211service.com
Vi behöver kärnkraftsdrivna flygplan, inte solenergidrivna
Det faktureras som en triumf för solenergi, men Solar Impuls soldrivna flygplan kan också ses som en illustration av hur fantastiska flytande bränslen som flygbränsle är, och hur långt solenergi och batteriteknik skulle behöva gå för att utmana dem. En mycket bättre idé än soldriven flygning är kärnkraftsdriven flygning, även om jag inte menar att sätta kärnreaktorer på flygplan som den amerikanska regeringen en gång föreslog (se dessa två pdfs). Låt oss använda fission för att göra bränsle med lågt koldioxidutsläpp.
Solar Impulse-planet, som drivs av en kombination av kristallina kiselsolpaneler och litiumjonbatterier, kom med nyheter förra året när det gjorde världens första soldrivna interkontinentala flygning. Och det är planerat att flyga över USA i sommar. Men kontinenterna det reste mellan - planet flög från Spanien till Marocko - nästan närmar sig. Och planet kommer att göra resan över USA i fem etapper. Planet bär bara en person, men dess vingspann är lika med en jumbojet, som ger det nödvändiga lyftet och området för solpanelerna.
Det finns vissa saker som solpaneler är bra för, men de är inte bra för passagerarflyg. Energin i solljus är för diffus. En kvadratmeter solpanel genererar mindre än 200 watt i fullt solsken. Som jämförelse kan en liten, halvmeter bred, bensindriven generator generera 3 500 watt. Den kan köras i 24 timmar – på halv effekt – på mindre än 12 liter bränsle. Solpanelen slutar förstås att fungera på natten. Om det kan generera lite extra kraft under dagen, kan det lagras i batterier. Men batterier lagrar bara cirka 1/100:e så mycket energi som bensin. (För övrigt är en av kärnkraftens attraktioner att du kan få ut ungefär en miljon gånger mer energi ur uran i ett kraftverk än vad du kan få ut ur diesel i en motor.)
Solpaneler kan vara bra för vissa nischflygplan. Till exempel, lätta militära drönare – sådana som ser ut som modellflygplan och som soldater skjuter upp genom att kasta dem i luften – utrustas nu med högeffektiva solceller som gör att de kan stanna i luften mycket längre än de skulle kunna göra med enbart batterier. . Men även en fördubbling eller tredubbling av solpanelens effektivitet och batterilagringskapacitet kommer inte att tillåta dessa källor att ge den typ av energi som behövs för att lyfta en jumbojet från San Francisco till Peking.
Om vi ska ha flygbolag med låga koldioxidutsläpp måste vi tillverka flytande bränslen från källor med låga koldioxidutsläpp. Biobränslen gjorda av socker eller gräs kan spela en viss roll för att minska utsläppen. Men deras roll är begränsad med tanke på den energi som behövs för jordbruket och de stora mängder mark som krävs (okej, förutom när det gäller sjögräs).
Den lägsta koldioxidvägen kan vara att tillverka bränslen från koldioxid och vatten med energi från landbaserad solkraft eller kärnkraftverk. Så småningom kan kärnkraftverk med hög temperatur som nu är under utveckling vara ett ännu bättre alternativ – deras värme skulle kunna användas för att underlätta de nödvändiga kemiska reaktionerna mer effektivt än elektricitet skulle kunna (se A Better Way to Get Hydrogen from Water , Safer Nuclear, At Halve Price och utvecklingsländer sätter kärnkraft på snabbspolning).
Dessutom kommer solenergi på bilar att stöta på samma problem som solenergi på flygplan. Man skulle kunna tänka sig att använda solpaneler på bilar för att långsamt ladda batterierna medan bilarna står parkerade. Kanske kan du få några kilowattimmar per dag på det här sättet, tillräckligt för korta pendlingar under soliga dagar. Du kunde inte lita på det för långa resor. Det är vad flytande bränslen är till för.