Надеждите за алтернативни горива

Откакто свят светува, природните процеси са в относително равновесие. Човешките дейности обаче променят вековния баланс и едно става повече, а друго - по-малко. Когато дишаме например, ние превръщаме материята в смес от два газа - водни пари и въглероден диоксид (СО2). Растенията извършват обратния процес, взимайки от атмосферата СО2, който използват, за да се самоизграждат.

Човекът променя отношението на газовете и по други начини освен чрез дишане - например, като намалява броя на дърветата, защото обича да ги сече и да ги гори. Резултатът отново е повече СО2. В последно време се оказа, че това не е на добре, защото поражда т.нар. парников ефект, който причинява затопляне на климата на Земята. Въглеродният диоксид увеличава дебелината на атмосферния слой, а това задържа отразените от земната повърхност инфрачервени лъчи (ИЧ). Заради това повече топлина (другото име на ИЧ лъчите) остава на повърхността на Земята и планетата се загрява още повече и климатът й се променя към по-неблагоприятен.

Очевидно трябва да намалим количеството въглероден диоксид, ако искаме да продължим да ползваме изкопаемите горива. Проблемът е, че това се оказва изключително сложна и дори невъзможна задача. Учените са безпомощни да намерят начин, чрез който да избавят планетата от нежелания газ. Има например идея да го закопаваме. Съвсем буквално. Но никой не знае дали газът ще остане под повърхността. Освен това процесът е скъп. Най-големият и може би дори единствен изследователски проект по темата, базиран в щата Илинойс, САЩ, е преустановен, след като планираните разходи достигат близо 2 милиарда долара. Практически само на три места в света въглеродният диоксид се заравя - в Нигерия (инсталацията е на British Petroleum), в щата Северна Дакота и в Норвегия под Северно море.

Съществува и друга технология за справяне с CO2 проблема. При ниски температури въглеродният диоксид се комбинира с клас химични съединения, наречени амини. При високи температури двете вещества се разделят. Съществува само една подобна инсталация и тя е в Дания. И това не е случайно - технологията е толкова скъпа и неизгодна, че само много богата държава може да си я позволи.

Засега изглежда, че няма начин как да намалим отпадните си газове. Значи трябва да намерим други източници на енергия или неотделящи СО2 емисии горива. Най-развитите и перспективни кандидати са вятърът, слънцето и биогоривата.

Слънцето

Цялата енергията на света практически е дошла от Слънцето чрез процеса на фотосинтезата. Зелените растения са в основата на хранителната верига и са суровината, от която впоследствие са се образували всички изкопаеми горива. В момента човечеството няма друг избор, освен да се научи как да получава енергия от звездата, която прави живота на планетата ни възможен. Причината за това е проста - наоколо няма друг енергиен източник. Радиоактивната руда, от която получаваме топлина и в крайна сметка пара, задвижваща турбините ни в атомните електроцентрали, няма да ни стигне за дълго. Да не говорим за сложността и времето за изграждане на ядрен реактор. Някой би споменал и топлината на земното ядро, от която бихме могли да се възползваме. Тази идея засега е толкова използваема, колкото и студеният ядрен синтез (т.е. получаването на едно атомно ядро от две при нормална температура, което води до отделяне на огромно количество енергия). За момента и двете са по-подходящи за научнофантастичен роман.

Слънчевата светлина може да бъде улавяна. Това е хубавата вест. Лошата е, че е все още не умеем напълно да се възползваме от нея. Съществуващите сега слънчеви панели са сравнително скъпи и недостатъчно ефективни. Това обаче се променя с всеки изминал ден. Буквално. Инвестициите в разработване на нови фотоволтаици, тоест устройства, превръщащи светлина в електричество, са огромни. Множество академични и индустриални научни лаборатории интензивно работят по развитие на подобни технологии. Причината не е само любовта към човечеството и славата, но и финансова. Първите, които създадат икономически изгодни слънчеви електроцентрали, вероятно ще станат мултимилиардери.

При това положение не е странно, че високорисковите инвеститори са превзели изследователския сектор, който търси как да произвежда (и съхранява) евтин ток. На пазара се появяват непрестанно нови технологии и продукти, като например електрическият автомобил Tesla Roadster, от който всички бройки, планирани за 2008 г., са предварително продадени. Цената на "слънчевото електричество" вече пък доближава тази на "горивното" електричество.

Пример за напредъка в тази област са новите панели на фирмата SolFocus. Те произвеждат електричество на цена около 26 цента за киловатчас. Компанията очаква до 2010 г. сумата да падне на 13-14 цента. За сравнение - в момента цените за домакинско електричество в САЩ варират от 7 до над 20 цента на киловатчас. Те обаче се покачват (както и в България), докато "слънчевият ток" поевтинява. По всичко личи, че скоро те ще се превърнат в съвсем реална конкуренция на конвенционалните енергийни технологии.

