Nazeleno.cz – úspory energie, izolace, zdravý životní styl, biopotraviny, ekologie [logo]

DOPORUČUJEME:

Ceny Energie

Najdeme nejlevnějšího dodavatele!

Okénko Nazeleno: Jaké palivo má budoucnost?

V případě energií můžeme samozřejmě nejčastěji mluvíme o tom, jak si je zajistit pokud možno co nejlevněji. I když ale energii máme, často je třeba aby byla mobilní, poháněla vozy, ponorky či letadla. Který zdroj a motor se pro to hodí nejvíce? Jaká je nejlepší energie sbalená na cesty?

03. 09. 2008 | Karel Murtinger

Ve zkratce:

Jaké je palivo budoucnosti? Palivo, které dokáže koncentrovat velkou sílu v co nejmenším objemu. Palivo, které nás třeba jednou dopraví v solidním čase na Pluto? Kandidátů se nabízí víc, vyhlídky jsou ale nejisté.

Není to jen reklama na nejmenované oplatky. Slogan „Energie sbalená na cesty“ je docela poetické pojmenování pro velkou a významnou skupinu energetických zdrojů – zdrojů použitelných pro pohon dopravních prostředků. Vhodné zdroje energie použitelné pro dopravní prostředky totiž budeme potřebovat vždy, bez ohledu na to zda náš hlavní zdroj bude Slunce nebo jaderná fůze. Zkusíme se podívat co se vlastně od takového „paliva” požaduje.

1.  Vysoký energetický obsah

Čím kompaktněji bude energie sbalena (malý objem a hmotnost), tím větší bude moci být výkon motoru a akční rádius. Extrémním příkladem je pohyb v kosmickém prostoru. NASA se dlouhodobě (byť v poslední době jen okrajově) zabývá vývojem jaderného pohonu. 

V současné době používaná chemická paliva sice umožňují např. vyslat sondu až k Plutu, ale doba cesty je velmi dlouhá a není možné u Pluta zabrzdit a přejít na oběžnou dráhu. Také cesta na Mars je s chemickým palivem velmi dlouhá a  představuje pro  posádku ohrožení (kosmické záření, dlouhý stav beztíže a pod). 

„Jaderné je palivo jediný zdroj energie, jehož energetická hustota je dostatečná i pro účely vesmírných cest.“

Přes všechny nevýhody (např. riziko rozptýlení jaderného materiálu do atmosféry při havárii) je zatím jaderné palivo jediný zdroj energie, jehož energetická hustota je pro takové účely dostatečná. Vodík jako palivo není špatný, ale jeho energetický obsah je oproti uranu či plutoniu o několik řádů nižší. Pokud jej používáme ve formě stlačeného plynu, pak má ještě nižší energetický obsah než benzin.

Podobné příklady najdeme ostatně i na Zemi. Ponorka s jaderným pohonem má o tolik větší akční rádius než klasická ponorka s naftovým motorem a akumulátory, že přes všechnu technickou složitost a rizika tento pohon používají všechny velké ponorky. Zatím největší dosažitelnou hustotu energie má termonukleární bomba, řízené využití termonukleární reakce je ale zatím stále jen ve stadiu experimentu. Teoreticky nejvyšší hustotu energie představuje antihmota – zatím ale umíme vyrobit jen jednotlivé antičástice.

2. Schopnost poskytovat energii ve vhodné formě

Jednou z nejvýhodnějších forem je elektrická energie, elektrické motory jsou malé a účinné a elektřinu stejně potřebujeme pro napájení pomocných přístrojů. Elektřina je z tohoto ohledu ideální zdroj pro pohon dopravních prostředků – jen ji umět do něčeho „sbalit“.

 

Všechny dnes známé akumulátory elektrické energie mají bohužel menší obsah akumulované energie na jednotku hmotnosti či objemu než paliva typu nafty či benzinu. Většinu paliv, která používáme (nafta, zemní plyn či uran), umíme bohužel na elektrickou energii přeměnit pouze přes teplo jako meziprodukt. To je krajně nevýhodné, protože účinnost této přeměny je vždy omezená. Výhodnější by bylo palivo „spalovat“ v palivovém článku a rovnou jej tak přeměnit na elektřinu. Spolehlivě fungující palivové články máme zatím pouze na vodík.

Jsou ale i případy kdy potřebujeme vyvinout krátkodobě velmi velkou sílu; například něco mechanicky rozdělit, rozbít (trhací práce v lomech, bomby, střelné zbraně nebo třeba zatlučení hřebíku do panelu). K takovým účelům se mnohem lépe hodí výbušniny. I když i ty nejvýkonnější chemické výbušniny obsahují na jednotku hmotnosti méně energie než třeba benzin, jejich význam spočívá ve schopnosti velmi rychlého uvolnění energie. Chemická energie ve formě výbušnin má pro naši civilizaci velký význam, přes všechny problémy a rizika, která s ní jsou spojena.  Podstatně více energie dokáže ovšem uvolnit jaderný nebo termonukleární výbuch. Termonukleární bomba je v současnosti zařízení s největší hustotou energie – následky jejího použití jsou takového charakteru, že se tento zdroj vlastně vůbec nevyužívá. 

3. Bezpečnost při používání a manipulaci

Zde si neodpustím svou obvyklou poznámku, že lidé vnímají dosti neadekvátně jednotlivá rizika. Čtyřicet litrů vysoce hořlavého benzinu v nádrži z tenkého plechu představuje v dnešní husté dopravě podstatně větší riziko než třeba malá letecká bomba přepravovaná v kufru auta (bomby jen tak snadno nevybuchnou, snesou prý i průstřel střelou z kulometu). Obecně platí, že čím větší je energetická hustota a čím snadnější je uvolnění energie, tím větší jsou nebezpečí v případě havárie. Taková burelová baterka se dá rozebrat celkem bez  rizika, moderní lithiový akumulátor z mobilního telefonu vám pravděpodobně při rozebírání vzplane. Opravdu dobře jsou rizika ošetřena u výbušnin - tam to totiž jinak ani nejde.

Jak je ale vidět, zatím takový univerzálně použitelný zdroj energie nemáme a troufnu si tvrdit, že v dohledné době ani mít nebudeme. Pokud bych si měl vybrat z toho co je k dispozici v současné době, tak bych vsadil na vodík, případně methanol, pokud se pro něj podaří udělat vhodný palivový článek. 


 

 

Související články

Tagy: Energie, Doprava, Ze světa, Komentáře, NazelenoPlus, Komentáře, Technologie, Biopaliva, LPG a CNG, Hybridy a elektromobily

Nazeleno.cz - vše o úsporách energií