Szaúd-Arábiát eddig úgy ismertük, mint a Föld kőolajban második leggazdagabb országát (az első Venezuela). Ám a klímaválság és a nemzetközi trendek hatására az ország egyre több erőfeszítést tesz arra, hogy a nem megújuló, környezetszennyező energiaforrásnak számító kőolaj  és földgáz kitermelése mellett legalább részben hozzájáruljon a zöldenergiára való átálláshoz. Ennek keretében néhány napja első ízben indult el Szaúd-Arábiából egy teherhajó 40 tonna kék ammóniával Japánba. A szigetország által importált kőolaj  legnagyobb mértékben szaúdi eredetű volt, ezt egészíti ki most ammóniával. 

KÉP: Aramco

S hogy mit kezd Japán az ammóniával? Hát nem műtrágyaként használja fel, hanem elégeti. Egy ammóniamolekula 1 nitrogén- és 3 hidrogénatomból áll, nagyjából 18 százalék hidrogént tartalmaz, és az az előnye a szénhidrogénekkel szemben, hogy hőerőműben történő elégetésekor nem keletkezik levegőszennyező szén-dioxid. 

Japán a párizsi klímaegyezményben azt vállalta, hogy üvegházhatású gázkibocsátását a 2013-as szintről 26 százalékkal csökkent 2030-ig. Ehhez rengeteg ammóniára lesz szüksége: nagyjából 30 millió tonna ammónia csak ahhoz elég, hogy az ország éves energiaigényének 10 százalékát fedezze.

Itt jön a képbe Szaúd-Arábia. Az ammóniagyártás energiaigényes folyamat, mivel nagy hőmérsékletet és nyomást igényel. Az arab országnak pedig rendelkezésére áll a szükséges energia a gyártáshoz, ráadásul vállalta, hogy az ammóniagyártás közben termelődő nagy mennyiségű szén-dioxid egy részét tárolja (visszasajtolja a mélybe a kőolajkitermelés fokozásához), másik részét metanolgyártáshoz felhasználja. A fosszilis eredetű hidrogénból és nem megújuló energiával készülő ammóniát kék ammóniának nevezik, míg a vízből bontott hidrogénnel és teljes mértékben megújuló energiával gyártottat zöld ammóniának. 

Az ammóniának megvan még az a másodlagos előnye, hogy ammónia formájában a hidrogén gazdaságosan szállítható: a cseppfolyósított ammóniagáz 53 százalékkal több hidrogént tartalmaz, mint az ugyanakkora tartályba belesűrített hidrogén gáz. Vagyis ez lehetőséget teremt arra, hogy a meglévő olajtanker teherhajó flotta ezentúl biztonságosan és hatékonyan ammóniával lássa el azokat az országokat, amelyek képesek ezt hasznosítani, amelyek elkezdték kiépíteni az ammóniaalapú gazdaságot.

Japán nemcsak az energiatermelésben, hanem a közlekedésben is hasznosíthatja az ammóniát,  illetve az abból nyert hidrogént. Egy hidrogén üzemanyagcellás személyautó egy feltöltéssel már 500-700 kilométert képes megtenni, nem bocsát ki semmilyen károsanyagot (csak vizet), az újratöltése pedig néhány percet vesz csak igénybe. 

Persze az elsődleges az volna, hogy a teherhajók meghajtását átalakítsák környezetbaráttá. Mert hiába lesz majd az ammóniából tiszta energia a célállomáson, ha az odavezető 25-30 napos út során a teherhajó telipöfögi a tengert szennyező anyagokkal.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Mivel a szárazföldön és a tengerpartokhoz közeli vizeken egyre kevesebb a megfelelő hely szélturbinák állításához, észszerűnek látszik a nyílt vízen telepíteni lebegő generátorokat. A parttól 25 kilométeres távolságban ráadásul a látképet sem befolyásolják. Ezek a lebegő szélturbinák más szempontból is különlegesek.

Drónfotó a Hywind Scotland turbináról az Északi-tengeren.
Øyvind Gravås / Worldcam - Equinor ASA

Skócia északi, egyben legkeletibb csücskében, Peterhead kikötője az Északi-tengerre nyílik. Tisztább napokon a távolban kivehetők a Hywind szélerőmű 175 méter magas turbinái, amelyek 20 ezer háztartást látnak el tiszta energiával. A hatalmas szélkerekek lebegő pontonokon állnak, szakértők szerint ez a technológia a zöldenergia új korszakát hozhatja el, olvasható a Yale Egyetem E360 zöld magazinjában.

