Energia 4.0

A jövő energiája

Van még tartalék a megújulókban

2019. október 31. 08:57 - energia4.0

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!

kep2_www_digitaltrends_com.jpgForrás: 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:

adobestock_189374492.jpeg

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.

kepkivagas_1.PNG

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!

3 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://ajovoenergiaja.blog.hu/api/trackback/id/tr2315262732

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

midnightcoder2 2019.10.31. 10:40:36

Igen, a gond itt igazából nem a hatékonyság, hanem egyrészt a panelek illetve a kapcsolódó elektronika ára (inverterek), másrészt a tárolás. Nem lenne gond, ha a napelem csak fele annyira lenne hatékony mint ma, ha cserébe tizedannyiba kerülne. A szilárd STF-fel pedig már 20 éve is kísérleteztek ha jól tudom (különféle sókkal).

comblog 2019.11.15. 13:18:24

Azért az, hogy mi a legolcsóbb erősen függ a számítási módszertől. Pl. a napenergia hatalmas beruházás ami majd évtizedek alatt térül meg. Persze a napelemeknél az esztétikum legnagyobb probléma, nem is a giga beruházás. Első facepalm.
Ennek tükrében lehet a legolcsóbb akár a franciáknál is a nap, de az energia mixben a széllel együtt csak 11% (2018) a nukleáris energia meg 62%... (Azaz a "nap vezet" erőteljesen félreérthető, megvezető kijelentés, mégis miben vezet, nem ártana talán megemlíteni).
Ahol helyben állítják elő az eszközöket és ezzel még az ipart ill. közvetlen módon a foglalkoztatást is támogatják ott lehet valamivel könnyebb olcsó lenni.
A járdára meg az útra tett napelemek meg akkora bukás, hogy az EEVblogos Dave többször alázta ezt a történetet (érdemes megnézni). Tényleg ez a "be open minded but not so open that your brains fall out" kategória.
Már megint valami bölcsész, politológus, szociológus aki miután megtanult angolul sikerült valami hájpolt blikk szintű agymenést fordítani zéró realitás érzékkel anélkül, hogy kicsit is megerőltette volna magát, hogy legalább utána nézzen egy kicsit is a dolgoknak.
A tárolás viszont tényleg komoly probléma. Iszonyat megdrágítja, az egész történetet. Kár, hogy ez volt a legjobban elnagyolva.