Pod Wawelem zwodowali łódź, która pędzi bez paliwa. To projekt AGH
Waży zaledwie 90 kg i rozpędza do prędkości 45 kilometrów na godzinę. A co najważniejsze – jest ekologiczna, bo zasilana energią słoneczną. Zespół studentów z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie zwodował na Wiśle nową jednostkę.
Energia słoneczna jest coraz częściej wykorzystywana nie tylko na domach. Panele fotowoltaiczne umieszczane są także na ruchomościach. Na przykład łodzie zasilane energią słoneczną nie są już jedynie eksperymentalnymi prototypami, ale opłacalnymi alternatywami dla spalinowców. Przykłady można mnożyć. Już w 2017 roku w Indiach zwodowano 23-tonowy prom pasażerski Aditya. Panele słoneczne zajmują 140 m kwadratowych jego dachu. Takie zasilanie upowszechnia się zwłaszcza wśród niewielkich turystycznych jednostek. Ale – jak pokazuje poniższy przykład – dotyczy też sportu i dużych prędkości. Wyścigówka na słońce Ten widok mógł zachwycić. Pod koniec maja przy Bulwarze Czerwieńskim, w zakolu Wisły pod Wawelem dumnie płynęła łódź solarna zespołu AGH Solar Boat. Jednostkę nazwano Delta. Ta 6-metrowa wyścigowa łódź solarna została zaprojektowana i zbudowana przez studentów i studentki Akademii Górniczo-Hutniczej. Jest to bardzo nowoczesna konstrukcja typu trimaran wykonana z włókien węglowych. Dlatego też waży zaledwie 90 kg, ale jest przy tym bardzo wytrzymała i stabilna. Jednostka wyposażona jest w napęd typu Dual-Propeller z dwoma przeciwbieżnymi śrubami, którego sprawność jest nawet o około 30% wyższa niż w przypadku klasycznych rozwiązań. Prędkość solarnej łodzi – Dzięki skupieniu się podczas projektowania na zachowaniu niskiej masy elementów przy jednoczesnym zapewnieniu ich odpowiedniej wytrzymałości do warunków pracy, Delta osiąga prędkość 45 km/godz. – podkreślają twórcy. Łódź jest bardzo sterowna. Jej system energetyczny oparto na akumulatorze 60 V oraz panelach fotowoltaicznych, które przy prędkości przelotowej 30 km/godz. dostarczają ponad połowę wymaganej energii. Zainstalowano też rozbudowany system telemetrii, który umożliwia monitorowanie parametrów pracy jednostki w czasie rzeczywistym. – Każda nasza kolejna konstrukcja jest lepsza od poprzedniej, gdyż w każdym projekcie stawiamy na maksymalną sprawność energetyczną. Udoskonalamy też panele fotowoltaiczne, które sami tworzymy – mówi studentka Ewa Nowicka z sekcji marketingu AGH Solar Boat. Pora na zawody To już trzecia łódź napędzana przez energię pozyskaną ze słońca, wykonana przez studentów z zespołu AGH Solar Boat. Opiekunami koła naukowego są dr hab. Krzysztof Sornek oraz Wojciech Sajdak. Wśród jego największych sukcesów stworzonych jednostek znajdują się 3. miejsce w 2024 r. oraz 2. miejsce w 2025 r. na prestiżowych zawodach w Monako. Wkrótce krakowską Deltę będzie można zobaczyć na międzynarodowych zawodach Kraków Solar Boat Challenge na Zalewie Bagry. Wyścigi tego typu jednostek odbędą się od 23 do 26 lipca 2026 r. w Krakowie. Źródło: AGH Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. przewodniki turystyczne po Egipcie oraz popularnonaukowe książki: „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” i „Bogowie Polski. Szamani, megality i zapomniane słowiańskie bóstwa”. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek.
Jak zamienić plastikowe śmieci w kwas octowy? Naukowcy mają sposób – wystarczy im słońce
Czy wystarczy światło słoneczne, by raz na zawsze pozbyć się plastiku? Badaczom co prawda nie udało się sprawić, by plastikowe śmieci zupełnie zniknęły, ale… przekształcili je w ocet. I nawet można go używać!
Plastikowe odpady zanieczyszczają zarówno ląd, jak i wodę. Tradycyjny recykling zupełnie sobie z nimi nie radzi, co widzimy np. po wyspach śmieci pływających po oceanach, a jeśli już, to prowadzi do ogromnych emisji CO₂. To może się zmienić – nowatorska technologia naukowców z Uniwersytetu Waterloo pozwala na przekształcenie plastiku w kwas octowy przy użyciu energii słonecznej i prostego katalizatora inspirowanego enzymami występującymi w naturze. Jak zmienić plastik w ocet? Fotokataliza inspirowana naturą – żelazo w azotku węgla Chociaż brzmi to wręcz magicznie, to jest to po prostu… pomysłowa chemia. Innowacyjny katalizator pozwalający przekształcić plastik w ocet zawiera pojedyncze atomy żelaza osadzone w strukturze azotku węgla. Jego działanie przypomina rozkład materii organicznej przez enzymy i pozwala przekształcić różne rodzaje plastików bez potrzeby ich wcześniejszego sortowania. Potrzebuje jedynie energii słonecznej. Wykorzystanie światła słonecznego Reakcja zachodzi w wodzie pod wpływem naturalnego światła. Fotony inicjują rozpad polimerów na kwas octowy. Brak potrzeby stosowania dodatkowych źródeł energii oznacza zerową emisję CO₂ i zdecydowanie niższe koszty. Z odpadów powstaje produkt wysokiej jakości Kwas octowy powstający z plastiku jest wykorzystywany w przemyśle spożywczym, chemicznym i energetycznym. Do tej pory produkowano go głównie z paliw kopalnych, generując emisje gazów cieplarnianych. Metoda naukowców z Waterloo pozwala odzyskać go ze… śmieci. I to ekologicznie, bez emisji. Proces wykorzystuje jedynie energię słoneczną, dlatego nie przyczynia się do powstawania nowych emisji dwutlenku węgla i jest neutralny dla klimatu. Dodatkowo degraduje plastik na poziomie chemicznym, więc zmniejsza ryzyko przedostawania się mikroplastiku do wód, ziemi i przez to – do naszych ciał. Kiedy metoda może zostać wprowadzona? Chociaż na razie technologia znajduje się na etapie badań laboratoryjnych, to jej skuteczność i prostota pozwala na szybkie wprowadzenie jej na większą skalę w dużych zakładach recyklingowych czy np. oczyszczalniach ścieków. Energia słoneczna jest darmowa, stale rozwijana i powszechnie dostępna, więc koszt procesu jest stosunkowo niewielki. Produkcja cennego kwasu octowego daje szansę na szybki zwrot funduszy, więc może – i już to robi – zachęcać potencjalnych prywatnych inwestorów. Trzymamy kciuki – czy nie pięknie byłoby przerobić plastikowe odpady na coś, co możemy wykorzystać? Źródło: Advanced Energy Materials, Marine Policy, University of Waterloo Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Czy to koniec paneli fotowoltaicznych? Złote „suprakule” pochłaniają nawet dwa razy więcej energii słonecznej
Czy panele fotowoltaiczne to szczyt naszych marzeń o wykorzystywaniu energii ze Słońca? Okazuje się, że można zrobić to lepiej – nowa technologia wykorzystująca złote „suprakule” pozwala na niemal dwukrotne zwiększenie absorpcji prądodajnych promieni. Jak to działa?
Promienie słoneczne zawierają mnóstwo energii. Jednak obecna technologia jej pozyskiwania nie wychwytuje jej tak dużo, jak by mogła. To może się wkrótce zmienić: naukowcy stworzyli „suprakule” – rozwiązanie, które osiągnęło niezwykłą skuteczność pochłaniania energii słonecznej. Pobiło na głowę tradycyjne rozwiązania, które znajdują się na dachach wielu polskich domów. I jest tanie. Jak działają złote „suprakule”? Suprakule (z ang. supraballs) to samoorganizujące się sferyczne nanostruktury, składające się z setek, a nawet tysięcy złotych nanocząstek o precyzyjnie kontrolowanym rozmiarze. Średnica pojedynczej suprakuli sięga około 2100 nanometrów. Ich innowacyjność polega na zdolności do pochłaniania niemal całego spektrum światła słonecznego, w tym także długości fal z zakresu bliskiej podczerwieni, które są słabo absorbowane przez klasyczne panele fotowoltaiczne. W tradycyjnych panelach słonecznych, bazujących najczęściej na krzemie lub cienkowarstwowych półprzewodnikach, absorpcja światła ograniczona jest do części widma, głównie w zakresie światła widzialnego. Złote suprakule zostały zaprojektowane tak, aby wykorzystywać efekt plazmoniczny, który znacząco zwiększa efektywność pochłaniania fotonów o różnych energiach. Plazmony to skorelowane drgania elektronów w materiale przewodzącym, wywołane przez padające światło. Dzięki ich wykorzystaniu suprakule maksymalizują efektywność konwersji energii słonecznej na energię elektryczną i cieplną. Rekordowa absorpcja światła i łatwość wdrożenia Zgodnie z wynikami testów, suprakule osiągają średnią absorpcję światła słonecznego na poziomie około 89%. Dla porównania absorpcja pojedynczych nanocząsteczek złota wynosi zaledwie 45%. Dodatkową zaletą suprakul jest prostota procesu produkcyjnego. Powłoki z suprakul można nanosić na komercyjnie dostępne generatory termoelektryczne w warunkach pokojowych, bez konieczności stosowania zaawansowanych technologii czy wysokich temperatur. To czyni tę metodę nie tylko efektywną, ale także potencjalnie tanim rozwiązaniem dla przyszłych zastosowań przemysłowych. Czy to energetyczny przełom? Opracowana przez Jaewona Lee, Seungwoo Lee i Kyunga Hun Rho technologia może sprawić, że wysokowydajne systemy solarne i fototermiczne staną się zdecydowanie bardziej dostępne. Dzięki taniej metodzie produkcji i imponującej skuteczności może być przyszłością nie tylko dla przemysłowych elektrowni, ale także instalacji domowych. Czy to przyszłość czystej energii? W przeciwieństwie do wielu innowacji wymagających budowy całkowicie nowych instalacji, suprakule można zastosować jako powłokę na już istniejące panele fotowoltaiczne. Nowoczesne materiały powstają także w Europie Rozwój suprakul wpisuje się w szerszy nurt badań nad nanomateriałami o ekstremalnych właściwościach pochłaniania światła. Naukowcy z Hiszpanii opracowali ultraczarny materiał, który absorbuje aż 99,5% promieniowania słonecznego. Składa się on z nanorurek węglowych oraz tzw. czarnego krzemu, charakteryzującego się wysoką stabilnością termiczną. Tego typu materiały mają ogromny potencjał w zastosowaniach wymagających maksymalnego pochłaniania energii, np. w wieżach słonecznych, gdzie promienie słoneczne są skupiane na niewielkim obszarze. Źródło: ACS Applied Materials & Interfaces Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Chińskie „sztuczne Słońce” przekracza energetyczne granice i pozwala na fuzję jądrową. W Europie wydawało się to niemal niemożliwe
„Sztuczne Słońce” to jeden z najbardziej ambitnych energetycznych projektów na świecie. Chiny zbliżają się do zrealizowaniu marzenia o praktycznym wykorzystaniu fuzji jądrowej jako niewyczerpalnego, czystego źródła energii. Reaktor właśnie osiągnął gęstość plazmy, którą wcześniej uważano za fizycznie niemożliwą.
Naukowcy w Chinach dokonali przełomu w dziedzinie energii z fuzji jądrowej. Może to pomóc w ostatecznym przełamaniu jednej z największych barier stojących na drodze do opracowania nowego źródła energii. Co będzie dalej? Czy Państwo Środka zawładnie światową energetyką? Czym jest chińskie „sztuczne Słońce”? Chińskie „sztuczne Słońce” to przydomek nadany reaktorowi EAST (ang. Experimental Advanced Supercondicting Tokamak). To zaawansowane urządzenie badawcze, które stanowi fundament chińskiego programu badań nad fuzją jądrową. Sercem jest tokamak – typ reaktora jądrowego, który symuluje procesy zachodzące wewnątrz Słońca, polegające na łączeniu się jąder atomowych w warunkach ekstremalnych temperatur i ciśnień. Celem przeprowadzanych w nim eksperymentów jest uzyskanie czystej, praktycznie niewyczerpalnej energii, która nie generuje odpadów radioaktywnych. To marzenie naukowców na całym świecie. Reaktor EAST osiągnął niespotykaną gęstość plazmy W tokamaku możliwe jest tworzenie i utrzymywanie plazmy – stanu skupienia materii, w którym (przy ekstremalnie wysokich temperaturach) możliwe jest łącznie się jąder atomów wodoru. To prowadzi do powstania helu i uwolnienia ogromnych ilości energii – tak jak dzieje się to w Słońcu. Zespół badaczy z Chińskiej Akademii Nauk poinformował, że EAST osiągnął gęstość plazmy wcześniej uważaną za fizycznie niemożliwą do uzyskania. Eksperyment może być kamieniem milowym na drodze do przemysłowego wykorzystania fuzji jądrowej. Reaktor już wcześniej ustanawiał rekordy – w zeszłym roku udało się utrzymać plazmę przez 1000 sekund. Później jednak uległa rozproszeniu i zdawało się, że jej utrzymanie jest nierealne. Tym razem jednak naukowcom udało się przekroczyć tzw. limit Greenwalda, który przez dekady uznawany był za nieprzekraczalną granicę stabilnej gęstości plazmy. To otwiera drogę do znacznie bardziej wydajnych reaktorów fuzji jądrowej. Limit Greenwalda udało się także przekroczyć w reaktorze WEST we Francji za sprawą europejskich badań. Przełomowe temperatury i walka z prawami fizyki Jednym z największych osiągnięć projektu EAST jest uzyskanie stabilnej plazmy o temperaturze ponad 100 mln stopni Celsjusza. Temperatura ta jest kilkukrotnie wyższa niż ta panująca w centrum Słońca. Rekord ten pokazuje, jak daleko zaszła chińska technologia plazmowa. Czy fuzja jądrowa to przyszłość? Energia z fuzji jądrowej jest uważana za „świętego Graala“ energetyki. Jej wdrożenie na skalę przemysłową mogłoby rozwiązać kluczowe problemy energetyczne – wytwarzając czystą, bezpieczną energię bez emisji dwutlenku węgla i bez długotrwałych odpadów radioaktywnych. Długofalowy cel chińskiego programu to budowa komercyjnych reaktorów, które zapewnią bezpieczeństwo energetyczne kraju i pozwolą na globalną transformację energetyczną. Nie tylko Chiny – wszędzie na świecie rosną inwestycje w badania na fuzją jądrową. W 2023 roku amerykański startup Helion Energy podpisał z Microsoftem pierwszą w historii umowę na dostawę energii z fuzji jądrowej, planując dostarczenie 50 MW już w 2028 roku. Równolegle Francja, Stany Zjednoczone i Korea Południowa realizują własne projekty badawcze, również skuteczne. Powstaje też międzynarodowy reaktor ITER. Kwestia tego, co z tą wiedzą zrobimy i czy zrobimy to wcześniej niż Chińczycy. Przełomowe wyniki reaktora EAST budują silną pozycję Chin jako lidera w dziedzinie energii przyszłości. Ich sukcesy mają kluczowe znaczenie nie tylko dla bezpieczeństwa energetycznego Państwa Środka, ale także dla globalnej transformacji i przechodzenia na czyste źródła energii. Podczas gdy my spieramy się o elektrownię atomową w Polsce, na Dalekim Wschodzie są już krok – lub ładnych kilka kroków – dalej. Źródła: Science Advances, The Independent Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Największy przełom 2025 roku. Czy przyszłość cywilizacji właśnie zmieniła się na naszych oczach?
Według analityków w 2025 roku dokonała się energetyczna rewolucja. Po raz pierwszy w historii to odnawialne źródła energii, a nie kopalne (głównie węgiel i gaz), dostarczają światu najwięcej prądu. Co to oznacza dla przyszłości cywilizacji i klimatu?
Rok 2025 przyniósł historyczny zwrot w globalnej energetyce: odnawialne źródła energii (OZE) stały się dominującą siłą, wyprzedzając konwencjonalne źródła energii na wielu frontach. Magazyn „Science” uznał ten gwałtowny wzrost za Przełom Roku. Po raz pierwszy OZE wyprzedziły węgiel jako główne źródło energii elektrycznej na świecie, a ich rozwój w pierwszej połowie 2025 roku pozwolił na pokrycie całego wzrostu globalnego zapotrzebowania na prąd. Chiny liderem zielonej rewolucji Głównym motorem tej transformacji są Chiny, które dzięki wieloletniemu wspieraniu sektora OZE zdominowały globalną produkcję energii. Państwo to odpowiada obecnie za 80 proc. produkcji ogniw słonecznych oraz 70 proc. produkcji turbin wiatrowych i baterii litowych. W Chinach sektor „zielonych technologii” generuje już ponad 10% PKB, a moc tamtejszych farm wiatrowych i słonecznych jest wystarczająca, by zasilić całe Stany Zjednoczone. Tylko w 2024 roku kraj ten zainstalował odnawialne źródła energii równoważne około 100 elektrowniom jądrowym. Masowa produkcja drastycznie obniżyła ceny, co napędziło popyt i pozwoliło na dalsze inwestycje, czyniąc wiatr i słońce najtańszymi źródłami energii w większości regionów świata. Nie tylko Chiny: liderzy globalnego Południa Ta rewolucja ta zmienia krajobraz nie tylko Chin, gdzie panele słoneczne pokrywają pustynie i wyżynę Tybetu (jedna z farm ma powierzchnię 400 km²), ale i całego świata. Państwa takie jak Pakistan, Etiopia czy RPA, masowo importują chińską technologię, by zyskać niezależność energetyczną i uniknąć wysokich kosztów gazu czy zawodności starych elektrowni węglowych. Taniej, szybciej, bezpieczniej – świat wybiera wiatr i słońce Co istotne, motywacja do przechodzenia na OZE zmieniła się z pobudek czysto ekologicznych: teraz to dobry interes, oszczędności i większe bezpieczeństwo energetyczne. W 2004 roku instalacja 1 gigawata mocy słonecznej zajmowała światu rok; obecnie taką moc oddaje się do użytku dwa razy dziennie. Przeszkody i wyzwania: polityka, rosnące emisje i brak infrastruktury Mimo tej niewątpliwej rewolucji, przed światem wciąż stoją poważne wyzwania. Globalne emisje gazów cieplarnianych rosną, a cel ograniczenia ocieplenia do 1,5 st. Celsjusza wydaje się nieosiągalny. W USA nowa administracja ogłosiła „wojnę” z OZE, co sprzyja ponownemu wzrostowi zużycia węgla. Konieczna jest szybka budowa linii przesyłowych dalekiego zasięgu i magazynów energii, by w pełni wykorzystać potencjał słońca i wiatru. Co dalej? Przełomowe innowacje na horyzoncie Nadzieję niosą jednak dalsze innowacje technologiczne. Nowe materiały, takie jak perowskity, mogą znacząco zwiększyć wydajność ogniw słonecznych, a alternatywne technologie baterii (np. sodowe lub cynkowo-powietrzne) mogą stać się tańszą i bardziej pojemną alternatywą dla litowych. Również panele fotowoltaiczne sa coraz wydajniejsze. Mimo wciąż dużych przeszkód, zmierzch ery paliw kopalnych staje się realną perspektywą. Przejście z paliw kopalnych na OZE można porównać do zmiany sposobu gospodarowania zapasami: zamiast mozolnie wyciągać i otwierać konserwy z głębokiej piwnicy (paliwa kopalne), ludzkość nauczyła się wreszcie w pełni korzystać ze „świeżego produktu” dostarczanego codziennie rano pod same drzwi: Słońca. Źródło: Science Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Tama Trzech Przełomów na orbicie. Wielka elektrownia słoneczna Chińczyków
Chińscy inżynierowie sprecyzowali plany niezwykłego projektu. Zamierzają skonstruować na orbicie elektrownię słoneczną. W ciągu roku ma ona generować tyle energii, ile pochodziłoby z całej dającej się wydobyć ziemskiej ropy. Projekt został okrzyknięty „Tamą Trzech Przełomów w kosmosie”.
