Ratunek ze Słońca

Autor: Jerzy Borkiewicz | 6 grudnia, 2009

Wykorzystanie energii słonecznej to najlepsza droga do poprawy klimatu Ziemi

Świat wydaje rocznie ponad 3 bln dol. na energię oraz strukturę energetyczną1). Jednocześnie minęło 50 lat od opublikowania wyników badań, które ponad wszelką wątpliwość dowiodły, że wokół naszej planety powstaje izolująca warstwa dwutlenku węgla. Obecnie weszliśmy już w fazę niebezpiecznych skutków globalnego ocieplenia. Występuje wiele niepokojących zjawisk: podniesienie poziomu wód, topnienie lodowców, pożary, powodzie i susze to tylko niektóre skutki wywołane przez zmiany klimatyczne. Ratowaniu klimatu na Ziemi poprzez walkę z globalnym ociepleniem ma być poświęcony szczyt klimatyczny ONZ, który 7 grudnia rozpocznie się w Kopenhadze. Rozważania nad redukcją emisji CO2 koncentrują się na racjonalnym wykorzystaniu konwencjonalnych źródeł energii (w tym jądrowej), nie dostrzegamy natomiast źródła czystej energii, jakim jest Słońce. Wykorzystując możliwości z nim związane, można w stosunkowo prosty i bezpieczny sposób rozwiązać istniejący problem przy najmniejszych (perspektywicznie) kosztach.
W ciągu godziny Słońce dostarcza Ziemi większą ilość energii, niż ludzkość zużywa przez cały rok2). Czysta ekologicznie energia, jaka przez rok jest dostarczana przez Słońce za darmo, kilkanaście tysięcy razy przekracza nasze potrzeby. Z tego gigantycznego nadmiaru można przeznaczyć dowolną ilość na rozwój całych obszarów naszej ziemi (Indii, Afryki, Ameryki Południowej) oraz każdego kraju na świecie niemal w dowolnym miejscu. Stoimy na progu nadchodzącej ery energii słonecznej. Należy również podkreślić, że wszystkie istotne alternatywne źródła energii (z wyjątkiem energii atomowej) – biomasa, woda, wiatr – istnieją także dzięki Słońcu.

Energię złapać i zatrzymać

W tym stanie rzeczy bezpośrednia konwersja energii promieniowania słonecznego – ogniwa fotowoltaiczne oraz ich następcy – zajmą kluczowe miejsce wśród wspomnianych technologii i wyprzedzą je dużo szybciej, niż wyobraża sobie większość ludzi. Nowe materiały (w tym silikonowe) oraz techniki przetwarzania ich struktur w najbliższych latach powinny o połowę obniżyć koszty zainstalowanych paneli fotowoltaicznych – przy jednoczesnym ich doskonaleniu. Uzyskiwanie energii z paneli słonecznych będzie coraz tańsze, podczas gdy koszt budowy elektrowni konwencjonalnych, wiatrowych, wodnych i atomowych nie będzie radykalnie spadał.
Rozwój energetyki słonecznej jest zależny nie tylko od wzrostu wydajności, lecz także od rozwiązań systemowych czy technologii magazynowania energii. Chodzi o to, aby odbiorcy mogli korzystać z energii słonecznej, nie ponosząc kosztów instalacji urządzeń służących do ich wytwarzania. Na razie optymistyczne doniesienia płyną z Kalifornii, która za 10-15 lat swoje zapotrzebowanie na energię w 40-45% chce zaspokajać energią Słońca. Właśnie tam powstał zespół elektrowni słonecznych, w którym po raz pierwszy do „przechwytywania” promieniowania Słońca wykorzystano panele silikonowe. Te innowacyjne rozwiązania powstały przy pomocy firm z Niemiec i Japonii. Należy sądzić, że przedstawiciele USA i tych krajów będą o nich mówić w Kopenhadze. Wiele przełomowych odkryć może zostać dokonanych także w Chinach czy Indiach. Mamy przeto szansę już w latach 2040-2050 stać się cywilizacją Słońca. Optymiści szacują, że w 2025 r. będziemy wytwarzać co najmniej 1 terawat, tj. 1012 watów energii z promieniowania słonecznego, a przy bardziej skoncentrowanych wysiłkach nawet 2 terawaty. Pozwoliłoby to na radykalny spadek poziomu emisji CO2 do atmosfery.

Klucz w zrównoważonym rozwoju

Podejmując na coraz większą skalę działania poprawiające klimat na Ziemi, włączając nowe, czyste źródło pozyskania energii, jakim jest Słońce, musimy pamiętać, że są one i będą nadal zdeterminowane przez zrównoważony rozwój. Przyczyną gwałtownych zmian klimatu jest bowiem nieracjonalna produkcja na dużą skalę, zwłaszcza media energetyczne uwalniające w nadmiarze CO2 (w czym niestety i Polska ma wysoką pozycję), a także nieuzasadniona, nieracjonalna konsumpcja.
Zrównoważony rozwój w zaistniałej sytuacji klimatycznej to także warunek naszej dalszej egzystencji. Wszelkie zatem propozycje związane ze szczytem klimatycznym w Kopenhadze powinny podkreślać, że są one spójne i zdeterminowane przez zrównoważony rozwój i zobowiązania szczytu z 1992 r. w Rio de Janeiro oraz z 2002 r. w Johannesburgu.
Na razie tych spójnych tendencji nie widać. Przygotowane na Kopenhagę propozycje ustanowienia „globalnego porządku w gospodarce światowej”, jak należy sądzić, będą zawierały pakiet działań na rzecz zrównoważonego rozwoju w kryzysie. ródłem dla każdego kontynentu, kraju lub regionu musi być racjonalne wykorzystanie zasobów naturalnych i energii. Do tej klasycznej definicji zrównoważonego rozwoju jako potencjalny wykładnik kluczowych przemian należałoby dodać pozyskiwanie energii przede wszystkim ze Słońca. Tak więc Słońce – ten nowy, istotny, najważniejszy składnik poszerzający definicję zrównoważonego rozwoju – ma wreszcie szansę stać się w najbliższych latach kluczowym obiektem zainteresowania nauki i przemysłu – nie tylko za granicą, lecz także u nas w kraju. Stąd wniosek, że Polsce, która ostatnie 20 lat straciła przez zaniechanie rozwoju energetyki jądrowej (Żarnowiec), obecnie pozostaje włączyć się w działania tych krajów, które stawiają na najnowocześniejsze technologie pozyskiwania energii ze Słońca. Takie elektrownie będą budowane też np. w Niemczech i krajach skandynawskich oraz na południu Europy w rejonie Morza Śródziemnego.

Autor jest profesorem, członkiem Komisji Ochrony Środowiska i Utylizacji Odpadów PAN

1) Martin Rees, profesor kosmologii i astrofizyki, rektor Trinity College na Uniwersytecie Cambridge, „Technooptymizm a problem energetyczny”.
2) Oliver Morton, szef działu informacji i reportażu w miesięczniku „Nature”, „Nadchodzi era energii słonecznej”.