Share to Facebook 
Share to Twitter 
Share to Linkedin 
PGT SocialWeb - Copyright © 2010 by pagit.eu

Vijesti iz svijeta

Njemački fizičar Alex Kleidon tvrdi da su solarne elektrane dugoročno najjeftiniji izvor električne energije E-mail
Autor Leo Jerkić   
Četvrtak, 27 Studeni 2014 19:37

Ovim putem u cijelosti prenosimo intervju kojeg je vodio gospodin Daniel Lingenhöhl  iz Spektrum.de sa fizičarem Axelom Kleidonom iz Max-Planck Instituta za biogeokemije, a koji smatra da Njemačka treba instalirati što više fotonaponskih elektrana.

P: Profesore Kleidon, da li obnovljivi izvori energije  guraju fundamentalne granice fizike za iskorištavanje energije i što to znači za Njemačku?

O: Naravno da zakoni termodinamike vrijede i za obnovljive izvore energije: proizvodnja energije je fizikalno ograničena. To vrijedi i za proizvodnju energije iz energije vjetra. Različito solarno zračenje od mjesta do mjesta uzrokuje različite toplinsku ozračenost, koja se izjednačava kroz gibanje vjetra: transport topline u atmosferi. Dobro je utvrđeno da atmosfera prosječno proizvodi snagu od  2 vata kinetičke energije po kvadratnom metru. Od toga polovica ostaje u gornjoj atmosferi, a druga polovica se "gubi" na tlu kroz trenje. Naravno tu ne mislimo na klasični gubitak nego pretvaranje energije u toplinu.

P: Dva vata ne zvuče kao neka velika brojka?

O: Da, to nije neka znatna brojka. Kada čovjek proučava globalno ozračenje, to korelira sa efikasnošću od samo dva posto u konverziji iz topline u kinetičku energiju.

P: Potencijal za vjetroelektrane je stoga umjeren, čak i kad bi osoba mogla staviti neograničenu količinu vjetraogregata?

O: Atmosfera do tla prenosi jednu ograničenu količinu energiju, koja se onda kroz prirodno trenje gubi. Jedan dio od toga se može koristiti kod vjetroelektrana. Koliki je taj udio  je stoga prirodoslovno pitanje, a ne tehničko.

P: Šta to konkretno znači za  Njemačku?

Trenutačna potrošnja primarne energije u Njemačkoj je otprilike 430 GW. U to se ubrajaju i gubitci koji su nastali unutar elektrane te višak topline koji ostaje pri proizvodnji električne energije iz ugljena. Energetska vrijednost tog energetnta je veća nego što se iz nje može dobiti. Mogućnost iskorištavanja konverzije je u krajnju ruku ograničena teorijom termodinamike.

I kod energije vjetra naravno postoje gubitci. U sustavu se iskorištava kinetička energija koja uzrokuje turbulenciju iza vjetroagregati što utječe na ukupnu iskoristivost. Može se izračunati i kolika je iskorsitivost kinetičke energije iz vjetroelektrana. Tu se priča o iskoristivosti od otprilike 38%. Od prosječnog jednog Watta po kvadratnom metru kinetičke energije na površini zemlje se na površini Njemačke dobije 360.000 kvadratnih kilometara što je otprilike 360 GW. Od toga se može iskoristiti otprilike 38% odnosno 140 GW. S obzirom da je Njemačke vjetrovitija u odnosu na svjetski prosjek mogli bi doći do instalirane snage od otprilike 230 GW koliko se može dobiti sa zemlje. Tu još nisu uzete u obzir fluktuacije u dostupnosti energije vjetra i potrebni kapaciteti za spremanje energije.

P: A praktično?

O: Prošle godine smo u Njemačkoj prosječno trošili 72 GW električne energije. Čak i kada bi mogli smanjiti ukupnu potrošnju primarne energije dolazi sa energijom vjetra na vlastite granice - i to ako zanemarimo toplinu i transport i koncentriramo se na potrošnju električne energije. Vjetroagregati su sada prilično efikasni te će njihov napredak biti malen te teško mogu postati puno efikasniji.

P: Šta to znači za energetsku tranziciju?

O: Vjetroelektrane se mogu i dalje graditi i razvijati, ali granica je vidljiva.

P: Da li politika na odgovarajući način gleda da na fizikalna ograničenja?

O: Sve se mora uzeti ubzir: kod većih vjetroelektrana se podrazumijeva da se kinetička energija dobija odozgo jer lopatice uzimaju kinetičku energiju iz atmosfere. Kod planiranja se stoga mora paziti da jedna vjetroelektrana ne uzima vjetar drugoj. Zbog toga su već podignute prve tužbe, što je još jedan pokazatelj neefikasnosti.