Spis treści: Dlaczego warto zbierać energię słoneczną nad Ziemią? Jakie rakiety posłużą do zbudowania elektrowni słonecznej na orbicie? Do czego porównuje się projekt Chińczyków? Kto stoi za projektem chińskiej elektrowni słonecznej? Kosmiczna elektrownia słoneczna ma mieć ogromne rozmiary. Długość stacji będzie wynosić jeden kilometr. Umieszczone wysoko nad Ziemią panele słoneczne będą gromadzić energię Słońca, a następnie zamieniać ją na mikrofale. W tej postaci trafi ona do naziemnych stacji, a z nich do sieci energetycznych. Koncepcja brzmi fantastycznie, jednak Chińczycy mają plan, jak wprowadzić ją w życie. Przede wszystkim będą im potrzebne superciężkie rakiety nośne. Powinny być wielokrotnego użytku, ponieważ aby zawieźć w kosmos elementy elektrowni, trzeba będzie wykonać wiele lotów. Planowana elektrownia słoneczna ma zostać umieszczona na orbicie geostacjonarnej. Jest to orbita kołowa w płaszczyźnie równika znajdująca się na wysokości prawie 37 tys. km nad powierzchnią planety. Dlaczego warto zbierać energię słoneczną nad Ziemią? Mimo wprowadzanych usprawnień stosowane obecnie panele słoneczne nadal mają spore ograniczenia. Skuteczności ich działania jest uzależniona od pogody. Duże i utrzymujące się długo zachmurzenie zmniejsza ich efektywność. Utrudnieniem jest również cykl dnia i nocy. Tego typu problemy nie dotyczyłyby elektrowni słonecznych w kosmosie. Ponieważ mogłyby one pracować stale i docierałoby do nich więcej promieni słonecznych, ich efektywność mogłaby być nawet 10-krotnie większa niż paneli pracujących na Ziemi. Jakie rakiety posłużą do zbudowania elektrowni słonecznej na orbicie? Żeby cały ten plan dało się wprowadzić w życie, Chińczycy pracują nad konstrukcją odpowiednich rakiet. Rakiety Chang Zheng 9, CZ-9, czyli Długi Marsz 9, mają zabierać nawet 150 ton ładunku. To ogromny skok w stosunku do używanych obecnie największych superciężkich rakiet. Należący do SpaceX Falcon 9 wynosi na orbitę do 22 ton. Natomiast New Glenn – rakieta firmy Blue Origin Jeffa Bezosa, która dzisiaj po raz pierwszy poleciała w kosmos – ma mieć udźwig wynoszący 45 ton (dla niskiej orbity okołoziemskiej). Do czego porównuje się projekt Chińczyków? Plan zbudowania na orbicie ogromnej elektrowni słonecznej jest niezwykle ambitny. Jako taki doczekał się już wiele mówiących porównań. Niektórzy uznają go za „Projekt Manhattan sektora energetycznego”. Tym samym uważają, że może być równie istotny dla świata co realizowany w czasie II wojny światowej pod kierunkiem fizyka Roberta Oppenheimera projekt budowy pierwszej bomby atomowej. Projekt Manhattan, poza konstrukcją bomby, dał początek energetyce jądrowej. Drugie ważne porównanie odwołuje się do Tamy Trzech Przełomów. To zapora wodna zbudowana na rzece Jangcy. Powstawała przez 17 lat. Dzisiaj to największa hydroelektrownia na świecie, która osiąga moc 22,5 GW. Dla porównania, moc największej w Polsce elektrowni Bełchatów to 5,1 GW. Zaś moc największej naszej elektrowni wodnej – czyli Elektrowni Wodnej Żarnowiec – wynosi tylko 716 MW (0,7 GW). Kto stoi za projektem chińskiej elektrowni słonecznej? Elektrownia słoneczna przewyższa rozmachem hydroelektrownię zbudowaną gigantycznym kosztem na Jangcy. – To jest tak samo znaczące jak przeniesienie Tamy Trzech Przełomów na orbitę geostacjonarną. To niesamowity projekt, na który warto czekać – powiedział Long Lehao, członek Chińskiej Akademii Inżynierii i jeden z najważniejszych naukowców stojących za koncepcją elektrowni. Long Lehao opowiedział o postępach w planowaniu elektrowni słonecznej podczas wykładu w Chińskiej Akademii Nauk w październiku zeszłego roku. Wtedy właśnie przyrównał ilość energii, jaką elektrownia ma produkować rocznie, do całej ropy, jaką da się wydobyć z ziemi. W grudniu wykład naukowca został upubliczniony przez akademię i tak trafił do mediów, także zachodnich. Źródła: Live Science, Sustainability Magazine, Blue Origin Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Sześć minut „Słońca na Ziemi”. W reaktorze we Francji udało się ustanowić nowy rekord fuzji jądrowej
W reaktorze fuzyjnym WEST udało się utrzymać plazmę w temperaturze 50 mln st. C przez całe sześć minut. To kolejny krok do opanowania fuzji jądrowej. Jeśli nauczymy się kontrolować reakcję syntezy jąder atomowych, uzyskamy niemal nieograniczone źródło czystej energii elektrycznej.
W tym artykule: Po co nam fuzja jądrowa? Wyzwania fuzji jądrowej Przez WEST do ITER Jak opanować plazmę Od razu trzeba zaznaczyć jedną rzecz. Kolejne rekordy uzyskiwane w różnych reaktorach fuzyjnych nie oznaczają, że energia fuzji będzie dla nas dostępna w najbliższym czasie. Nim opanujemy tę technologię i zbudujemy odpowiednie elektrownie, miną co najmniej dziesięciolecia. Jednak każdy następny eksperyment to krok dalej na tej drodze. O najnowszym sukcesie poinformowali właśnie naukowcy z amerykańskiego ośrodka Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL). Pracowali oni z francuskim tokamakiem WEST, znajdującym się w centrum badawczym Cadarache w Prowansji. Udało im się osiągnąć przełom: utrzymali w urządzeniu plazmę o temperaturze 50 mln st. C przez sześć minut. Oczywiście daleko stąd do ostatecznego celu, czyli utrzymania plazmy w takiej temperaturze godzinami. Jednak i tak osiągnięcie naukowców z PPPL jest rekordem dla tokamaków takich jak WEST. Po co nam fuzja jądrowa? Nasza najbliższa gwiazda – Słońce – stanowi niemal nieograniczone źródło docierającej do nas energii. Swoje moce „energotwórcze” Słońce zawdzięcza zachodzącej w jego wnętrzu fuzji jądrowej. W tym procesie atomy wodoru łączą się w cięższy pierwiastek, hel. Przy okazji wydzielana jest ogromna ilość energii (większa niż w procesie rozpadu jądrowego). O jakich rzędach wielkości mowa? Szacuje się, że kilogram paliwa fuzyjnego (w warunkach ziemskich najczęściej to mieszanka izotopów wodoru – deuteru i trytu) generuje aż 4 mln razy więcej energii niż kilogram paliwa kopalnego. Co ważne, w procesie tym nie są emitowane żadne gazy cieplarniane. Nic dziwnego, iż powszechnie uznaje się fuzję jądrową za potencjalne źródło nieograniczonej czystej energii. Jednak jego opanowanie to ciąg wyzwań. – To, co staramy się osiągnąć, to stworzyć Słońce na Ziemi – mówi „Business Insiderowi” Luis Delgado-Aparicio, szef zaawansowanych projektów w PPPL. – Jednak jest to ekstremalnie, ekstremalnie trudne. Wyzwania fuzji jądrowej Jakie trudności muszą pokonać badacze? Po pierwsze, muszą uzyskać w tokamakach wyższą temperaturę niż we wnętrzu Słońca (gdzie jest ok. 15 mln st. C). To zrównoważy niższe ciśnienie, w którym będzie zachodzić fuzja. Po drugie, muszą nauczyć się podtrzymywać reakcję syntezy jąder atomowych. Nie jest to łatwe, gdyż wygasa ona szybko – zwłaszcza, gdy dochodzi do zanieczyszczeń mieszanki paliwowej. Jednak czas trwania fuzji jest kluczowy. Tylko gdy proces ten będzie trwał wystarczająco długo, powstanie więcej energii niż jest niezbędne do wyjściowego podgrzania plazmy do gigantycznych temperatur. Na razie wytworzenie nadwyżki energii jeszcze się nie udało. WEST tego nie zmienił, jednak uzyskane wyniki są obiecujące. W rekordowej próbie udało się uzyskać o 15 proc. więcej energii niż we wcześniejszych podejściach. Jednak i tak było to mniej niż prąd zużyty na początku przez tokamak. Rekordowa ilość energii uzyskana w reaktorze termojądrowym. Kiedy powstaną pierwsze elektrownie fuzyjne? Reaktor JET uzyskał aż 69 megadżuli z zaledwie 0,2 miligrama paliwa. Naukowcy twierdzą, że jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, w przyszłości reaktory termojądrowe zapewnią nam tani.. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/rekordowa-ilosc-energii-uzyskana-w-reaktorze-termojadrowym-kiedy-powstana-pierwsze-elektrownie-fuzyjne-fot-eurofusion-wikimedia-commons-cc-by-4-0-9b3b902.jpg" width="938" height="625" alt="Rekordowa ilość energii uzyskana w reaktorze termojądrowym. Kiedy powstaną pierwsze elektrownie fuzyjne? (fot. EUROfusion, Wikimedia Commons, CC-BY-4.0)" title="Rekordowa ilość energii uzyskana w reaktorze termojądrowym. Kiedy powstaną pierwsze elektrownie fuzyjne? (fot. EUROfusion, Wikimedia Commons, CC-BY-4.0)" /> Przez WEST do ITER Tokamaki to reaktory fuzyjne w kształcie obwarzanka z dziurą w środku. Plazma wewnątrz utrzymywana jest na miejscu dzięki bardzo silnemu polu magnetycznemu. Jedną z kluczowych kwestii konstrukcyjnych w przypadku tokamaków jest materiał, z którego zbudowane są jego ściany. Ściany WEST oryginalnie składały się z węgla. Co prawda łatwo było z nim pracować, jednak węgiel pochłaniał tryt, jeden ze składników mieszanki paliwowej. Tym samym działał jak gąbka absorbująca paliwo napędzające fuzję. W 2012 r. węglowe ściany zastąpiono konstrukcjami z wolframu. Niestety, wolfram też nie jest idealny. Pod wpływem ekstremalnych temperatur topi się i zanieczyszcza plazmę. To zaś ochładza ją i wyhamowuje syntezę jądrową. A ponieważ z wolframu będą również zbudowane najważniejsze części ITER – największego eksperymentalnego reaktora powstającego na południu Francji – wszelkie eksperymenty z mniejszymi tokamakami są ważnymi poligonami testowymi. Wyniki posłużą fizykom plazmy w przyszłości. Jak opanować plazmę Przy okazji pracy z WEST naukowcy z PPPL usprawnili narzędzie diagnostyczne monitorujące plazmę. To pozwala im dokładnie mierzyć jej temperaturę. A także śledzić niekorzystne przemieszczenie się wolframu ze ścian. – Teraz rozumiemy, jak należy zająć się kwestią ochładzania się [plazmy - przyp. red.] – mówi Delgado-Aparicio. – To doświadczenie zostanie bezpośrednio przeniesione do działającego obok ITER – dodaje. To niejedyny rekord związany z tokamakiem składającym się z wolframu. Na początku kwietnia tego roku naukowcy pracujący przy koreańskim tokamaku KSTAR ogłosili, że utrzymali wewnątrz plazmę o temperaturze 100 mln st. C aż przez 48 sekund. Sukces zawdzięczali m.in. zastąpieniu pewnych podzespołów węglowych odpowiednikami zbudowanymi z wolframu. Źródła: Phys.org, Business Insider. Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Dwa nowe polskie satelity na orbicie! Jeden testuje ogniwa perowskitowe, drugi sztuczną inteligencję
To było kosmicznie wyjątkowe Święto Niepodległości. W sobotę, 11 listopada należąca do firmy SpaceX rakieta Falcon 9 wyniosła na orbitę ładunek, wśród którego znalazły się dwa polskie satelity.
W tym artykule: Orbitalny test perowskitów z Polski Gliwicki satelita w kosmosie Polska sztuczna inteligencja we włoskim pojeździe Polski sektor kosmiczny W sobotni wieczór z bazy Vandenberg wystartowała rakieta Falcon 9, wynosząca na orbitę szereg małych satelitów, tzw. cubesatów. Wśród nich znalazły się dwie polskie jednostki oraz pojazd transferowy, do którego Polacy przygotowali nowoczesny komputer pokładowy Antelope. W kosmos trafił kolejny satelita obserwacyjny wrocławskiej firmy SatRev. Stork-7 wyposażony jest w 28 ogniw perowskitowych firmy Saule Technologies. Po raz pierwszy w historii przełomowe, opracowane przez dr Olgę Malinkiewicz ogniwa perowskitowe zostaną przetestowane w warunkach kosmicznych. Za skonstruowanie, oprogramowanie, wyniesienie i operację satelity na orbicie odpowiada firma SatRev. Orbitalny test perowskitów z Polski – Wierzę, że ta misja potwierdzi odporność ogniw perowskitowych Saule Technologies na promieniowanie kosmiczne, co wykazały już badania w laboratorium. To idealne źródło zasilania w kosmosie z wielu powodów – komentuje dr Olga Malinkiewicz, CEO Saule Technologies. – Ogniwa perowskitowe są znacznie lżejsze od ogniw tradycyjnych, co jest niezwykle istotne, biorąc pod uwagę koszt transportu każdego kilograma na orbitę. Są elastyczne, więc można je upakować w niewielkiej przestrzeni. Z kolei dzięki temu, że są drukowane cyfrowo, mogą przybierać dowolne kształty. To oznacza, że można w maksymalnym stopniu wykorzystać dostępne powierzchnie do wytwarzania prądu – dodaje dr Malinkiewicz. W trakcie misji ogniwa perowskitowe firmy Saule Technologies będą stale monitorowane. Dane dotyczące prądu, natężenia światła słonecznego i temperatury będą regularnie przesyłane do stacji naziemnych, umożliwiając analizę pracy ogniw w czasie rzeczywistym. Zdaniem Viveka Babu, dyrektora ds. kosmonautyki w Saule Technologies, ta misja otwiera nowe perspektywy dla ultracienkich rozwiązań energetycznych w przemyśle kosmicznym. Gliwicki satelita w kosmosie Falcon 9 wyniósł też w kosmos pierwszego satelitę zbudowanego przez gliwicką firmę KP Labs. Intuition-1 to tzw. nanosatelita klasy 6U. Cubesat został wyposażony w wysokiej klasy hiperspektralny instrument optyczny oraz jednostkę przetwarzania danych Leopard DPU, potrafiącą przetwarzać do 3 bilionów operacji na sekundę. – Dzięki współpracy tych dwóch komponentów, Intuition-1 będzie analizował zebrane dane już na orbicie. To przyczyni się do zredukowania przesyłu danych z satelity na Ziemię i przełoży się na znaczącą redukcję kosztów operacyjnych. Satelita wesprze rozwój w wielu dziedzinach. Od rolnictwa, poprzez badania środowiska, po analizę deforestacji – napisała w oświadczeniu gliwicka firma. Polska sztuczna inteligencja we włoskim pojeździe KP Labs miało również znaczy udział w innym urządzeniu wysłanym tym samym transportem. Falcon 9 wyniósł na orbitę tzw. pojazd transferowy ION Satellite Carrier włoskiej spółki D-Orbit. Na pokładzie zainstalowano zaawansowany komputer pokładowy Antelope, stworzony do pracy w warunkach kosmicznych. Urządzenie zostało zaprojektowane i wykonane przez KP Labs. Głównym zadaniem Antelope jest użycie algorytmów sztucznej inteligencji do monitorowania danych telemetrycznych pozyskiwanych z podzespołów satelity. – To nie tylko krok w przyszłość dla eksploracji kosmicznej. To także inwestycja w technologie, które w najbliższych latach mogą zrewolucjonizować wiele dziedzin naszego życia, przynosząc korzyści dla globalnej społeczności – mówi Michał Zachara, COO KP Labs. Start misji był wielkim przeżyciem i kamieniem milowym dla rozwoju firmy. KP Labs zostało założone w 2016 roku przez grupę inżynierów z Politechniki Gliwickiej. Dzisiaj firma realizuje kilkanaście dużych projektów dla Europejskiej Agencji Kosmicznej, NASA oraz firm prywatnych. Wyniesienie na orbitę zarówno Intuition-1, jak i komputera pokładowego Antelope da firmie kolejny impuls do rozwoju. Polski sektor kosmiczny – Czujemy dumę połączona z pewnym poczuciem realizacji. W sobotę przeżyliśmy niewyobrażalny stres. W końcu przyglądaliśmy się, jak wynik kilku lat pracy dziesiątek osób unosi się w górę w luku ogromnej rakiety. Ale ten stres mamy już za sobą. Bardzo pozytywnie zaskoczyły nas reakcje ludzi komentujących start. Otrzymaliśmy masę wsparcia, wiele pozytywnych słów – opowiada Michał Zachara. – Teraz czekamy na wypuszczenie Intuition-1 z ION-a i wejdziemy w fazę łapania kontaktu z satelitą. Powoli, jeden po drugim będziemy włączać i testować podsystemy. Myślę że zajmie to przynajmniej miesiąc. A po wszystkim zaczniemy zbierać pierwsze zobrazowania. Antylopa pozostanie w ION-ie. Po uwolnieniu z niego wszystkich satelitów będziemy mogli – we współpracy z operatorami platformy – uruchomić scenariusze testowe, sprawdzić, czy sprzęt funkcjonuje jak trzeba i rozpocząć detekcję anomalii w telemetrii – podsumowuje Michał Zachara. Dodajmy, że Sat Rev i KP Labs to pierwsze polskie prywatne firmy z własnymi satelitami na orbicie. Na początku tego roku wystartowała również niemiecko-polska misja Star-Vibe. Na pokładzie satelity zamontowano nowoczesny teleskop wrocławskiej firmy Scanway. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Naukowcom udało się bezprzewodowo przesłać na Ziemię energię z kosmosu. Czy powstaną orbitalne elektrownie?
Pierwszą osobą, która zaproponowała budowę orbitujących elektrowni solarnych był sam Isaac Asimov. Ale trzeba było ponad 80 lat, by jego pomysł zaczął zmieniać się w rzeczywistość. Naukowcom z California Institute of Technology właśnie udało się po raz pierwszy przesłać energię z urządzenia na orbicie na powierzchnię planety.
