Strona główna » ogólne » Jak się zmieni świat po rewolucji energetycznej?

Jak się zmieni świat po rewolucji energetycznej?

Archiwum

Obecna rewolucja energetyczna jest kolejną w historii ludzkości zmianą podstawowego sposobu pozyskiwania energii. Choć to zdanie brzmi jak truizm, jeśli się zastanowimy, konsekwencje są bardzo, bardzo poważne.

Przede wszystkim, przez cały okres historii i rozwoju technologii przewagę uzyskiwały te społeczeństwa, które potrafiły najskuteczniej zwielokrotnić dostępne zasoby dla potrzeb społeczeństwa.

Zaczynając od prehistorii było to najpierw opanowanie ognia i użycie drewna w postaci ogniska w celu zastąpienia części energii zawartej w pokarmie dla potrzeb ogrzania człowieka oraz wydatków na trawienie (dzięki użyciu ognia do obróbki termicznej jedzenia).

Następna zmiana była genetyczną, jedyną na tej liście — przystosowanie do trawienia laktozy i możliwość uzyskania większej ilości kalorii z mleka.

Kolejne, niezliczone ulepszenia w zakresie rolnictwa, opanowanie energii wodnej, konstrukcji statków, etc. umożliwiły powstanie cywilizacji greckiej i rzymskiej. Powolny postęp technologii wiatrowej oraz wczesnych procesów przemysłowych doprowadził do powstania pierwszego społeczeństwa przemysłowego, czyli 17-wiecznej Holandii. Zresztą to wczesne uprzemysłowienie, oparte w dużej części na efektywnym wykorzystaniu energii odnawialnej, jest zdecydowanie warte opisania przy innej okazji.

Pałeczkę najwyżej rozwiniętego i uprzemysłowionego kraju świata z rąk Holandii przejęła Wielka Brytania, co miało związek z potencjałem demograficznym, bezpośrednimi starciami militarnymi, ale też dostępem do wydajniejszych środków produkcji. A konkretnie wykorzystaniu węgla. Wraz z opracowaniem metod łatwego wydobycia i rafinacji ropy naftowej światowe centrum polityczne przesunęło się w stronę państwa dysponującego tym surowcem, czyli USA.

Późniejsza dostępność przemysłowych metod wytwarzania relatywnie taniej elektryczności z innych źródeł nieco stępiła ten ostry podział i pozwoliła odbudować Europę.

Dziś jednak mamy następną wielką rewolucję

Świat się zmienia i podobnie jak w II połowie XIX wieku to węgiel absolutnie dominował w każdej dziedzinie, tak w kolejnym, czyli ubiegłym stuleciu źródła energii były relatywnie zróżnicowane.

Rożnica w cenach energii nie ma wielkiego znaczenia dla potrzeb, gdzie jej koszt stanowi jeden z mniej istotnych czynników, nawet jeśli akurat bolesny. Tak jak w zużyciu domowym, zwykłej pracy biurowej, czy większości przemysłu lekkiego, montowniach, etc. W żadnej z tych dziedzin koszt elektryczności, a nawet energii w ogóle nie jest dominujący i stanowi większej podstawy do decyzji o podjęciu czy kontynuowaniu aktywności.  Nikt przecież nie podejmie decyzji np. o emigracji z powodu samego kosztu energii. Z tego powodu, że jego dochody nie pozwalają na zakup ilości którą potrzebuje- aa, to inna sytuacja.

Za to spora część przemysłu ciężkiego, obróbki metali, syntezy chemicznej, etc. bardzo, ale to bardzo zależy od kosztów energii. Stąd w dziewiętnastym wieku regiony wielkiego przemysłu powstawały wokół złóż węgla. Wokół tego ciężkiego przemysłu powstawał transport, infrastruktura i setki mniejszych zakładów dostarczających mniej lub bardziej zaawansowane podzespoły i usługi dla energochłonnych molochów. To był też rynek setek tysięcy konsumentów, w tym wielu doskonale opłacanych specjalistów.

