Różne dziwne wynalazki, które działają lub nie

Ostatnio przez media przeleciała wiadomość o przełomowym pomyśle amerykańskich cwaniaków przedsiębiorców szukających finansowania startupu. Mianowicie powstała wspaniała i przełomowa technologicznie i w ogóle inicjatywa budowy nawierzchni drogowej z paneli fotowoltaicznych.    Pomysł wygląda pięknie, zawrócił w głowie wielu osobom, czasem całkiem rozsądnym i rozumiejącym świat.

Nie przeczę, to może działać. Dokładnie tak samo, jak działa samochodo- motorówka. Marny samochód i beznadziejna motorówka za łączną cenę obydwu. Z tym nie jest inaczej.

Autostrado- elektrownia

Technicznie- panele fotowoltaiczne składają się z fotokomórek, produkujących prąd pod wpływem światła. Ogniwa te muszą być osłonięte, co się robi przez szczelne zamknięcie ich w trwałym plastiku oraz przykrycie od przodu szybą (tak w potężnym uproszczeniu). Im więcej światła do nich dotrze, tym więcej wyprodukują. Dlatego używa się szyb o zwiększonej przejrzystości i jak największej wytrzymałości, aby w miarę cienkie szkło spełniało normy. Normy, których należy przestrzegać dotyczą normalnego montażu- na stelażach, czy dachach, a nie paneli po których mają jeździć ciężarówki.

Technicznie wstawienie wystarczająco wytrzymałej szyby i konstrukcji panelu nie stanowi żadnego większego problemu.  Stanowi za to bezsens ekonomiczny. Za wyraźnie wyższą cenę (przy obecnych kosztach paneli, szkło to dość poważna pozycja), otrzymuje się ewidentnie mniej wydajny produkt.   Zapewne profil, który taka szklana nawierzchnia musi mieć dla sensownej przyczepności jeszcze będzie tą przepuszczalność światła pogarszał. Profil, czyli jakieś wypustki, służące do zwiększania przyczepności opony przejeżdżającego pojazdu.

Ta różnica, pomiędzy kosztami postawienia zwykłych paneli słonecznych i specjalnych drogowych musi zwiększyć opłacalność drogowych na tyle, aby zwyczajny montaż łącznie ze zwiększoną produkcją okazał się lepszy niż łatwiejszy montaż zwykłych paneli (co oczywiste) z drastycznie zwiększonym kosztem produkcji prądu i zmniejszoną sprawnością. Całą tą różnicę musi pokryć różnica w wartości ziemi pod zabudowę panelami PV.  Patrząc na to, że projekt w pierwszej kolejności dotyczy USA, gdzie są olbrzymie połacie bezwartościowych pustyń ze znakomitym usłonecznieniem- pomysłu w żaden sposób nie da się ekonomicznie uzasadnić.

Do tego oczywiście dochodzą dodatkowe problemy, typu produkcja prądu przez panel ograniczona wydajnością najsłabszej jego komórki. Już odrobina startej gumy znakomicie ogranicza produkcję całego panelu. To też się da ominąć, ale też kosztuje.

Widzę ten pomysł jako niszowy gadżet, być może do realizacji na deptaku w miasteczku, które usiłuje się promować jako osada zielonych geeków. Jako idea taniej budowy na skalę sieci energetycznej- pomysł wygląda na typowo w stylu USA, czyli pod modnymi hasłami wypromować bardzo chwytliwy politycznie pomysł, wyciągnąć łapę po rządowe granty i jakoś sprawnie zbankrutować.

W taki płynny sposób doszliśmy do poprzedniego genialnego pomysłu- czyli hiper idei podboju nowoczesnej energetyki przez innowacyjną amerykańska firmę Solyndra.

Innowacyjne panele PV

Przypomnę, Solyndra jako plan biznesu przedstawiła produkcję tanich ogniw słonecznych opartych na arsenku galu zamiast krzemu.  To miało nawet pozory sensu w latach 2005- 2008, kiedy duży popyt na krzem wywołany niemieckimi regulacjami wsparcia energetyki odnawialnej, a jednocześnie światowa bańka spekulacyjna spowodowały utrzymywanie się wysokich cen krzemu.   Tylko pozory, bo dla każdego, kto miał podstawowe pojęcie o procesach przemysłowych było oczywiste, że na dłuższą metę krzem musi stanieć, a arsenek galu raczej nie.  Arsenek galu ma swoje, istotne miejsce w energii odnawialnej. Tylko znajduje się ono na zupełnie innej półce. Jest używany do jednej z warstw wielowarstwowych ogniw, które wykorzystują znacznie większą część spektrum słonecznego, za znacznie wyższą cenę.   W skrócie- ma zastosowanie tam, gdzie wartością jest jak najniższa waga i powierzchnia paneli fotowoltaicznych, a ich cena nie ma dużego znaczenia. Czyli np. satelity. W instalacjach dachowych liczy się cena za wat; sprawność, waga i powierzchnia ma mniejsze znaczenie.   Stąd pomysł tanich ogniw bazujących na arsenku galu jest idiotyzmem.  Przez chwilę mógł sprawiać wrażenie sensownego. Na tyle długą chwilę, że urzędnicy od grantów w USA się nie zorientowali. Solyndra została gwiazdą mediów i prezydenckiego programu odbudowy amerykańskiego przemysłu. Do czasu jak przepalili 500 mln dolarów dotacji i zbankrutowali.