P: Ne bi li se zato trebali više fokusirati na energiju iz Sunca?

O: Nas je iznenadio potencijal energije Sunca u samoj Njemačkoj. Teoretska iskoristivost energije iz Sunca je negdje 70 do 90%. Najbolje solarne ćelije sada iskorištavaju jedva 40%, te se u tom pogledu može postići veliki napredak. Teoretski bi se u Njemačkoj moglo iskoristiti 33.000 GW solarne energije, a tehnički smo negdje na 8.300 GW što je još uvijek puno više nego što nam treba. Solarna energija je najmanje oblikovan oblik energije koji možemo koristiti prije nego što se pretvori u toplinu te stoga ima ogroman potencijal.

P: Šta radimo onda kada u Njemačkoj nema ni sunca ni vjetra - recimo kao što se dogodilo prošle zime?

O: Zapravo bi energetska tranzicija trebala biti Europski projekt: ima regija koje su odlične za energiju vjetra, a neke su odlične za enerigju iz Sunca.

P: U principu to znači da trebao europsku elektroenergetsku mrežu?

O: U svakom slučaju se moraju iskoristiti resursi dostupni na pojedinim mjestima - vjetroagregat na zapadnoj obali Škotske ima puno više smisla kako investicija nego isti vjetroagregat u regiji Niederbayern na jugu Njemačke.

P: Koju ulogu može igrati biomasa na koju znanstvenici gledaju jako kritički?

O: I ja na njih gledam na jako kritičan način. Fotosinteza je postupak koji iako vrlo specijalan ima iskoristivost od samo 12% - teoretski. Praktički je to puno manje. I sada to uspoređujemo sa efikasnošću današnjih solarnih ćelija. Biomasa stoga nemože sadržati dovoljno energije, neovisno o tome što još moramo iskoristiti zemlju za proizvodnju hrane.

P: Promocija energije iz biomase je zapravo pogrešna.

O: Da u principu je. Čak kada bi koristili biomasu samo za grijanje bi solarne ćelije tu bile efikasnije.

P: Izgradnja obnovljivih u Njemačkoj bi zapravo onda trebala biti na maloj skali: tu par vjetroagregata, tamo par solara na krovu. Bi to bilo efikasno?

O: To je kao prvo političko pitanje. Sa pogleda ekološke zaštite je smislenije koristiti već postojeće krovove iz kojih bi dobijali solarnu energiju - recimo krovove parkinga i slično. Toga ima dovoljno u Njemačkoj, a time bi dobili decentraliziranu proizvodnju električnu energije.

P: Da li je politika upoznata sa vašim podatcima i koristi li ih?

O: Pojedinci nerado čuju da obnovljivi izvori energije također imaju granice koji su ipak niži nego što se ljudi nadaju. Ali mi kao fizičari pokušavamo na objektivan način to prociejniti jer je vazno ostati realističan. Naše procjene su niže nego kod drugih studija jer mi uzimamo u brzir da vjetroelektrane aktivno koriste energiju iz atmosfere. Na većoj skali moraju se uzeti u obzir ove varijacije u efikasnosti.

P: Da li to zapravo može utjecati na vremenske uvjete?

O: Brzina vjetra korištenjem pada, ali druge podatke je teško interpretirati. Utječemo na površinu što može imati različite posljedice ali to ne možemo procijeniti. Kod solarne energije su posljedice jasnije pošto su solarne ćelije tamne i apsorbiraju više sunčevih zraka čime se više grije. No ukupno gledano na svjetskoj razini nije potrebna tolika površina za solarnu energiju zbog čega to ne bi imalo veći utjecaj.

P: Ukratko: glavni prioritet bi stoga trebala biti izgradnja solarnih elektrana?

O: To je točno. Solarna energija ima najveći potencijal. I razlika između apsolutne teorijske granice i trenutačne praktične nam također mnogo govori. Zbog toga je ona dugoročno najjeftiniji izvor električne energije.

Tags:     max-planck institut      fizičar      solarna energija      fotonapon      električna energija      njemačka      vjetroelektrane
 

Dodajte svoj komentar

Vaše ime:
Vaš e-mail:
Naslov:
Komentar:
  Verifikacijska riječ. Samo mala slova bez razmaka.
Verifikacija:

Obnovljivi izvori energije za početnike

OIE u regiji

Nove tehnologije

Nova energetika

Zadnje vijesti

Želite li više koristiti obnovljive izvore energije?