W tym artykule: Bezprzewodowe przesyłanie energii z kosmosu Cele eksperymentu MAPLE Energia z kosmosu w każdym miejscu na Ziemi Eksperyment nosi nazwę MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment). Przeprowadzono go z użyciem wyniesionego w kosmos w styczniu 2023 roku satelity Space Solar Power Demonstrator. – Udało się nam bezprzewodowo przesyłać energię do odbiorników w kosmosie i przekierować ją ponownie na Ziemię – poinformowali naukowcy z Caltechu. Bezprzewodowe przesyłanie energii z kosmosu Prototypowe urządzenie po raz pierwszy udowodniło swoją zdolność do bezprzewodowego przesyłania energii przez przestrzeń kosmiczną i precyzyjnego kierowania wykrywalnej ilości energii w stronę Ziemi. Dowodzi to, że możemy mieć niemal nieograniczone źródła energii w postaci energii pochodzącej bezpośrednio z orbity. Szacuje się, że kosmiczne elektrownie solarne mogą potencjalnie wytwarzać osiem razy więcej energii niż panele słoneczne w dowolnym miejscu na powierzchni globu. – Dzięki przeprowadzonym do tej pory eksperymentom otrzymaliśmy potwierdzenie, że MAPLE może z powodzeniem przesyłać energię do odbiorników w kosmosie – napisał w oświadczeniu dr Ali Hajimiri, dyrektor Space-Based Solar Power Project. – Byliśmy również w stanie zaprogramować sieć tak, aby kierowała pozyskaną energię w stronę Ziemi. Wykryliśmy to tutaj, w Caltechu. View oEmbed on the source website Bezprzewodowy transfer energii został osiągnięty przez MAPLE dzięki zestawowi elastycznych i lekkich nadajników mikrofalowych. Stanowią one jeden z trzech instrumentów przenoszonych przez Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1). SSPD-1 został wystrzelony w styczniu 2023 roku w ramach projektu Space Solar Power Project (SSPP). Jego głównym celem jest zbieranie energii słonecznej w kosmosie, a następnie przesyłanie jej na powierzchnię Ziemi. Cele eksperymentu MAPLE MAPLE jest na razie eksperymentem prowadzonym głównie na Ziemi. Jego cel to opracowanie możliwości realnego przesyłania energii z planowanych elektrowni orbitalnych na Ziemię. Bo właśnie to jest wciąż głównym problem, który należy rozwiązać, by móc bardziej efektywnie wykorzystywać zasoby energii słonecznej. Od lat uważa się, że zebrana na orbicie energia powinna być przesyłana na Ziemię dzięki mikrofalom lub wiązce laserowej. – Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, nikt nigdy nie zademonstrował bezprzewodowego transferu energii w kosmosie, nawet przy drogich sztywnych konstrukcjach – wyjaśnia dr Hajimiri. – My zrobiliśmy to po raz pierwszy za pomocą elastycznych, lekkich struktur i własnych układów scalonych. Dzięki precyzyjnemu kontrolowaniu procesu, kierunek energii można bardzo szybko regulować w skali nanosekund. Moc z przekaźników może być przekierowana do odbiorników kosmicznych lub tych na Ziemi. Pozwala to na skierowanie energii w precyzyjnie określone miejsce. I można zrobić bez potrzeby stosowania jakichkolwiek ruchomych części mechanicznych. Dr Hajimiri i jego zespół oceniają teraz wydajność poszczególnych jednostek, które składają się na MAPLE. Analizy potrwają pół roku. Jest to niezbędne do zrealizowania pełnowymiarowej misji, będącej już prototypem przyszłych elektrowni orbitalnych. Energia z kosmosu w każdym miejscu na Ziemi Planuje się, że SSPP ostatecznie będzie składać się z konstelacji modułowych statków kosmicznych zbierających światło słoneczne. Mają przekształcać je w energię elektryczną, a następnie w mikrofale. Te zaś będą przesyłane na ogromne odległości, w tym na Ziemię. Może to być znakomite rozwiązanie dla nieuprzemysłowionych regionów świata, w których brakuje infrastruktury energetycznej. Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/nowe-panele-fotowoltaiczne-produkuja-takze-wode-wysysaja-ja-z-powietrza-nawet-na-pustyni-fot-renyuan-li-cc-by-sa-74181b8.jpeg" width="938" height="528" alt="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" title="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" /> – Mamy nadzieję, że nasz eksperyment zdemokratyzuje dostęp do energii elektrycznej w taki sposób, w jaki internet zdemokratyzował dostęp do informacji – podsumował dr Hajimiri. – Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to na powierzchni Ziemi nie trzeba będzie nawet tworzyć żadnej specjalnej infrastruktury, by móc pobierać moc z kosmosu. Oznacza to, że możemy wysyłać energię do odległych regionów i obszarów zniszczonych przez wojnę lub klęskę żywiołową. Źródło: California Institute of Technology. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Naukowcy opracowali ultracienkie ogniwa słoneczne. Mogą zmienić każdą powierzchnię w źródło energii
Inżynierowie z MIT opracowali cienkie jak papier ogniwa słoneczne, które można przymocować praktycznie do każdej stałej powierzchni. Generują aż 18 razy więcej energii na kilogram niż konwencjonalne panele słoneczne.
W tym artykule: Supernowoczesne i ultralekkie ogniwa, które wytwarzają znacznie więcej energii Ogniwa mogą być wykorzystywane na szeroką skalę Rozwiązanie jest wciąż w fazie testowej Odnawialne źródła energii (OZE) to przyszłość naszej planety. Nie chodzi tu jednak tylko o rozwój technologiczny. Eksperci od lat zwracają uwagę na to, że od zmian w polityce energetycznej zależy to, czy powstrzymamy kryzys klimatyczny i globalne ocieplenie. Celem Unii Europejskiej jest m.in. ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o 80–95% do 2050 roku. Jednak żeby to osiągnąć, trzeba zwiększyć nakłady na rozwój OZE. Tutaj z pomocą przychodzą naukowcy. Supernowoczesne i ultralekkie ogniwa, które wytwarzają znacznie więcej energii Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology zaprojektowali niezwykle innowacyjne ogniwa słoneczne. Są cieńsze niż ludzki włos i mogą zmienić każdą stałą powierzchnię w źródło energii. Ogniwa są przyklejone do bardzo mocnej i lekkiej tkaniny, dzięki czemu można je z łatwością przymocować praktycznie wszędzie. Naukowcy twierdzą, że ich wynalazek może się bardzo dobrze sprawdzić w podróży oraz w nagłych wypadkach, w sytuacjach, gdy w okolicy nie ma żadnego źródła zasilania. Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energię w nocy. To możliwe dzięki zamianie ciepła w prąd Jak się okazuje, panele fotowoltaiczne mogą działać nie tylko za dnia, ale także w nocy. Ile energii potrafią wytworzyć bez światła słonecznego? <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/powstaly-panele-fotowoltaiczne-produkujace-energie-w-nocy-to-mozliwe-dzieki-chlodom-z-kosmosu-74d05ec.jpeg" width="938" height="519" alt="Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energie w nocy. To możliwe dzięki chłodom z kosmosu" title="Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energie w nocy. To możliwe dzięki chłodom z kosmosu" /> Nowe fotoogniwo jest aż sto razy lżejsze od konwencjonalnych paneli słonecznych. Co więcej, generuje znacznie więcej energii na kilogram. Wykonano je z półprzewodnikowego tuszu za pomocą drukowania 3D. Badacze wierzą, że dzięki temu rozwiązaniu w przyszłości ich pomysł będzie wykorzystywany na szeroką skalę. Ogniwa mogą być wykorzystywane na szeroką skalę Uczeni z MIT podkreślają, że ze względu na ultracienką strukturę, ich ogniwa sprawdzą się w różnych sytuacjach. Naukowcy twierdzą, że można je przymocować np. do żagli, co zapewni zasilanie na otwartym morzu. Sprawdzą się również w warunkach survivalowych lub na campingach. Z kolei przymocowanie fotoogniwa do drona zapewni maszynie dłuższy czas lotu. Co więcej, badacze uważają, że urządzenie może być przydatne podczas usuwania skutków katastrof, gdy dostęp do energii jest ograniczony. – Nasz wynalazek umożliwia łatwą integrację z powierzchnią stałą. Mamy nadzieję, że nasza technologia zostanie szybko wdrożona. Dążymy do tego, aby to się stało. To niezwykłe ważne, szczególnie w kontekście zapotrzebowania na bezemisyjne źródła energii – mówi Vladimir Bulović, współautor odkrycia i profesor nowych technologii na MIT. Tradycyjne fotoogniwa produkowane są z materiałów półprzewodnikowych, najczęściej z krzemu, germanu i selenu. To sprawia, że najpopularniejsze panele słoneczne są kruche. Właśnie dlatego muszą być zamknięte w dużych i ciężkich aluminiowych ramach. Rozwiązanie jest wciąż w fazie testowej Naukowcy stworzyli nowe ogniwa z wykorzystaniem najnowszych rozwiązań nanotechnologicznych. Za pomocą nowoczesnego urządzenia stworzyli powłokę ogniwa słonecznego, która ma zaledwie 15 mikrometrów grubości. Aby zapobiec uszkodzeniom mechanicznym, ogniwo zostało przymocowane do materiału kompozytowego o nazwie dyneema. To materiał używany m.in. do produkcji pętli wspinaczkowych, kamizelek kuloodpornych oraz elementów endoprotez. Waży ok. 13 gramów na metr kwadratowy. Ekologiczna energia? Tak, czas na zmianę na zielonego dostawcę prądu! Pierwsze testy wykazały, że ultracienkie ogniwa słoneczne generują ok. 730 watów mocy na kilogram, a po umieszczeniu ich na materile deneema – 370 watów. Oznacza to, że wytwarzają nawet 18 razy więcej energii na kilogram niż konwencjonalne palenie słoneczne. – Standardowa fotowoltaika na dachu w Massachusetts generuje około 8000 watów. Aby wytworzyć tę samą ilość energii, nasze ogniwa ważyłyby zaledwie 20 kilogramów – przyznają naukowcy z MIT. Eksperci podkreślają jednak, że pozostaje problem ochrony przed czynnikami środowiskowymi, jak np. deszcz i wilgoć. Badacze chcą teraz stworzyć ultralekkie pojemniki, w których można by było zamknąć nowoczesne ogniwa. Źródło: Massachusetts Institute of Technology. Nasz ekspert Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal +. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu, prywatnie bardzo zainteresowany polityką. Autor bloga na Instagramie "Mini Podróże".
Jak chronić przyrodę na co dzień? Oto kilka sposobów
Jest wiele sposobów, by włączyć się w ochronę zwierząt i ich środowiska naturalnego. Podpowiadamy, jak chronić przyrodę.
W tym artykule: Jak chronić przyrodę? Po pierwsze – nie szkodzić Oszczędzaj energię i surowce Przejdź na energię odnawialną Dbaj o bioróżnorodność Przekaż 1% podatku Adoptuj zwierzę Weź ślub z akcentem eko Zostań wolontariuszem Jest wiele sposobów, by włączyć się w ochronę zwierząt czy ich środowiska naturalnego. Od codziennych dobrych przyzwyczajeń, po aktywne działania na rzecz organizacji pozarządowych. Podpowiadamy, jak chronić przyrodę – nawet nie wychodząc z domu. Pomaganie jest fajne! Jak chronić przyrodę? Po pierwsze – nie szkodzić Co to jest ekologia i czym się zajmuje? To rozbudowana dziedzina nauki. Ekologia zajmuje się opisywaniem zależności, które występują między poszczególnymi gatunkami organizmów żywych a ich środowiskiem bytowym. W zakresie tej dziedziny leży także badanie zjawisk, które zachodzą pomiędzy poszczególnymi organizmami żywymi. Dla każdego z nas ważne są natomiast działania ekologiczne. Dzięki nim możemy zminimalizować nasz negatywny wpływ na środowisko naturalne. Na pierwszym miejscu powinna się znaleźć zasada znana z medycyny. Przede wszystkim nie szkodzić. Ekologiczny dom – co zrobić, aby twój dom był bardziej ekologiczny? Na ekologiczny charakter domu wpływają decyzje, które podejmują jego mieszkańcy, ich nawyki i przyzwyczajenia. Jaki powinien być ekologiczny dom? Poniżej odpowiadamy na to pytanie. Chodzi o przestrzeganie przepisów prawa dotyczących przyrody. Nie powinniśmy jej zaśmiecać, palić ognisk w miejscach do tego nie przeznaczonych, straszyć lub zabijać zwierząt objętych ochroną. To ostatnie dotyczy też naszych ulubieńców. Nie spuszczajmy psów ze smyczy w lasach. Kotów zaś w ogóle nie powinniśmy wypuszczać z domu bez nadzoru. Oszczędzaj energię i surowce Nasza cywilizacja niszczy środowisko wskutek nieprzemyślanej konsumpcji. Kupujemy i wyrzucamy za dużo, nie zawsze z faktycznej potrzeby. Tymczasem produkcja każdego przedmiotu oznacza zużycie zasobów naturalnych i energii oraz emisję zanieczyszczeń. Warto więc ograniczyć konsumpcję na różne sposoby. Rosnące ceny energii sprzyjają dbaniu o planetę. Jak oszczędzać prąd w domu? Przede wszystkim stawiając na energooszczędne urządzenia AGD. Warto też mądrze korzystać z lodówki, zmywarki i żelazka. Oszczędzanie wody to m.in. branie prysznica zamiast kąpieli. Ale też zbieranie deszczówki, którą można np. spłukiwać toalety albo podlewać ogród. Ważną kwestią są też odpady. Co z nimi robić? Przede wszystkim ograniczać ich powstawanie. Wiele rzeczy można ponownie wykorzystać. Pomaga w tym m.in. upcycling. Pomysły z łatwością można znaleźć w internecie. Te odpady, które wytwarzamy, powinniśmy starannie sortować. Ułatwi to odzyskanie z nich surowców wtórnych. Należy przy tym zwracać uwagę na znaki recyklingowe. Warto też pomyśleć o kompostowaniu. Można je prowadzić nawet w warunkach domowych. Przejdź na energię odnawialną Jeśli mieszkasz w domu jednorodzinnym lub w zabudowie szeregowej, pomyśl o ekologicznej energii. Wciąż możliwe jest skorzystanie z rządowych dopłat i ulg podatkowych związanych z fotowoltaiką. Taka inwestycja może zwrócić się po kilku latach. Warto też zwracać uwagę na to, z kim podpisujemy umowę na dostawę energii. W Polsce działają firmy, które swoje usługi potwierdzą na przykład certyfikatem OZE, czyli świadectwem pochodzenia energii z odnawialnych źródeł energii. Dbaj o bioróżnorodność Jeśli masz ogród lub chociażby balkon, możesz wspierać bioróżnorodność. Posadź rośliny miododajne, które poprawią sytuację zapylaczy, takich jak pszczoły czy motyle. Ogranicz koszenie trawnika i wygrabianie ściółki jesienią. Staraj się nie stosować nawozów sztucznych i chemicznych środków ochrony roślin. Przekaż 1% podatku Co roku musimy rozliczać się z urzędem skarbowym. To idealna okazja, by przekazać 1% podatku wybranej przez nas organizacji, wpisując w odpowiednią rubrykę jej KRS. Nic prostszego, a jak wiele zmienia! Ekonawyki – 6 prostych zmian, które pomogą planecie i środowisku W 2020 r. każdy z nas wygenerował średnio 342 kg odpadów komunalnych. To o 10 kg więcej niż w roku poprzednim i blisko 60 kg więcej niż pięć lat temu. Chociaż na tle innych krajów nie w... Nie wszystkie organizacje ekologiczne mogą otrzymywać 1% podatku. Dotyczy to tylko tzw. organizacji pożytku publicznego (OPP). Spełniają one specjalne kryteria. Listę OPP możesz znaleźć w serwisie podatki.gov.pl. Adoptuj zwierzę Jak pomóc zagrożonemu zwierzęciu? Przykładem może być akcja prowadzona m.in. przez WWF Polska. Dzięki niej możemy symbolicznie adoptować wybrane przez nas zwierzę: fokę, morświna, niedźwiedzia, rysia, tygrysa lub wilka. Można wybrać wpłatę jednorazową lub miesięczną. Otrzymamy informacje o naszej adopcji i zdjęcia adoptowanego zwierzątka. Możemy również sprawić radość osobie bliskiej i adoptować w jej imieniu. Podobną akcję przeprowadza również Klub Gaja – tu możemy adoptować rzekę. Greenpeace z kolei namawia do adopcji pszczół. Do sponsorowania zwierząt zachęcają także polskie ogrody zoologiczne. To jednak raczej oferta dla firm. Weź ślub z akcentem eko Jeżeli planujesz ślub w najbliższym czasie, zrezygnuj z kwiatów, wina czy nowej pralki od gości. Zamiast tego poproś o przekazanie darowizny na cel charytatywny. Taką akcję prowadził np. WWF pod nazwą „Nowożeńcy dla przyrody”. Możesz również wybrać dowolną organizację, którą chcesz wspomóc, wypisując jej dane do formularza przelewu i zostawiając w widocznym dla gości miejscu. Zostań wolontariuszem Jeżeli ci to nie wystarcza, zostań wolontariuszem! Weź udział w długoterminowych programach lub szybkich akcjach. Możesz poszerzać świadomość innych, pomóc w prowadzeniu kampanii, a nawet wyjechać i opiekować się dzikimi zwierzętami. Polecamy wyjazd do Felidae Centre w RPA - sprawdzone przez naszą kartograf, Joannę Kopkę. Ekoturystyka - na czym polega i jak podróżować ekologicznie? Ekologiczny styl życia powoli przestaje być już modą, a staje się społecznym obowiązkiem. Turystyka masowa wywiera niekorzystny wpływ na stan środowiska naturalnego. Jej przeciwieństwem j... Jeśli masz mało czasu, pomyśl o wolontariacie zdalnym. Możesz brać udział w działaniach ekologicznych także przez internet. Więcej informacji na ten temat znajdziesz np. w serwisie E-wolontariat.
Ekologiczny dom – co zrobić, aby twój dom był bardziej ekologiczny?
Na ekologiczny charakter domu wpływają decyzje, które podejmują jego mieszkańcy, ich nawyki i przyzwyczajenia. Jaki powinien być ekologiczny dom? Poniżej odpowiadamy na to pytanie.