Powyższy opis niewiedzy i ignorancji urzędniczej pozwala przejść do trzeciego przykładu- ostatnie orzeczenie Krajowej Izby Odwoławczej w sprawie przetargu na autobusy elektryczne w Warszawie.  Otóż ciało to, w swej niezmierzonej mądrości, uznało, że cena zaproponowana przez BYD jest zbyt niska i za takie pieniądze autobusy elektryczne nie mogą reprezentować jakości adekwatnej do statusu Warszawy, czy jakoś podobnie. Jestem gorącym zwolennikiem autobusów elektrycznych (co jeszcze przedstawię na tym blogu) oraz lokalnego krajowego przemysłu, w tym polskiego (co być może też wykażę), ale nie za cenę oczywistej sprzeczności z rozwojem technologii.

Autobusy elektryczne w Warszawie

Zasadniczo wątpię, aby członkowie KIO czytali cokolwiek, gdzie mogą się pojawić liczby lub wzory fizyczne, ale spróbuję wyjaśnić w najprostszy możliwy sposób.  Wierzę w doniesienia medialne, ze BYD bardzo słabo przedstawił swoje racje. Chińczycy mają problem z działaniem w zachodnim systemie prawnym, w postsowieckim sobie zazwyczaj kompletnie nie radzą (polskiego przemysłu szczęście).

Zacznijmy od opisu przeciwników Solaris- większość czytelników wie, jedna z licznych montowni autobusów, producent nadwozi i wyposażenia wnętrz. Korzystając z taniej siły roboczej produkuje pewne ilości autobusów według własnych projektów wyposażając je w silniki, przekładnie i całą resztę zaawansowanego techniczne wyposażenia zewnętrznych firm, głównie niemieckich. Nie jest to żaden zarzut. Na tym dziś polega produkcja autobusów. Tak samo kupują układy baterii do autobusów elektrycznych.

BYD- chińska firma, zaczynała jako producent na zlecenie baterii do telefonów komórkowych. Po opracowaniu na Massachusetts Institute of Technology technologii baterii litowo – żelazowo- fosforanowych, dziwnym trafem to BYD pierwszy rozpoczął ich masową produkcję i pozostaje w części procesu technologicznego światowym monopolistą do dziś.  Jest to trochę zaskakujące, ponieważ po pracach na MIT rząd USA przyznał grant w wysokości 100 mln dolarów na rozpoczęcie produkcji w USA, ale nie udało tej produkcji uruchomić, za to zrobiono to bez licencji w Chinach. Tak, szef zespołu w MIT miał chińsko brzmiące nazwisko.

Rozwijając temat tych baterii. To jest klucz. Generalnie baterie litowe mają poważną wadę- tendencję do tzw. thermal runaway (nie wiem jak to jest po polsku, sorry), czyli sytuacji w której wskutek chwilowego znacznego poboru prądu lub np. zwarcia, rośnie temperatura ogniwa, spada przewodność elektryczna, co wywołuje przy nie zmienionym przepływie dalszy wzrost temperatury i samozapłon. Znany z dawniejszych modeli komórek, obecnych samochodów Tesli, itp. Za wcześniejsze komórki pewnie odpowiedzialny jest BYD, ale to historia. Obecnie masowo produkują baterie LiFePO4. wedle mojej wiedzy jako jedyna firma na świecie. Zasadnicza różnica pomiędzy tą chemią baterii a pozostałymi opartymi na licie, jest taka, że baterie LiFePO4 są bezpieczne. Nie ulegają thermal runaway. To sprawia, że dla rozsądnych standardów bezpieczeństwa nie potrzeba drogich, ciężkich i skomplikowanych systemów kontroli temperatury baterii. Te systemy są tym droższe i bardziej skomplikowane, im większa bateria, czyli im większy pojazd i zasięg. Czytaj- przy pojeździe typu autobusu, jedynym rozsądnym pomysłem jest akumulator oparty na LiFePO4, co na dziś oznacza BYD lub kupno akumulatorów od nich.

W związku z powyższym absolutnie wierzę firmie Solaris. że nie są w stanie dostarczyć autobusu taniej niż BYD.  I zupełnie nie wynika to z kosztów pracy- w delcie Rzeki Perłowej płace w przemyśle ciężkim są obecnie zbliżone lub wyższe niż w Polsce, to wynika z przewagi technologicznej.

Zwyczajnie akumulator kupiony przez Solarisa jest, bo musi być, cięższy, mniej niezawodny i droższy niż ten z BYD. Powtórzę jeszcze raz- to nie jest kwestia zacofania Polski w stosunku do Europy, to kwestia zacofania Europy w stosunku do Chin. O skali produkcji, zasięgu eksportu, itp. porównania Solarisa i BYD nie wspomnę. Po co się nadmiernie stresować, zresztą i tak mi za żaden lobbing nie płacą.   Polski przemysł jest jednym z najbardziej konkurencyjnych w Unii Europejskiej i przyznam, że rozsądnym jest przypuszczenie, że skoro polska fabryka nie może czegoś zrobić najtaniej, to każda inna oferta jest oszustwem. W Wypadku akumulatorów produkowanych przez BYD to nie do końca jest prawda…

Cóż, Solaris radzi sobie lepiej w polskiej rzeczywistości prawno-przetargowej. W sumie może i dla kraju lepiej? Produkcja nowoczesnych akumulatorów i tak jest na razie poza zasięgiem polskiego przemysłu, a przy spawaniu kratownicy parę osób zarobi na życie.