Americanii consumă un teren de fotbal cu energie pe cap de locuitor

Cât de limitate sunt sursele de energie regenerabile - această problemă este explorată în articolul profesorului David Eichler din ediția online a Facts & Arts. Vor putea sursele regenerabile de energie să ne acopere nevoile de energie dacă sursele convenționale de energie sunt epuizate sau vor fi atât de scumpe încât nu vom merita din punct de vedere economic să le folosim - a scris buletinul de informare al Asociației Ungarilor pentru Forumul Atomic?.

Câteva figuri ciudate despre energie

Nevoile actuale de energie ale umanității sunt de aproximativ 15.000 GW, ceea ce înseamnă că puțin peste 2,5 kW este distribuit în medie fiecărui locuitor al Pământului. În plus față de energia pe cap de locuitor, energia pe unitate de suprafață terestră joacă, de asemenea, un rol important în analiză. Presupunând că pe suprafața planetei noastre există 150.000 miliarde de metri pătrați de teren (aproximativ 20.000 m2 pe cap de locuitor), necesarul de energie pe metru pătrat este de 0,1 W.

Energia care atinge straturile superioare ale atmosferei de la Soare este de aproape zece mii de ori nevoile actuale, ceea ce poate părea o rezervă suficientă pentru nevoile actuale. Cu toate acestea, doar o parte din această energie ajunge la suprafața Pământului. În medie, se poate spune că aproximativ 150 W de energie solară vine pe metru pătrat. Atâta energie poate fi produsă într-un an de la consumul unui milion de calorii de alimente sau de la arderea a 120 kg de cărbune, adică tot atât de mult cărbune pe cât o persoană consumă în fiecare an. (Coincidența nu este întâmplătoare, deoarece suprafața corpului uman, care este de aproximativ 1 metru pătrat, radiază aproximativ la fel de multă căldură ca și fluxul solar mediu.) Rezultă că ar fi nevoie de mai mult de un metru pătrat de suprafață pentru a acoperi hrana unei persoane. mult mai mult pentru a-și satisface nevoile totale de energie, ceea ce echivalează cu consumul de energie de zece ori mai mare al alimentelor;.

Fotosinteza și biomasa

Fotosinteza utilizează de obicei un procent din radiația soarelui care ajunge la plantă. Acest lucru depinde, desigur, de tipul plantei și de mulți alți factori, dar eficiența cerealelor cele mai eficiente nu depășește 3%. Având în vedere că o mare parte din suprafața Pământului este apă, norii reflectă o mare parte din radiația solară incidentă înapoi în spațiu și că o parte a pământului este deșertă sau inadecvată pentru vegetația plantelor, obținem o zecime din procent (miimi) de radiație solară incidentă prin fotosinteză se utilizează.

Adică, sub formă de biomasă, vegetația de pe Pământ stochează de aproximativ zece ori necesarul de energie al umanității. Pentru a satisface această cerere de energie, ar trebui colectată o zecime din toate plantele de pe Pământ. Deși acest lucru este posibil în principiu, există o serie de probleme în practică. În Statele Unite, de exemplu, unde consumul specific de energie este de șase ori mai mare decât media mondială, cca. 6000 de metri pătrați de teren pe cap de locuitor (puțin mai mare decât un teren de fotbal) ar fi necesari pentru a satisface nevoile de energie din biomasa bazată pe fotosinteză.

Energie eoliana

Sub forma energiei eoliene, radiația solară care ajunge pe Pământ reprezintă o pondere mai mare decât biomasa, dar este mult mai dificil de „recoltat” decât plantele. Trebuie să obțineți felia să funcționeze unde și când suflă, altfel se va pierde. Așadar, întrebarea este cât de mult teren trebuie plantat cu roți eoliene pentru a satisface nevoile mondiale de energie, ceea ce ar necesita cel puțin un procent din tot eolianul pentru a fi utilizat pentru a genera electricitate. Aceasta este o sarcină foarte dificilă.

Dacă vântul bate 24 de mile pe zi, șapte zile pe săptămână, cu o viteză de 20 mile pe oră. Acest lucru echivalează cu un flux de energie de aproximativ 0,5 kW pe metru pătrat, jumătate din care poate fi utilizat cu roți eoliene într-un caz bun. Chiar și în astfel de condiții de vânt extrem de favorabile, pentru a satisface nevoile totale de energie ale lumii, ar trebui luată o felie de muncă de la 8 metri pătrați pe persoană. Pentru întreaga populație a Pământului, aceasta ar însuma 50 de miliarde de metri pătrați, care este zona acoperită de o perdea înaltă de un kilometru plasată de-a lungul Ecuatorului.