Tylko dziś węgiel nie jest wspaniały i tanim źródłem energii. Jest toksycznym dziadostwem, które może być tanie, ale przystosowanie dzisiejszych urządzeń przemysłowych do opalania węglem znakomicie je komplikuje, a często też obniża jakość wyrobów. W ten sposób wracamy do tezy z początku tekstu. Docelowo głównym źródłem energii będzie elektryczność. W każdej dziedzinie. Z prostego powodu jakości i wygody użytkowania tej formy energii.

Własnie dlatego centra przemysłu stopniowo się przesuną tam, gdzie ta energia będzie najtańsza, najłatwiej i najlepiej dostępna.

Obecne dwudzieste pierwsze stulecie będzie stać pod znakiem zwiększającej się roli elektryczności, aż do całkowitej dominacji. Na dziś jest to cel dość odległy. W wielu dziedzinach elektryczność jest najlepszym i najtańszym źródłem energii, w innych jeszcze nie wiadomo jak ta elektryfikacja będzie w praktyce działać (lotnictwo!). Ale wiadomo, że docelowo to jest i będzie jedyna sensowna droga.

Tak samo, w samym pozyskiwaniu elektryczności oczywiście dominującą będzie energetyka słoneczna, z istotnym udziałem wiatrowej i pewnymi potrzebami magazynowania energii. Znacznie mniejszymi niż by się to mogło dziś wydawać, dzięki zarządzaniu popytem, etc.

W roli magazynów energii już dziś występuje energetyka wodna, dawno temu budowana aby zapewnić stabilny prąd podstawy. Ale nie wszędzie jest ona dostępna, nie wszędzie jest jej wystarczająco. Tam gdzie nie ma, będą wykorzystywane stare elektrownie cieplne, coraz droższe w utrzymaniu i eksploatacji. Oraz baterie. Już opłacalne i potrzebne w sieciach energetycznych, z czasem będą coraz bardziej niezastąpione. A kiedy się upowszechnią, będą kompletnym uzupełnieniem energetyki słonecznej i wiatrowej.

Dominacja Wielkiej Brytanii w 19 wieku opierała się na przemyśle, stabilnym systemie prawnym, innowacyjności technicznej, dobrze dowodzonej marynarce, etc. Ale u podstaw tego wszystkiego stał tani węgiel. Tak samo jak za rozwojem USA najpierw obfitość urodzajnej ziemi, a później tania ropa.

Tania energia daje po prostu możliwość zwielokrotnienia potencjału kraju i społeczeństwa. Dobrze działające społeczeństwa jakoś sobie radzą. Ale nawet zupełnie dobrze zorganizowane i zarządzane społeczeństwa Szwajcarii i Japonii prawdziwy skok rozwojowy uzyskały dzięki pomocy taniej elektryczności wodnej.

Tu dochodzimy do sedna sprawy:

Szansę na skok cywilizacyjny i technologiczny będą mieć te społeczeństwa, które będą mieć dostęp do najtańszych źródeł energii. Tak samo jak przez całą historię ludzkości.

Nie odpowiemy sobie na pytanie które społeczeństwa będą wystarczająco dobrze zarządzane. Ale możemy sobie sobie odpowiedzieć na pytanie gdzie najlepsza dziś technologia dostarczy najtańszej energii. Bo to da szansę. Do wykorzystania lub nie.

Zacznijmy od energetyki słonecznej:

Wbrew pozorom, ilość docierającej energii słonecznej nie zależy od szerokości geograficznej. Najbardziej zależy od tego, jaka część tej energii zostanie najpierw rozproszona przez atmosferę. W drugiej kolejności od tego, jaka jest temperatura samych ogniw. Im niższa tym lepiej.

To oznacza, że fotowoltaika dostarcza więcej energii w miejscach mniejszego zachmurzenia i mniejszych szerokościach geograficznych. Ale to ma znaczenie o tyle, ile promieniowania słonecznego zostanie zablokowane. Na dużych szerokościach geograficznych światło przebija się przez znacznie większa warstwę atmosfery, bo przebija się pod większym kątem. Chmury, wbrew pozorom nie blokują światła. Jedynie je rozpraszają, blokując zaledwie kilka-kilkanaście procent. Czasem kilkadziesiąt. Dodatkowa warstwa atmosfery tak samo. Podobnie możemy zmniejszyć sprawność dzięki warstwie smogu.