A Hywind turbinái alatt jó 90 méter mély a tenger, a turbinák 10 ezer tonnás beton és acél alapzaton ülnek, amelyeket kábelekkel rögzítenek a tengerfenékhez. A hagyományos part menti szélturbinák általában a sekély, 20-50 méteres vízben állnak fix talapzaton. Az úszó generátorokat akár 800 méter mély víz fölé is vontathatják, ahol erősen és egyenletesen fúj a szél.

Az úszó turbinákat horgonyokkal rögzítik az akár 800 méter mély tengerfenékhez. Joshua Bauer NREL

Európában ez megfontolandó lehet üzletileg, hiszen Németországban, az Egyesült Királyságban és Norvégiában már nem nagyon van megfelelő terület szélturbinák állításához a szárazföldön. Az úszó szélerőművek viszont a nyílt vízen bőven elférnének, és a Hywind a befektetőknek is jó példa arra, hogy érdemes nagyban gondolkodniuk. Pláne, mert a három éve üzemelő Hywind sérülés nélkül túlélte az Ophelia hurrikánt, valamint a térségre jellemző téli viharokat, amikor akár 160 kilométer/órás szél tombol és nyolcméteresek a hullámok.

Persze vannak ellenzői is az új elgondolásnak, például azért, mert az úszó szélturbinák által előállított áram egyelőre kétszer drágább a partmentén termeltnél, illetve háromszor drágább a szárazföldön termeltnél. Mások szerint viszont a zöldenergiában állandóan csökkennek a költségek, nem csoda, hogy Portugáliában és Japánban is épülnek úszó szélerőművek. A portugáliai WindFloat Atlantic projekt 60 ezer háztartást látna el, valószínűleg 2020 végétől. Franciaországban Bretagne mellett terveznek úszó turbinákat, illetve a Földközi-tengeren. Skócia, amely már idéntől a teljes villamos energiaigényét megújuló forrásból kívánja fedezni, több úszó erőművet tervez. 

Az Atlanti-óceánra vontatják a portugáliai projekt úszó turbináját,
amely akár 17 méteres hullámokat is kibír. WindFloat Atlantic

Az úszó turbinák több energiát tudnának előállítani, mint a legnagyobb szárazföldi és part menti turbinák, állítja Po Wen Cheng, a Stuttgarti Egyetem szakirányú kutatási projektjének vezetője az E360 cikkben. A mélyebb vizeken nemcsak erősebbek a szelek, hanem a rugalmas horgonyköteleknek köszönhetően nagyobbak is lehetnek a széllapátok. Nem kizárt, hogy a jövő úszó szélturbinái 300 méter magasak lesznek, 120 méteres rotorlapátokkal. (Összehasonlításul: a magyarországi tornyok magassága 80-105 méter.)

Az ilyen méretű, Eiffel-toronyhoz hasonló magasságú szélturbinák háromszor annyi energiát lennének képesek előállítani, mint a jelenleg legfejlettebb part menti turbinák. Elméletben a nyíltvízi szélenergia önmagában képes lenne fedezni Európa, az Egyesült Államok és Japán energiaigényének többszörösét is. Amennyiben az Európai Unió 2050-re karbonsemlegessé szeretne válni, ahhoz kellenének ilyen nyíltvízi úszó szélerőművek, összegzi a cikk, amely teljes terjedelmében elolvasható a Yale Egyetem honlapján.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Minimalizálja a túlhevülést és a porosodást, állítja Alexei Grigoriev izraeli-orosz villamosmérnök találmányáról. A "helikopter-napelem"-nek nevezett eszköz különlegessége, hogy a tengelye mentén forog, innen kapta a nevét. 

Alexei Grigoriev és a forgó napelem prototípusa.
Kép: Green Prophet

A szakemberek szerint az optimális működéshez az egyoldalú napelemnél jobb a kétoldalas, de már folynak kutatások 3D-napelemekkel. Grigoriev fejlesztése is ezek közé tartozik. Lehet 3, 6 vagy több panelja is. A feltaláló szerint a forgó napelem akár négyszer annyi energiát képes adni, mint a hagyományos egyoldalas panel. A tengelye nemcsak függőleges, hanem vízszintes is lehet.