Голяма надежда вдъхва и известният напредък в създаването на организми и/или устройства, които извършват изкуствена фотосинтеза. Засега обаче експериментите са по-скоро само в сферата на науката. Пред изследователите има доста неща за откриване и създаване, преди да можем да видим технологии, които да използват природния процес. И все пак точно там вероятно е скрита възможността за истинска енергийна революция.

Вятърът

Хубавото на т.нар. възобновяеми източници е, че са екологични, безкрайни, винаги налични и безплатни. Нека добавим също така, че при тях монополизмът е труден. По данни на Министерството на енергетиката на САЩ само за една година (2005-2006 г.) токът в страната, получаван от възобновяеми източници, е нараснал с цели 10%.

По всичко личи, че съвременният Дон Кихот ще строи вятърни турбини, вместо да ги напада. Днес едва 1% от електричеството на света и това на САЩ се получават от вятър. Към 2020 г. обаче процентът в САЩ трябва да е 15. Един процент на пръв поглед може да не изглежда много, но всъщност става дума за енергия, достатъчна да захрани 5.4 милиона американски домакинства (повече от достатъчно за енергийните нужди на България, например). Инвестицията във вятърни турбини на територията на САЩ само за 2007 г. надхвърля 9 милиарда долара.

Норвегия пък има амбицията да стане първата страна в света, която има нулеви въглеродни емисии. Според министър-председателя Янс Столтенберг скандинавската държава има този дълг към човечеството, защото е един от най-големите износители на петрол. За да постигне амбициозната си цел, кралството инвестира активно във вятърни турбини, които ще разполага в морето далеч на север, където винаги духа. "Ако обичате вятъра, значи сте на най-точното място. При нас има не повече от един безветрен ден годишно", споделя кметът на остров Утсира Ярле Нилсен пред агенция Reuters, цитирана от в. "Дневник". Малкото парче земя има площ 6 квадратни километра и население едва 210 души, които вече почти изцяло разчитат на възобновяема енергия.

Според американската асоциация за вятърна енергия 20% от електричеството на Норвегия и 7% от това на Германия идват от вятър. Цената му пък с времето става конкурентоспособна. Засега все пак по-често инвеститори в технологията са правителствата на богатите страни. Кой обаче ще развива подобни проекти в Третия свят? А в Китай и Индия? Въпроси без отговор, които засягат по-голямата част от населението на планетата. И в крайна сметка самото човечество като цяло.

Биогоривата

Горивата, получени от различни растения (царевица, захарна тръстика и т.н.) и отпадна биомаса, вече са на пазара. Но не защото са толкова екологични, а по-скоро заради комбинацията от пазарен дял и държавно финансиране, което ги прави доста изгодни. Резултатът е повишени цени на доста основни хранителни култури, намалени помощи за развиващите се страни и... въглеродни емисии.

Биогоривата, получили представката "био" предимно поради пазарни причини, отделят СО2 (въглероден диоксид - газът, основен причинител на глобалната промяна в климата) в атмосферата като всички други горива, получени от растителна маса, каквито са и нефтът и въглищата. Все пак разлика има - докато растенията - суровина за производството на биогоривото, са расли, те са поглъщали СО2 от въздуха. Това е така, но превръщането им в горива, транспортацията им и последващото изгаряне отделят повече въглероден диоксид от погълнатия. В крайна сметка общият ефект от биогоривата не е особено "био".

Това бе съвсем скоро доказано и публикувано в най-престижното американско списание за наука Science. В едно изследване бе показано, че биоетанол, произведен от царевица, ще увеличава два пъти емисиите на СО2 в сравнение с бензин, вместо да ги намалява с очакваните 20% (Science 2008, doi:10.1126/science.1151861). Подобен ще е резултатът и ако суровината бъде прерийна трева. Друго изследване (Science 2008, doi:10.1126/science.1152747) потвърждава тези изводи, показвайки, че превръщането на растителност от тропическите гори, саваната или торфените полета в биогорива ще увеличава CO2 емисиите от 17 до 420 пъти в сравнение с тези на бензина.

Очевидно биогоривата нямат екологична стойност, но пък имат икономическа такава. Около 1% от земеделската земя на планетата днес е засадена с култури, предназначени за производството им. Това е твърде показателен факт, илюстриращ икономическата изгода от подобен бизнес. Очевидно в желанието си да бъде "био", светът прибърза и вместо да направи наистина екологична технология, си създава поредния бъдещ "враг".