Jak łatwo zauważyć, jeśli tę grubą warstwę atmosfery ograniczymy, to sprawność może się poprawić. Czyli utrzymajmy się w strefie zwrotnikowej, to już nie mamy problemu ze zwiększaniem warstwy atmosfery. Ale możemy je zmniejszyć zmniejszając warstwę atmosfery. Czyli na przykład ustawiając panele wystarczająco wysoko nad poziomem morza.

W ten sposób zaleźliśmy optymalne miejsce dla energetyki słonecznej. Czy to oznacza, że inne są złe? Nie, nie są. Fotowoltaika jakoś działa wszędzie. Wszędzie dostarczy dobrego i taniego prądu. Ale na wyżynach strefy zwrotnikowej po prostu z tej samej ilości kapitału dostarczy trzykrotnie więcej prądu niż z zasmogowionej kotliny na dużych szerokościach geograficznych.

Co dość łatwo zauważyć z mapy, tego typu większe obszary to jest Tybet, Altiplano na pograniczu Boliwii, Argentyny i Chile, wyżyna Abisyńska oraz różne nieco mniejsze obszary. Góry są mniej atrakcyjne, bo zazwyczaj brakuje w nich infrastruktury, a koszty budowy są zbyt wysokie. Jak widać te obszary są raczej pozbawione dobrej infrastruktury i w większości bezludne*. Z wyjątkiem Wyżyny Abisyńskiej, ale to akurat jeden z najbiedniejszych regionów świata**.

Zasoby wiatru dla energetyki wiatrowej są obfite w zupełnie innych miejscach. Po pierwsze, elektrownia wiatrowa może być swoją konstrukcją przystosowana do mniejszej lub większej gęstości energii wiatru, choć odbywa się to w ten sposób, że przy danej długości łopat buduje się wyższe wieże i montuje mniejsze generatory. Co oznacza, że i tak mocniejsze wiatry pozwalają na tańsze wytwarzanie energii. Ale najważniejszym czynnikiem jest ich stałość. Wysoka średnia siła wiatru na nic się nie przyda jeśli tę średnią zapewniają regularne tornada z długimi okresami ciszy. Oprócz prędkości znaczeni ma też gęstość powietrza. A ta zależy  od wysokości nad poziomem morza,temperatury i, w znacznie mniejszym stopniu, od wilgotności. Z czego im niżej i zimniej tym lepiej. Jeśli nie jest zimno, to wilgotność nieco poprawia sprawę. Optymalne regiony to są po prostu średnie szerokości geograficzne, czyli regiony stałych, silnych wiatrów, w okolicach wybrzeży oceanów. Zwłaszcza na południowej półkuli.

Jak widać, najlepsze obszary dla energetyki słonecznej i wiatrowej rozmijają się. Znacznie ważniejsze jest to, że są to w większości regiony dość nieprzyjazne dla człowieka. Ale jeśli obniżymy tylko trochę wymagania co do efektywności, to można łatwo zobaczyć, że w okolicach 25-35 stopni szerokości geograficznej, po obu stronach równika, mamy pas dobrych warunków słonecznych, a w okolicach oceanów także bardzo dobrych wiatrowych.

Przy okazji są to tereny zupełnie przyjazne cywilizacji, a w sporej części to własnie z nich cywilizacja jako taka się wywodzi. Może nie tak dokładnie z np. Portugalii czy Maroka, lub tym bardziej Chile lub Urugwaju, ale to właśnie tam będzie się przesuwał światowy ośrodek ciężkiego przemysłu. Każdy z tych krajów ma jeszcze jedną zaletę–  jakieś zasoby energetyki wodnej, która na dziś może służyć i służy jako wielki rezerwuar energii dla wspierania energetyki wiatrowej i słonecznej.

Obszar najlepszych na świecie warunków wiatrowych znajduje się na południu Argentyny, gdzie przy okazji już istnieje rozwinięta sieć energetyczna. Dodawszy do tego jeden z regionów najlepszych na świecie warunków słonecznych i rozwiniętą energetykę wodną mamy kraj który może stać się nową potęgą przemysłową. Albo nową Arabią Saudyjską- prymitywnym eksporterem surowców przejadającym całość olbrzymich zysków. Albo w ogóle nie wykorzystać tej szansy. I to samo dotyczy każdego z tych miejsc. Dokładnie tak samo np. niewiele mniej zasobnej Australii.