A forgással kiküszöböl három problémát is: a napelemgyártók által ígért teljesítmény csak adott kültéri viszonyok között remélhető, de a gyakorlatban a laboratóriumi feltételek ritkán teljesülnek. A folyamatos forgásnak köszönhetően a helikopter-napelem nem hevül túl, és így akár 20 százalékkal több teljesítményre képes hosszú távon. A forgásnak köszönhetően a por és a hó leesik a felszínéről, ez sem csökkenti a hatékonyságát. A forgó napelem harmadik előnye, hogy takarékos a hellyel: állítólag a hagyományos napelempark területének harmada is elég ugyanannyi energia előállításához. 

Már egy 2011-es Cornell-MIT kutatás is kimutatta, hogy a fekete vonallal jelölt hagyományos lapos napelemnél több energiát generál a piros vonallal jelölt kocka alakú napelem, de még annál is többet a kék vonallal jelölt karcsú hasáb alakú többoldalas napelem. Forrás

A 3D-napelem gyártása ugyan értelemszerűen többe kerül, mint a hagyományos egyoldalas napelemé, ám ezt talán ellensúlyozza, hogy mobil szerkezet lévén, bárhol felállítható, működésre fogható. Innen kapta a "helikopter" nevet is. Ráadásul a panelek forgatásához nem szükséges lecsípni a megtermelt áramból, hiszen ehhez az ingyenes szélenergiát is be lehet fogni, mondta Grigoriev a Green Prophet közel-keleti környezetvédelmi magazinnak.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Jó a gazdának és a jó a haszonnövényeknek is, ha napelemeket telepítenek a szántóföldre (ezért kapta a rendszer az agrovoltaikus nevet, az agrár és a fotovoltaikus szavak összevonásával).

Hofgemeinschaft Heggelbach

Az ilyen területek összhatékonysága 60 százalékkal nőhet: a Fraunhofer Intézet rajza azt hasonlítja össze, ha 1 hektáron van 100 százalék búza, illetve 1 másik hektáron van 100 százalék napelem, az 100% búza+100% napenergia, viszont ha 1 hektáron van 80% búza és 80% napelem, és a másik 1 hektáron is ugyanennyi, akkor az 160% búza és 160% napenergia. Burgonya esetében 186% remélhető. 

Az uniós országoknak egyre nagyobb arányban kell zöldenergiát bevonniuk az energiamixükbe, de a megújuló energiát termelő erőművekhez (például napelemfarmok) kevés a rendelkezésre álló szabad terület. Korábban már írtunk arról, hogy Japántól kezdve számos országban kísérleteznek azzal, hogy a napelemeket szántóföldek fölé telepítsék. Most egy német tanulmányban kiszámolták, hogy ha nullára akarják csökkenteni az üvegházhatású gázok kibocsátását, akkor nem elég a háztetőket beborítani napelemekkel. 

Az Öko-Institut és a Prognos szerint Németország területének 0,2 százalékára napelemeket kellene telepíteni 2050-ig. Ez 714 négyzetkilométer területet igényel, ami Berlin területének 4/5-e, olvasható a Spiegel cikkében. Összehasonlításul: a Balaton és a Tisza-tó területe összesen 719 km2.

De persze ennyi csak akkor lesz elég, ha tetemes szélenergiával és más megújuló energiaforrással is kiegészítik a napelemes rendszereket. Mert ha csak azokra számíthatnak, akkor 1786 négyzetkilométerre volna szükség.  Ez majdnem akkora terület, mint Heves megye fele. Ez csak úgy lehetséges, ha a szántóföldekre telepítik a napelemeket, elég magasan ahhoz, hogy alattuk tovább folyhasson a gazdálkodás, magyarul: elférjen a traktor. Ráadásul a napelemeknek kétoldalasaknak kell lenniük a nagyobb hatékonyság érdekében. 

Hofgemeinschaft Heggelbach

Európában több kísérleti projekt is zajlik, például a Boden-tó melletti Heggelbachban. A Fraunhofer Intézettel együttműködve a megemelt napelemek alatt búzát, burgonyát, füvesherét (takarmány) és zellert termelnek. Az 5 méter magas napelem-állványok alatt tényleg elfér a traktor, valamint a növények elegendő napsütéshez és csapadékhoz is jutnak.

