-fusion-plant-0810 - MIT apie sintezę.
11. http://www.theguardian.com/sustainable-business/2015/jun/01/can-bladeless-wind-turbines-mute-opposition - vėjo turbinos be menčių.
12. http://www.plugshare.com/ - elektromobilių pakrovimo stotelių žemėlapis.
13. http://openchargemap.org/site/ - elektromobilių pakrovimo stotelių žemėlapis.
14. https://www.teslamotors.com/supercharger - „Tesla Supercharger“.

Komentarai (6)