Chania
Ενέργεια

Μαθηματικά και φυσική αποκαλύπτουν τον... «δράκο» στο παραμύθι ανεμογεννητριών και πάνελ - Γαλλική η εναλλακτική στα ορυκτά καύσιμα

Μαθηματικά και φυσική αποκαλύπτουν τον... «δράκο» στο παραμύθι ανεμογεννητριών και πάνελ - Γαλλική η εναλλακτική στα ορυκτά καύσιμα
Όσοι μελετούν τα συστήματα καθαρής ενέργειας που ήδη λειτουργούν (ηλιακή, αιολική και πυρηνική ενέργεια) και τις «ελπιδοφόρες» νέες τεχνολογίες: αέριο κύκλου Allam, αεριοστρόβιλους με δέσμευση άνθρακα, σύντηξη και γεωθερμία θερμών πετρωμάτων, τόσο αμφισβητούν τα όσα «θετικά» θέλουν να προωθούν τα συμφέροντα πίσω από αυτές.
Ηλιακά πάνελ καταλαμβάνουν τις οροφές σπιτιών και ολόκληρα στρέμματα γης, επιβαρύνοντας το περιβάλλον και τις τσέπες των καταναλωτών, χωρίς να μπορούν να δώσουν τελικά μια λύση στα ενεργειακά προβλήματα της γης....
Τεράστιες ανεμογεννήτριες στήνονται σε θαλάσσια και ορεινά πάρκα, προκαλώντας μεγαλύτερη ζημιά από το καλό που υπόσχονται να φέρουν....
Όσοι μελετούν τα συστήματα καθαρής ενέργειας που ήδη λειτουργούν (ηλιακή, αιολική και πυρηνική ενέργεια) και τις «ελπιδοφόρες» νέες τεχνολογίες: αέριο κύκλου Allam, αεριοστρόβιλους με δέσμευση άνθρακα, σύντηξη και γεωθερμία θερμών πετρωμάτων, τόσο αμφισβητούν τα όσα «θετικά» θέλουν να προωθούν τα συμφέροντα πίσω από αυτές.

Τα μαθηματικά για τα ηλιακά πάνελ εξηγούν γιατί.

Τα ηλιακά πάνελ μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια και είναι —με διαφορά— ο φθηνότερος τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η αντικατάσταση του βρώμικου άνθρακα με καθαρό ηλιακό ακούγεται καταπληκτικό.
Αλλά το πρόβλημα είναι η λέξη «αντικατάσταση».
Ένα εργοστάσιο άνθρακα παράγει ηλεκτρική ενέργεια 24 ώρες την ημέρα, επτά ημέρες την εβδομάδα, υπό βροχή και χιόνι, όλο το χρόνο.
Τα ηλιακά πάνελ, από την άλλη πλευρά, υποφέρουν τις νύχτες, τα σύννεφα, τη σκόνη, το χιόνι και τον αδύναμο ήλιο του χειμώνα, τα οποία επηρεάζουν την ικανότητα ενός ηλιακού πάνελ να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Στην πραγματικότητα, και σε ετήσια βάση, το μέσο ηλιακό πάρκο της Βόρειας Αμερικής παράγει σημαντική ενέργεια λιγότερο από το 20% του χρόνου.
Προφανώς, η ισχύς για το 20% του χρόνου δεν μπορεί να αντικαταστήσει την 24ωρη αποσπώμενη (όποτε χρειάζεται) ισχύ βασικού φορτίου.
Για να καλυφθούν αυτά τα τεράστια κενά της νύχτας και της σκοτεινής ημέρας, και για να κρατηθούν τα φώτα πάντα αναμμένα, χρειάζεται κάτι άλλο—πολύ μεγαλύτερο και αυτό καλύπτεται από ενέργεια που παράγουν εργοστάσια άνθρακα ή φυσικού αερίου.
21_2.webp
Και αυτό είναι το πρόβλημα.