Aby uniknąć nieporozumień, albo przyjęcia punktu widzenia propagandy nafciarzy:

  1. Energetyka słoneczna i wiatrowa działa i będzie działać, w każdym miejscu na świecie jakieś ich połączenie już jest lub niedługo będzie najtańszą formą energii.
  2. Elektryczność może już dziś bezpośrednio zaspokajać prawie całość potrzeb energetycznych, zarówno przemysłu, jak tez ogrzewania i transportu (to ostatnie z pewnymi wyjątkami)
  3. Przeszkodą dla której pkt 2. jeszcze nie został zrealizowany jest istniejąca infrastruktura, którą kapitał chce wykorzystać do końca oraz zwyczajnie zbyt małe możliwości produkcyjne producentów elektrowni słonecznych, wiatrowych, baterii, etc.
  4. Problem z miejscami o gorszy warunkach wiatrowych i słonecznych nie polega na tym, że się nie da, lub, że będzie drożej niż korzystanie z paliw kopalnych. Da się i nie będzie. Problem polega na tym, że w innych miejscach na świecie wykorzystanie tego samego sprzętu dostarczy więcej energii, czyli będzie ona tańsza, co ma znaczenie dla niektórych gałęzi przemysłu. I z tego należy sobie zdawać sprawę przy planowaniu przyszłości.

Punkty powyżej to są tylko hasła, pełne ich rozwinięcie wymagałoby przekopania się przez propagandę serwowaną przez lobby paliw kopalnych, analizę każdego z elementów, a potem wyjaśnianie wszystkich uproszeń i półprawd. Najszczerzej mówiąc- nie warto. To jest grzebanie się w bagnie i nie pozwala na spokojne zastanowienie się nad prawdziwymi procesami, które przecież mają miejsce, świat się zmienia. Wiele technologii, całkowicie czystych i sprawiających sensowne wrażenie może nie mieć sensu. O tym trzeba rozmawiać, myśleć, oceniać świat, ludzi i technikę. Dodatkowe grzebanie się z argumentami pisanymi na kolanie tylko w celu zamącenia rzetelnej dyskusji jest stratą czasu. Choć odróżnienie ich zawsze wymaga odrobiny wysiłku lub wprawy.


Jak zwykle zapraszam do polubienia profilu na Facebooku. Pojawiają się tam notyfikacje o nowych wpisach, krótkie komentarze oraz kilka- kilkanaście ciekawostek miesięcznie z różnych frontów rewolucji.

Oraz jak zawsze namawiam do wsparcia przez Patreon.  Patroni mają wcześniejszy dostęp do tekstów, a w miarę powiększania się tej szlachetnej grupy kolejnych przywilejów będzie przybywać.


* Z pewnym wyjątkiem chilijskiej części Altiplano.  Istnieje tam nieco dróg oraz jakaś sieć energetyczna. Do niedawna służąca niektórym z licznych kopalń. Obecnie sytuacja się zmienia, kopalnie już od lat budują elektrownie fotowoltaiczne, a rząd rozpoczął budowę połączenia tej północnej sieci z ogólnokrajową i dostarczania taniej elektryczności do Santiago i okolic.

** Z zastrzeżeniem, że w kategorii najbiedniejszych państw świata, Etiopia jest jednym z lepiej zarządzanych. Niekoniecznie stanie się następnym tygrysem przemysłu, ale perspektywa wielu lat wzrostu i dołączenia do grona średnio rozwiniętych krajów jest raczej realna. Nie bez związku z dostępnością taniej energii.