Három éve tart a kísérlet, ez alatt nagyjából hasonló hozamot értek el, mint a napelem nélküli referenciaterületen. Sőt, 2018-ban többet is, mert a napelemek megvédték a terményeket a rekkenő kánikulától. A napelemek viszont 30 százalékkal többet termeltek, mint a német átlag. Ennek 40 százaléka ment el a gazdaság elektromos gépeinek üzemeltetésére, a többit visszatáplálták a hálózatra. Ha lett volna lehetőség az energia tárolására, akár 70 százalékát is hasznosíthatták volna.

A megemelt napelemek kiépítése 15-20 százalékkal többe kerül a hagyományosnál. Ám a Fraunhofer Intézet becslése szerint Németországban az agrovoltaikus rendszerek 1700 gigawatt kapacitást adhatnának -- többszörösét annak, ami szükséges a 2050-ig elérni célzott klímasemleges energiatermeléshez. Ami pedig a területigényt illeti, Németországban a külszíni fejtésű lignitbányászat 1800 négyzetkilométeren tette tönkre a természetet. 

Ha már bánya, akkor a bányatavak is szóba jöhetnek a vízfelszínen lebegő napelemfarmok telepítéséhez. Ilyen kísérlet zajlik Baden-Baden mellett, ahol egy kavicsbányát lát el elektromos energiával az Erdgas Südwest napelemrendszere. A Fraunhofer Intézet szerint a németországi bányatavakra telepíthető lebegő napelemfarmok kapacitása megközelítheti a 3 gigawattot, ami 5 széntüzelésű erőműblokk teljesítményével egyenlő, összegzi a Spiegel cikke.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Az árnyékot gyakran véljük negatív jelenségnek, a sötétséggel és a bizonytalansággal azonosítjuk. Ám a Szingapúri Egyetem (NUS) kutatói sokkal pozitívabban ítélik meg: a mindenhol jelen lévő, mégis kevés figyelemben részesülő optikai hatással generálnának elektromos áramot. Az újszerű elképzelés révén tiszta energiát állíthatnánk elő beltérben is, amivel akár a folyton éhes mobiltelefonokat is tölthetnénk.

KÉP: NUS

A kutatók kifejlesztettek egy árnyékhatás energiagenerátor (shadow-effect energy generator, SEG) elnevezésű eszközt, amely a megvilágított és az árnyékban lévő terület közötti fénykontraszt segítségével állít elő elektromosságot. A kutatási eredményeket az Energy & Environmental Science folyóiratban tették közzé.

"Az árnyék mindenütt jelen van, ezért nem is törődünk vele. A hagyományos fotovoltaikus vagy optoelektronikai rendszerekben az egyenletesen beeső fény az energia forrása, és az árnyék e készülékek esetében kifejezetten kerülendő, mivel rontja a berendezés hatásfokát -- magyarázta Tan Swee Ching kutatásvezető az egyetemi sajtóközleményben. -- Mi viszont az árnyék okozta megvilágítási kontrasztból nyertünk indirekt energiaforrást. A kontraszt ugyanis feszültségeltérést indukál a megvilágított és az árnyékban lévő területek között, és ezzel elektromos áramot hoz létre. Ez forradalmian új koncepció az energiatermelésre."

A mobil elektronikus eszközök, mint az okostelefonok, az okosszemüvegek és okosórák folyamatos és hatékony töltést igényelnek. Mivel ezeket az eszközöket mind kültérben, mind beltérben használjuk, töltésükhöz nagy segítség lenne egy olyan viselhető mobiltöltő (vagy power bank), amely bármilyen környezeti fényből képes volna energiát előállítani. A kereskedelemben kapható napelemek megfelelnek erre a szerepre kültéren, ám hatékonyságuk beltérben, azaz árnyékban zuhanni kezd.

A NUS kutatói kifejlesztettek egy alacsony költségű, egyszerűen előállítható SEG-et, amelynek két funkciója van: a megvilágítási kontrasztot elektromossággá alakítja, illetve közelségérzékelő szenzorként figyeli az elhaladó tárgyakat. A kísérletek során akkor sikerült a legjobb hatékonysággal áramot előállítani, amikor a SEG fele volt fényben, és fele árnyékban. A váltakozó megvilágításban a kísérleti SEG kétszer hatékonyabb volt egy hagyományos szilícium-napelemnél. A beltéri fényviszonyokból nyert energia már egy négycellás SEG-gel is elegendő volt egy digitális óra töltéséhez. 