W tym artykule: Czym jest ekologiczny dom? Jak być ekologicznym w domu? Ekologiczne ocieplenie domu Ekologiczne drzwi i okna Ekologiczne instalacje w domu Ekologiczne sprzątanie domu Ekologiczny dom ma swoją ścisłą definicję, jednak na ten temat warto spojrzeć z nieco szerszej perspektywy niż tylko przez pryzmat projektu architektonicznego. Należy bowiem zdać sobie sprawę z faktu, że o tym, jak bardzo ekologiczny jest budynek, w którym mieszkamy, decydują nie tylko materiały budowlane, jego usytuowanie czy instalacje, w które jest wyposażony. „Lepiej późno niż wcale” – to powiedzenie jest używane w odniesieniu do wielu kwestii i sytuacji, ale w kontekście ekologicznych działań, wypada raczej powiedzieć: „szkoda, że tak późno”. Niestety, styl życia rozwijającego się społeczeństwa wywarł silny wpływ na kondycję środowiska naturalnego. Na naszych oczach zachodzą krytyczne zmiany, które mogą doprowadzić do katastrofy ekologicznej na globalną skalę. Część z nich można zatrzymać, a nawet odwrócić, jednak wymaga to wspólnego wysiłku. W kwestii ekologii liczą się wszystkie działania, nawet te, które w skali globalnej wydają się być bez znaczenia. Im szybciej uświadomimy sobie, że ekologia przestała być modą, a stała się koniecznością, tym lepiej dla naszej planety i dla nas samych. Właśnie dlatego, już dziś warto uczynić swój dom bardziej „zielonym”. Czym jest ekologiczny dom? Gdy mówisz „gospodarstwa ekologiczne”, czy masz na myśli zrównoważoną produkcję rolną? Należy zdać sobie sprawę z tego, że określenie „ekologiczne” może (a nawet powinno) być stosowane także w odniesieniu do gospodarstwa domowego. Działania przyjazne środowisku warto wdrożyć już na etapie podejmowania decyzji na temat budowy nowego domu. Od pszczół po nosorożce. Dlaczego warto wspierać organizacje ekologiczne w Polsce i na świecie? Organizacje ekologiczne od wielu lat działają na rzecz ochrony środowiska. Na całym świecie ~ w tym również w Polsce – funkcjonuje wiele ruchów ekologicznych, których zadaniem jest szero... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/organizacje-ekologiczne-w-polsce-i-na-swiecie-jak-dzialaja-i-jak-wspomagac-organizacje-eko-fot-getty-images-466fa75.jpeg" width="938" height="625" alt="Organizacje ekologiczne: w Polsce i na świecie. Jak działają i jak wspomagać organizacje eko? (fot. Getty Images)" title="Organizacje ekologiczne: w Polsce i na świecie. Jak działają i jak wspomagać organizacje eko? (fot. Getty Images)" /> Czym jest ekologiczny dom? Pod tym pojęciem kryje się budynek wybudowany w zgodzie z naturą, czyli z wykorzystaniem metod ekologicznych i z zastosowaniem materiałów, które zmniejszają wydatki eksploatacyjne. Domy ekologiczne powinny być budowane z surowców regionalnych, czyli dostępnych lokalnie, których pozyskanie lub produkcja nie wiąże się z negatywnym wpływem na środowisko naturalne. Ponadto ważną kwestią jest wybór miejsca, w którym stanie taki budynek. Ekologiczny dom nie może wywierać negatywnego wpływu na krajobraz i doprowadzać do degradacji miejsc przyrodniczo cennych. Jak osiągany jest taki efekt? Współczesne budownictwo oferuje inwestorom wiele rozwiązań, dzięki którym możliwe jest uczynienie domów przyjaznymi środowisku. Kluczową kwestią jest sama konstrukcja budynku. Zwarta bryła, pozbawiona zbędnych ozdobników i balkonów, w znacznym stopniu ogranicza występowanie mostków termicznych, czyli miejsc o zwiększonym (w porównaniu z innymi fragmentami obiektu) współczynniku przewodzenia ciepła. Ogromne znaczenie ma też powierzchnia okien i rozkład pomieszczeń. Te dwa czynniki pozwalają na optymalne wykorzystanie naturalnego obiegu słońca i płynących z tego korzyści. Zasada jest prosta: okna po stronie południowej powinny charakteryzować się dużą powierzchnią (tam też powinny być zlokalizowane pomieszczenia dzienne), natomiast po stronie północnej (gdzie powinny mieścić się sypialnie i inne pomieszczenie, w których wykorzystanie światła słonecznego nie przyniesie dużych korzyści) – minimalną. Co jeszcze jest istotne? Kształt dachu, który sprzyja ograniczeniu zjawiska utraty ciepła. Fantazyjne, skomplikowane kształty? Nie w budownictwie ekologicznym. Tutaj najlepiej sprawdzają się proste konstrukcje jedno- i dwuspadowe oraz płaskie. Domy ekologiczne są wyposażone w okna i drzwi, które charakteryzują się niskim współczynnikiem przenikania ciepła. To w znacznym stopniu ogranicza jego straty i w konsekwencji pozwala obniżyć zużycie energii w procesie ogrzewania budynku. Jak być ekologicznym w domu? Wymienione wyżej założenia konstrukcyjne dotyczą nowych obiektów budowlanych. Nie jest jednak tajemnicą, że wielu Polaków szuka swojego wymarzonego domu na rynku wtórnym. Dawniej nikt nie słyszał o budownictwie ekologicznym, a co za tym idzie – starsze domy nie są tak przyjazne środowisku, jak ich nowo powstałe odpowiedniki. Nie zapominajmy jednak, że każdy z nas może podjąć pewne działania, które pozwolą ograniczyć wpływ, jaki eksploatacja obiektu budowlanego wywiera na środowisko. Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energię w nocy. To możliwe dzięki zamianie ciepła w prąd Jak się okazuje, panele fotowoltaiczne mogą działać nie tylko za dnia, ale także w nocy. Ile energii potrafią wytworzyć bez światła słonecznego? <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/powstaly-panele-fotowoltaiczne-produkujace-energie-w-nocy-to-mozliwe-dzieki-chlodom-z-kosmosu-74d05ec.jpeg" width="938" height="519" alt="Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energie w nocy. To możliwe dzięki chłodom z kosmosu" title="Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energie w nocy. To możliwe dzięki chłodom z kosmosu" /> Jakie są działania ekologiczne? Zacznijmy od najprostszych. Przede wszystkim warto zmienić swoje złe przyzwyczajenia, których konsekwencją jest większe zużycie wody i prądu. Jak to zrobić? To łatwiejsze, niż myślisz: prysznic zamiast kąpieli: wieczorna kąpiel jest przyjemna i relaksująca, jednak jeżeli zamiast z wanny skorzystamy z prysznica, zaoszczędzimy sporo wody, zbieranie deszczówki: podlewanie kwiatów rosnących w ogródku i trawnika wodą ze szlaucha to prawdziwe marnotrawstwo. Taki sam efekt uzyskamy, zbierając deszczówkę. Nie wymaga to żadnego wysiłku z naszej strony, bo całą sprawę załatwią rynny doprowadzone do pojemnych beczek, likwidacja zbędnych przecieków: elementy uszczelniające i zawory w kranach i spłuczkach z czasem ulegają zużyciu. Praktyka pokazuje, że wiele osób nie zwraca uwagi na kapiącą wodę, dopóki przeciek nie staje się wyraźnie widoczny, a to poważny błąd, zaprzestanie korzystania z trybu stand-by urządzeń elektronicznych: nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, że telewizor czy sprzęt stereo przełączony na tryb stand-by też zużywa prąd. Nie korzystasz z danego urządzenia? Odłącz je od prądu, racjonalne zarządzanie oświetleniem: czy opłaca się wyłączać światło, jeżeli za chwilę będziemy musieli włączyć je ponownie? Tak, jeżeli czas naszej nieobecności w danym pomieszczeniu będzie dłuższy niż kilkanaście sekund, zwłaszcza jeżeli korzystamy z nowoczesnego oświetlenia LED (do czego zachęcamy, bo takie żarówki zużywają znacznie mniej energii niż tradycyjne świetlówki energooszczędne). Oddzielna kwestia to oświetlenie podwórka. W tym przypadku nie ma potrzeby zużywania prądu na ciągłą pracę lamp. Lepiej zainstalować czujnik ruchu, który uruchomi je tylko wtedy, gdy będą potrzebne. Chcąc prowadzić ekologiczny dom, nie można zapomnieć o segregacji śmieci. Zaopatrz się w pojemniki dedykowane dla poszczególnych grup odpadów. Segreguj je w sposób prawidłowy, a znacząco zmniejszysz swój wpływ na środowisko. Powyżej wymieniliśmy kilka prostych metod, dzięki którym łatwo uczynisz swój dom bardziej ekologicznym. Warto jednak pamiętać, że chcąc zatroszczyć się o środowisko, nie można poprzestać tylko na nich. Co jeszcze można zrobić, by ulżyć planecie? Ekologiczne ocieplenie domu Termomodernizacja budynku to poważna inwestycja, jednak podkreślamy – mówimy tu o zysku bez jakiegokolwiek ryzyka. Ocieplając dom materiałami o wysokich parametrach, zapobiegamy stratom ciepła i w rezultacie zużywamy mniej opału. Na tym zyskują wszyscy: ogrzanie domu generuje niski koszt, a mniejsze zużycie opału to mniej zanieczyszczeń emitowanych do atmosfery. Najpopularniejszymi materiałami izolacyjnymi wciąż pozostają styropian i wełna mineralna. Żeby uczynić dom bardziej ekologicznym, warto jednak postawić na ich bardziej zielone odpowiedniki: wełnę konopną, kompozyt wapienno-konopny, włókna celulozowe lub drzewne. Takie materiały wykazują dobre właściwości izolacyjne, mają zdolność regulowania poziomu wilgoci, a ich produkcja pochłania znacznie mniej energii. Ekologiczne drzwi i okna Skoro jesteśmy już przy temacie termomodernizacji, nie można pominąć kwestii wymiany okien i drzwi. To właśnie przez te punkty „ucieka” najwięcej ciepła, więc ich wymiana na modele, które spełniają wymogi budownictwa energooszczędnego lub pasywnego, przełoży się na realne korzyści. Tak, to kosztowna inwestycja, jednak nie można nie wspomnieć, co jakiś czas realizowane są programy, w ramach których udzielane jest dofinansowanie na jej realizację. Jak być odpowiedzialnym konsumentem? Ekolodzy biją na alarm – gwałtowne zmiany klimatu i rosnący poziom zanieczyszczeń na naszej planecie są zapowiedziami bardzo trudnej przyszłości dla kolejnych pokoleń ludzi, a jeśli szyb... Jakie okna i drzwi można określić mianem ekologicznych/energooszczędnych? To określenie dotyczy stolarki okiennej i drzwiowej, której współczynnik przenikania ciepła Uw jest niższy niż 1 W/(m²K). Ekologiczne instalacje w domu Im bardziej samowystarczalny jest budynek, tym mniejszy staje się jego wpływ na środowisko. Mając to na uwadze, warto rozważyć instalację paneli fotowoltaicznych, które przekształcają energię słoneczną w elektryczną. Oczywiście, taka instalacja nie jest w stanie pokryć całkowitego zapotrzebowania energetycznego, które wynika z ogrzewania budynku i wody użytkowej, ale doprowadza do znacznego obniżenia zużycia prądu. Inna opcja to gruntowa pompa ciepła. Takie urządzenie pozwala pozyskiwać ciepło z całkowicie naturalnych źródeł, w tym przypadku – z gruntu. Ekologiczne sprzątanie domu Na zakończenie mamy prostą poradę, której wdrożenie nie wymaga zaangażowania dużych środków finansowych. Nie każdy zdaje sobie sprawę z tego, jak bardzo codzienne prace porządkowe wpływają na środowisko. Nie chodzi tu wyłącznie o zużycie wody czy energii elektrycznej, ale także o środki chemiczne, które nie ulegają biodegradacji. Chcesz sprzątać bardziej ekologicznie? Stosuj detergenty, które zostały wyprodukowane w oparciu o naturalne składniki. Zamiast papierowych ręczników, wybierz materiałowe ściereczki (najlepiej pozyskane ze starych, czyli już niepotrzebnych ubrań). Idź o krok dalej i postaw na czyszczenie parą. Urządzenia parowe świetnie sprawdzą się w pomieszczeniach i bez problemu poradzą sobie także z czyszczeniem tarasu, a nawet elewacji. Nasz ekspert Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Powstały panele fotowoltaiczne produkujące energię w nocy. To możliwe dzięki zamianie ciepła w prąd
Jak się okazuje, panele fotowoltaiczne mogą działać nie tylko za dnia, ale także w nocy. Ile energii potrafią wytworzyć bez światła słonecznego?
W tym artykule: Energia słoneczna nie tylko ze światła Jakie panele fotowoltaiczne działają w nocy? Czy nocne panele fotowoltaiczne to nasza przyszłość? Polacy coraz bardziej przekonują się do instalacji paneli fotowoltaicznych. Kupujący najczęściej kierują się chęcią uniezależnienia od rosnących cen energii. Nie bez znaczenia jest też to, że fotowoltaika jest przyjazna dla środowiska naturalnego. Jak to działa? Skierowane w stronę słońca panele zamieniają energię z promieni słonecznych w prąd elektryczny. Kluczową rolę w tym procesie odgrywają ogniwa fotowoltaiczne. Energia słoneczna nie tylko ze światła Logicznie myśląc, panele fotowoltaiczne działają tylko za dnia. Na razie tak, ale naukowcy już pracują nad urządzeniem, które pozwoli pobierać energię od Słońca także nocą. Jak to możliwe? Poza światłem słonecznym źródłem energii może być też ciepło. Nagrzana ziemia emituje je do atmosfery po upalnych dniach. Badacze z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii zakończyli testowanie urządzenia, które przekształca promieniowanie podczerwone w energię elektryczną. Zastosowana technika wykorzystująca tzw. diody termoradiacyjne jest podobna do tej znanej między innymi z gogli noktowizyjnych. – Na przełomie XVIII i XIX wieku odkryto, że wydajność silników parowych zależała od różnicy temperatury urządzeń. Tak narodziła się termodynamika. Te same zasady dotyczą energii słonecznej – tłumaczy Nicholas Ekins-Daukes, lider zespołu badawczego. Ilość energii wytworzonej podczas badania jest niewielka. W przybliżeniu odpowiada 0,001% mocy ogniwa słonecznego. Jednak już samo potwierdzenie koncepcji produkcji energii z ciepła jest znaczące dla nauki i dalszego rozwoju przemysłu fotowoltaicznego. – Nie mamy jeszcze cudownego materiału, który sprawi, że dioda termoradiacyjna stanie się częścią powszechnie stosowanych instalacji. Ale sprawdziliśmy zasadę i nie możemy się doczekać, aby sprawdzić, jak bardzo możemy poprawić ten wynik – dodaje Nicholas. Prąd z kosmosu? NASA, ESA i Chinom marzy się orbitalna elektrownia słoneczna. Prace nabierają tempa Jeśli wyniesiemy elektrownie słoneczne na orbitę, wygenerują nawet dziesięciokrotnie więcej energii niż panele fotowoltaiczne na Ziemi. Światowe agencje kosmiczne pracują nad rozwiązaniam... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/prad-z-kosmosu-nasa-esa-i-chinom-marzy-sie-orbitalna-elektrownia-sloneczna-prace-nabieraja-tempa-fot-nasa-public-domain-a54772d.jpeg" width="938" height="612" alt="Prąd z kosmosu? NASA, ESA i Chinom marzy się orbitalna elektrownia słoneczna. Prace nabierają tempa (fot. NASA, public domain)" title="Prąd z kosmosu? NASA, ESA i Chinom marzy się orbitalna elektrownia słoneczna. Prace nabierają tempa (fot. NASA, public domain)" /> Jakie panele fotowoltaiczne działają w nocy? Podobne badania są prowadzone równolegle na amerykańskim Uniwersytecie Stanforda. Naukowcy zmodyfikowali dostępne na rynku panele fotowoltaiczne i udowodnili, że nocą także mogą one produkować energię. Jest to możliwe dzięki zjawisku nazywanemu chłodzeniem radiacyjnym. Każdy z nas dobrze zna ten proces. Doświadczamy go wiosną i latem, kiedy wieczory są chłodniejsze od dnia. Wówczas nagrzana Ziemia oddaje ciepło w postaci promieniowania podczerwonego, emitowanego w kierunku znacznie chłodniejszego nieba. Panele zwrócone do nieba emitują wiec ciepło w przestrzeń kosmiczną. To oznacza, że mogą stać się chłodniejsze niż otoczenie. Efekt ten można zastosować do chłodzenia budynków oraz, jak odkryli naukowcy, do wytwarzania energii elektrycznej. Powstaje ona dzięki generatorowi termoelektrycznemu. Produkuje on prąd, wykorzystując różnice temperatur. Gdy ciepło przepływa z nagrzanego panela do otoczenia, jego część można zamienić w elektryczność. Takie rozwiązanie najlepiej sprawdza się w bezchmurne noce, gdy ciepło z paneli może swobodnie uciekać w kierunku nieba. Na razie generator termoelektryczny na panelach wytwarzał ok. 50 miliwatów energii na metr kwadratowy. To bardzo mało. Ale w teorii można by tak uzyskać nawet 2 waty na metr kwadratowy – twierdzą uczeni. A to już wystarczająco dużo, by zwiększyć wydajność paneli. Produkcja energii odnawialnej w nocy oznacza też, że mniej potrzebne byłby jej magazyny, takie jak akumulatory czy baterie grawitacyjne. Jakie są odnawialne źródła energii i co oznacza to określenie? Tłumaczymy Era eksploatowania paliw kopalnych powoli zbliża się do końca. Co oznacza termin OZE? Jakie są odnawialne źródła energii? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/jakie-sa-odnawialne-zrodla-energii-i-co-oznacza-to-okreslenie-tlumaczymy-fot-geng-yuhe-vcg-via-getty-images-d79ca55.jpeg" width="938" height="633" alt="Jakie są odnawialne źródła energii i co oznacza to określenie? Tłumaczymy (fot. Geng Yuhe/VCG via Getty Images)" title="Jakie są odnawialne źródła energii i co oznacza to określenie? Tłumaczymy (fot. Geng Yuhe/VCG via Getty Images)" /> Czy nocne panele fotowoltaiczne to nasza przyszłość? Prowadzący badania Shanhui Fan podkreśla, że modyfikacje zostały wprowadzone do komercyjnych paneli słonecznych. To oznacza, że teoretycznie technologia może być szeroko stosowana. Jak na razie zdania naukowców są jednak podzielone. Niezaangażowany w badania Geoff Smith, emerytowany profesor fizyki stosowanej na Uniwersytecie Technologicznym w Sydney, ma wątpliwości co do tego, czy chłodzenie radiacyjne kiedykolwiek będzie opłacalnym ekonomiczne źródłem energii. – Takie rozwiązania są fascynujące z naukowego punktu widzenia, ale rzadko znajdują zastosowanie w praktyce – komentuje na łamach serwisu Cnet.com. Zarówno naukowcy z USA, jak i z Australii nie powiedzieli jeszcze ostatniego słowa. Kolejne badania mają usprawnić proces pozyskiwania energii ze „zbędnego” ciepła. Źródła: ACS Publications, Applied Physics Letters. Nasz ekspert Mateusz Łysiak Dziennikarz zakręcony na punkcie podróżowania. Pierwsze kroki w mediach stawiał w redakcjach internetowej i papierowej magazynu „Podróże”. Redagował i wydawał m.in. w gazeta.pl i dziendobrytvn.pl. O odległych miejscach (czasem i tych bliższych) lubi pisać nie tylko w kontekście turystycznym, ale też przyrodniczym i społecznym. Marzy o tym, żeby zobaczyć zorzę polarną oraz Machu Picchu. Co poza szlakiem? Kuchnia włoska, reportaże i pływanie.
Jakie są odnawialne źródła energii i co oznacza to określenie? Tłumaczymy
Era eksploatowania paliw kopalnych powoli zbliża się do końca. Co oznacza termin OZE? Jakie są odnawialne źródła energii? Na te i inne pytania odpowiadamy poniżej.
