Znanost ENERGETSKI PARADOKS

Ni čista energija neće uvijek ostati čista!

  • Autor: NJD
  • 31.1.2012 10:55:40
  • 31.1.2012 7:00:00

Kako se svijet u kojem živimo sve više zagrijava, a fosilna goriva polako nestaju, čovječanstvo se nastoji preorijentirati na tzv. čiste izvore energije poput fuzije ili vjetra. Međutim stručnjaci upozoravaju da će s vremenom i oni početi ozbiljno utjecati na klimu

Kada bi svi ljudi na Zemlji danas živjeli američki san čiji su temelji kuća, centralno grijanje, klimatizacijski uređaj, pokoji automobil te obilje bijele i druge tehnike, trošili bismo 10 puta više energije nego što trenutno trošimo. Ako za stoljeće ili dva dio tog sna postanu i razni roboti te izleti u svemir, trebat će nam još mnogo više. Kako doći do tolikih količina energije? Oči čovječanstva s razlogom su uprte u čiste obnovljive izvore. No mogu li i oni dugoročno utjecati na klimu?

Klimatske posljedice čiste energije zasad su još uvijek zanemarive u usporedbi sa stakleničkim plinovima, međutim ako u narednim stoljećima nastavimo proizvoditi sve više energije, i čisti će izvori pokazati svoje drugo lice. Naime, Eric Chaisson iz Centra za astrofiziku Harvard Smithsonian u Massachusettsu ističe da u svakoj civilizaciji koja je zbog svog opstanka vezana uz planet postoji fundamentalan problem – gotovo sva energija koju koristi na kraju će se pretvoriti u tzv. otpadnu toplinu.

Svi uređaji stvaraju toplinu


Velik dio energije koja pokreće naše mobilne telefone ili računala završava zagrijavanjem strujnih krugova. Ostatak se pretvara u svjetlost ili radio-valove koji se opet pretvaraju u toplinu u objektima koji ih apsorbiraju. Isto vrijedi i za miksere, bušilice, ventilatore, televizore i sl.

Čovječanstvo trenutno koristi nešto više od 16 teravata energije u svakom trenutku. To nije naročito puno u usporedbi sa 120.000 TW sunčeve energije što je za isto vrijeme upija Zemlja. Problem je, međutim, u ravnoteži između energija – one koja stiže i one koja odlazi. Ako iz atmosfere izlazi isto toliko energije koliko i ulazi, temperatura Zemlje će ostati ista. Ako više ulazi ili manje izlazi, planet će se zagrijavati. Kada se to dogodi, Zemlja će početi zračiti sve više i više energije u svemir sve dok se ponovno ne uspostavi ravnoteža, no ovaj put na višoj temperaturi. Posljednjih nekoliko tisuća godina Zemlja je bila u stanju ravnoteže pa se klima nije bitno mijenjala. No danas razine stakleničkih plinova rastu pa u svemir odlazi manje topline, za oko 380 TW. Rezultat je zagrijavanje planeta.

Otpadna toplina od 16 TW u tom je kontekstu zanemariva. No ako čovječanstvo nađe rješenja za energetske probleme i nastavi se razvijati, otpadna toplina postat će velik problem. Kada bi potreba za energijom narasla na 5.000 TW, Zemlja bi se zagrijala za tri stupnja. U tu kalkulaciju nisu uračunati mogući efekti povratne sprege, a osim toga tim stupnjevima trebalo bi dodati i onih nekoliko koje će prouzročiti staklenički plinovi.

Tako velik porast u konzumaciji energije može se činiti pretjeranim, međutim stručnjaci ističu da bismo ga mogli dosegnuti već 2300. godine ako potrošnja nastavi eksponencijalno rasti kao što danas raste unatoč porastu cijena.

Sunce je rješenje!

Znači li to da čovječanstvo ne smije trošiti više od nekoliko stotina teravata energije? Ne nužno. Cijela ravnoteža zapravo ovisi o izvoru energije. Primjerice, ako koristimo sunčevu energiju za zagrijavanje vode u loncu, akumulacija topline neće se povećavati jer će to biti ista ona energija koja bi inače zagrijavala crepove na našem krovu.