A kutatók viselhető SEG-et szeretnének kifejleszteni, amely a ruházathoz csatlakoztatva a szokványos napi tevékenységek során generálna áramot. Egy másik kecsegtető kutatási terület olcsó SEG-panelek előállítása beltéri világításból nyert energiatermeléshez.

FORRÁS: NUS News

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Miért csak a tetőre szereljünk napelemet, ha az épület homlokzatára is tehetünk belőle? Tette fel a kérdést magának a philadelphiai Front Flats társasház tervezője, Tim McDonald, amikor rájött, hogy a kezdetben csak a tetőre tervezett napelemmennyiség nem lesz elég a 28 lakás ellátásához. Ezért az egész homlokzatot beburkolta kétoldalú napelemmel, amely belülről, a lakások irányából is töltődik. Így viszont már annyi energiát termelnek a panelek, hogy 20 százalékot tudnak visszatáplálni belőle a hálózatba. Ráadásul a napelemek egyúttal árnyékolják is a falakat, vagyis csökkentik a bejövő napsugárzás mennyiségét, és ezzel mérsékelik a lakások klimatizálási igényét. "A lakóknak függönyre sincs szükségük", tette hozzá McDonald, a The Philadelphia Inquirer lapnak, amelynek újságírójától, Inga Saffrontól származik a címben említett hasonlat.

A philadelphiai Front Flats épületet kívülről
minden szabad felületen napelemek borítanak. KÉP: Onion Flats

Hogy szép-e az új ház? McDonald szerint az építészet nem kétpólusú, azaz egy ház nem minősíthető kategorikusan szépnek vagy csúnyának. Az ő 13 éves fia szerint ronda az épület, ám egyetlen rápillantással felhívja a figyelmet a modern idők, a klímaváltozás okozta újfajta szükségletekre.

Az építőipar felelős a kibocsátott üvegházhatású gázok mintegy 40 százalékáért. "Miért nem tekintenek az építészek a klímaváltozásra úgy, mintha az életük múlna rajta?", tette fel a költői kérdést McDonald.

Ezt látják a leendő lakók az ablakon kitekintve. KÉP: Inquirer

Az épület az Egyesült Államokban a fenntartható építészetben alkalmazott LEED-skálán a legmagasabb, platina minősítést szerezhet. Annyira energiatakarékos, hogy még lift sincsen benne, és a karbonlábnyom minimalizálásához nincs rákötve a gázhálózatra sem. (Múltkor írtunk arról, hogy a koronavírus-járvány miatt a lakások belsejét is újratervezték.)

McDonald a tetőt árnyékoló napelemek alatt. KÉP: Inquirer

Visszatérve az esztétikumra, McDonald egyfajta provokációnak minősíti a lakóházat. A design azt sugallja, hogy ha meg akarjuk menteni a bolygónkat, meg kell kérdőjeleznünk a hagyományos "szépség" és "kényelem" fogalmakat. Az biztos, tette hozzá Saffron, hogy könnyebb elviselni egy napelemekkel burkolt épület látványát, mint az árvizekét és erdőtüzekét.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

A megújuló energiára való átállás egyes országokban elképesztő tempóban zajlik. A fejlesztők óriási területeket alakítanak áramtermelővé, a korábbi mocsarak, szántóföldek, sivatagok felett kilométer hosszan húzódnak a napelemtáblák. Míg 2011-ben 200 megawatt új kapacitás épült napelemből, addig 2019-ben 11,1 ezer megawatt, olvasható a Bloomberg összeállításában. Adatgyűjtésük szerint 2019-ben az előző évihez képest 17 százalékkal több, legalább 35 napelemfarm épült világszerte, amelyek legalább 200 megawattosak. 

Mivel minden megawatt kapacitáshoz nagyjából 3000 napelem szükséges, ezért egy 200 MW-os projekt területe megközelítőleg akkora, mint 550 amerikai focipálya. A gigászi létesítmények korábban elképzelhetetlen módon alakítják át a tájat, mint az a műholdképeken jól látható. 

