Zmiňoval jsem se tu o profláknutí plánu postavit obrovské fény, jimiž by se „mařila“ přebytečná elektřina, především z OZE a v tom období roku, v jehož rámci dávají naprosto nesmyslné nadvýkony. Je třeba se na to podívat ještě z jiné strany.
Termodynamika
Termodynamické věty (s trochou zjednodušení a vynecháním matematických vzorců):
První říká, že v uzavřeném systému je množství energie konstantní. Její množství lze změnit pouze jeho „otevřením“ a dodáním či naopak odebráním energie zvenčí.
Důsledkem této věty je mj. to, že nelze sestrojit perpetuum mobile 1. řádu, tj. takové, které by vyrábělo energii z ničeho.
Druhá říká, že teplo nemůže přecházet při styku dvou těles o různé teplotě z chladnějšího na teplejší.
Důsledkem této věty je nemožnost sestrojit perpetuum mobile 2. typu, které by se pouze nekonečně pohybovalo „přehazováním“ stávající energie z jedné formy na jinou, aniž by vyrábělo energii.
S touto větou také souvisí skutečnost, že přeměna jedné energie na druhou nikdy (pokud je známo) není stoprocentní, ale vždy se zde část měnící se energie přemění na teplo, které je považováno za určitou „degradovanou energii“. Pouze na teplo se může jiná forma energie přeměnit stoprocentně.
V některých zdrojích se toto uvádí pod názvem termodynamické zákony, což je poněkud zavádějící pojem především pro humanitně orientované „vzdělance“. Ti pak mají tendenci věřit tomu, že je možné nějakým hlasováním kompetentního orgánu (třeba parlamentu EU) dosáhnout jejich lepšího znění. Případně věřit tomu, že nesprávné hlasování o těchto věcech (třeba parlamentem Ruska pod diktátem Putina) vytvořilo ty verze těchto „zákonů“, které jsou zdrojem našich potíží s OZE a dalšími „alternativami“ (trocha nadsázky, ale, bohužel, jen trocha).
Důsledek termodynamiky
Termodynamika má důsledek ten, že jakákoli práce jejímž zdrojem bude elektřina, bude vždy doprovázena tvorbou tepla. Ostatně, to všichni známe z vlastní praxe, že se běžící elektrické spotřebiče zahřívají a některé, které jsou citlivé na teplotu, musejí být aktivně chlazeny.
Z tohoto důvodu by jakákoli zbytečná práce prováděná zbytečně vyrobenou elektrickou energií musela vyrobit nějaké teplo, byť jistě zdaleka ne tolik, jako ony megafény, které budou vyrábět teplo a pohyb vzduchu (který se zčásti přemění také na teplo).
Pochopitelně, platí to i pro přeměny chemické energie, takže se při nabíjení a vybíjení bude zahřívat baterie, ale na stejném principu se tvoří i tepelná energie při chemických pochodech v lidském těle.
Nesmyslné alternativy
Já ještě pamatuji zbytky serióznosti u ekologů (z doby, kdy dělali alespoň částečně užitečné aktivity), kteří prohlašovali, že nejlepší úspora je to, co se vůbec nevyrobí.
Jenže ekologové jsou už dávno jen pohůnky provozovatelů OZE, jejichž jedinou aktivitou je výroba naprosto zbytečné elektřiny (časové epizody, kdy je elektřina z OZE smysluplně spotřebována, jsou naprosto bezvýznamné, co do četnosti i délky jejich trvání). Z tohoto důvodu forsírují v rámci Green Dealu a „boje za klima“ výrobu naprosto zbytečné elektřiny, jejíž jediný význam spočívá v tom, že jsme nuceni ji jejím producentům nesmyslně draze platit.
Samozřejmou alternativou by byla výroba záření, které by bylo mohutnými reflektory směřováno do vesmíru. Země není zcela uzavřený termodynamický systém ve smyslu termodynamických vět, přijímá záření ze Slunce a pokud by nějaké záření vydávala ven, tak by se vlastně jeho energetického ekvivalentu, převoditelného na teplo, zbavovala.
Do jisté míry se toto děje, k velké nelibosti astronomů, formou „světelného smogu“, jímž září obyvatelná místa na planetě při pohledu z kosmických stanic. Protože se toto záření rozptyluje i na neviditelné oblačnosti, normálně neviditelném prachu v ovzduší apod., snižuje viditelnost objektů na obloze. Z toho důvodu vadí při astronomických pozorováních a snižuje počet objektů, pozorovatelných na noční obloze pouhým okem. Nicméně „světelný smog“ skutečně zbavuje Zemi nějakého množství energie a pokud bychom ho zcela zablokovali (aniž bychom omezili příkon do svítidel), Země by se oteplovala o něco málo více.