W tym artykule: Co to są odnawialne źródła energii? Jakie są odnawialne źródła energii? Jakie są niewyczerpywalne źródła energii? Jaka jest najlepsza energia odnawialna? Jaka przyszłość czeka energetykę? W obecnej rzeczywistości, coraz więcej energii pozyskujemy ze źródeł odnawialnych i niewyczerpywalnych, które stanowią realną alternatywę dla konwencjonalnych paliw. Udział tzw. zielonej energii rośnie w ogólnym bilansie i według prognoz większości krajów Unii Europejskiej, będzie wzrastał w kolejnych latach. Jakie są odnawialne źródła energii? Zmiany klimatyczne, które dokonują się na naszych oczach, stanowią przykrą konsekwencję rozwoju gospodarczego. Nie ulega wątpliwości, że zanieczyszczenie atmosfery wynika przede wszystkim ze spalania paliw kopalnych. Na przestrzeni lat, technologia energetyczna uległa istotnemu unowocześnieniu. Proces wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej znacząco zyskał na wydajności, co ograniczyło zapotrzebowanie na paliwa. To samo dotyczy napędów wprawiających w ruch pojazdy spalinowe. To jednak w żaden sposób nie rozwiązuje problemu zanieczyszczeń, bo te, mimo że w mniejszym stopniu, przez cały czas są emitowane. Miną lata, zanim konwencjonalne paliwa można będzie całkowicie zastąpić odnawialnymi źródłami. Jednak proces gruntownych przemian w energetyce, zgodny z koncepcją zrównoważonego rozwoju, już się rozpoczął. Co to są odnawialne źródła energii? Na wstępie wypada wyjaśnić, że każde źródło energii ma charakter odnawialny. Paliwa kopalne, jak węgiel kamienny i brunatny, ropa naftowa i gaz ziemny, w dużym uproszczeniu powstały z obumarłych roślin, które w warunkach beztlenowych uległy przemianie do formy węgla lub węglowodorów. Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/nowe-panele-fotowoltaiczne-produkuja-takze-wode-wysysaja-ja-z-powietrza-nawet-na-pustyni-fot-renyuan-li-cc-by-sa-a4267d3.jpeg" width="938" height="528" alt="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" title="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" /> Mimo eksploatacji tych źródeł, proces ten będzie się powtarzał tak długo, jak długo istnieje Ziemia. Rzecz w tym, że przemiany, o których mowa, nie zachodzą w tempie proporcjonalnym do tempa eksploatowania naturalnych złóż. Przemiana materiału organicznego trwa setki tysięcy lat. To sprawia, że kolejne złoża nie będą dla nas dostępne. W tym kontekście, wspomniane wcześniej zasoby naturalne należy uznać za nieodnawialne. Czym zatem są odnawialne źródła energii? Pod tym pojęciem należy rozumieć zasoby, które odnawiają się w krótkim czasie lub są niewyczerpywalne. Ich eksploatacja nie doprowadza więc do wystąpienia zjawiska długotrwałego niedoboru lub braku. To sprawia, że korzystanie z OZE w znacznie mniejszym stopniu obciąża środowisko naturalne. Jakie są odnawialne źródła energii? Kierując się powyższą definicją, łatwo można dojść do wniosku, że energia odnawialna nie może pochodzić z żadnych paliw kopalnych. Zasoby potrzebne do jej wytworzenia nie mają postaci fizycznej. OZE bazuje przede wszystkim na wykorzystaniu naturalnych i powtarzalnych procesów zachodzących w przyrodzie, które pozwalają na produkcję czystej energii. Naukowcy zasilali prosty komputer fotosyntetyzującymi sinicami. Działał przez pół roku! Ponad sześć miesięcy pracował mikroprocesor, któremu energii dostarczały najprostsze jednokomórkowe organizmy, jakie żyją na Ziemi. Zdaniem naukowców, baterie z sinicami mogą być przysz... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/naukowcy-zasilali-prosty-komputer-fotosyntetyzujacymi-sinicami-dzialal-przez-pol-roku-fot-p-bombelli-35dd726.jpeg" width="938" height="380" alt="Naukowcy zasilali prosty komputer fotosyntetyzującymi sinicami. Działał przez pół roku! (fot. P. Bombelli)" title="Naukowcy zasilali prosty komputer fotosyntetyzującymi sinicami. Działał przez pół roku! (fot. P. Bombelli)" /> Zanim wymienimy i opiszemy poszczególne rodzaje odnawialnych źródeł energii, musimy wspomnieć, że wbrew często powtarzanym opiniom, energia jądrowa nie jest zaliczana do OZE. Prawdą jest, że eksploatacja uranu w zamkniętym obiegu paliwowym dostarcza energii na kilkaset lat, jednak zasoby tego pierwiastka nie są niewyczerpywalne. Poza tym, temu procesowi nieodłącznie towarzyszy kwestia wyjątkowo kłopotliwej utylizacji radioaktywnych odpadów. Skoro energia jądrowa nie jest zaliczana do OZE, to jakie wyróżniamy rodzaje źródeł odnawialnych? Energia słoneczna Energia pochodząca z promieniowania słonecznego jest wykorzystywana na dwa sposoby: do produkcji prądu i ciepła. W pierwszym przypadku zastosowanie mają specjalne ogniwa fotowoltaiczne zbudowane z materiałów półprzewodnikowych, które energię z promieniowania przekształcają w prąd stały. Produkcja ciepła odbywa się przy udziale specjalnych kolektorów, które pochłaniają energię słoneczną i oddają ją w postaci ciepła. Energia wodna Także woda może posłużyć do produkcji prądu. Poprzez wykorzystanie zapór, spiętrzeń, strumieni i systemu turbin, z ruchu wody generowana jest energia kinetyczna, która podlega przekształceniu w energię elektryczną. Mówiąc o energetyce wodnej, nie można nie wspomnieć o energii pływów i prądów. W tym przypadku wykorzystuje się zjawisko regularnych zmian poziomu wód morskich i oceanicznych. Energia wiatrowa Energia z wiatru pozwala na pozyskanie energii elektrycznej. Żeby było to możliwe, stosowane są specjalne turbiny, składające się z trzech podstawowych elementów: wieży, gondoli i wirnika. Gdy łopaty zostaną wprawione w ruch, aparatura przekształca energię kinetyczną w elektryczną. Energia geotermalna Z pomocą energii pochodzącej z wnętrza ziemi wytwarza się przede wszystkim energię cieplną. Należy jednak podkreślić, że to źródło może generować także energię elektryczną. Eksploatowanym zasobem jest w tym przypadku ciepło wód i skał podziemnych. To jedno z najtrudniejszych do pozyskania źródeł energii, co wynika z faktu, że w tym przypadku konieczne jest wykonywanie odwiertów sięgających w głąb ziemi (nawet na kilka kilometrów). Energia biomasy Podstawowym zastosowaniem biomasy jest produkcja ciepła, jednak w ostatnich latach to źródło energii coraz częściej jest też wykorzystywane do produkcji prądu. Mówiąc o biomasie, na myśli trzeba mieć substancje pochodzenia organicznego (roślinnego i zwierzęcego), podlegające procesowi biodegradacji. Należy rozróżniać kilka rodzajów biomasy, takich jak: biomasa stała: drewno i rośliny; biomasa gazowa: biogaz, biomasa ciekła: biopaliwa. Każde z wymienionych wyżej źródeł można zaliczać do tzw. zielonej energii, której eksploatacja nie stanowi znacznego obciążenia dla środowiska. Jakie są niewyczerpywalne źródła energii? Definicja odnawialnych źródeł energii charakteryzuje je jako odnawiające się w krótkim czasie. Należy jednak zauważyć, że to stwierdzenie charakteryzuje jedynie biomasę. Pozostałe OZE – energia słoneczna, wiatrowa i geotermalna – mają charakter praktycznie niewyczerpywalny. We wnętrzu naszej planety przez cały czas będą zachodziły procesy generujące ciepło. Woda będzie płynąć, poziom wód w morzach i oceanach będzie podlegał cyklicznym zmianom, a wiatr będzie wiał. Ta energia po prostu jest, więc możemy czerpać ją bez żadnych obaw, że kiedyś jej zabraknie. Przynajmniej w perspektywie czasowej ludzkiej cywilizacji, liczonej w tysiącach lat. Jaka jest najlepsza energia odnawialna? Każde odnawialne źródło energii ma swoje wady i zalety, dlatego trudno jest wskazać najlepsze OZE. Mówiąc o najobfitszym źródle energii odnawialnej, należy wymienić promieniowanie słoneczne. Do powierzchni naszej planety dociera aż 86 petawatów mocy, czyli w praktyce – 5000 razy więcej niż wynosi ogólne zapotrzebowanie ludzkości. Moc wiatrów jest wyraźnie niższa, bo wynosi „zaledwie” 870 terawatów. Moc rzek to natomiast 7,2 terawata. Niespodzianka: fuzja jądrowa może dostarczać znacznie więcej energii niż dotychczas sądzono Naukowcy skorygowali podstawowe prawo określające, maksymalnie ile paliwa można będzie użyć w reaktorach termojądrowych. To oznacza, że fuzja jądrowa – gdy już zostanie opanowana i wyko... <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/niespodzianka-fuzja-jadrowa-moze-dostarczac-znacznie-wiecej-energii-niz-dotychczas-sadzono-fot-visual-china-group-via-getty-images-9ba31ef.jpeg" width="938" height="626" alt="Niespodzianka: fuzja jądrowa może dostarczać znacznie więcej energii niż dotychczas sądzono (fot. Visual China Group via Getty Images)" title="Niespodzianka: fuzja jądrowa może dostarczać znacznie więcej energii niż dotychczas sądzono (fot. Visual China Group via Getty Images)" /> Można więc wysnuć wniosek, że słońce jest najlepszym źródłem energii odnawialnej. Nad tym tematem trzeba jednak pochylić się w sposób całościowy. Trzeba bowiem wiedzieć, że energia słoneczna charakteryzuje się dużym rozproszeniem. To sprawia, że na powierzchnię 1 m kw. przypada do 1 kW energii. Wiatr i woda są źródłami znacznie bardziej skoncentrowanymi, co sprawia, że mogą wytworzyć energię liczoną w mega- i gigawatach. Produkcja energii to jedno. Pod uwagę należy wziąć także wpływ OZE na środowisko. Elektrownie wiatrowe zajmują duże powierzchnie i w istotny sposób wpływają na krajobraz. Elektrownie wodne mogą zmieniać naturalny bieg rzek i wpływać na środowisko bytowe organizmów wodnych. Ogniwa słoneczne najlepiej zdają egzamin w miejscach, w których występuje dość duże nasłonecznienie. Nie istnieją rozwiązania idealne, jednak w przypadku każdego odnawialnego źródła, bilans korzyści i strat pozostaje dodatni. Jaka przyszłość czeka energetykę? Nawet w krajach, w których wykorzystanie OZE jest znaczne, energia odnawialna wciąż jeszcze wymaga wsparcia ze strony konwencjonalnych bloków energetycznych. Właściwie we wszystkich procesach gospodarczych widoczny jest trend postępującej cyfryzacji, coraz wyraźniej do głosu dochodzi także elektromobilność. To sprawia, że popyt na energię elektryczną rośnie. Para: idealne źródło energii Technologia nie musi być cyfrowa, by napędzać rozwój Współczesna technologia energetyczna nie rozwiązała jeszcze wielu istotnych problemów stojących na przeszkodzie postępowi. Jednym z nich jest magazynowanie zielonej energii, które wciąż pozostaje kosztownym procesem. Mogą w tym pomóc np. baterie grawitacyjne. Trzeba jednak pamiętać, że podobne problemy towarzyszyły początkowi eksploatacji paliw kopalnych. Mimo występujących trudności, pewne jest, że światowy bilans energetyczny stopniowo będzie przesuwał się na stronę OZE. Nasz ekspert Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.
Powinniśmy szukać kosmitów wokół sfer Dysona otaczających białe karły, twierdzi fizyk. Dlaczego akurat tam?
Gdzie w Drodze Mlecznej należy szukać obcych cywilizacji? Emerytowany fizyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley właśnie opublikował pracę, w której dowodzi, że – chcąc dopatrzyć się we Wszechświecie kosmitów – powinniśmy skierować uwagę na białe karły.
W tym artykule: Ile energii da się pozyskać ze Słońca? Co to jest sfera Dysona? Ile w kosmosie jest obcych cywilizacji? Szacuje się, że w galaktyce Drogi Mlecznej znajduje się między 100 a 400 miliardów gwiazd. Liczba orbitujących wokół nich planet jest podobna. Czy to możliwe, że tylko na jednej z nich rozwinęło się inteligentne życie? Naukowcy podsuwają wiele argumentów za i przeciw. Dyskusja na powyższy temat ma już długą historię. Rozwijaniu jej wcale nie przeszkadza fakt, że dotychczas nigdzie poza Ziemią nie odkryliśmy nie tylko inteligentnego życia, ale jakiegokolwiek życia w ogóle. Istnieje grupa naukowców przekonanych, że to dlatego, iż źle szukamy. Podobnego zdania jest Benjamin Zuckerman, emerytowany profesor fizyki i astronomii. W maju złożył on w czasopiśmie naukowym „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” artykuł, w którym przekonuje, że kosmitów należy szukać wokół gwiazd zwanych białymi karłami. Ile energii da się pozyskać ze Słońca? U podstaw tego rozumowania znajdują się liczby dotyczące Ziemi. W tej chwili rokrocznie zużywamy jako cywilizacja 580 milionów teradżuli energii (dane za licznikiem The World Counts). Ponad 80 proc. tego pochodzi ze spalania paliw kopalnych. Ten odsetek jest tak duży, ponieważ ciągle nie umiemy korzystać z rezerwuaru energii, jaki stanowi Słońce. Nasza galaktyka jest prawdopodobnie pełna martwych cywilizacji Według naukowców, większość pozaziemskich cywilizacji, które mogły powstać w naszej galaktyce, zdążyła się do tej pory prawdopodobnie unicestwić. W każdej sekundzie nasza gwiazda emituje 3,8 * 1026 dżuli energii. Gdybyśmy pokryli dokładnie całą Ziemię panelami słonecznymi, przy obecnym poziomie technologicznym bylibyśmy w stanie zbierać tylko 1017 dżuli. Cywilizacje bardziej zaawansowane naturalnie poradziłyby sobie znacznie lepiej. By nie tracić energii macierzystej gwiazdy, zbudowałyby wokół niej tzw. sferę Dysona. Co to jest sfera Dysona? W 1959 r. fizyk Freeman Dyson opisał w artykule w „Science” gigantyczną konstrukcję, jaką mogłaby zbudować odpowiednio rozwinięta cywilizacja w swoim układzie planetarnym. Konstrukcja ta otaczałaby gwiazdę i pochłaniała całą jej energię. Według pierwotnej koncepcji miała to być lita sfera. Jednak nie utrzymałaby się ona w polu grawitacyjnym gwiazdy. Dlatego ostatecznie Dyson zaproponował rój obiektów krążących wokół gwiazdy. Kiedy mała lub średniej wielkości gwiazda kończy życie, zamienia się w białego karła. Tak nazywa się gęste, wypalone jądro gwiazdy, mające wielkość Ziemi. Zdaniem Zuckermana to właśnie wokół białych karłów należałoby szukać sfer Dysona. Dlaczego jeszcze tu nie przylecieli? A może jesteśmy zupełnie sami? Poszukiwania życia w kosmosie Na całym świecie fani z wypiekami śledzą losy dwójki agentów badających teorie o kosmitach i spiskach w serialu "Archiwum X". Kilka dekad temu rekordy popularności biły książki Ericha vo... Jego zdaniem bowiem pozaziemskie cywilizacje, rozwinięte lepiej niż ziemska, wcale nie przenosiłyby się z układu do układu. Choćby dlatego, że odległości międzygwiezdne są ogromne. Gdy gwiazda wypaliłaby się, cywilizacje otoczyłyby jej pozostałość sferą Dysona. I dalej czerpałyby z niej energię. Ile w kosmosie jest obcych cywilizacji? Zuckerman argumentuje, że jeśli astronomowie na Ziemi przyglądają się białym karłom i nie widzą wokół nich żadnych znaków wskazujących na istnienie sfer Dysona, paradoksalnie pozwala to oszacować maksymalną liczbę obcych cywilizacji w Drodze Mlecznej. Jak to możliwe? Rozumowanie jest następujące. Widzimy tylko niewielki ułamek wszystkich białych karłów. Jednak jeśli pewna ilość kosmitów zdecydowała się otoczyć białe karły sferami Dysona, powinniśmy dostrzec przynajmniej jedną z nich. Jeśli tak się nie stało – i nie widzimy żadnej – to możemy wyznaczyć górny limit wszystkich obcych cywilizacji budujących sfery Dysona wokół białych karłów. Życie pozaziemskie istnieje niemal na pewno. Pozostaje pytanie – jak je znaleźć? Odkrycie, że w naszej galaktyce roi się od planet, ożywiło poszukiwania życia. A napływ funduszy prywatnych wytworzył atmosferę sprzyjającą śmiałym poczynaniom badawczym. NASA też inte... Korzystając z tego rozumowania, Zuckerman pokusił się o odpowiednie obliczenia. Wyszło mu, że na nie więcej niż 3 proc. planet w Drodze Mlecznej nadających się do zamieszkania rozwinęła się cywilizacja zdolna zbudować sferę Dysona wokół białego karła. Co daje maksymalnie 9 milionów potencjalnych wysoko rozwiniętych cywilizacji kosmicznych tylko w naszej Galaktyce. Oczywiście to oznacza również, że w Drodze Mlecznej może nie być żadnej takiej cywilizacji, przyznaje Zuckerman w wywiadzie dla portalu „Live Science”. – Niektórzy astronomowie, w tym ja, uważają, że cywilizacje technologiczne mogą być niezwykle rzadkie – mówi. – Być może też nasza, ziemska, jest najbardziej zaawansowana, jaka istnieje. Nie zaszkodzi jednak szukać – podsumowuje. Źródło: arXiv, NASA, The World Counts. Nasz ekspert Magdalena Salik Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Prąd z kosmosu? NASA, ESA i Chinom marzy się orbitalna elektrownia słoneczna. Prace nabierają tempa
Jeśli wyniesiemy elektrownie słoneczne na orbitę, wygenerują nawet dziesięciokrotnie więcej energii niż panele fotowoltaiczne na Ziemi. Światowe agencje kosmiczne pracują nad rozwiązaniami mogącymi zapewnić ludzkości praktycznie nieskończone źródło energii elektrycznej.
W tym artykule: Orbitalna elektrownia słoneczna – początki Orbitalna elektrownia słoneczna – NASA wraca do pomysłu Orbitalna elektrownia słoneczna może powstać w Europie Orbitalna elektrownia słoneczna – plany Chin Jak będzie przesyłać energię orbitalna elektrownia słoneczna? Pomysł na umieszczenie farm słonecznych na orbicie Ziemi sięga roku 1941. Wtedy Isaac Asimov opublikował opowiadanie, w którym opisał stację orbitalną zbierającą energię słoneczną i przesyłającą ją na Ziemię przy użyciu mikrofal. Na naukowe opracowanie tematu należało poczekać do 1968 roku, gdy w magazynie „Science” ukazał się artykuł Petera E. Glasera „Moc ze Słońca: przyszłość”. Orbitalna elektrownia słoneczna – początki Pięć lat później Glaser opatentował swoje rozwiązanie. Zakładało ono umieszczenie na orbicie satelity z ruchomymi panelami słonecznymi oraz ogromnej, mającej powierzchnię około kilometra kwadratowego, anteny. Antena przesyłałaby energię przekształcając ją w mikrofale, które odbierane byłyby na Ziemi dzięki rektenie. Tak nazywamy antenę odbierającą energię elektromagnetyczną i zamieniającą ją w prąd stały. Rektena musiałaby mieć powierzchnię kilku kilometrów kwadratowych. Największa na świecie elektrownia słoneczna Ivanpah Solar Electricity Generating System to słoneczny gigant, który znajduje się na środku pustyni Mojave i zajmuje ponad 1400ha Pomysł był ciekawy i NASA uznała, że należy kontynuować badania. Jednak nie była skłonna bardziej zaangażować się w program ze względu na ogromne trudności i koszty. Przede wszystkim wyniesienie tak ogromnej elektrowni byłoby bardzo drogie, droższe niż program stacji orbitalnych. Poza tym problemem była antena o powierzchni kilometra kwadratowego. Oceniano też, że jeśli nawet te problemy uda się rozwiązać, to straty energii w czasie przesyłu sprawią, że całość przedsięwzięcia będzie nieopłacalna. Nie oznacza to jednak, że ideę porzucono. Orbitalna elektrownia słoneczna – NASA wraca do pomysłu Projekt orbitalnej elektrowni słonecznej, z ang. SBSP – Space Based Solar Power, powracał w różnych formach regularnie od lat 70. Jego wielkim orędownikiem jest Peter Garretson. To były oficer Sił Powietrznych USA, który prowadził badanie nad SBSP w 2007 roku, w ramach Biura Bezpieczeństwa Narodowego Ds. Przestrzeni Kosmicznej. Garretson mówił o wznowieniu pracy nad koncepcją SBSP w trakcie Międzynarodowej Konferencji Rozwoju Przestrzeni Kosmicznej Narodowego Towarzystwa Kosmicznego, która odbyła się 27 maja 2022 roku. Stwierdził wówczas, że NASA, która jako pierwsza opracowywała koncepcje tego typu elektrowni, musi wrócić do czołówki. Temat podjęły wcześniej zarówno europejska, jak i chińska agencja kosmiczna, a postępy prac są znaczne. Orbitalna elektrownia słoneczna może powstać w Europie W grudniu 2021 roku Europejska Agencja Kosmiczna zorganizowała konferencję, której celem było zmobilizowanie środowiska naukowego do szukania nowych rozwiązań energetycznych. W związku z tym, że współcześnie dostęp do przestrzeni kosmicznej stał się łatwiejszy, tańszy i bardziej zrównoważony, jedna z największych przeszkód koncepcji budowy orbitalnej elektrowni została usunięta. Spośród 85 otrzymanych pomysłów opracowania SBSP do dofinansowania wybrano 13. Jak działają baterie grawitacyjne, dzięki którym magazynujemy energię ze źródeł odnawialnych? Sposób na gromadzenie i przechowywanie energii to jedno z największych wyzwań, przed jakimi stoi nasza cywilizacja. Energii, choćby tej dostarczanej przez słońce, mamy dużo. Problemem jest o... Wszystkie działania zostały niedawno uruchomione w celu zbadania różnorodnej gamy technologii SBSP. Inżynierowie zastanawiają się, jak skuteczniej zbierać światło słoneczne i jak bezpiecznie przesyłać tę moc na Ziemię. A także jak produkować i montować ogromne satelity elektrowni słonecznej, kontrolować ich orientację i orbitę. Orbitalna elektrownia słoneczna – plany Chin Prace nad elektrownią orbitalną prowadzą również Chińczycy. Prototyp ma być testowany jeszcze w tej dekadzie. Jeśli testy pójdą pomyślnie, to docelowa konstrukcja zostanie wyniesiona za około 10 lat. Taka orbitalna elektrownia słoneczna miałaby mieć moc jednego megawata. Ze względu na jej masę i rozmiary, chińscy inżynierowie liczą się z koniecznością wynoszenia elektrowni w kosmos w częściach. Dopiero tam zostałaby ona złożona. Istotne znaczenie przy jej budowie mogłaby również odegrać technologia druku 3D. Jak będzie przesyłać energię orbitalna elektrownia słoneczna? Jednak największym problemem nie jest umieszczenie elektrowni na orbicie. Prawdziwe wyzwanie to przesyłanie na Ziemię ogromnej ilości energii z kosmosu. – Takie urządzenie generowałoby też energię cieplną, którą musiałoby w jakiś sposób wypromieniowywać w przestrzeń, aby się chłodzić. W kosmosie nie ma atmosfery. Nie ma więc powietrza, które, owiewając urządzenie, odebrałoby od niego ciepło. Chłodzenie elektrowni byłoby zatem bardzo utrudnione. A w przypadku konieczności przesłania jednego megawata energii, nawet 100 tys. watów zmieni się w ciepło – wylicza dr inż. Tomasz Barciński, szef Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej Centrum Badań Kosmicznych PAN. Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/nowe-panele-fotowoltaiczne-produkuja-takze-wode-wysysaja-ja-z-powietrza-nawet-na-pustyni-fot-renyuan-li-cc-by-sa-74181b8.jpeg" width="938" height="528" alt="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" title="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" /> Dr Barciński dodaje, że współczesna technologia jest w stanie znaleźć rozwiązania wielu problemów związanych z tego typu elektrownią. Jednak wciąż lepszym pomysłem jest tworzenie wielkich farm słonecznych na Ziemi, na pustyniach lub na oceanach. A elektrownie orbitalne mogą przydać się, gdy będziemy zdolni do budowania stoczni orbitalnych i przeniesienia tam ciężaru konstruowania statków kosmicznych. Więcej informacji na temat nowych opracować SBSP otrzymamy we wrześniu 2022 roku, w trakcie zbliżającego się Międzynarodowego Kongresu Astronautycznego. Właśnie wtedy NASA zamierza przedstawić najnowsze opracowanie tematu budowy elektrowni słonecznych na orbicie. Źródła: Energy.gov, ESA. Nasz ekspert Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Naukowcy zasilali prosty komputer fotosyntetyzującymi sinicami. Działał przez pół roku!