Noha a napelempanelek ára az elmúlt évtizedben 88 százalékkal csökkent, és 2030-ig további 43 százalékkal mérséklődik, a napelemes erőművek kiépítése (kerítéssel, őrzéssel, földbérléssel, vezetékhálózattal, teljes infrastruktúrával együtt) csak ilyen nagy méretben jó üzlet, a cikkben megszólaló szakértő szerint. Így viszont például az egyiptomi Benban napelemfarm a maga 1,5 gigawattos kapacitásával több energiát tud megtermelni megújuló forrásból, mint némely atomerőmű.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Az akkumulátorok egyre olcsóbbak, és nemsokára tényleg gazdaságos megoldást kínálhatnak a rövid távú energiatárolásra, amivel a napi szükségleteinket fedezhetjük. Vagyis ha nappal süt a Nap, akkor az akkumulátorban eltárolt energiát használjuk sötétedés után. Ez azonban nem oldja meg az éves energiaingadozásokat, például azt, hogy télen kevesebb megújuló energiára számíthatunk: a tavasztól őszig megtermelt áramot kellene elraktározni a szűkös hónapokra. 

Erre találták ki a pumpás (vagy szivattyús) víztározókat: a bőség idején feleslegesen termelődött áramot úgy hasznosítják, hogy azzal működnek az óriási vízpumpák, amelyek egy magasabb területen kialakított tározóba nyomják fel el alacsonyabb tó vízét. Amikor pedig ki kell nyerni az energiát, megnyitják a felső tározót, amelyből lezúdol a víz, keresztül egy turbinán, és máris előállítottuk a tiszta energiát. Ám ennek a rendszernek jelentős a kiépítési költsége, hiszen két víztározó is kell hozzá. Ráadásul a víz párolog, tehát az év során jelentős veszteséggel kell számolni. Számítások szerint ez a rendszer ott éri meg, ahol 50 megawattnál nagyobb az energiatárolási igény.

Itt jön a képbe a bécsi székhelyű Nemzetközi Alkalmazott Rendszerelemzési Intézet (International Institute for Applied Systems Analysis, IIASA) ötlete, amely kifejezetten a 20 megawattnál kisebb hálózatok  idényjellegű energiatárolására használható: cseréljék homokra (vagy sóderre) a vizet! Az általuk hegyi gravitációs energiatárolónak (Mountain Gravity Energy Storage, MGES) nevezett rendszer ideális köztes megoldás lehetne a rövid- és hosszú távú energiatárolók között.

A rendszer egyszerű elemekből áll: egy daru csillékbe pakolja a hegy tövénél a homokot vagy sódert, és a motoros meghajtású kábellel felemelik a hegy tetején lévő tárolóba, ahol a homokot szétterítik -- már el is tároltuk az energiát. Amikor szükség van rá, akkor a hegytetőn álló daru szépen telepakolja a csilléket, amelyek elindulnak lefelé, a kábel mozgása pedig megforgatja az alsó tározónál kiépített turbinát, így fejleszti az áramot. A homokot vagy sódert felszín alatti üregekben, tárnákban is lehet tárolni, hogy ne rontsa a látképet.

Amennyiben a hegyen valamilyen vízfolyam ered, az MGES-rendszer kiegészíthető vízenergiával is. A rendszer bármilyen magasságban futó vizet képes elszállítani, ami nem lehetséges a hagyományos vízerőművek számára.

"Az MGES egyik előnye, hogy a homok olcsó és nem párolog, mint a víz. Így nem veszítünk az energiakészletből, és a homok bármennyi alkalommal újrahasználható. Ez különösen jelentőssé teszi a rendszert az aszályos, sivatagos országok számára", mondta Julian Hunt, az IIASA kutatója. Hozzátette, hogy a hagyományos vízerőművek legfeljebb 1200 méteres szintkülönbséget tudnak áthidalni a víznyomás miatt. Az MGES viszont akár 5000 méteres szintkülönbséget is áthidalhat, ezért kifejezetten alkalmas magashegységekbe, mint a Himalája, az Alpok vagy a Sziklás-hegység. Illetve hasznos lehet olyan, meredek hegyekkel tűzdelt szigetek energiatárolásához, mint Hawaii, a Zöldfoki-szigetek, Madeira, Indonézia, Fülöp-szzigetek, Karib-szigetek, Galápagos vagy a Csendes-óceán szigetei. 

Az IIASA csapata a Hawaiihoz tartozó Molokai szigetére tervezett egy energiamátrixot, amely kizárólag szél- és napenergiából, hagyományos akkumulátorokból és MGES-rendszerekből fedezi a sziget energiaigényét. Hunt hangsúlyozta, hogy az MGES nem a csúcsidőben termelődő kiugró mennyiségű áram elraktározására és napi felhasználására szolgál, hanem akkor optimális a működése, ha hónapokig átlagos mennyiségű áramot tárolnak el benne, majd hónapokig (akár 1000 napig) folyamatosan nyernék ki belőle az átlagos mennyiségű energiát. 

