Elektrownie jak drzewa

W wielu ośrodkach naukowych poszukuje się sposobów taniego i ekologicznego wytwarzania energii. Nowy wynalazek grupy ekspertów nawiązuje do sił przyrody. Czerpie energię ze słońca tak jak rośliny.

<!** Image 2 align=none alt="Image 169035" sub="Reaktor słoneczny produkujący ekologiczne paliwo, które może napędzać pojazdy lub służyć do wytwarzania energii elektrycznej">Energia elektryczna to dziś podstawa funkcjonowania świata. Bez prądu zamiera życie. Produkcja energii elektrycznej oparta jest na czterech filarach: spalaniu pochodnych ropy naftowej i gazu, spalaniu węgla, elektrowniach jądrowych oraz elektrowniach wodnych. Z tego tylko elektrownie wodne czerpią energię ze źródeł odnawialnych. Alternatywne formy produkowania prądu stanowią dziś w skali świata tylko kilka procent. A tylko takie metody opierają się na źródłach, które się nie wyczerpią, a także w razie awarii nie zniszczą środowiska.

Elektrownie atomowe, w świetle badań obrońców środowiska, są inwestycjami nieopłacalnymi. Za przykład służy im japońska elektrownia jądrowa Fukushima. Przy jej kosztownej budowie zastosowano wszelkie zabezpieczenia. Przyroda udowodniła jednak, że wyobraźnia człowieka jest ograniczona. Konstrukcja Fukushimy miała przetrwać zarówno potężne trzęsienie ziemi, jak też uderzenie fali tsunami wysokiej na 5 m. Jednak tym razem fala osiągnęła 10 m i tak poważnie uszkodziła system, że doszło do skażenia środowiska.

<!** reklama>Warto także w Polsce pamiętać o ryzyku, jakie niesie energia jądrowa. Plan wybudowania w naszym kraju elektrowni atomowej zakłada, że koszt grubo przekroczy 100 mld zł, zyski pojawią się dopiero po dziesięcioleciach, ale ryzyko skażenia będzie ustawiczne. I choć w nowoczesnych elektrowniach jądrowych faktycznie wprowadzono doskonałe zabezpieczenia, to siły natury mogą wkroczyć w każdej chwili...

Jeśli jednak nie energia atomowa, to jaka? Przecież elektrownie wodne można budować tylko w określonych miejscach, spalanie ropy naftowej i węgla na bieżąco zatruwa środowisko, a do tego surowce te prędzej czy później się wyczerpią. Zapomina się jednak często, że produkcja prądu w elektrowniach jądrowych też na bieżąco przynosi odpady promieniotwórcze. Trzeba je zamykać w pojemnikach z betonu i ołowiu, a następnie gdzieś składować. Wbrew zapewnieniom lobby atomowego, nie jest to czysta energia. Co pozostaje? Przede wszystkim energia słoneczna. Najwięcej elektrowni słonecznych działa na południu USA i w Hiszpanii. Na ich opłacalność wpływa wysokie nasłonecznienie terenów, na których je wybudowano. Pojawiło się jednak rozwiązanie, które omija problem dostępu do słońca. Pod koniec grudnia 2010 r. na łamach „Science” zespół uczonych z USA i Szwajcarii zaprezentował prototypowy system przetwarzania energii słonecznej w ekologiczne surowce energetyczne.

Jest to rzeczywiście nowatorskie rozwiązanie, bo technologia imituje zachowanie roślin, wykorzystujących światło słoneczne do wytworzenia substancji potrzebnych do życia. Mówiąc w uproszczeniu, w urządzeniu tym słońce nagrzewa tlenek ceru, co prowadzi do rozłożenia dwutlenku węgla lub wody i wytworzenia paliwa. Co istotne, stosowane dziś konwencjonalne panele fotowoltaiczne nie dostarczają energii elektrycznej, gdy jest niski poziom nasłonecznienia oraz w nocy. Nowatorski system amerykańsko-szwajcarski pracuje całą dobę, właśnie tak, jak funkcjonują rośliny.

Wszystko, czego w takich maszynach potrzeba, to niedrogi cer i woda lub dwutlenek węgla. Tegoostatniego jest w atmosferze aż za dużo. System zamienia te substancje na wodór i tlenek węgla. Wodór można wykorzystać jako paliwo w ogniwach paliwowych i napędzać pojazdy oraz może służyć do wytwarzania energii elektrycznej. Także połączenie wodoru i tlenku węgla tworzy paliwo dla transportu i elektrowni. System może więc produkować i energię elektryczną, i ekologiczne paliwa.

Nowe podejście uczonych rewolucjonizuje możliwości energetyki XXI w. - Wykorzystanie ogólnie dostępnych, a więc tanich substancji chemicznych, jest podstawą tej technologii - oświadczyła BBC współtwórczyni systemu, dr Sossina M. Haile, wykładająca na California Institute of Technology (Caltech). - Po raz pierwszy pokazano, że można zaprząc fotony do tworzenia paliw transportowych lub bezpośrednio energii elektrycznej, a energia ze Słońca może być dostępna przez całą dobę.

Naukowcy w zastosowaniu tej metody widzą dwa problemy. Pierwszy dotyczy efektywności pozyskiwania energii. Z drugim będzie trudniej sobie poradzić. - Losy rozwoju i zastosowania tego i podobnych mu urządzeń są, niestety, ściśle związane z polityką prowadzoną przez kraje wysoko rozwinięte - stwierdziła dr Haile. - Energetyka jest ściśle powiązana z polityką i gdyby alternatywne metody pozyskiwania energii miały takie wpływy jak lobby węglowe, to bardzo szybko dofinansowano by wdrożenie technologii.

Fakty

Ogniwa słoneczne

Ogniwa słoneczne, nazywane też fotowoltaicznymi, są elementami półprzewodnikowymi, w których przetwarza się energię promieniowania słonecznego, czyli światła, w energię elektryczną. Efekt fotowoltaiczny odkrył w 1839 r. francuski naukowiec A.C. Becquerel. Ogniwa słoneczne zaczęto wykorzystywać dopiero od lat 50. XX w. w pojazdach i sondach kosmicznych. Dziś w powszechnym zastosowaniu są ogniwa o bardzo małej mocy, zasilające zegarki, czujniki urządzeń pomiarowych, lampy ogrodowe.