Ebben a blogbejegyzésben megtudjuk, miért kell még mindig energiát spórolnunk, noha a napenergia végtelen.
Yuval Noah Harari a „Sapienst” írta. A „Sapiens” negyedik részében, „A tudományos forradalomban” azt állítja, hogy a hitel, a kapitalista társadalom alapelve lehetővé tette mindannyiunk számára, hogy bőségben éljünk. Ez azt jelenti, hogy megnőtt a gazdasági torta mérete, tehát attól, hogy valaki nagy részt vállal, az nem jelenti azt, hogy mások részesedése csökken. A kapitalizmusnak van egy nagy előnye, hogy mindenki kaphat egy nagyobb darabot a tortából.
Azonban minden pite alapanyagot és energiát igényel. Az energia különösen fontos a nyersanyagok feldolgozásához és az emberi élet fenntartásához. Nyersanyag- és energiaellátás korlátlan ideig biztosítható? Harari felteszi ezt a kérdést ebben a könyvben. És rögtön a következő fejezetben azt állítja, hogy a napenergia képes biztosítani a szükséges végtelen energiát. Kifejti, hogy a Nap által egy másodperc alatt kibocsátott energia meghaladja az emberiség által az iparban felhasznált összes energiát. De van egy kérdésem. Tehát valóban szükséges az energiatakarékosság?
A válaszom „igen”. Ennek három oka van. Az első az, hogy lehetetlen teljesen átalakítani a napenergiát. A második, hogy a tömeg-energia egyenértékűség elve szerint egy kis tömeg nagy mennyiségű energiát tartalmaz, de a ténylegesen felhasználható energia mennyisége nagyon kicsi. A harmadik az, hogy mélyebben át kell gondolnunk, mi is az az energia.
Először is, az alternatív energiaforrásokból nyerhető energia mennyisége nem elegendő. Sokan hajlamosak azt gondolni, hogy az alternatív energiaforrások (napenergia, vízenergia, geotermikus energia stb.) sokrétűek, kínálatuk elegendő. Sokan különösen azzal érvelnek, hogy a napenergia jó alternatív energiaforrás, mivel bőséges. Át kell azonban gondolnunk, hogy valójában mennyi napenergiát tudunk felhasználni. Az energiamennyiség, amelyet a Nap egy másodperc alatt bocsát ki, és eléri a Földet, eléri az 1 millió exajoule-t (EJ). De mennyit lehet ebből napelemekkel átalakítani? A jelenleg kifejlesztett napelemek konverziós hatásfoka mindössze 15% körüli. Ráadásul a Föld felszínének napelemekre használható területe nem éri el a 6%-ot. Ez a számítás azon a feltételezésen alapul, hogy a tenger, a folyók és a hegyek kivételével minden területen telepítenek napelemeket. Vagyis a földet érő teljes energiamennyiség mellett a ténylegesen kihasználható területet és az áramtermelés hatásfokát is figyelembe kell venni. Ebből a szempontból a Nap egy év alatt kibocsátott energiája kevesebb, mint tízszerese annak az energiának, amelyet az emberek az iparban egy év alatt felhasználnak, ami arra utal, hogy az energia mennyisége nem elegendő. Természetesen a 10-szeres mennyiség mai mércével nagynak tűnhet, de mivel a jövőben több energiára lesz szükség, túlzás az az állítás, hogy bőséges a napenergia.
Másodszor, az energiaszerzés módjai korlátozottak. Sokan a tömeg-energia egyenértéket (E=mc^2) idézik, és azt állítják, hogy az energia elegendő. A tömeg azonban itt nem egyszerűen egy tárgy tömegére vonatkozik. Ez a „tömeghiba”, amely a tömeg eltűnésekor keletkező energiára utal. Más szavakkal, ez az energia csak olyan reakciókban keletkezik, amelyek megsértik a tömegmegmaradás törvényét, mint például a magfúzió és a maghasadás. E reakciók előidézéséhez radioaktív izotópokra van szükség, és az atomerőművekben felhasznált tömeg nagyon kicsi. Amíg az atomreaktorok stabilizálására szolgáló technológiát nem fejlesztették ki, és nem tudunk elegendő radioaktív elemet biztosítani, addig a megszerezhető atomenergia még csak az atomerőművek szintjén van. Ezenkívül az ilyen technológiát kockázatok is kísérik. Ezért a tömeg-energia ekvivalenciával előállítható energia mennyisége a jelenlegi technológiával korlátozott, és ennek kockázatait nem lehet figyelmen kívül hagyni.
Harmadszor, át kell gondolnunk, mi az az energia. A legtöbb energia relatív fogalom. Van energia, amelyet abszolút számok határoznak meg, de van olyan energia is, amelyet a különbség határoz meg. Például a gravitációs energiát úgy határozzuk meg, hogy végtelen nulla potenciális pozíciót veszünk fel. Hasonlóképpen, a hőenergia-termelés, amely a kémiai kötésekben tárolt energia alapján nyeri el a hőt, attól is függ, hogy a kötések mennyire képesek felszakadni, nem pedig magukban a vegyületekben tárolt energiától. Ezért meglehetősen nehéz meghatározni az energiát. Végül az számít, hogy mennyi energiát tudunk átalakítani „elektromos energiává”.
Eddig megvizsgáltuk az energia jelentését és a felhasználható energia határait. A meghatározástól függően az energia bőségesnek vagy szűkösnek tűnhet. Azonban az az energia, amelyre oda kell figyelnünk, az „elektromos energia”, amelyet könnyen átalakíthatunk. Ahogy korábban kiszámoltuk, a napenergia és a tömegenergia nagyon kicsi ahhoz, hogy elektromos energiává alakítsuk át, amelyet a jelenlegi technológiával felhasználhatunk. Ezért kell energiát spórolnunk, nem csak a fosszilis tüzelőanyagok kimerülése miatt, hanem azért is, mert az átalakítható energia típusai és mennyiségei korlátozottak. Ha a fosszilis tüzelőanyagok kimerülnek, nem lesz más választásunk, mint a napenergiára vagy más, alacsony átalakítási hatékonyságú alternatív energiaforrásokra hagyatkozni. Végső soron az energiamegtakarítás az egyetlen út a jövőnk szempontjából, a technológia fejlődésével együtt.