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Amennyiben a világ áruszállításának egy részét sikerülne léghajókkal megoldani, az csökkentené a szegmens jelentős szén-dioxid-kibocsátását és utat nyitna a mainál fenntarthatóbb, hidrogén-alapú gazdaság irányába, javasolja tanulmányában a Nemzetközi Alkalmazott Rendszerelemzési Intézet (IIASA). 

A 20. század elején sokan kísérleteztek léghajókkal, ám ez a ballont kitöltő hidrogéngáz felrobbanása miatt többször is tragédiával végződött, így a biztonságosabbnak ítélt repülőgépek kiszorították a lebegő monstrumokat. A repülők gyorsabbak is voltak, mint a léghajók, valamint akkoriban nem volt ennyire megbízható az időjárás-előrejelzés.

Kép forrása: Berget Alfonz: Léghajózás és repülés, 1911 MEK

Azóta viszont rengeteg ismerettel gazdagodtunk, fejlődött az anyagtudomány, a meteorológia, egyszersmind viszont olyan mértéket öltött az energiafogyasztás és a károsanyag-kibocsátás, hogy muszáj szállítási alternatívákon elgondolkodnunk, javasolja az amerikai tudományos kutatóintézet.

A szállítási szektor a világ CO2-kibocsátásának 25 százalékáért felelős, ebből 3 százalék a teherszállító hajók kibocsátása, ami 2050-re 50-250 százalékkal emelkedhet. Ezért is fontos olyan új szállítási módok kifejlesztése, amelyek energiaigénye és szén-dioxid-kibocsátása alacsony. Az IIASA kutatói brazil, német és malajziai szakemberekkel közösen elemezték, vajon mennyire lehetne a Föld körüli futóáramlásokat kihasználni a szállításhoz.

A futóáramlás (angolul jet stream) szűk keresztmetszetben összpontosuló vízszintes áramlási zóna, amelyben a szélsebesség 30-80 m/s, azaz 100-300 km/h lehet. Van két ilyen futóáramlás az északi féltekén  és kettő a déli féltekén: amelyik közelebb van a pólushoz az polár jetnek hívják, amelyik közelebb van az Egyenlítőhöz, azt szubtrópusi jetnek hívják. Legegyszerűbb úgy elképzelni, mintha hulahopp karikák forognának a Föld felszíne felett 8-12 kilométeres magasságban.

NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Ha sikerül feljutatni ebbe a gyors áramlásba egy áruszállító léghajót, akkor azt a szél sodorja magával körbe a Föld körül lényegében ingyen és tisztán, minimális üzemanyagigénnyel, amíg a léghajó el nem jut a célállomásig, ahol szépen leereszkedik. Az északi féltekén 16 nap alatt tenne meg egy teljes kört a léghajó, a déli féltekén ehhez elég volna 14 nap. Ez lényegesen rövidebb, mint az áruszállító konténerhajók több hétig tartó útja. Összehasonlításul: a Queen Mary 2 luxus utasszállító hajó New Yorkból induló és oda visszaérkező világkörüli útja 113 napig, majdnem 4 hónapig tart.

US Naval Institute

Az IIASA kutatói szerint a léghajók újbóli használata a hidrogénszállítást is megoldaná. A hidrogén jó hatásfokú tüzelőanyag és értékes energiatárolási alternatíva. A fölösleges szélenergiát például át lehetne alakítani hidrogénné, és aztán azt elszállítani a felhasználás helyére. A szakemberek nem hallgatják el, hogy a hidrogén-alapú gazdaság előtt állnak még megoldandó feladatok. Az egyik ilyen a hidrogén cseppfolyósítása, amihez mínusz 253 Celsius-fokra kell hűteni. Ennek energiaigénye viszont az összmennyiség 30 százalékát teszi ki, további 3 százalékot pedig a cseppfolyós hidrogén szállítása.

Tanulmányukban a kutatók ezért azt a variációt javasolják, hogy a költséges cseppfolyósítás helyett inkább maguk a léghajók szállítsák a hidrogént a futóáramlások segítségével. A célállomáson lecsapolnák a ballon hidrogéntartalmának 60-80 százalékát, és a maradék 40-20 százalék elegendő ahhoz, hogy a léghajó hazatérjen. A balesetek megelőzése érdekében teljesen automatizálni kellene a folyamatot, és az állomásokat a lakott helyektől távol érdemes kialakítani.