'Jedine energije koje dodatno ne zagrijavaju Zemlju su sunčeva energija i njezini derivati (energije vjetra, valova i rijeka)', kaže Chaisson. Dakle, mada bi nuklearna fuzija mogla biti neiscrpan izvor energije, zbog otpadne energije u određenom bismo trenutku ipak morali ograničiti njezinu eksploataciju.

'Carl Sagan mi je znao govoriti, a ja to isto sada ponavljam svojim učenicima', kaže Chaisson, 'da će u konačnici svaka inteligentna civilizacija na bilo kojem planetu morati isključivo ovisiti o energiji koja stiže s matične zvijezde'. Drugim riječima, čovječanstvo bi se trebalo ograničiti na korištenje energije koja prirodno stiže na Zemlju. Sve ostalo, uključujući čak i svemirske solarne centrale, stvorit će neravnotežu. Problem bi se djelomično mogao riješiti geoinženjeringom, međutim on je vrlo složen i teško ostvariv.

Chaisson priznaje da otpadna energija u ovom trenutku nije problem, no smatra da bi čovječanstvo trebalo već sada uzeti u obzir da je jedino pravo dugoročno rješenje – solarna energija.

Problemi energije vjetrova

U skoroj budućnosti problem bi mogle postati čak i vjetroturbine. Naime, stručnjaci su već registrirali da polja takvih elektrana mijenjaju mikroklimu. Istraživanja jedne vjetrofarme u Kaliforniji pokazala su da su temperature tla tijekom noći iza turbina za 4 stupnja više od temperatura ispred njih. Čini se da turbine stvaraju turbulencije koje usisavaju zrak iz viših sfera. Tijekom dana, kada je zrak najtopliji pri tlu, one ga hlade, a tijekom noći zagrijavaju. Neke studije pokazale su da bi ljudi s vremenom čak mogli poremetiti postojeće tokove vjetrova. Može se činiti da je nemoguće da čovjek toliko utječe na struje zraka, međutim istraživanja su utvrdila da već sada neboderi i druge ljudske građevine ometaju vjetrove pa oni u naseljenim područjima usporavaju, dok na morima ubrzavaju. Neki stručnjaci procjenjuju da bi farme vjetroturbina u regijama u kojima se nalaze jednako mogle promijeniti mikroklimu koliko i udvostručenje razina CO2. No drugi vjeruju da će utjecaj vjetroelektrana biti zanemariv - oko 1 posto - pa čak i da bi one mogle biti korisne ako se strateški postave; primjerice mogle bi povećavati vlažnost zraka u nekom pustinjskom području.

Slične polemike vode se i oko eksploatacije visokih zračnih struja na visinama iznad 100 metara, koje su znatno brže od niskih. Na nadmorskim visinama od 10 km tipične zračne struje brže su od 100 km na sat, a mogle bi se koristiti uz pomoć zmajeva koji bi pokretali turbine na tlu. Prema nekim proračunima, njihova energija je 100 puta veća od današnjih potreba čovječanstva. No budući da bi zmajevi usporili razmjenu zračne mase između ekvatora i polova, njihovo bi korištenje moglo sniziti temperature na tlu, osobito u polarnim područjima. Kako se polovi ionako brže zagrijavaju zbog klimatskih promjena, zmajevi bi zapravo mogli ublažiti posljedice globalnog zagrijavanja.

Sve u svemu, prije nego što odluče dati primat nekim 'čistim' izvorima energije, znanstvenici će morati dobro istražiti njihov utjecaj i pravilno odvagnuti njihove moguće pozitivne i negativne učinke. Konačno će trebati odabrati one najmanje štetne i odlučiti se za njihov strateški razmještaj u okolišu koji bi mogao funkcionirati kao neka vrsta geoinženjeringa. U međuvremenu trebat će vidjeti kako pametno iskoristiti postojeće energetske potencijale - od fosilnih goriva, preko nuklearki i hidrocentrala, do obnovljivih izvora i fuzije jer društvo gladno energije još uvijek mora plaćati cijenu svoga opstanka i razvoja. No prema svemu sudeći krajnji cilj je - živjeti od Sunca.

 

  • Sviđa vam se članak? Preporučite ga prijateljima putem ovih servisa:
  • Pošaljite mailom
Čitajte još