Ponad sześć miesięcy pracował mikroprocesor, któremu energii dostarczały najprostsze jednokomórkowe organizmy, jakie żyją na Ziemi. Zdaniem naukowców, baterie z sinicami mogą być przyszłością internetu rzeczy.
W tym artykule: Czym zastąpić baterie? Ile energii wytwarzały sinice? Jak długo działał mikroprocesor na fotosyntezę? Stwierdzenie, że komputery są wszędzie, stało się truizmem. Już nie tylko w laptopach i telefonach, ale również lodówkach, pralkach, samochodach, czujnikach biometrycznych, zegarkach, implantach czy zabawkach znajdują się mikrokontrolery. Są to bardzo proste mikrokomputery, składające się z pojedynczego układu scalonego. Sterują różnego typu urządzeniami elektronicznymi, często należącymi do tzw. internetu rzeczy (IoT). Lodówka wyświetlająca nam przepisy czy opaska fitnessowa to modne gadżety ułatwiające życie. Jednak rzadko zdajemy sobie sprawę z ekologicznych konsekwencji ich rosnącej popularności. Żywe baterie? Mogą powstać z roślin Bateria, którą możesz wyhodować w donicznce, komputer z żywymi elementami. Brzmi zaskakująco? A jednak w przyszłości to może być możliwe. Już w tej chwili internet rzeczy tworzą miliardy urządzeń. W 2035 r. ma być ich na całej planecie ponad biliard. By działały, muszą zostać wyposażone w baterie litowo-jonowe, które będą zapewniać im zasilanie. Ich produkcja jest jednak bardzo kosztowna ekologicznie. Czym zastąpić baterie? Naukowcy od dekad poszukują nowych, czystych ekologicznie źródeł zasilania. Wielkie nadzieje wiąże się z pozyskiwaniem energii słonecznej. Jednak dla małych urządzeń, które pracują w odległych i trudno dostępnych miejscach, nawet ona może nie być dobrym rozwiązaniem. Ogniwo fotowoltaiczne zapewni urządzeniu energię w dzień, jednak nie w nocy. Jeśli ma działać przez cały czas, musi zostać dodatkowo wyposażone w baterię, która będzie przechowywała wytworzony za dnia prąd. To zwiększa ciężar i koszt urządzenia. Baterie sodowe – czy są tańsze od litowych i bezpieczniejsze dla świata? Baterie sodowe znacznie szybciej się ładują i nie szkodzi im rozładowanie do zera. Czy zrewolucjonizują sposób, w jaki magazynujemy energię? Inżynierowie z Uniwersytetu Cambridge testują więc inne rozwiązanie. W najnowszym numerze czasopisma naukowego „Energy&Environmental Science” opublikowali pracę, w której opisują, jak zasilili prosty mikroprocesor baterią z sinicami. Co istotne, ich komputer wykonywał proste operacje przez ponad pół roku. I nie potrzebował do tego żadnego innego źródła zasilania. Ile energii wytwarzały sinice? Badacze zaprzęgli do pracy sinice z rodzaju Synechocystis. To proste, jednokomórkowe organizmy, które należą do prokariotów. Prokarioty istnieją na Ziemi od 2,6 mld lat. Nie mają jądra komórkowego ani organelli, takich jak mitochondria czy aparat Golgiego. Jednak niektóre z nich wykazują zdolność fotosyntezy. Wykorzystują światło słoneczne i dwutlenek węgla, by produkować energię i tlen. Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych. <img src="https://images.immediate.co.uk/production/volatile/sites/63/2024/08/nowe-panele-fotowoltaiczne-produkuja-takze-wode-wysysaja-ja-z-powietrza-nawet-na-pustyni-fot-renyuan-li-cc-by-sa-a4267d3.jpeg" width="938" height="528" alt="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" title="Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni (fot. Renyuan Li, CC-BY-SA)" /> Naukowcy zbudowali bioogniwo, które zawierało anodę z aluminium i kolonię sinic. Miało wielkość baterii AA i było testowane w zwykłym świetle w laboratorium. W takich warunkach sinice produkowały cztery mikrowaty prądu na centymetr kwadratowy. To niewiele. Jednak biogenerator działał również w nocy, gdy światło było wyłączane. Sinice produkowały wówczas energię, korzystając ze zgromadzonych wcześniej w komórkach zapasów. Jak długo działał mikroprocesor na fotosyntezę? Cztery mikrowaty wystarczyły, by biobateria zasilała mikroprocesor. Był to Arm Cortex M0+, często stosowany w mikrokontrolerach. Naukowcy zaprogramowali go tak, by wykonywał proste dodawania. Działał przez 45 minut, potem na kwadrans się wyłączał. Następnie cykl rozpoczynał się od początku. – Myśleliśmy, że ten mikrokomputer będzie działał najwyżej kilka tygodni – mówi biochemik Paolo Bombelli, jeden z autorów pracy. – Jednak on chodził i chodził – dodaje. Jak się okazało, zasilanie z alg umożliwiło pracę prostego komputera przez ponad sześć miesięcy. To był kluczowy moment w historii świata, ale kiedy do niego doszło? Pojawienie się na Ziemi pierwszych form życia zdolnych do fotosyntezy doprowadziło do wzrostu tlenu w powietrzu. Naukowcy szacują, że dopiero po 400 milionach lat życie na naszej planecie mog... Naukowcy podkreślają, że biobaterie w rodzaju tej, jaką zbudowali, mogą być przyszłością internetu rzeczy. Tanie i trwałe, mogłyby działać stale, długo i nawet w miejskich oddalonych od sieci energetycznych. Nie wymagają też stosowania drogich i trudnych do utylizacji metali. Źródło: Energy&Environmental Science.
Nowe panele fotowoltaiczne produkują także wodę. „Wysysają” ją z powietrza, nawet na pustyni
Czy można za jednym zamachem produkować elektryczność i czystą wodę? To właśnie robi nowy wynalazek saudyjskich uczonych.
W tym artykule: Nawet w suchym, pustynnym powietrzu jest woda, którą można wykorzystać Nowe ogniwa fotowoltaiczne są chłodzone hydrożelem i przy okazji produkują wodę Wodę można uzyskać także dzięki powłokom chłodzącym Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej postanowili rozwiązać dwa problemy za jednym zamachem. Zaprojektowali wydajne panele fotowoltaiczne, czyli odnawialne źródło energii (OZE). Ta sama instalacja wytwarza czystą wodę, którą można wykorzystać np. do podlewania upraw. Zmiany klimatyczne i zanieczyszczenie środowiska coraz bardziej ograniczają zasoby czystej wody. Już teraz 3,6 mld ludzi na świecie ma trudności z dostępem do wody pitnej przynajmniej przez miesiąc w roku. W połowie stulecia będzie to już 5 mld. Nawet w suchym, pustynnym powietrzu jest woda, którą można wykorzystać Para wodna to jeden ze składników powietrza. Gdy temperatura spadnie poniżej pewnej wartości (zwanej punktem rosy), para ulega kondensacji i powstają krople wody. Atmosferycznej wilgoci jest dużo nawet w pustynnych warunkach. Niestety, zbieranie jej z powietrza możliwe jest tylko nocą, gdy temperatura odpowiednio spadnie, czyli w praktyce raz na dobę. Technologia ta przypomina farmy wilgoci z „Gwiezdnych wojen” czy oddzielacze wiatru z „Diuny”. Sahara: narodziny pustyni. "Nie sposób jej sobie wyobrazić" Sahara jest tak wielka, tak piękna, i tak zróżnicowana. Przejechałem tylko mały jej kawałek. Ale zobaczyłem miejsce, w którym rodzi się pustynia. Zbieranie wilgoci nocą to jednak mało wydajny sposób. Aby zbierać wodę w ciągu dnia, trzeba zużyć energię. Jest potrzebna do schłodzenia powierzchni, na której zbierać się mogą krople rosy. Saudyjscy naukowcy postanowili wykorzystać ten pomysł, projektując panele fotowoltaiczne nowej generacji. Nowe ogniwa fotowoltaiczne są chłodzone hydrożelem i przy okazji produkują wodę Panele fotowoltaiczne zostały umieszczone na podstawie wypełnionej hydrożelem. Substancja ta pochłania parę wodną z powietrza. Następnie wykorzystuje energię cieplną, emitowaną przez panele, do skroplenia wody. Hydrożel chłodzi w ten sposób panele, zwiększając ich wydajność o 9 proc. Od dawna wiadomo bowiem, że im wyższa jest temperatura, tym mniej wydajnie pracują instalacje fotowoltaiczne. – To połączenie odnawialnego źródła energii i źródła czystej wody to dobre rozwiązanie np. dla małych farm w suchych rejonach – podkreśla prof. Peng Wang z KAUST, główny autor badań. Pracę jego zespołu opublikowało czasopismo naukowe „Cell Reports Physical Science”. Zielona energia jeszcze bardziej eko? Oto generator prądu na deszcz Deszczówka już wkrótce może być wydajnym źródłem odnawialnej energii elektrycznej. Urządzenie z pomocą jednej kropli potrafi zasilić na chwilę 100 żarówek typu LED. W instalacji testowej nazwanej WEC2P wodę wykorzystywano do podlewania sadzonek szpinaku w niewielkiej szklarni. Przez dwa tygodnie testu panele wyprodukowały łącznie 1519 watogodzin energii i dwa litry wody. Uczeni przyznają, że wydajność produkcji wody jest jeszcze dość niska. Obecnie pracują nad nowym hydrożelem, który ma skuteczniej pochłaniać i skraplać parę wodną. – Mamy nadzieję, że w przyszłości nasz system zapewni energię dla domów i wodę dla przydomowych upraw – mówi prof. Wang. Wodę można uzyskać także dzięki powłokom chłodzącym Wcześniejsze badania wykazały, że wodę można też zbierać w inny sposób. W 2021 r. inżynierowie z Politechniki Federalnej w Zurychu (ETH) opracowali specjalną powłokę. Odbija ona promieniowanie słoneczne i wypromieniowuje ciepło w kosmos. Taka powłoka może osiągnąć temperaturę nawet o 15 stopni niższą, niż temperatura otoczenia. A to sprawia, że para wodna może się skraplać nawet w gorący dzień. Szwajcarska technologia nie wymaga żadnego zasilania. Metr kwadratowy powierzchni pokrytej nową powłoką może zebrać 1,2 litra wody w ciągu doby. Arabia Saudyjska to kraj budzący skrajne emocje. Jakie jest jej nowe oblicze? Do niedawna kojarzona jedynie z ogromnymi zasobami ropy naftowej i radykalnym odłamem islamu sunnickiego - Wahabizmem, dziś otwiera się na świat. Urządzenie ma jeszcze jedną zaletę. Druga strona szyby, którą pokryto chłodzącą powłoką, pokryta została powłoką superhydrofobową, czyli silnie odpychającą wodę. Nie trzeba więc z niej wody zbierać, co wymagałoby zużycia energii. Krople same spadają do pojemnika. – W porównaniu do innych urządzeń, nasze działa bez zasilania, co jest jego kluczową zaletą – mówi Iwan Hächler, doktorant termodynamiki na ETH. Obecnie trwają dalsze prace nad ulepszaniem tej technologii. Źródła: Cell Reports Physical Science, Science Advances.
Niemiecki sekret przejścia na energię odnawialną. Czy może być wzorem dla reszty świata?
Niemcy są pionierem epokowego zwrotu ku odnawialnym źródłom energii – Energiewende. To rewolucyjna transformacja energetyczna, która zdaniem naukowców musi się odbyć na całym świecie, jeśli chcemy uniknąć klimatycznej katastrofy. Czy niemiecki plan może być wzorem dla reszty świata? Czy odnawialna energia uratuje świat przed katastrofą klimatyczną?
Zmiana struktury produkcji energii elektrycznej w Niemczech Wśród państw przemysłowych Niemcy niekwestionowanie przodują. W 2014 roku 27 proc. produkowanej przez nich elektryczności pochodziło ze źródeł odnawialnych, czyli elektrowni wiatrowych i słonecznych. To trzy razy więcej niż 10 lat wcześniej. Transformacja źródeł energii nabrała tempa po 2011 r., po awarii w japońskiej elektrowni jądrowej w Fukushimie. Kanclerz Angela Merkel ogłosiła, że Niemcy do 2022 r. wyłączą wszystkie swe siłownie atomowe, których jest 17. Ważniejsze jest jednak, czy Niemcy zdołają zrezygnować z paliw kopalnych jako jedno ze źródeł energii. Naukowcy twierdzą, że jeśli mamy uniknąć katastrofy klimatycznej, w najbliższych dekadach emisja dwutlenku węgla, głównego sprawcy ocieplania klimatu, powinna spaść dosłownie do zera. Niemcy są czwartą gospodarką świata, a ich rząd zadeklarował bardzo radykalne cięcia w emisji CO2 – 40 proc. (w stosunku do poziomu z 1990 r.) do 2020 r. i nie mniej niż 80 proc. do roku 2050. I właśnie dziś ważą się losy tej deklaracji. Niemiecka rewolucja zachodzi oddolnie: połowy inwestycji w odnawialne źródła energii dokonali poszczególni obywatele i lokalne spółdzielnie. Tymczasem wielkie spółki energetyczne, które zdają się nie dostrzegać zachodzącej rewolucji, naciskają na rząd, by spowolnił przemiany. Kraj wciąż wytwarza więcej elektryczności z węgla niż ze źródeł odnawialnych. A jeszcze dalej do przejścia na energię odnawialną jest w transporcie i ciepłownictwie, które wspólnie emitują więcej CO2 niż elektrownie. Energiewende będzie dotyczyło każdego Niemca; już dzisiaj ponad 1,5 mln obywateli kraju, czyli 2 proc. ludności, dostarcza do sieci energetycznej produkowaną przez siebie elektryczność. – To przedsięwzięcie na całe pokolenie, ma trwać do 2040 czy 2050 r. i wcale nie będzie łatwe – zwraca uwagę Gerd Rosenkranz, były dziennikarz Der Spiegel, a obecnie analityk berlińskiego think tanku Agora Energiewende – Jego przeprowadzenie wymagało podniesienia cen energii dla gospodarstw domowych. A mimo to, jeśli ankieter pyta ludzi: „Czy jesteście za Energiewende?”, 90 proc. odpowiada „Tak”. Dlaczego przyszłość energetyczna staje się teraźniejszością właśnie tutaj, w kraju, który 70 lat temu był zrytym bombami gruzowiskiem? I czy taka rewolucja źródeł energii może nastąpić wszędzie? Dlaczego niemieckie społeczeństwo nie chce elektrowni jądrowych? Pod koniec lat 70. XX w., gdy wyszło na jaw, że dym z kominów niszczy lasy kwaśnymi deszczami, oburzenie ogarnęło całe społeczeństwo. Już kryzys naftowy z 1973 r. sprawił, że Niemcy, którzy mają mało własnej ropy i gazu, zaczęli myśleć o nowych źródłach energii. A obumieranie lasów, Waldsterben, dodatkowo ich do tego zachęciło. Rząd i branża energetyczna lansowali energetykę jądrową, ale Niemcy niezbyt chętnie ją przyjmowali. – Pewna buntowniczość jest skutkiem II wojny światowej – mówi mi niejaki Josef Pesch, mężczyzna po pięćdziesiątce. – Autorytetów już się nie akceptuje w ciemno. Pesch siedzi przy stoliku górskiej restauracji na zboczach Schwarzwaldu niedaleko Fryburga. Na zaśnieżonej polanie nieco powyżej stoi 98-metrowy wiatrak, jako źródło energii, ufundowany przez 521 obywateli-inwestorów, których namówił Pesch. Na razie jednak nie rozmawiamy o turbinach wiatrowych. Rozmawiamy z inżynierem Dieterem Seifriedem o elektrowniach jądrowych, których nigdy nie wybudowano koło miejscowości Wyhl, położonej nad Renem około 30 km od miejsca, gdzie się obecnie znajdujemy. Rząd kraju związkowego twierdził, że elektrownię atomową – źródło energii – trzeba mieć, bo we Fryburgu zabraknie prądu. Ale od 1975 r. miejscowi rolnicy wraz ze studentami okupowali budowę. Protestowali wytrwale przez całą dekadę, zmuszając rząd do porzucenia planów wznoszenia reaktora atomowego. To był pierwszy taki przypadek w Niemczech. We Fryburgu prądu nie zabrakło, bo stał się miastem energii słonecznej. Tutejszy oddział Instytutu Fraunhofera przoduje na świecie w badaniach nad uzyskiwaniem energii ze słońca. Osada Słoneczna (Solarsiedlung) we Fryburgu zaprojektowana została przez Rolfa Discha, miejscowego architekta, który był aktywistą podczas protestów w Wyhlu. Składa się z 50 domów, które są producentami energii netto, tj. wytwarzają jej więcej, niż zużywają. – Wyhl to był początek – mówi mi Seifried. W 1980 r. założony m.in. przez Seifrieda instytut opublikował artykuł zatytułowany Energiewende. Ten tytuł dał nazwę późniejszemu ruchowi. Sprzeciw wobec energetyki atomowej w czasach, gdy jeszcze prawie nikt nie mówił o ocieplaniu się klimatu, był czynnikiem decydującym. Przyjechałem do Niemiec w przekonaniu, że głupio postępują. Po katastrofie w Fukushimie rezygnują ze źródła energii, które nie emituje dwutlenku węgla, a dostarcza jedną czwartą całej zużywanej w ich kraju elektryczności. Wyjeżdżałem przekonany, że nie byłoby w Niemczech przestawienia systemu na źródła odnawialne, gdyby nie sprzeciwy wobec energetyki jądrowej. Strach przed katastrofą atomową jest bowiem znacznie silniejszym motywem do radykalnych kroków niż obawa, że zajdą jakieś powolne zmiany klimatyczne. Od moich rozmówców wszędzie słyszałem tę samą opowieść. Od Discha, z którym rozmawiałem w jego prywatnym domu w kształcie walca, który obraca się za słońcem niczym słonecznik. Od Rosenkranza w Berlinie, który w pamiętnym roku 1980 rzucił studia na fizyce, żeby miesiącami okupować plac, gdzie miało się znajdować składowisko odpadów promieniotwórczych. Od Wendelina Einsiedlera, bawarskiego hodowcy krów mlecznych, który pomógł przekształcić swoją wieś w zielone źródło energii – agregat prądotwórczy. Wszyscy mi mówili, że Niemcy muszą zrezygnować i z atomu, i z elektrowni spalających paliwa kopalne równocześnie. Volker Quaschning, naukowiec zajmujący się zagadnieniami energetyki, ujął to następująco: – Energetyka jądrowa zagraża mi osobiście. Ocieplenie klimatu zagraża moim dzieciom. Na tym polega różnica. Żeby zrozumieć, dlaczego niechęć do elektrowni atomowych miała znacznie większe konsekwencje w Niemczech niż, powiedzmy, we Francji – gdzie nadal 75 proc. jest to główne źródło energii – trzeba wrócić do II wojny. W jej wyniku Niemcy zostały podzielone, a po dwóch stronach przecinającej je granicy stanęły wojska dwóch mocarstw atomowych. Ci, którzy protestowali przeciwko atomowi w latach 70. i 80. XX w., sprzeciwiali się nie tylko nowym reaktorom jądrowym, ale także amerykańskim planom rozmieszczenia rakiet z głowicami atomowymi w Niemczech Zachodnich. Obie te sprawy były nierozłączne. Gdy w roku 1980 powstała niemiecka partia Zielonych, najważniejsze w jej programie były zarówno hasła pokojowe, jak i sprzeciw wobec temu źródłu energii. W 1983 r. posłowie Zielonych dostali się do Bundestagu i dzięki nim „zielone” idee przeniknęły do głównego nurtu politycznego. Po katastrofie w Czarnobylu na pozycję antyatomową przeszła także jedna z dwóch głównych partii politycznych kraju, Socjaldemokratyczna Partia Niemiec. Chociaż do Czarnobyla jest ponad 1000 km, promieniotwórcza chmura znad jego reaktora dotarła nad Niemcy, a w całym kraju rodziców proszono, by nie wypuszczali dzieci na dwór. Czarnobyl był przełomem. Ale dopiero Fukushima, 25 lat później, przekonała kanclerz Merkel i jej partię, Unię Chrześcijańsko-Demokratyczną, że wszystkie źródła energii jądrowej powinno się wyłączyć. I wtedy nastąpił boom na energetykę odnawialną. A warunkiem, który to umożliwił, były przepisy prawa, w których przygotowaniu i uchwaleniu w 2000 r. brał udział Hans-Josef Fell. Jak przebiegał proces przechodzenia na energię odnawialna w Niemczech? Fell czasami przemawia jak kaznodzieja, ale nie jest żadnym ekologicznym ascetą. W jego ogródku tuż koło basenu stoi sauna ogrzewana tą samą zieloną energią, co jego dom i samochód. – Największym błędem ruchów ekologicznych było mówienie: „ograniczajcie się, zaciśnijcie pasa, mniej konsumujcie” – tłumaczy mi. – Ludzie zaczęli myśleć, że ekologia jest równoznaczna ze spadkiem jakości życia. Tymczasem właściwy komunikat powinien brzmieć: „nie ograniczajcie, tylko zmieńcie i wykorzystujcie tanią elektryczność ze źródeł odnawialnych”. Dom Fella w jego rodzinnym mieście Hammelburgu na północy Bawarii łatwo zauważyć z daleka: jedyny w dzielnicy wzniesiony z drewna, ciemnego modrzewia, na dodatek z zielonym, pokrytym murawą dachem. Na południowej połaci, od strony ogrodu, murawę zastępują panele fotowoltaiczne i kolektory słoneczne do ogrzewania wody jako źródła energii. Gdy słońca jest za mało i wytwarzanej elektryczności oraz ciepła w domu nie wystarcza, w piwnicy włącza się kogenerator. Jest to urządzenie będące równocześnie kotłem grzewczym i agregatem prądotwórczym wykorzystujące biopaliwa: olej słonecznikowy lub rzepakowy. W 1990 r. całe Niemcy żyły wielkim zadaniem scalania kraju. Dlatego wniesiony do Bundestagu projekt prawa, które zapowiadało Energiewende, nie spotkał się z wielkim zainteresowaniem opinii publicznej. Zaledwie dwustronicowy dokument obejmował zapis podstawowej zasady: sieć energetyczna ma obowiązek kupować wytwarzany przez producentów prąd ze źródeł odnawialnych. Na wietrznej północy zaczęły wyrastać wiatraki. Instalując na dachu swojego domu w Hammelburgu panele fotowoltaiczne, Fell zdał sobie sprawę, że nowe przepisy nie spowodują ogólnokrajowego boomu w sprawie źródeł energii. Owszem, płacono ludziom za wytwarzanie energii, ale płacono za mało. W 1993 r. przekonał radę miejską Hammelburga do przyjęcia uchwały. Obligowała ona miejską sieć energetyczną do zakupu energii ze źródeł odnawialnych po gwarantowanej cenie, która przewyższałaby koszty jej wytwarzania. Fell szybko zorganizował spółdzielnię miejscowych inwestorów do budowy 15-kilowatowej elektrowni słonecznej – według dzisiejszych norm maleńkiej, ale była to pierwsza spółdzielnia tego rodzaju. Dzisiaj w całych Niemczech są ich setki. W 1998 r. sukcesy odniesione w Hammelburgu oraz wzrost popularności Zielonych zaniosły Fella do Bundestagu. Zieloni stworzyli z SPD koalicję rządową. Fell nawiązał współpracę z Hermannem Scheerem z SPD, znanym w Niemczech propagatorem energii słonecznej. Razem opracowali przepisy, które w 2000 r. rozszerzyły hammelburski eksperyment na cały kraj. Nowa ustawa gwarantowała, że przez 20 lat energia ze źródeł będzie kupowana od wytwórców w każdej ilości i po cenie zapewniającej opłacalność. – Podstawowa zasada, jaką przyjąłem, była taka, że cena musi być na tyle wysoka, by inwestorzy mogli być pewni zysku. Skoro żyjemy w gospodarce rynkowej, nie mogło być inaczej – tłumaczy. Źródła energii odnawialnej w Niemczech Fell jako jedyny wśród poznanych przeze mnie Niemców twierdzi, że żywiołowy rozwój źródeł energii odnawialnej, jaki potem nastąpił, wcale go nie zaskoczył. – Nie wierzyłem wtedy, że to się odbędzie na taką skalę – mówi mi hodowca bydła mlecznego Wendelin Einsiedler. Przed jego ogrodem zimowym, skąd jest widok na Alpy, kręcą się leniwie skrzydła dziewięciu wiatraków stojących tuż przy zagrodzie dla krów. Einsiedler swoją prywatną rewolucję w źródłach energii rozpoczął w latach 90. od jednego wiatraka i komory fermentacyjnej do produkcji metanu z gnojówki. Wraz z bratem Ignazem, tak samo producentem mleka, spalali metan w 28-kilowatowym kogeneratorze, który dostarczał ich gospodarstwom elektryczność i ciepłą wodę. – Nie robiliśmy tego dla pieniędzy – mówi Einsiedler. – To był idealizm. Ale gdy w 2000 r. weszła w życie ustawa o energii odnawialnej, Einsiedlerowie rozwinęli działalność. Dzisiaj mają pięć dużych komór fermentacyjnych, które przetwarzają na biogaz kiszonki i gnojówkę z ośmiu gospodarstw mleczarskich i dostarczają go pięciokilometrowym rurociągiem do miasteczka Wildpoldsried. Tam jest spalany w kogeneratorach, które zapewniają ogrzewanie wszystkich budynków publicznych, dzielnicy przemysłowej i 130 domów jednorodzinnych. Dzięki instalacji biogazowej, kolektorom słonecznym na dachach, a zwłaszcza dzięki wiatrakom Wildpoldsried wytwarza pięć razy więcej energii elektrycznej, niż zużywa. Einsiedler zarządza wiatrakami i nie ma najmniejszego kłopotu ze znalezieniem inwestorów. W pierwszą turbinę wiatrową zainwestowało 30 osób. W drugą już 94. Wiatraki, jako źródło energii. są w Niemczech wszechobecne, niektórzy są zdania, że oszpeciły krajobraz. Einsiedler twierdzi jednak, że jeśli ludzie czerpią z nich zyski, patrzą na nie znacznie życzliwej. Przekonać rolników i właścicieli domów mieszkalnych, by ułożyli na dachach kolektory słoneczne nie było trudno. Taryfa gwarantowana skupu prądu, ustalona w 2000 r. na poziomie 50 eurocentów za kilowatogodzinę, zapewniała godziwy zysk. W szczytowym roku 2012 zainstalowano w Niemczech panele fotowoltaiczne o sumarycznej mocy 7,6 gigawatów. Ile energii daje panel fotowoltaiczny? Gdy świeci słońce, dają energii tyle, co siedem elektrowni atomowych. Przemysł wytwórczy kolektorów i paneli rozkwitł, choć potem, gdy produkcję uruchomiły Chiny, zrobiło się trudniej. Chiny za to umożliwiły upowszechnienie odnawialnych źródeł energii na całym świecie. Dzięki ustawie Fella koszt energii pozyskanej ze słońca i wiatru spadł na tyle, że w wielu regionach mogła konkurować z kosztami energii ze spalania paliw kopalnych. Jedną z oznak było zmniejszenie taryfy za energię kupowaną od dużych nowych instalacji słonecznych z 50 do niecałych 10 eurocentów za kilowatogodzinę. – W ciągu 15 lat doprowadziliśmy do powstania zupełnie nowej sytuacji. To wielki sukces ustawy o energii odnawialnej – przekonuje Fell. W wyborach do Bundestagu w 2013 r. Fell stracił mandat poselski w wyniku wewnętrznych rozgrywek w partii Zielonych. Wrócił więc do Hammelburga, ale dziś już nie musi patrzeć na pióropusze pary nad Grafenrheinfeldem. W czerwcu reaktor tej elektrowni wyłączono. Nikt, nawet branża atomowa, nie sądzi, by energetyka jądrowa kiedykolwiek wróciła do Niemiec. Z głównym źródłem energii, którym jest węgiel, jest jednak inaczej. Energia z węgla – czy Niemcy zrezygnują z tego źródła energii? W ubiegłym roku 44 proc. energii elektrycznej w Niemczech wytworzono z węgla. 18 proc. z kamiennego, który pochodzi głównie z importu, i około 26 proc. z brunatnego. Wykorzystanie węgla kamiennego spadło znacznie w ostatnim dwudziestoleciu. Natomiast zużycie węgla brunatnego, jak źródło energii, utrzymuje się na zbliżonym poziomie. To jedna z przyczyn, przez którą Niemcy będą miały kłopoty z osiągnięciem ustalonego limitu emisji gazów cieplarnianych w 2020 r. Niemcy przodują na świecie w wydobyciu węgla brunatnego. Emisja CO2 przy jego spalaniu jest większa niż przy spalaniu węgla kamiennego, ale węgiel brunatny jest najtańszym paliwem kopalnym. Jest tańszy od węgla kamiennego, który z kolei jest tańszy od gazu. Idealnie byłoby, gdyby Niemcy zastąpiły węgiel brunatny gazem. Ale gdy sieć elektryczną zaczęła zalewać subsydiowana energia ze źródeł odnawialnych, stało się coś innego. Na rynku hurtowym, gdzie zawierane są umowy na dostawę elektryczności, cena energii spadła. I to tak, że elektrownie opalane gazem, a niekiedy nawet te na węgiel kamienny, nie były w stanie sprzedać swojej produkcji po opłacalnej cenie. – Musimy znaleźć jakiś sposób na rezygnację z węgla, to oczywiste – mówi Jochen Flasbarth, sekretarz stanu w ministerstwie środowiska – Ale to dość trudne. Jesteśmy państwem, które nie ma zbyt wielu surowców, a tym, którego mamy najwięcej, jest węgiel brunatny. Zmniejszenie zużycia tego źródła energii jest tym trudniejsze, że wielkie spółki energetyczne w Niemczech ostatnio borykają się z dużymi trudnościami finansowymi. Wszystko przez Energiewende, twierdzą przedstawiciele energetyki węglowej. Wszystko przez to, że spółki energetyczne nie potrafią się przystosować do Energiewende, ripostują ich krytycy. Największa firma energetyczna w Niemczech, E.ON, do której należy m.in. Grafenrheinfeld, odnotowała w ubiegłym roku straty w wysokości 3 mld euro. – Spółki energetyczne w Niemczech mają tylko jedną strategię – narzeka Flasbarth – A polega ona na obronie tradycyjnych źródeł energii, energii nuklearnej i energii z paliw kopalnych. Nie mają planu B. Spóźniły się na pociąg przemian, a teraz, gdy dawno już odjechał, próbują go gonić. E.O.N rozdziela się na dwie spółki, jedna ma się zajmować węglem, gazem i energetyką jądrową, a druga energią odnawialną. Dyrektor generalny, niegdyś wielki krytyk przestawiania systemu na źródła odnawialne, poszedł do tej odnogi, która się zajmie energetyką odnawialną. Vattenfall, państwowa spółka szwedzka, jedna z czterech wielkich firm energetycznych działających w Niemczech, próbuje podobnej ewolucji. Olaf Adermann, kierownik ds. aktywów kopalni Vattenfalla, wyjaśnia mi w salce konferencyjnej, że ani jego koncern, ani inne spółki energetyczne nie spodziewały się tak błyskawicznego rozwoju energetyki odnawialnej. – Bez wątpienia wiele przedsiębiorstw wypadnie z rynku – zastrzega Adermann. Ale podkreśla, że nie powinno to dotyczyć węgla brunatnego, bo to „godny zaufania i elastyczny partner”, gdy nie świeci słońce i nie wieje wiatr. Adermann jest przekonany, że kopalnie będą działały do 2050 r., a może i dłużej. Vattenfall jednak planuje sprzedać swoje kopalnie, przynoszące najpopularniejsze źródło energii – węgiel brunatny i oparte na nim elektrownie. Chce się skupić na energetyce odnawialnej. Inwestuje miliardy w dwie nowe elektrownie wiatrowe na Morzu Północnym. Na morzu mocniej wieje i łatwiej tam założyć wielką farmę wiatrową, a wielkie korporacje muszą działać na wielką skalę, by finansować swoje duże koszty ogólne. Vattenfall nie jest jedyną dużą spółką, która rzuciła się na energetykę odnawialną. Energetyka wiatrowa przesuwa się na Morze Północne i Bałtyk i w coraz większym stopniu znajduje się w rękach spółek energetycznych. Rząd Merkel zachęca do tej przemiany w źródłach energii, ograniczając budowę kolektorów słonecznych i lądowych siłowni. Zmieniając reguły gry, utrudnia działanie spółdzielniom obywatelskim. Krytycy twierdzą, że pomaga wielkim spółkom i podcina skrzydła ruchowi obywatelskiemu, który zapoczątkował przemiany w źródłach energii. Pod koniec kwietnia Vattenfall oficjalnie uruchomił DanTysk, pierwszą niemiecką siłownię wiatrową na Morzu Północnym, na którą składa się 80 wiatraków położonych około 80 km od brzegu. Uroczystość otwarcia, która odbywała się w sali balowej w Hamburgu, była okazją do świętowania również w Monachium. Miejska spółka energetyczna Stadtwerke München ma w tym przedsięwzięciu 49 proc. udziałów. W efekcie Monachium wytwarza dziś tyle elektryczności ze źródeł odnawialnych, że wystarcza jej do zasilenia wszystkich odbiorców domowych, metra i sieci tramwajowej. Miasto planuje, że do roku 2025 całe zapotrzebowanie na energię zaspokoi ze źródeł odnawialnych. Niemiecka transformacja energetyczna wzorem dla całego świata? – Po Fukushimie mieliśmy krótką chwilę Aufbruchstimmung, przez pół roku trwała prawdziwa euforia – wspomina Gerd Rosenkranz. Aufbruchstimmung znaczy po niemiecku „radość z wyjazdu”. Niemcy tym słowem określają uczucie, jakie ogarnia kogoś, kto np. wyrusza na długą pieszą wycieczkę z przyjaciółmi. W taki stan wpadli Niemcy na początku Energiewende; zapanowała pełna zgoda i chęć do działania. Niestety nie trwało to długo. Dziś górę biorą sprzeczne niekiedy interesy gospodarcze. Ale Niemcy są uparci. Wiedzieli, że transformacja w źródłach energii to nie będzie spacerek, a mimo to podjęli wyzwanie. Z ich dokonań możemy chyba czerpać natchnienie i nadzieję, że Energiewende jest możliwe także w innych krajach. Niedawno William Nordhaus, ekonomista z Yale zajmujący się od dziesięcioleci problemem walki z ociepleniem klimatu, opisał w artykule zjawisko, które uważa za główną przeszkodę w rozwiązaniu problemu: maruderstwo. Ponieważ ocieplenie jest problemem globalnym, a kroki zaradcze są bardzo kosztowne, większość krajów nic nie robi, licząc, że coś zrobią inni. Większość krajów to maruderzy. Niemcy zachowały się inaczej: ruszyły przed siebie, nie oglądając się na nikogo – zaczęły od zmian w źródłach energii. I w ten sposób przetarły szlak nam wszystkim.
Przelecieć nad oceanem dzięki energii słonecznej
Szwajcarski podróżnik spróbuje przelecieć bez lądowania nad Pacyfikiem samolotem zasilanym wyłącznie energią słoneczną.
André Borschberg wystartuje z Nanjingu w Chinach, a jego cel to Honolulu na Hawajach. Na razie czeka na dobrą pogodę, która pozwoli na start. Pokonanie ponad 8 tys. km zajmie mu od pięciu do siedmiu dni. Podróż będzie siódmym etapem 12-odcinkowej odysei dookoła świata w samolocie Solar Impuls 2. Jeśli mu się to uda, będzie pierwszym człowiekiem, który pokonał tak długi dystans w samolocie na energię słoneczną. Będzie to też zupełnie nowy krok w rozwoju dalekobieżnego transportu z zastosowaniem "czystych technologii". – To chwila prawdy – mówi Borschberg. – Robiliśmy co prawda wiele prób, ale żadna z nich nie mogła się równać z tym, co zamierzamy. Inżynierowie są naprawdę zdenerwowani – żartuje Szwajcar. Podróż to wynik współpracy Borschberga z psychiatrą Bertrantem Piccardem, któremu 12 lat temu podczas podróży balonem dookoła świata zabrakło paliwa – gazu. I choć ostatecznie odniósł wówczas sukces, postanowił, że już nigdy nie pozwoli, by brak paliwa był dla niego ograniczeniem. Stąd decyzja o zdaniu się na czyste paliwo nieustannie dostarczane na Ziemię przez naszą gwiazdę. – Po prostu chciałem latać bez przerwy – mówi. Solar Impuls 2 to samolot zaprojektowany dokładnie w tym celu. Jest szerszy od pasażerskiego boeinga 747, a jego skrzydła pokryte są 17 tysiącami baterii słonecznych. To one dostarczają energię do czterech silników i wszystkich urządzeń elektronicznych na pokładzie samolotu.
Największa na świecie elektrownia słoneczna
Ivanpah Solar Electricity Generating System to słoneczny gigant, który znajduje się na środku pustyni Mojave i zajmuje ponad 1400ha
Powstała na pustyni Mojave we wschodniej Kalifornii. Ivanpah Solar Electricity Generating System generuje 392 megawaty energii. To niecały jeden procent całej produkcji energii stanu Kalifornia, wystarczający, by zasilić 140 tys. gospodarstw domowych. Elektrownia składa się z ponad 173 tys. luster słonecznych i trzech 130-metrowych wież. Energia słoneczna nie jest w nich zamieniana w elektryczną – zamiast tego służy do podgrzania wody. Dopiero para wodna napędza generatory. Budowa uruchomionej w lutym elektrowni ograniczy emisję dwutlenku węgla o 450 tys. ton rocznie. Podobny efekt wywołałoby zabranie z dróg ponad 70 tys. samochodów. Ivanpah nie jest gigantem w porównaniu z innymi elektrowniami. Wystarczy powiedzieć, że największa w Polsce elektrownia Bełchatów ma moc kilkanaście razy większą. Zupełnie inaczej sytuacja przedstawia się, jeśli porównamy amerykańską inwestycję do innych elektrowni słonecznych. Wówczas okaże się, że ISEGS produkuje 30 proc. słonecznej energii w całych Stanach Zjednoczonych. Jednym z współwłaścicieli Ivanpah jest firma Google.
Wtyczka do Słońca czyli jak ujarzmić największą baterię?
Ze Słońca spływa więcej energii, niż nam potrzeba. Gdybyśmy tylko potrafili ją łapać...