A léghajók voltaképpen a cseppfolyós hidrogén szállítására is alkalmasak volnának, hiszen a futóáramlások a sztratoszférában fújnak, ahol a hőmérséklet mínusz 50-80 Celsius-fok, tehát kisebb hűtéssel is cseppfolyósan tartható a hidrogén. Leszálláskor a szükséges ballasztsúlyt úgy nyerhetnék, ha a hidrogént vízzé alakítják: 1 tonna hidrogénnel 9 tonna víz állítható elő. 

De ezt a vizet akár esőcsinálásra is használhatnák. A sztratoszférában kiengedett víz megfagy, a jégcseppek a gravitáció miatt elindulnak a földfelszín felé, de a troposzférába jutva felolvadnak, ezáltal csökkentik a hőmérsékletet és növelik a relatív páratartalmat, amíg csak össze nem állnak esőcseppekké és le nem hullanak. Ez az eső a földfelszínről feláramlást indíthat be, amitől több pára juthat a felsőbb légrétegekbe és még több eső eshet. 

"A léghajók a múltban nagy szolgálatot tettek. A jelenlegi helyzet indokolja a léghajók újbóli alkalmazását, tanulmányunkban érvekkel szolgáltunk emellett. A léghajózási iparág fejlesztése csökkentené a nagysebességű áruszállítás költségeit, különösen a szárazföldek belsejében. Az, hogy a hidrogént cseppfolyósítás nélkül szállíthatnánk, lehetővé tenné a fenntartható, hidrogén-alapú gazdaság megteremtését, amely elvezetne a 100 százalékban megújuló világhoz", mondta az IIASA-tanulmány vezető szerzője, Julian Hunt.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Országok pólója, névjegy a neved – így írhatnánk át Vörösmarty Mihály Gondolatok a könyvtárban című, 1844-ben született versének sorát: "Országok rongya, könyvtár a neved". Vörösmarty idejében ugyanis a pa-pírt még rongyhulladékból készítették. A költő még nem tudta, de éppen 1844-ben találta fel a kanadai Charles Fenerty és vele párhuzamosan a német Friedrich Gottlob Keller annak módszerét, hogy papírt lehet készíteni faköszörületből is. Onnantól terjedt el az olcsóbb alapanyag használata, és a nagyüzemi tekercses papírgyártás révén megszülettek a modern nyomtatott újságok (is).

MOO

Most viszont a MOO amerikai nyomdaipari vállalkozás környezetvédelmi okból visszatért a rongyhoz, méghozzá nem is akármilyenhez. A pamut-pólógyártás során a szabáskor visszamaradó nyesedékből a klasszikus módszer szerint készíttetnek papírt, s abból névjegyet. Ennek márkaneve stílszerűen Cotton (Pamut) lett. A nyesedék ráadásul fehér színű, azaz a készülő pólópapír is azonnal hófehér, nem igényel további klórozást (mint a fapapír). 

MOO

A MOO a papírkészítést a Mohawk papírmalommal végezteti. Ez a szintén amerikai családi vállalkozás negyedik generáció óta foglalkozik papír-gyártással, és az első olyan papírmalom az Egyesült Államokban, amely teljes energiaszükségletét megújuló szélenergiából nyeri. 

MOO

Richard Moross, a MOO alapítója az alábbi videóban beszél arról, miért nyilvánvaló és "szuperőrült" a pamuthulladék használata a papír-gyártáshoz. "Használnunk kell a mindenki számára elérhető nyersanya-gokat, különösen azokat, amelyek a divatiparból származnak. Ez ugyanis a kőolaj- és földgázkitermelés után a második legszennyezőbb iparág a világon".

MOO Presents | Cotton Business Cards from moo.com on Vimeo.

Hogy miért jó a pólópapír? Nos, a textil alapanyagból készülő papír tartó-sabb, mint a fapapír, és ára darabonként 50 cent körül van, ami ottani viszonyok között elfogadható. Használója pedig egyrészt tanúságot tesz arról, hogy fontos számára a környezetvédelem, másrészt ennek a névjegy-nek különleges, selymesen puha tapintása van. Mindkettő előnyt jelenthet számára egy üzleti tárgyaláson...