Τα ηλιακά αγροκτήματα δεν κατάφεραν να τα αντικαταστήσουν 24 ώρες το 24ωρο και προφανώς δεν μπορούν να το κάνουν μόνα τους.
Το αποτέλεσμα είναι ότι για να καλύψουν το κενό ισχύος, οι επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας που χρησιμοποιούν ηλιακά και αιολικά πάρκα πρέπει να συνεχίσουν να λειτουργούν τις γεννήτριές τους με ορυκτά καύσιμα για να παρέχουν ενέργεια όταν ο ήλιος δεν λάμπει ή ο άνεμος δεν φυσάει.
Πολλοί από εμάς ελπίζαμε ότι οι μπαταρίες αποθήκευσης ενέργειας θα μπορούσαν κάποια μέρα να καλύψουν τα κενά αποθηκεύοντας και εξοικονομώντας ενέργεια που θα μπορούσε να διανεμηθεί όταν χρειαστεί για να γεμίσουν τα κενά.
Δυστυχώς, δεν υπάρχει γνωστή τεχνολογία που να μπορεί να αποθηκεύσει αποτελεσματικά και οικονομικά την απίστευτη ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για το χρονικό διάστημα που απαιτείται.
Το χειμώνα, για παράδειγμα, τα σύννεφα μπορούν να καλύψουν το μεγαλύτερο μέρος της ηπείρου για μια εβδομάδα ή περισσότερο, διακόπτοντας την ηλιακή παραγωγή (η παραγωγή από τα ηλιακά πάρκα πέφτει κατά 75 έως 90% όταν τα σύννεφα καλύπτουν τον ήλιο).
Οι μπαταρίες μπορούν να αποθηκεύσουν αρκετή ισχύ για μερικές ώρες, αλλά η αποθήκευση αρκετής ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες για να τροφοδοτήσει ένα έθνος για μια συννεφιασμένη εβδομάδα είναι απλά αδύνατη.
Και καθώς ηλεκτρίζουμε τα πάντα, η ζήτηση και το χάσμα θα αυξάνονται εκθετικά.
22_21.jpg
Υδρογόνο;

Ούτε αυτό λειτουργεί πραγματικά.
Σε αντίθεση με το φυσικό αέριο, μεγάλες ποσότητες ελεύθερου υδρογόνου δεν έχουν βρεθεί στη φύση.
Το καθαρό, πράσινο υδρογόνο πρέπει να παράγεται με ηλεκτρόλυση νερού—μια διαδικασία έντασης ενέργειας.
Στη συνέχεια το αέριο πρέπει να συμπιεστεί, να ψυχθεί και να αποσταλεί σε αποθήκευση.
Για να πάρεις πίσω την ενέργεια, πρέπει να σταλεί σε ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας όπου θα καεί σε αεριοστρόβιλους που κινούν ηλεκτρικές γεννήτριες.
Η διαδικασία είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική.
Τα δύο τρίτα της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του υδρογόνου χάνονται.

Δεν έχουμε την πολυτέλεια να τριπλασιάσουμε τον αριθμό των ηλιακών πάρκων για να καλύψουμε την αναποτελεσματικότητα του υδρογόνου.

Αλλά ας υποθέσουμε ότι, δια μαγείας, υπήρχε αρκετός αποτελεσματικός αποθηκευτικός χώρος για να τροφοδοτήσει ένα ολόκληρο έθνος για μια συννεφιασμένη εβδομάδα.
Όταν ο ήλιος βγήκε ξανά, θα έπρεπε να επαναφορτίσουμε όλο αυτό τον αποθηκευτικό χώρο—να βάλουμε ξανά όση ενέργεια βγάλαμε.
Αυτό σημαίνει ότι για την επόμενη ηλιόλουστη εβδομάδα, όλη η ηλιακή μας ενέργεια θα επαναφορτίζει τον χώρο αποθήκευσης, χωρίς να αφήνει τίποτα διαθέσιμο για την τροφοδοσία της οικονομίας.
Για να το κάνουμε, λοιπόν, θα χρειαστούμε διπλάσια ηλιακά πάρκα. ένα για να λειτουργεί την οικονομία, άλλο το ίδιο μέγεθος για να επαναφορτίζει τον χώρο αποθήκευσης.
23_21.jpg
Και τότε τι θα συμβεί εάν τα σύννεφα επανέλθουν πριν ολοκληρωθεί η επαναφόρτιση;

Αυτό θα απαιτούσε περισσότερο από τον διπλασιασμό του αριθμού των ηλιακών πάρκων, τον διπλασιασμό του κόστους, της χρήσης γης και των πόρων.
Ειλικρινά, για να επιτευχθούν οι καθαροί μηδενικοί στόχοι για το 2050, τόσο μεγάλος όγκος αποθήκευσης και υπερκατασκευή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας δεν είναι απλώς μια ρεαλιστική επιλογή.
Χρειαζόμαστε κάτι άλλο.
Αιολικά και ηλιακά πάρκα απλώς δεν καλύπτουν τις ανάγκες.
Ορισμένοι που έσπευσαν να καλύψουν τις διαλείπουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η Καλιφόρνια και η Γερμανία, βλέπουν ήδη το πρόβλημα.
Έρχεται με τη μορφή αστάθειας του δικτύου και διακοπών ρεύματος.
Ως αποτέλεσμα, η Καλιφόρνια μειώνει νέους δρόμους ηλιακής ενέργειας, διατηρεί τις εγκαταστάσεις φυσικού αερίου σε λειτουργία και αναβάλλει το προγραμματισμένο κλείσιμο του πυρηνικού σταθμού Diablo Canyon.