Advertisements

3 komentarze

  1. ZQW pisze:

    Jeżeli już jesteśmy przy rewolucji to parę nowości z frontu walki :
    – ponowne odkrycie taniego wodorotlenku sodu jako znakomitego akumulatora ciepła np. do ogrzewania domów lub produkcji energii elektrycznej
    http://www.ingenieur.de/Themen/Energiespeicher/Wie-Natronlauge-Sommerwaerme-fuer-Winter-speichert
    – technologia flashbattery – ładowanie auta w 5 minut
    http://www.ingenieur.de/Themen/Energiespeicher/Elektroautos-israelischer-Flashbatterie-in-5-Minuten-aufgeladen

    Co do magazynowania energii, to dziwię się, że jeszcze nikt nie wpadł na wyjątkowo prosty pomysł. Mianowicie każda dość długo eksploatowana kopalnia odkrywkowa składa się z dziury w ziemi głebokiej na 200-300 metrów i wysokiej na 200-300 metrów hałdy ziemi obok. Aż się prosi, aby tę hałdę uformować w zbiornik wody i połączyć rurą z dziurą w ziemi tworząc tanią elektrownię szczytowo-pompową.

    Jeżeli chodzi o Twoje wnioski dotyczące wpływu taniej energii na rozwój kraju, to sprawa jest niejednoznaczna. Po pierwsze kraje posiadające jakiś zasób naturalny, czy to surowce mineralne, czy też energię , jeżeli nie są na tyle mądre, by przetworzyć te zasoby w wysokoprzetworzone produkty zapadają na tzw. chorobę holenderską. W samej Europie są przykłady, gdzie kraje bez jakichkolwiek zasobów osiągnęły wysoki stopień rozwoju, dzięki inteligencji i pracowitości swoich obywateli. Przykładem są np. północne Włochy lub Dania.

  2. @ZQW
    Generalnie magazynowanie ciepła to jest poważny temat w rewolucji energetycznej i sporo się dzieje. Głównie z zastosowaniem dla sieci ciepłowniczych i elektrowni słoneczno-cieplnych.
    Można żałować, że nie nastąpił renesans parowozów, kiedy to było możliwe, pogoń za zwiększanie zasięgu bezdymnych byłaby fascynująca.
    Ładowanie w 5 czy ile tam minut jest całkowicie możliwe dziś, bez żadnych wielkich wynalazków. To info zresztą widziałem i widze głównie dym. Kwestia polega na 1. droższej konstrukcji ogniw, co przy dużej baterii robi różnicę 2. ładowarki stosownej mocy, czyli dobrze ponad 1 MW. Drugiego nie ma, więc pierwsze jest bez sensu.
    O kopalniach odkrywkowych- czytałem, chyba pracę doktorską z propozycją takiej przebudowy wyeksploatowanej części odkrywki w Bełchatowie. Wiec myślą. Pytanie- do czego ma to służyć? Kiedyś miały być do wspomagania nieelastycznych elektrowni, w przyszłości z minimalną ilości cieplnych by nadawały się idealnie do współpracy z OZE. Ale dziś? Nie ma modelu biznesowego, potrzebny by był centralny plan. Którego też nie ma.

  3. @ZQW
    „Jeżeli chodzi o Twoje wnioski dotyczące wpływu taniej energii na rozwój kraju, to sprawa jest niejednoznaczna”
    Ależ oczywiście. Jednak znacznie, znacznie, częściej to ma związek. W przypadku Danii (podobnie jak Szwecji) była to w istocie dobra polityka, ale wsparta zalewem, czy wręcz powodzią pieniędzy w czasie 1 w.ś. Później w Szwecji zyski w czasie 2wś, a w Danii Plan Marshalla dla kraju bez zniszczeń wojennych.
    W północnych Włoszech była ta sama sytuacja co w Szwajcarii i Japonii, znaczy obfitość elektryczności z hydro jako katalizator przemysłu maszynowego.
    Za to oczywiscie „przekleństwo surowcowe” jest znane i opisane. Dutch disease jest jedną z jego odmian, czyli deindustrializacja wysoko rozwiniętego kraju.
    To są tematy o których nie jeden doktorat napisano, a chyba i jakieś Noble by się znalazły i nie mają prostego rozwiązania. Choć praktyka pokazuje, że surowce które można spakować i wywieźć częściej są przekleństwem, a tania elektryczność częściej jest katalizatorem rozwoju.

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s

Follow rewolucja energetyczna on WordPress.com
%d blogerów lubi to: