Alig egy évtized alatt forradalmian javult a szél-, illetve a napenergia felhasználásának hatékonysága. A legfejlettebb megújuló-energiás megoldások motorjai az Egyesült Államok, illetve Nyugat-Európa, különösen sikeresek a bostoni MIT technológiai egyetem kutatói. Ám a tudósok tarsolyában még bőven vannak új elgondolások, fejlődési irányok!

Forrás: www.digitaltrends.com

Egy frissen megjelent amerikai tanulmány, a NEO 2019 (New Energy Outlook) 65 energiapiacot hasonlított össze. A fő megállapításuk egy rövid szlogen lett, ami így hangzik: „50 by 50”. Ez azt jelenti, hogy a nap- és a szélenergia 2050-re már a világ energiatermelésének 50 százalékát adhatja. A nagy hódításnak az alapja az a rendkívüli innováció, amely a tanulmány szerint mindössze tíz év alatt, vagyis 2010 és 2019 között valósult meg, és amelynek révén

• a napenergia felhasználásában 85 százalékos,
• az energiatárolásban, akkumulátorokban szintén 85 százalékos,
• de még a szélerőműveknél is 45 százalékos volt a hatékonyság-javulás.

Egészen megdöbbentő, ahogy ez a hatékonyságjavulás fél évtized, vagyis 2014 és 2019 között átrendezte a világban az energiaforrások árfekvését. Ha négy különböző energiatermelési „alapanyagot”, szenet, gázt, napot és szelet vizsgálunk, 2014-ben még nem volt olyan ország, ahol a napenergia lett volna a leggazdaságosabb és a szél is csak Németországban, Dániában, illetve Uruguayban volt vonzó.

A legtöbb országban ekkor még az éppen elég alacsonyan jegyzett gáz volt a legolcsóbb (nem meglepő módon Oroszországban, az Egyesült Államokban, az arab világban és Dél-Amerika legtöbb országában is). Emellett meglehetősen sok országban a szén volt a leggazdaságosabb energia (Kína, India, Indonézia, Törökország, de még a szénbánya-bezárásairól ismert Egyesült Királyságban is).

Öt évvel később - az említett technológiai robbanásnak hála - a napenergia már a legolcsóbb energiaforrás olyan „szénhidrogén-államokban” is, mint Szaúd-Arábia, vagy az Egyesült Arab Emírségek, de Olaszországban, Franciaországban, Spanyolországban, illetve Indiában is a nap vezet. A szél is folytatta globális hódító útját, az idén már ez a leggazdaságosabb forrás az Egyesült Államokban, Kínában, Brazíliában, Kanadában, illetve az Egyesült Királyságban.

A gáz vezető szerepe visszaszorult néhány specialista számára (Oroszország, Algéria), míg a szén Európán belül egyedül Lengyelországban, illetve Törökországban maradt a leggazdaságosabb forrás, és egyelőre viszonylag sok dél-kelet-ázsiai országban is van ilyen szerepe.

Bár a nap- és szélenergia hódítása talán Kínában a leglátványosabb, az innováció elsősorban Észak-Európából és az Egyesült Államokból érkezett. Ha pedig egyetlen intézményt kellene kiemelni, akkor az MIT (Massachusettsi Műszaki Egyetem - Massachusetts Institute of Technology) volt a legfontosabb tudásközpont. A bostoni MIT a tudomány és a technika területén a legerősebb, eddig 76 jelenlegi és korábbi diákja, tanára kapott Nobel-díjat. Az EnergySage nevű szakportál összefoglalója szerint a megújuló energia területén most is több érdekes kutatás zajlik, részben az egyetemen, részben magáncégeknél. Nézzünk ezek közül néhányat:

Nappanel az utakban

A híres amerikai 66-os út egy 3940 kilométer hosszú államközi országút. Itt, illetve mellette a járdán tesztelik a napelemtechnika új megoldásait. A panelek hármas funkcióval bírnak majd, energiát termelnek, de izzóikkal éjjel meg is világíthatják az utakat, segítve ezzel az autósok iránytartását, ráadásul hőtermelő képességükkel a téli időjárás során besegítenek a hó eltüntetésébe.