Οι επιχειρήσεις της Καλιφόρνια και οι πλούσιοι ιδιοκτήτες σπιτιών αγοράζουν γεννήτριες ντίζελ.

Περιέργως, τα μέσα ενημέρωσης δεν έχουν λάβει ακόμη το μήνυμα.
Τα καθημερινά μηνύματα μέσων ενημέρωσης υποστηρίζουν ακόμη ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) είναι η λύση, αλλά αυτό δίνει φρούδες ελπίδες και μας αποσπά από το να κάνουμε αυτό που πραγματικά χρειαζόμαστε, ενώ διογκώνουν τα χρέη των κρατών όπως των ΗΠΑ.
Πράγματι, η Αμερική έχει πολλές εκατοντάδες δισεκατομμύρια δολάρια δημόσιο χρέος για να επενδύσει στην καθαρή ενέργεια.
Και υπάρχει μεγάλη πίεση να χρησιμοποιηθούν τα περισσότερα από αυτά τα χρήματα σχεδόν αποκλειστικά για την κατασκευή ηλιακών και αιολικών πάρκων, αγροκτημάτων που, από μόνα τους, δεν θα μας επιτρέψουν να κλείσουν τα εργοστάσια υδρογονανθράκων.
Η ραχοκοκαλιά κάθε στιβαρού συστήματος πρέπει να είναι αξιόπιστη ισχύς 24/7 (βασικό φορτίο).
Και το πρόβλημα είναι πολύ μεγαλύτερο από την απλή αντικατάσταση των υπαρχόντων πηγών ενέργειας.
Η επαναβιομηχάνιση της Αμερικής, μαζί με την ηλεκτροδότηση των μεταφορών, της θέρμανσης και της βιομηχανίας, θα διπλασιάσει ή θα τριπλασιάσει τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας πριν από το 2050.
Θα χρειαστεί τεράστια νέα παραγωγή ενέργειας για να ανταποκριθεί σε αυτήν την πρόκληση.

Γι'αυτό και ο Trump έκανε σύνθηκα το drill baby drill....

Πίσω στο κλίμα.
Τα αρχεία δείχνουν ότι το 2023 ήταν η θερμότερη χρονιά των τελευταίων 125.000 ετών.
Εάν θέλουμε πραγματικά να μετριάσουμε την κλιματική αλλαγή, είναι καιρός να θέσουμε σε εφαρμογή τεχνολογίες των οποίων η φυσική και τα μαθηματικά λένε ότι μπορούν πραγματικά να παρέχουν τη μαζική ισχύ βασικού φορτίου για να αντικαταστήσουν αυτά τα ορυκτά φυτά και να καλύψουν τη νέα ζήτηση.
Ευτυχώς υπάρχουν λύσεις.

Η Λύση

Όσο δύσκολο κι αν είναι, η πυρηνική ενέργεια είναι η μόνη λύση που μπορεί να αντικαταστήσει τα ορυκτά καύσιμα σε κλίμακα.
Έχει ήδη γίνει.
Μετά την πετρελαϊκή κρίση του 1973, η Γαλλία άρχισε να αντικαθιστά σχεδόν όλες τις ορυκτές εγκαταστάσεις της με νέους πυρηνικούς σταθμούς.
Οι Γάλλοι τελείωσαν τη δουλειά σε λιγότερο από 15 χρόνια.
Από τότε, αυτά τα εργοστάσια παρέχουν περισσότερο από το 70% της ηλεκτρικής ενέργειας της Γαλλίας (το μεγαλύτερο μέρος του υπόλοιπου είναι υδροηλεκτρική ενέργεια).
Σήμερα, εξαιρουμένης της υδροηλεκτρικής ενέργειας, η Γαλλία έχει την πιο αξιόπιστη, καθαρότερη και φθηνότερη ηλεκτρική ενέργεια στην Ευρώπη.
Είναι επίσης το πιο ασφαλές - χωρίς αξιοσημείωτα ατυχήματα.
Για να ανταποκριθεί στην αναμενόμενη αύξηση της ζήτησης, η Γαλλία κατασκεύασε επτά ακόμη πυρηνικούς σταθμούς.
24_18.jpg
Επειδή είναι μια τόσο προφανής λύση που λειτουργεί, περισσότερες χώρες αρχίζουν να ακολουθούν το παράδειγμα της Γαλλίας.