W listopadowy poranek słońce na pustyni Mojave zaczyna malować wierzchołki gór pasma McCullough różową poświatą. Za nimi księżyc w pełni zachodzi właśnie w gigawatowej łunie Las Vegas. Nevada Solar One jeszcze śpi. Ale dzień pracy wkrótce się rozpocznie. Trudno sobie wyobrazić, że elektrownia może być tak piękna – 100 hektarów lekko zakrzywionych luster zestawionych w długie rynny wygląda niczym kanały światła. Nocą lustra „śpią”, zwieszając paraboliczne głowy ku ziemi. Światło sprawia, że ponad 182 tys. zwierciadeł budzi się jednocześnie – i podąża za słońcem. – Zapowiada się 370 stopni – mówi jeden z siedzących w sterowni operatorów. Jego zadaniem jest monitorowanie szeregów parabolicznie wygiętych zwierciadeł, które skupiają światło słoneczne na długich, stalowych rurach wypełnionych olejem, rozgrzewając ciecz do temperatury sięgającej 400°C. Z pola zwierciadeł wrzący olej płynie do ogromnych chłodnic, które przekazują jego ciepło wodzie, zamieniając ją w parę. Ta napędza turbinę i prądnicę, która przesyła do sieci aż 64 MW – moc wystarczającą do zasilenia 14 tys. domów lub kilku kasyn w pobliskim Las Vegas. Kiedy Nevada Solar One zaczęła działać w 2007 r., była pierwszą dużą elektrownią tego typu zbudowaną w USA od ponad 17 lat. W tym czasie technologia solarna rozkwitała gdzie indziej. Zakład należy do hiszpańskiej firmy Acciona, która wytworzoną tu energię sprzedaje NV Energy, regionalnemu przedsiębiorstwu energetycznemu. Zwierciadła wyprodukowano w Niemczech.Założywszy kask i ciemne okulary, wsiadam z dyrektorem Robertem Cable’em do jego furgonetki i jedziemy powoli wzdłuż kolejnych szeregów luster. Mężczyźni z cysterną wody myją niektóre z nich. – Kurz źle na nie działa – wyjaśnia Cable. Na drugim końcu zwierciadlanego pola zatrzymujemy się i wysiadamy z samochodu. Dyrektor wali w lustro jak w bęben, chcąc mi pokazać, jak mocne jest szkło. Ponad jego głową, w ognisku paraboli, biegnie rura z olejem pokryta czarną ceramiczną osłoną, by skuteczniej wchłaniać światło, dla lepszej izolacji zamknięta w próżniowym, szklanym cylindrze. W bezchmurny dzień, kiedy słońce stoi najwyżej, Nevada Solar One potrafi zamienić w elektryczność mniej więcej 21 proc. energii jego promieni. Elektrownie gazowe są bardziej wydajne, ale tutaj paliwo jest za darmo. No i zakład nie wypuszcza do atmosfery dwutlenku węgla odpowiedzialnego za globalne ocieplenie. Mniej więcej co 30 sekund słychać ciche brzęczenie. To silniki zmieniają kąt nachylenia luster. W południe czasze będą spoglądały prosto w górę. Każdy z 760 szeregów zwierciadeł wytwarza ok. 84 tys. W – prawie 113 KM mocy. Do 8 rano olej krążący w rurach osiąga temperaturę roboczą. Z chłodni kominowej unosi się biały pióropusz. Pół godziny później dźwięk turbiny w budynku elektrowni zmienia się w wysoki, przenikliwy pisk. Nevada Solar One może włączyć się do sieci elektrycznej. Amerykańska administracja zapowiada, że zajmie się globalnym ociepleniem i zmniejszy uzależnienie od ropy. Energia słoneczna może więc doczekać się wreszcie swych pięciu minut. W inauguracyjnym przemówieniu prezydent Obama obiecał: Zaprzęgniemy słońce, wiatr i ziemię, by napędzały nasze samochody i fabryki. – Jeśli mówimy np. o geotermii czy wiatrakach, to wszystkie te źródła są ograniczone ilościowo – powiedział mi Eicke Weber, dyrektor działu Systemów Energii Słonecznej Instytutu Fraunhofera w niemieckim Fryburgu. – Całkowite zapotrzebowanie na energię dla wszystkich mieszkańców Ziemi wynosi dziś w przybliżeniu 16 terawatów (TW; 1 TW = bilion watów). – W roku 2020 zapewne wzrośnie do 20 TW. Tymczasem promieniowanie słoneczne docierające do lądowej części naszej planety to 120 000 TW. Patrząc z tej perspektywy, energia słoneczna jest niemal nieograniczona. Istnieją dwa główne sposoby jej wykorzystania. Pierwszy: poprzez produkcję pary bądź to za pomocą systemu parabolicznych rynien, takiego jak ten w Nevadzie, bądź też pola płaskich, sterowanych komputerowo luster zwanych heliostatami, które skupiają światło na odbiorniku umieszczonym na szczycie ogromnej „wieży energetycznej”. Drugim sposobem jest przetwarzanie promieniowania słonecznego bezpośrednio w elektryczność za pomocą ogniw fotowoltaicznych zbudowanych z półprzewodników, takich jak krzem. Wytwarzanie pary, znane jako metoda termodynamiczna lub heliotermiczna, jest dziś bardziej wydajne niż ogniwa fotowoltaiczne. Lecz ten system wymaga ogromnych połaci terenu i linii przesyłowych. Panele fotowoltaiczne można z kolei umieszczać na dachach czy w ogrodach, bezpośrednio tam, gdzie energia jest potrzebna. Oba źródła mają oczywisty minus – ich wydajność słabnie w dni pochmurne i spada do zera w nocy. Dlatego inżynierowie opracowują systemy magazynowania słonecznej energii, by móc ją wykorzystać na czarną (czy raczej ciemną) godzinę. Zdaniem optymistów nie potrzeba żadnego przełomu, wystarczą stopniowe ulepszenia i wsparcie rządu, by energia słoneczna stała się równie opłacalna jak paliwa kopalne. Pesymiści odpowiadają, że już to wszystko słyszeli – 30 lat temu, podczas prezydentury Jimmy’ego Cartera, gdy USA dotknął podobny kryzys, wywołany nałożeniem przez kraje arabskie embarga w 1973 r. Przemawiając do narodu, prezydent Carter przedstawił wtedy zarys nowej polityki energetycznej, w której energia słoneczna miała odegrać poważną rolę. I zamontował solarne bojlery na dachu Białego Domu. W ciągu następnych kilku lat 260 km na południowy zachód od Las Vegas zainstalowano dwa duże pola parabolicznych rynien, SEGS I i II. Po nich pojawiło się jeszcze siedem kolejnych. Działają do dzisiaj – w sumie ok. miliona luster o łącznej mocy 354 MW, rozmieszczonych na 650 hektarach. Ale zapał nie potrwał długo. Kiedy gospodarka przystosowała się do irańskich reguł, ceny paliw spadły. W miarę jak oddalało się widmo naftowej posuchy, wysychały źródła funduszy na badania. Zakłady SEGS wciąż jeszcze były w budowie, a prezydent Ronald Reagan już zdejmował z Białego Domu solarne bojlery. Para z pierwszej solarnej rewolucji poszła w gwizdek. W latach 80. XX w. inżynier Roland Hulstrom obliczył, że ogniwa fotowoltaiczne zajmujące zaledwie 3/10 proc. powierzchni kraju (kwadrat o boku 160 km) mogłyby zapewnić elektryczność całym Stanom Zjednoczonym. Ludzie podejrzewali go o to, że chce wyłożyć krzemem pustynię Mojave. – Działacze ochrony środowiska wyruszyli na wojenną ścieżkę, krzycząc: „Nie możesz sobie tak po prostu zakryć 25600 km2”– opowiadał niedawno Hulstrom, siedząc w swoim gabinecie w NREL (Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej – National Renewable Energy Laboratory) w Golden w stanie Kolorado. A to przecież wcale nie o to chodzi. – Da się wyłożyć ogniwami parking, umieścić panele na dachu. Możliwości jest naprawdę dużo. I choć 20 lat później ogniwa fotowoltaiczne nadal stanowią jedynie drobną cząstkę zaopatrzenia kraju w elektryczność, na dachach Kalifornii, Nevady i innych stanów, w których nie brakuje słońca i zachęt podatkowych, to już widok niemal równie częsty jak klimatyzatory. Nie są jeszcze tak efektywne jak technologia heliotermiczna, ale mogą mieć przed sobą lepszą przyszłość. Dziś ogniwa FW są kosztowne, a ich wydajność wynosi ledwie 10 do 20 proc. w porównaniu z 24 proc. osiąganymi w szeregach parabolicznych rynien. Winę za to ponosi jednak nie tyle fizyka, ile koleje losu. Gdy energia solarna podupadła w połowie lat 80., wielu najlepszych inżynierów przeniosło się do branży komputerowej, która wykorzystuje ten sam surowiec – krzem i inne półprzewodniki. To dzięki ich geniuszowi w myśl prawa Moore’a mikroprocesory podwajały swoją wydajność co kilka lat, podczas gdy ogniwa leżały odłogiem. Teraz na szczęście część tych talentów wraca do energetyki. Badacze z NREL wykorzystują fakt, że rozmaite półprzewodniki przechwytują różne kolory słonecznego widma. Układając warstwami na przemian fosforek galowo-indowy i arsenek galowo-indowy i używając soczewki do skupiania światła słonecznego, zbudowali ogniwo fotowoltaiczne o sprawności 40,8 proc. (ten rekord został już pobity). Ale do masowej produkcji jeszcze daleka droga. – To niewiarygodnie wyrafinowana technologia – stwierdził Ray Stults, zastępca dyrektora laboratorium. – Dziś koszt produkcji takiego ogniwa to 10 tys. dolarów za cm2. Kto to kupi? Można, rzecz jasna, zrezygnować z wyższej wydajności na rzecz niskich kosztów. Choć cienkowarstwowe półprzewodniki mają niższą wydajność na centymetr kwadratowy, to potrzeba na nie mniej surowca, dzięki czemu są tańszą alternatywą dla wielkich instalacji fotowoltaicznych. Dwie amerykańskie firmy, First Solar i Nanosolar, twierdzą, że potrafią wytworzyć cienkowarstwowe ogniwa słoneczne w cenie dolara za wat – to kusząco niewiele, prawie tak tanio, żeby już konkurować z paliwami kopalnymi. Przyszłość jawi się w jeszcze jaśniejszych barwach, także dosłownie. Inżynierowie z NREL pracują bowiem nad fotowoltaicznymi cieczami, których koszt będzie porównywalny do farby. – Rzecz jasna, nie osiągną 40-proc. wydajności, tylko np. 10 proc., ale jeśli będzie tanio, możesz tym pomalować ściany, podłączyć do instalacji i gotowe – wyjaśnia Stults. Zastosowanie paneli fotowoltaicznych nie ogranicza się do pojedynczych domów lub magazynów. Na obrzeżach Las Vegas, w bazie lotniczej Nellis, ogniwa dostarczają średnio 25 proc. prądu. W niektóre zimowe dni, gdy nie włącza się klimatyzacji, baza jest w całości zasilana przez słońce. Zeszłej jesieni patrząc na smagane wiatrem pole 72 416 paneli podążających za Słońcem, dostrzegłem, na czym polega ich powab: żadnych rur z olejem, wymienników ciepła, kotłów, prądnic czy kominów chłodniczych – tylko słoneczne fotony wybijające elektrony z atomów krzemu. System zbudowany w 2007 r. ma moc 14,2 MW i jest największą instalacją fotowoltaiczną w USA, choć na świecie mieści się dopiero w 3. dziesiątce. Niemal wszystkie większe od niego znajdują się w Hiszpanii, która podobnie jak Niemcy wiele inwestuje w energię słoneczną. Żaden z tych zakładów nie posiada jeszcze systemu magazynowania energii. Przy bezpośrednim wytwarzaniu prądu to trudniejsze, bo nie ma tu ciepła, które można zamknąć np. w zbiornikach ze stopioną solą. Jedną z możliwości jest przekierowanie części prądu wytwarzanego w ciągu dnia do napędzania pomp sprężających powietrze w podziemnych zbiornikach. W Niemczech i Alabamie sprężone powietrze od lat wykorzystuje się do magazynowania nocnej produkcji konwencjonalnych elektrowni na czas dziennego szczytu. W zakładach solarnych cykl byłby tylko odwrócony – energię skumulowaną podczas słonecznych godzin uwalniano by podczas nocnego szczytu energetycznego, napędzając nią turbinę. Dziś ludzie, którzy nie są podłączeni do sieci energetycznej, tylko korzystają z paneli fotowoltaicznych na swoich dachach, nocami czerpią prąd z akumulatorów. W przyszłości będą używać np. zasilanych słońcem elektrolizerów rozszczepiających cząsteczki wody na wodór i tlen. Ponowne łączenie tych gazów w ogniwach paliwowych będzie dostarczać im elektryczności nocą. Idea jest stara, ale w zeszłym roku Daniel Nocera, chemik z MIT, dokonał przełomowego odkrycia – znalazł katalizator znacznie obniżający koszty rozkładu wody. Zdaniem Nocery całonocne zapotrzebowanie rodziny na elektryczność zmieściłoby się w pięciu plastikowych butlach z wodą i jeszcze wystarczyłoby dla elektrycznego samochodu. W zimny grudniowy poranek, dygocząc na górskim grzbiecie nad miasteczkiem Morbach, patrzyłem, jak łopaty 100-metrowej turbiny wiatrowej na przemian wynurzają się i znikają w mroku. Poniżej pole fotowoltaicznych paneli usiłowało wyłapywać światło. Kto by pomyślał, że Niemcy staną się największym producentem energii fotowoltaicznej na świecie o zdolności produkcyjnej przekraczającej pięć gigawatów? Tylko drobna część tej energii pochodzi z dużych zakładów, takich jak ten w Morbach, czy rozległy, 110-hektarowy Park Solarny Waldpolenz, wzniesiony ostatnio w technologii cienkowarstwowej na terenach po sowieckiej bazie lotniczej pod Lipskiem. Ziemia w Niemczech jest na wagę złota, panele słoneczne montuje się więc na dachach budynków, stadionach piłkarskich, wzdłuż autostrad. Choć rozproszone, są podłączone do krajowej sieci energetycznej, a przedsiębiorstwa komunalne muszą płacić nawet najmniejszym producentom premię w wysokości ok. 50 eurocentów za kWh. – Dostajemy pieniądze za to, że mieszkamy – mówi Wolfgang Schnürer z Solarsiedlunga („Słonecznego Osiedla”), kompleksu mieszkaniowego we Fryburgu. Za oknami śnieg zsuwał się z paneli słonecznych pokrywających dachy budynków. Poprzedniego dnia system Schnürera wytworzył zaledwie 5,8 kWh – za mało nawet dla rodziny. Jednak w słoneczny dzień daje i siedem razy tyle. Po podaniu kawy i ciasteczek Schnürer rozłożył na stole kilka wydruków. W 2008 r. jego osobista elektrownia wytworzyła 6187 kWh – ponad dwa razy więcej, niż sam potrzebował. Po odjęciu zużycia od produkcji byli „do przodu” o ponad 2500 euro. Położony na skraju Schwarzwaldu „słoneczny Fryburg”, jak nazywają go turystyczne broszury, pod wpływem solarnego boomu kompletnie się zmienił. Naprzeciw Solarsiedlunga, po drugiej stronie ulicy, fotowoltaiczne panele pokrywają wielopoziomowy parking i szkołę. W starszej części miasta strzeliste ściany ogniw witają przybyszów na dworcu kolejowym. Nieopodal, w ośrodku Systemów Energii Słonecznej Instytutu Fraunhofera, powstaje następna generacja tej technologii. W ramach jednego z projektów używa się soczewek Fresnela do 500-krotnego skupienia promieni słonecznych, co podnosi wydajność panelu fotowoltaicznego aż do 23 proc. Te i inne badania kwitną dzięki preferencyjnym rządowym taryfom energii, które kreują popyt, powiedział mi Eicke Weber, dyrektor instytutu. Każdy, kto zainstaluje system fotowoltaiczny, ma zagwarantowane na 20 lat stawki wyższe od rynkowych – równoważnik 8-procentowej rocznej stopy zwrotu z inwestycji. Polska leży na tej samej szerokości geograficznej co Niemcy. Ale ponieważ państwo nie wprowadziło finansowych zachęt, energetyka solarna nad Wisłą pozostaje domeną idealistów i hobbystów. Spektakularnym przykładem przyszłości energetyki słonecznej jest zbudowany na andaluzyjskiej równinie kompleks solarny Plataforma Solúcar. Widziałem zdjęcia tej 11-megawatowej wieży energetycznej o symbolu PS10. Ma 115 m wysokości i jest otoczona przez 624 lustra, które podążając za słońcem, skupiają jego promienie na koronie wieży jarzącej się niczym gwiazda. Niedawno w pobliżu ukończono nową wieżę – PS20, która ma dwa razy tyle heliostatów i dwukrotnie większą moc. Lecz gdy wspiąłem się na szczyt wzgórza 25 km na zachód od Sewilli, zobaczyłem, że w ślad za mną przybyła tu niemiecka pogoda. Dolinę spowijała mgła, która przypominała, że nawet w upalnej Hiszpanii sama słoneczna energia, bez instalacji magazynujących i innych źródeł prądu, nie wystarczy. – Ostatniej nocy mieliśmy problem. Nie było wieży – powiedział Valerio Fernández, dyrektor zakładu. Śmiał się, kiedy patrzyliśmy na PS10, której wierzchołek ginął w chmurach. W normalnym dniu moc wieży może osiągać cztery megawaty na metr kwadratowy, znacznie powyżej progu bezpieczeństwa. Operatorzy PS10 muszą ograniczać przepływ, aby nie stopić odbiornika. Wieże energetyczne to inna wersja elektrowni heliotermicznych, ale też wykorzystują słońce do produkcji pary. Paraboliczne rynny sprawdzają się na płaskich obszarach, wieże można zaś umieścić w górzystym terenie, ustawiając lustra tak, by skupiały promienie na wysoko umieszczonym odbiorniku. Ponieważ taka wieża rozgrzewa parę do wyższych temperatur, jest potencjalnie bardziej wydajna. Jednak branża solarna wciąż jest w powijakach, więc Abengoa Solar działa asekuracyjnie. Widziałem, jak niedaleko wież energetycznych dźwigi montowały szeregi parabolicznych rynien. Za PS10 rozciągało się pole paneli fotowoltaicznych, które mogą podążać za słońcem zarówno ze wschodu na zachód, jak i z południa na północ – aby zapewnić optymalne naświetlenie przez cały rok. Panele były wyposażone w lustra lub soczewki Fresnela, aby intensyfikować światło. – Naszym celem jest czerpanie korzyści z każdego słonecznego promienia – oświadczył Fernández. Po powrocie do Stanów Zjednoczonych przeczytałem w pewnym czasopiśmie artykuł wzywający kraj do przyspieszenia prac nad wykorzystaniem słońca. Co godzinę zalewa ono ziemię falą ciepła równą wytwarzanej podczas spalania 21 mld ton węgla – wyliczał autor. – Kolosalna moc energii słonecznej jest niemal niemożliwa do ogarnięcia. Artykuł ten, ilustrowany rysunkiem futurystycznej elektrowni słonecznej z ogromnymi zwierciadłami generującymi parę, nosił tytuł: "Dlaczego nie posiadamy… energii słonecznej?" Został wydrukowany we wrześniu 1953 r. George Johnson, 2010
W amerykańskim mieście Phoenix (stan Arizona) słoneczne promienie zogniskowane na odblaskowym dysku odbijają wystarczająco dużo energii, żeby zapalić papierosa.
Ten pokaz możliwości kuchenki słonecznej odbył się jesienią 1955 r. w trakcie światowego sympozjum poświęconego zastosowaniom energii słonecznej i był jedną z 85 prezentacji zorganizowanych przez 50 wystawców. Około 29 tys. osób przyszło podziwiać rozmaite napędzane słońcem urządzenia, od wytwarzających prąd po używane do pieczenia bułeczek. Zimna wojna najpewniej ostudziła przyjęcie, jakie zgotowano radzieckim specjalistom w dziedzinie energii słonecznej. Sowiecka ekspozycja dawała do myślenia – napisał fotograf. Nie pojawił się ani zapowiadany eksponat, ani wystawca. Archiwum „Podróży w czasie” znajduje się na stronie ngm.com.