Jsem toho názoru, že velké reflektory, svítící během dne, by s astronomií nekolidovaly a přitom by část oné nadbytečné energie z planety odvedly. Na rozdíl od „mařičů“, které ji veškerou ponechávají na Zemi a zvyšují tak její teplotu.
Pochopitelně, další možností by bylo tuto energii nějak uskladnit. Je zcela jistě naprostý nesmysl ji uskladňovat v bateriích, protože v prvé řadě tolik lithia prostě není. Jeho těžba z velmi chudých rud, jaké se na našem území (ale i na území EU) reálně vyskytují, by byla katastrofou mnohem horší než známá těžba energetického hnědého uhlí v povrchových dolech (vlastně „lomech na uhlí“) v Severočeském kraji. Navíc je třeba si uvědomit, že energie na pokrytí běžně se vyskytujících 6 – 7 týdnů trvajících zimních období bez slunečního svitu a větru pro spotřebu republiky je ekvivalentní něco více než desetinásobku energie, kterou uvolnila hirošimská jaderná bomba. Jistě by výbuch takového úložiště nebyl spojen s radioaktivitou, ale tepelná energie i tlaková vlna by byly srovnatelné a následoval by spad toxických látek (především kovů), uvolněných z odpařených baterií. Ani lithium by v tak velkém kvantu nemuselo být zcela neškodné.
Takže bateriové úložiště je jednak technologicky nedostupné, jednak potenciálně rizikové (čím větší komplex baterií, tím větší riziko, že vybuchne).
Ekologové blouzní o uložení nadbytku energie do vodíku. Problémy jsou zde dva zásadní (a pár dalších, snad řešitelných). Jedním problémem je velmi malá účinnost celého cyklu elektřina -> vodík -> elektřina. A zase „ztracená“ energie se mění na teplo, takže onen projekt by nebyl o mnoho lepší než ony „mařiče“. Druhým problémem je šíleně nízká hustota vodíku, která by vyžadovala opravdu obrovské nádrže.
Vodík je velice řídký. Podle Avogadrova zákona 2 g vodíku zaujímají za normálního tlaku a teploty objem 22,4 l. To odpovídá 89,29 g na metr krychlový.
Vodík sice na gramáž obsahuje hodně energie, víc než lithiová baterie – 33 kWh/kg, ale ta energie je v objemu okrouhle 112 krychlových metrů. To už odpovídá balónu, který by s přehledem unesl jednoho člověka + nějaký užitečný náklad.
Vodík sice můžeme stlačit, ale jde to špatně a spotřebuje to mnoho energie, kterou jeho expanzí (právě pro značnou lehkost tohoto plynu, špatně rozbíhajícího jakoukoli turbínu) nedostaneme zpět. Zkapalňování vodíku je natolik neefektivní, že na zkapalnění jednoho krychlového metru potřebujeme energetický ekvivalent „schovaný“ v dalším. Navíc získáme kapalinu, která má na jednotku objemu asi poloviční množství energie než benzín (a pro naftu to vychází ještě hůře).
Právě na těchto charakteristikách vodíku selhaly dosavadní pokusy o „vodíkovou energetiku“, a protože tyto vlastnosti vodíku jsou neměnné, nelze předpokládat, že by se v budoucnu podařila.
Vodík navíc prochází (malá molekula) většinou materiálů, z nichž se standardně vyrábějí nádrže a potrubí, a i ve velmi nízkých koncentracích tvoří se vzduchem výbušnou směs, poměrně snadno iniciovatelnou, třeba jiskrami ze statické elektřiny. Pokud unikne do atmosféry, prodlužuje persistenci skleníkového metanu (tedy zvyšuje nepřímo skleníkový efekt) a jako „bonus“ likviduje atmosférický ozón.
U řady materiálů navíc vodík vniknutím do jejich struktury vyvolává „vodíkovou korozi“, která může způsobit i např. rozpad potrubí o nevhodném složení.
Pokud by se tedy měl používat jako takový, znamenalo by to buď totální výměnu prakticky všeho potrubí od plynáren po spotřebiče (a také úpravy těch spotřebičů), nebo paralelní postavení zcela nové infrastruktury.
Vodík lze, pochopitelně, slučovat s organickými látkami a vyrobit tak cosi na způsob syntetického benzínu, jaký vyráběli Němci za druhé světové války z vodíku a hnědého uhlí. Zcela jistě by toto fungovalo i s biomasou. Jenže by vznikl „uhlíkově neutrální“ benzín, navíc daleko levnější než vyrobený jímáním oxidu uhličitého ze vzduchu, takže je to pro ekology nepřijatelné.
Snad ani nemá cenu reflektovat šílenosti typu zvedání závaží, protože lze poměrně snadno porovnat takto uložitelnou energii s energií uloženou ve Dlouhých stráních, a je to vyřízená věc.
