V tomto blogovom príspevku zistíme, prečo stále musíme šetriť energiou, aj keď slnečná energia je nekonečná.
Yuval Noah Harari napísal „Sapiens“. Vo štvrtej časti „Sapiens“, „Vedecká revolúcia“ tvrdí, že úver, základný princíp kapitalistickej spoločnosti, nám všetkým umožnil žiť v hojnosti. To znamená, že sa zväčšila veľkosť ekonomického koláča, takže to, že niekto berie veľký podiel, neznamená, že podiel ostatných klesá. Kapitalizmus má veľkú výhodu v tom, že každý môže mať väčší kus koláča.
Všetky koláče však vyžadujú suroviny a energiu. Energia je nevyhnutná najmä na spracovanie surovín a zachovanie ľudského života. Môžu sa suroviny a energie dodávať neobmedzene? Harari kladie túto otázku v tejto knihe. A hneď v ďalšej kapitole tvrdí, že slnečná energia dokáže poskytnúť nekonečnú energiu, ktorú potrebujeme. Vysvetľuje, že energia vyžarovaná slnkom za jednu sekundu prevyšuje všetku energiu, ktorú ľudstvo používa v priemysle. Ale mam jednu otazku. Je teda naozaj potrebné šetriť energiou?
Moja odpoveď je „áno“. Sú na to tri dôvody. Prvým je, že nie je možné úplne premeniť slnečnú energiu. Druhým je, že podľa princípu hmotovo-energetickej ekvivalencie malá hmota obsahuje veľké množstvo energie, ale množstvo energie, ktoré možno skutočne využiť, je veľmi malé. Tretím je, že sa musíme hlbšie zamyslieť nad tým, čo je energia.
Po prvé, množstvo energie, ktoré možno získať z alternatívnych zdrojov energie, je nedostatočné. Mnoho ľudí sa prikláňa k názoru, že alternatívne zdroje energie (slnečná energia, vodná energia, geotermálna energia atď.) sú rôznorodé a že ich zásoba je dostatočná. Najmä mnohí tvrdia, že solárna energia je dobrým alternatívnym zdrojom energie, pretože je jej dostatok. Musíme sa však zamyslieť nad tým, koľko slnečnej energie môžeme skutočne využiť. Množstvo energie, ktoré Slnko vyžaruje za jednu sekundu a dosiahne Zem, je až 1 milión exajoulov (EJ). Ale koľko z toho sa dá premeniť cez solárne panely? Účinnosť premeny v súčasnosti vyvinutých solárnych článkov je len asi 15 %. Navyše plocha zemského povrchu, ktorú možno využiť na solárne panely, je menšia ako 6 %. Ide o výpočet založený na predpoklade, že solárne panely sú inštalované vo všetkých oblastiach okrem mora, riek a hôr. Inými slovami, k celkovému množstvu energie, ktorá sa dostane na Zem, treba brať do úvahy aj oblasť, ktorú možno skutočne využiť, a účinnosť výroby energie. Z tohto pohľadu je energia, ktorú slnko vyžaruje za rok, menej ako 10-násobok energie, ktorú ľudia spotrebujú v priemysle za rok, čo naznačuje, že množstvo energie nie je dostatočné. Samozrejme, množstvo 10-násobku sa môže zdať podľa dnešných štandardov veľké, ale keďže v budúcnosti bude potrebné viac energie, tvrdenie, že slnečná energia je hojná, je prehnané.
Po druhé, spôsoby získavania energie sú obmedzené. Mnoho ľudí uvádza ekvivalenciu hmotnosti a energie (E=mc^2) a tvrdí, že energia je dostatočná. Hmotnosť tu však neznamená len hmotnosť objektu. Toto je „hmotný defekt“, ktorý sa týka energie, ktorá nastáva, keď hmota zmizne. Inými slovami, táto energia vzniká iba pri reakciách, ktoré porušujú zákon zachovania hmoty, ako je jadrová fúzia a jadrové štiepenie. Na vyvolanie týchto reakcií sú potrebné rádioaktívne izotopy a množstvo spotrebované v jadrových elektrárňach je veľmi malé. Kým sa nevyvinie technológia na stabilizáciu jadrových reaktorov a nezabezpečíme dostatok rádioaktívnych prvkov, získaná jadrová energia je stále len na úrovni jadrových elektrární. Okrem toho takúto technológiu sprevádzajú riziká. Preto je množstvo energie, ktoré možno vyrobiť pomocou ekvivalencie hmotnosti a energie, pri súčasnej technológii obmedzené a jej riziká nemožno ignorovať.
Po tretie, musíme sa zamyslieť nad tým, čo je energia. Väčšina energie je relatívny pojem. Existuje energia, ktorá je definovaná absolútnymi číslami, ale existuje aj energia, ktorá je určená rozdielom. Napríklad gravitačná energia je definovaná predpokladom nekonečnej potenciálnej polohy nula. Podobne aj výroba tepelnej energie, ktorá získava teplo na základe energie uloženej v chemických väzbách, tiež závisí od toho, do akej miery môžu byť väzby prerušené, a nie od energie uloženej v samotných zlúčeninách. Preto je dosť ťažké definovať energiu. Nakoniec je dôležité, koľko energie dokážeme premeniť na „elektrickú energiu“.
Doteraz sme sa zaoberali významom energie a hranicami energie, ktorú môžeme využiť. V závislosti od definície sa energia môže javiť ako nadbytok alebo nedostatok. Energia, ktorej by sme však mali venovať pozornosť, je „elektrická energia“, ktorú vieme ľahko premeniť. Ako sme vypočítali skôr, slnečná energia a masová energia sú veľmi malé na to, aby sa premenili na elektrickú energiu, ktorú môžeme použiť so súčasnou technológiou. Preto musíme šetriť energiou, a to nielen z dôvodu vyčerpania fosílnych palív, ale aj preto, že druhy a množstvá energie, ktoré dokážeme premeniť, sú obmedzené. Keď sa fosílne palivá vyčerpajú, nebudeme mať inú možnosť, ako sa spoľahnúť na solárnu energiu alebo iné alternatívne zdroje energie s nízkou účinnosťou premeny. Nakoniec, úspora energie je spolu s rozvojom technológií jedinou cestou pre našu budúcnosť.
