- harmadik rész
Így élünk majd a 22. században
Ha a 21-ik században áttérünk a zöld energiák használatára, azzal ugyan megállítjuk a Föld további felmelegedését, de a már kibocsájtott széndioxid még sokáig (80%-a kb. 100 évig, 20%-a jóval tovább) fent marad az atmoszférában és ezért a Föld még generációkon keresztül, nem hül le, nem tér vissza eredeti állapotába. Ezért fontos, hogy minél előbb felszámoljuk a széndioxid kibocsájtását.
Most tehát arról fogok írni, hogy milyen is lehetne az életformánk a 22-ik században akkor, ha a mai "fosszilis-atom" energia korából már áttértünk "nap-hidrogén" energia használatának korába. Nézzük tehát miként is fog működni az ipar, a lakó vagy irodaházak és a közlekedés energia ellátása.
Magyarország esetében az ország területének 0.24%-át, tehát 223 négyzetkilómétert kellene napelemekkel befedni ahhoz, hogy az egész ország villamos energia szükségletét fedezzük (Hinora Ferenc Jánosn adatai). Mivel ma már Magyarországon is tilos az aszbeszt tartalmú építőanyagokat használni és ugyanakkor még kb. 100 négyzetkilóméternyi azbesztes tető van használatban, óriási lehetőséget ad, ezeknek a tetőknek "napgyüjtő tetőkkel" való lecserélése, amit, ha az ország Elon Musk Solar City vállalatával társulva fejlesztene ki, nem csak Európában lenne az első, de betörhetne a világpiacra is.
Mint már korábban írtam, sivatagjaink felületének 1%-án összegyüjtött napenergia elegendő az emberiség teljes energia szükségletének a kielégitésére. Ahhoz, hogy ez megtörténjen, olyan hatalmas napenergia farmokat kell létrehozni, mint példáúl az előrelátó kinaiak teszik. Az alábbi Longyangxia Dam Solar Park, melynek 850MW-os (Paks egy reaktora 450 MW-os kapacitású) kapacitása elegendő 200.000 lakóház energia szükségletének kielégitésére.
Mivel a sivatagok távol vannak a felhasználóktól, a termelt áramot raktározni és szállítható állapotba kell hozni. Ezt elektrolizéssel hajtjuk végre. Ez az eljárás a vizet szétválasztja hidrogénre és oxigénre, úgy ahogy a növényeknél a klorofil teszi. Az én "mesterséges falavelem" számára még nem találtuk meg az ideális katalizátort, - ugyan a nikkel látszik az egyik lehetőségnek -, de annál olcsóbbat keresünk .
A szétválasztás után, - mint azt a növényzet is teszi -, az oxigént kiengedjük a levegőbe, mig a hidrogént, úgy mint ma a földgázt (LNG), folyadékká cseppfolyósítva vagy magas nyomású gáz formájában raktározzuk, majd csöveken keresztül vagy hajókon szállítjuk a felhasználókhoz. Az alábbi ábra bal oldalán látható egy, a hidrogént cseppfolyós formában szállító (1250 m3-t @ -252°C) japán hajó a Kowasaki pilot) a jobb oldalán pedig egy, a hidrogént magas nyomású gáz formájában szállitó h
ajó.
Itt jegyzem meg, hogy a nap-farmokat a Föld más pontjain is meglehet épiteni és én csak azért említettem a sivatagokat, mert azok egyéb célra nem nagyon használhatóak. Tehát félreértés azt hinni, hogy én sivatagokba érkező napenergia nagy mennyisége miatt beszéltem a sivatagokról. Nem!
Mint az alábbi ábra mutatja, Magyarországra négyzetméterenként évi 1300 kWh/m2 napenergia érkezik, mig a Szaharába 1900 kWh/m2. Más szóval egy 1,5 km2-es nap-farm az Alföldön, ugyanannyi áramot termel, mint egy 1,0 km2-es a Szaharában. Magyarország évi teljes villanyfogyasztása kb. 38-40 TWh (38-40 billió KWh), mig a mai napelemek évi villany termelése kb. 150 KWh. Igy nálunk kb. 250 km2-et kellene napelemekkel befedni ahhoz, hogy azok biztositsák az ország teljes villany szükségletét. Ez a 250 km2 körülbelül azonos az ország háztetőinek felületével.
Megemlítem még, hogy Magyarország egy kicsit több napenergiát kap, mint példáúl Németország, és mégis ott már 1,5 millió napelem-rendszer működik és szolgáltatja az ország villany szükségleténk 8%-át (az atomerőműveket pedig lezárták).
Mikor a hidrogén megérkezik a kikötőkbe, onnan ugyanúgy szállítható tovább, mint az LNG (cseppfolyós földgáz), tehát akár csövön, akár vonaton vagy teherautón. Az alábbi kép bal oldala mutatja ahogy egy teherautó cseppfolyós hidrogént (LH2-t) szállít egy űrrakéta tankjának feltöltésére és persze ugyanez a teherautó töltheti fel a hidrogén-állomás kútjait (a kép jobb oldalán) vagy a magánházak hidrogén tankjait is. Egyenlőre még elég kevés a hidrogén vagy villany töltő állomás, ezért azokat (mint alább láthatjuk) általában a benzinállomásokon helyezik el a benzinkutak mellett.
A ZEV (Zero Emisson Vehicles - Nulla Kibocsájtású Járművek) illetve az FCV (Fuel Cell Vehicles - Üzemanyagcellás Járművek) általában magas nyomású hidrogén gázzal (680 atmoszféra = 10,000 PSI) töltött üzemanyag tartályokat használnak, kivéve a BMW-t, mely alacsony hőfokon (-253°C = -435°F)-on cseppfolyositott hidrogént használ. Ma a töltő-állomásokon egy kilogram hidrogén ára kb. $10. Ez több mint 80 km (50 mérföld) megtételére elegendő. Egy kocsin általában két 5 kg-os kapacitású tank van, igy a töltések közötti távolság 700 km (430 ml) körül van.