Σήμερα λειτουργούν περίπου 440 πυρηνικοί σταθμοί σε 32 χώρες.
Υπάρχουν άλλοι 60 αντιδραστήρες υπό κατασκευή σε όλο τον κόσμο και άλλοι 110 προγραμματίζονται.
Ορισμένες χώρες επεκτείνουν τον υπάρχοντα πυρηνικό στόλο τους—όπως η Κίνα, η οποία φέρνει στο διαδίκτυο δεκάδες νέους αντιδραστήρες (περισσότερους αντιδραστήρες στο διαδίκτυο από οποιαδήποτε άλλη χώρα).
Άλλοι, όπως η Πολωνία, είναι νέοι στα πυρηνικά, αλλά προχωρούν επιθετικά, προσπαθώντας να απελευθερωθούν από την εξάρτηση από το ρωσικό αέριο.
Τώρα έχοντας επίγνωση ότι η πυρηνική ενέργεια είναι απαραίτητη, περισσότερες από 30 νεοεισερχόμενες χώρες εξετάζουν, σχεδιάζουν ή ξεκινούν προγράμματα πυρηνικής ενέργειας.
Είκοσι δύο έθνη στην COP28 στο Ντουμπάι υπέγραψαν δέσμευση για τον τριπλασιασμό της πυρηνικής ενέργειας.

Η απάντηση της Ρωσίας είναι να προσπαθήσει να κυριαρχήσει στην πυρηνική ενέργεια.

Προσφέροντας χρηματοδότηση, η Ρωσία έχει γίνει ο μεγαλύτερος εξαγωγέας πυρηνικών αντιδραστήρων σε όλο τον κόσμο, με βιβλίο παραγγελιών που εκτιμάται ότι ανέρχεται σε περίπου 200 δισεκατομμύρια δολάρια.
Πού είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες σε όλα αυτά;
Σχεδόν πριν από πέντε δεκαετίες η δημόσια αντιπολίτευση λόγω του φόβου και της πίεσης της εταιρείας πετρελαίου σταμάτησε ουσιαστικά τη σχεδιαζόμενη μετατροπή σε πυρηνική ενέργεια των περισσότερων από τις αμερικανικές γεννήτριές με άνθρακα και πετρέλαιο.
Εξακολουθούν να λαμβάνουν το 20% της ηλεκτρικής ενέργειας (και το μεγαλύτερο μέρος της καθαρής ηλεκτρικής μας ενέργειας χωρίς υδροηλεκτρική ενέργεια) από τους 94 πυρηνικούς αντιδραστήρες που λειτουργούν ακόμη. Δυστυχώς, πολλοί από αυτούς θα συνταξιοδοτηθούν σύντομα.

Αντικαταστάσεις

Τα τελευταία 30 χρόνια κατασκευάστηκαν μόνο δύο νέους αντιδραστήρες και δεν έχουν προγραμματιστεί άλλοι.
Γιατί και πως;
Μετά τον Β' Παγκόσμιο Πόλεμο, οι καλοπροαίρετοι επιστήμονες διόγκωσαν τον κίνδυνο της ραδιενέργειας για να τρομάξουν τον κόσμο από τη χρήση —ή ακόμη και τη δοκιμή— ατομικών όπλων.
Και όπως συμβαίνει συχνά, υπήρξαν ανεπιθύμητες συνέπειες.
Αντιδρώντας σε αυτούς τους φόβους του κοινού, η κυβέρνηση των ΗΠΑ έθεσε όρια ακτινοβολίας για πυρηνικούς σταθμούς πολύ αυστηρότερα από ό,τι είναι απαραίτητο για την ασφάλεια.
Τα όρια τέθηκαν πάνω από 100 φορές πιο αυστηρά από οτιδήποτε έχει αποδειχθεί ποτέ ότι προκαλεί ανθρώπινη βλάβη, 50 φορές πιο αυστηρά από μια πλήρη αξονική τομογραφία, ακόμη και περισσότερο από 20 φορές πιο αυστηρά από την υψηλή αλλά αβλαβή φυσική ακτινοβολία από τη Γη σε ορισμένα μέρη του κόσμου.
Εάν βλέπαμε τους κινδύνους αυτοκινητοδρόμων με τον ίδιο τρόπο, θα επιβάλλαμε μέγιστη ταχύτητα 1 μίλια/ώρα.
Θα έσωζε αναμφισβήτητα ζωές – αλλά με τεράστιο κόστος για την κοινωνία.
25_12.jpg
Περιόρισαν ουσιαστικά την πυρηνική ταχύτητα στο 1 mph όταν τα δεδομένα λένε ότι θα μπορούσαμε να πάμε 15 φορές πιο γρήγορα (15 mph) χωρίς σχεδόν καμία αύξηση του κινδύνου.