Za určitých specifických okolností se může vyplatit uložit energii do setrvačníku. Skutečně existují nebo existovaly i komerční linky, na nichž jezdila vozidla, v nichž byl na konečné roztočen elektřinou setrvačník a ten následně vyráběl elektřinu, pohánějící vozidlo a postačující k dojezdu na protější konečnou.
Velké objemy energie se však takto uložit nedají, protože rychlost rotace i hmotnost těchto zařízení jsou dost technologicky limitované.
Teoreticky lze uložit elektřinu přímo do smyčky ze supravodiče. ale vzhledem k ceně a dostupnosti těchto materiálů je to opět nesmysl.
Smysluplná alternativa
Pokud by se místo vzduchu ohřívala nějaká tepelně kapacitní látka, bylo by možné takovouto energii s běžně dostupnými izolačními materiály skladovat měsíce s minimálními ztrátami. Je třeba si uvědomit, že do krychle žuly o délce hrany cca 50 m lze uložit energii o velikosti energie uložené v naplněných Dlouhých stráních. A ještě by zbylo na nějaké servisní šachty, tunely a potrubí. Pokud by se jako teplo přenášející médium použil kapalný sodík, tak by teplota úložiště mohla kolísat mezi cca 450 („nabité“) a 150 („vybité“) stupni Celsia (tepelná energie by se převáděla do vody nějakým výměníkem, jaké už byly vymyšleny a zkonstruovány pro jaderné reaktory se sodíkem jako pracovní kapalinou). A sodík je, pochopitelně, mnohonásobně levnější a dostupnější než lithium.
Je jasné, že i zde by vznikla z balastní elektrické energie OZE energie tepelná, ale ta by, na rozdíl od fénů a podobných ptákovin, byla smysluplně využitelná „na požádání“, a tedy by mohla pokrýt špičku, nahradit nějaký tepelný zdroj typu uhelné či paroplynové elektrárny, případně nahradit zdroj teplárenský.
Případně by mohla zaskočit i za zdroj jaderný při jeho servisní odstávce. Takže by vlastně eliminovala výrobu tepla v nějakých jiných zdrojích. To je naprosto odlišná situace než „topení Pánubohu do oken“ pomocí „mařičů“. Jediným problémem zde je, že část tepláren slouží i jako spalovny, takže je nelze odstavit zcela, jak o tom blouzní negramotní zelení.
Zásadní problém takového využití nepotřebné elektřiny spočívá v tom, že daleko efektivnější než fotovoltaické panely by bylo nějaké zařízení ryze tepelné, které by do zásobníku pumpovalo přímo tepelnou energii slunečního záření, jíž je v tomto zdroji daleko víc než té frakce, která se s ne zrovna vysokou efektivitou přemění na elektřinu (teoretická mez účinnosti fotovoltaiky je něco přes třicet procent a většina komerčně dostupných FV panelů je hluboko pod touto mezí). Což by opět vedlo k naprosto správnému, leč „ideologicky nepřijatelnému“, zpochybnění přínosu fotovoltaiky pro „boj za klima“.
Velmi ošklivě řečeno
Jsem toho názoru, že tento text by měl být schopen vytvořit prakticky kdokoli z mých vrstevníků, který úspěšně složil maturitu. Dokonce by to měli zvládnout i ti, kteří následně nešli studovat vysokou školu, nebo na ní neuspěli.
Onen výpočet, v jakém objemu vodíku se skrývá oněch úžasných 33 kWh/kg (tedy přepočet kila vodíku na objem), by měl zvládnout z mých vrstevníků každý průměrný a lepší absolvent chemie a fyziky na základní škole.
Je naprostá katastrofa, že dnes se nám snaží diktovat energetiku lidé, kteří takových jednoduchých výpočtů nejsou schopni.
A budu opět hodně zlý: Člověk, který by nespočítal při zadání „2 g vodíku zaujímají při normálním tlaku a teplotě objem 22,4 l (toto by měl znát absolvent ZŠ, ale budiž) a 33 kWh je v kile vodíku – v jak velkém objemu vodíku je tato energie uložena při normálním tlaku a teplotě?“ by asi neměl mít volební právo.
A je jistě otázka, zda by měl mít volební právo člověk, který si tato čísla nedokáže najít (případně neví, že něco takového existuje).
Jsme tedy svědky naprostého úpadku a degenerace programu „boje proti globálnímu oteplování“. Ten zdegeneroval na naprosto nesmyslné činnosti, v jejichž rámci raději budou soudruzi bojovníci ohřívat planetu megafény, než by připustili na poli získávání solární energie něco smysluplného. Jednou z podmínek této degenerace je totální úpadek znalostí a dovedností populace, která je z těchto důvodů ochotná těmto nesmyslům věřit.