Esztétikum

Az MIT kutatói szerint a háztartási napenergia-felhasználás egyik fő akadálya az, hogy a háztulajdonosok jelentős része a napelemeket csúnyának tartja, és nem szeretné velük elcsúfítani ingatlanát. Az MIT és a bostoni Sistine Solar azt oldotta meg, hogy a napelemekre különböző dekorációs fóliát illeszthessenek, anélkül, hogy ezzel csökkenne a panelek hatékonysága. A dekoráció mintája és színe egyezhet a tetőt fedő anyagéval.

Hordható különlegességek

Az okosórák idejében egyre izgalmasabb a hordható eszközök világa is, természetesen a különböző pulzusmérők, órák, sporteszközök (okos stopperek) között is vannak napelemes készülékek. Az elmúlt években azonban nem csak a kemény műanyagokból készült viselhető eszközökön alkalmaznak napenergiát, hanem megszülettek a napelemes textíliák is.

Elsőre talán ez irrelevánsnak tűnik, de gondoljunk csak bele, hogy mennyi felhasználási területe van, ha a télikabát nemcsak meleg, de még fűt is, ugyanez működhet egy autósülésnél is, ahol nem szükséges külső energia a fűtésre, de akár egy nagyméretű függönynél is.

Napraforgó

Amikor azt halljuk, hogy napraforgó, alighanem a mezőgazdaság jut eszünkbe, de ezúttal nem a szotyira vagy az étolajra gondolunk, hanem azokra az ipari, de akár háztartási napelemekre, amelyek már képesek a nap felé fordulni, hogy ezzel maximalizálják az áramtermelést. A GTM Research jelentése szerint 2021-re az összes földre szerelt napelemnek már csaknem a fele képes lesz követni a napot.

Minden fok számít

Az MIT kutatói olyan új technológián is dolgoznak, amely megkétszerezheti a napelemek hatékonyságát azáltal, hogy felveszi és felhasználja azt a hulladékhőt, amely a napelemeken fellép. Ez a nem hasznosított hőenergia ma még veszteséget jelent, de ha még ez is „befogható”, az javíthatja a napenergia-technológiát. Már ma is létezik olyan a gyakorlatban, amikor a napelemekhez napkollektorokat is szerelnek, de egy ennél szorosabb integráció további százalékokkal javíthatja a hatékonyságot.

Tárolás

A legnagyobb technológiai robbanás persze az lenne, ha napon belül, vagy akár éven belül is lehetne úgy tárolni a napenergiát, hogy ehhez nem kell Afrika minden ásványkincsét kibányászni, vagy egy dombokkal övezett medence élővilágát feláldozni. Ebben még biztosan messze vagyunk az igazán hatékony megoldásoktól, de a munka zajlik.

Az MIT professzora, Jeffrey Grossman és kutatócsapata máris jelentős eredményeket ért el a napenergiás üzemanyagok (solar thermal fuel - STF) területén.

Az STF olyan anyag (Grossmanék korábban inkább folyadékokat, ma már szilárd anyagokat is kutatnak), amely képes elnyelni a napfény energiáját, amit hőként, „töltésként” tárol, majd gombnyomásra felhasznál.

Pofonegyszerűnek tűnik, de a hő terjed, eloszlik, nem olyan egyszerű ez az egész tárolás, ugyanakkor Grossmanék prototípusai ígéretesek, elsősorban olyan felületeknél próbálkoznak, amelyek tartósan vannak kitéve a napfénynek: ablakokba, szélvédőkbe, autópanelekbe telepítenek STF-eket.

Ha bárki azt hitte, hogy a legizgalmasabb évek már mögöttünk vannak, azt biztosíthatom arról, hogy az energiaipar még bőven tartogat meglepetéseket!