Για να υπάρχει καλύτερη ισορροπία, ίσως θα βοηθούσε αν χρησιμοποιούσαμε τα δεδομένα ασφάλειας από την πραγματική εμπειρία.
Σε ορισμένα μέρη του κόσμου, οι πληθυσμοί έχουν ζήσει για χιλιετίες με ακτινοβολία υποβάθρου έως και 100 φορές μεγαλύτερη από το αυστηρό πρότυπο της Αμερικής, χωρίς αυξημένο καρκίνο ή προβλήματα υγείας.
Οι ναυτικοί του Πολεμικού Ναυτικού ζουν και κοιμούνται για μήνες δίπλα σε αντιδραστήρες του ναυτικού.
Έπειτα, υπάρχουν τα δεδομένα από τους εκατοντάδες αντιδραστήρες ισχύος στον κόσμο που δεν υπόκεινται στις αυστηρές ερμηνείες ασφαλείας της Αμερικής.

Η ασφάλεια αυτών των άλλων αντιδραστήρων είναι εξίσου καλή με τους αμερικανικούς αντιδραστήρες.

Στην πραγματικότητα, και παρά τους μύθους, το ιστορικό ασφάλειας των πυρηνικών δεν συγκρίνεται με καμία άλλη πηγή ενέργειας.
Τα τελευταία 70 χρόνια, για παράδειγμα, η ακτινοβολία από πυρηνικά ατυχήματα έχει προκαλέσει λιγότερους από 200 θανάτους (όλοι από το Τσερνόμπιλ).
Αντίθετα, ο ΟΗΕ ισχυρίζεται ότι η ρύπανση από ορυκτά καύσιμα προκαλεί περίπου 8 εκατομμύρια θανάτους κάθε χρόνο!
Ακόμη και η κατασκευή και η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών προκαλεί περισσότερους θανάτους ανά μονάδα παραδοθείσας ενέργειας.
Στην πράξη, και κατά τη διάρκεια της ζωής της, η πυρηνική ενέργεια είναι ασφαλέστερη, πιο αξιόπιστη, φθηνότερη και λιγότερο επιβλαβής για το περιβάλλον από οποιοδήποτε άλλο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας.
24_1.png
Και είναι επίσης η πιο καθαρή, δεν παράγει CO2 και παράγει λιγότερα τοξικά απόβλητα ακόμη και από τον ηλιακό.

Έτσι, ενώ τα ηλιακά πάνελ δεν μπορούν να αντικαταστήσουν τον βρώμικο άνθρακα που παράγει CO2 που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια όταν ο ήλιος δεν λάμπει, η μόνη πηγή που θα μπορούσε να το κάνει πριν από το 2050 είναι ένας νέος πυρηνικός σταθμός.
Εάν οι Ηνωμένες Πολιτείες θέλουν να ανταποκριθούν στον αναμενόμενο διπλασιασμό της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και τους κλιματικούς στόχους τους, ο αμερικανικός λαός πρέπει να απαιτήσει να συμπεριλάβει ο πρόδρος Trump μια σημαντική ανάπτυξη νέας πυρηνικής ενέργειας.
Ο υπόλοιπος κόσμος το κάνει ήδη.
Οι Κορεάτες κατασκευάζουν μεγάλους πυρηνικούς σταθμούς σχεδιασμένους από τις ΗΠΑ σε λιγότερο από πέντε χρόνια και για λιγότερο από το κόστος ενός εργοστασίου άνθρακα.
Οι Αμερικανοί καινοτόμοι αναπτύσσουν μια νέα γενιά μικρότερων, φθηνότερων και ακόμη ασφαλέστερων, μικρών αρθρωτών αντιδραστήρων (SMR) που θα μπορούσαν να λειτουργήσουν εμπορικά αυτή τη δεκαετία.
Από την άλλη πλευρά, εάν η Αμερική αποτύχει να ξεκινήσει μια επιταχυνόμενη πυρηνική ανάπτυξη, όχι μόνο θα συνεχίσει να βλάπτει το κλίμα, αλλά θα δώσει στους αντιπάλους της μια απαράμιλλη ευκαιρία να απομακρύνουν έναν κόσμο που διψάει για ενέργεια μακριά από την τροχιά και το όφελος στην οικονομία της.

www.bankingnews.gr

Ρoή Ειδήσεων

Σχόλια αναγνωστών

Δείτε επίσης