Zaļais transports: kā pieskatīt klimatu
Mēs kļūstam arvien mobilāki, taču pārvietojamies, izmantojot dzinējus, kas rada slodzi klimatam. 13 procentus CO2 izmešu pasaulē sagādā transports. Tomēr izmešu līmeni iespējams ievērojami samazināt, liekot lietā tehnoloģijas, kas mūsdienās jau ir pieejamas vai gaida tepat līdzās. Ja cilvēce to gribēs, var panākt, ka pēc 25 gadiem atmosfērā nonāks tikai niecīga daļa no siltumnīcas gāzēm, kas pašlaik ik dienas izplūst no mūsu transportlīdzekļiem.
Brauksim ar tīru elektrību
Mūsdienās pasaulē pārvietojas aptuveni miljards automašīnu, un 2050. g. to skaits sasniegs trīs miljardus. Citiem vārdiem sakot, personiskais auto ir atnācis uz palikšanu, tāpēc jārod tehniski risinājumi, kas to un arī sabiedrisko transportu, padarītu videi draudzīgu. Pagaidām labākais ir elektromobilis.
Tu pārrodies mājās no darba un tūlīt sāc uzlādēt automašīnas akumulatoru. Nākamajā rītā auto ir braukšanas kārtībā, jo automātiski nodrošināta tā uzlāde ar strāvu, ko vēja ģeneratori saražojuši vēlās nakts stundās, kad citur ir zems elektrības patēriņš un līdz ar to arī cena. Toties vakara stundās, kad elektrības cena ir augsta, auto akumulators uzkrājis tik daudz elektrības, ka daļu no tās var pārdot strāvas piegādātājam. Priekšrocības ir acīm redzamas – labākajā gadījumā var pat nopelnīt naudu, kamēr auto stāv garāžā.
Pagaidām tā ir tikai nākotnes vīzija, bet klimata pētnieki uzskata, ka ir prātīgi pievērsties elektromobiļiem, jo tā ir viena no labākajām metodēm, kā samazināt transporta radītos CO2 izmešus.
Uz zemes: brauksim ar elektrību. Ūdenī: uzvilksim visas buras. Gaisā: lidmašīnām jānomet svars.
Pašlaik gandrīz visas automašīnas darbina ar benzīnu vai dīzeļdegvielu. Tas ir saprotami, jo ir grūti sacensties ar šķidro degvielu, piemēram, benzīnu, kam ir augsts īpatnējais sadegšanas siltums. Toties ar benzīnu darbināmās automašīnas enerģiju neizmanto efektīvi. Braukšanai patērē tikai 20–25 procentus enerģijas, bet pārējā aiziet siltuma zudumos. Elektrodzinējs ir 3–4 reizes efektīvāks un jau tāpēc vien saudzīgāks klimatam. To darbina elektrība, tādēļ iespējams to padarīt pilnībā CO2 neitrālu, jo strāvu var iegūt no ilgtspējīgiem enerģijas avotiem, sākot no hidroelektrostacijām un beidzot ar saules baterijām.
Vēl arvien elektromobiļu vājais punkts ir akumulatori. Tie ir pārāk lieli un pārāk ilgi lādējami, turklāt neuzkrāj pietiekami daudz enerģijas. Tomēr šajā jomā notiek intensīva pētniecība. Piemēram, Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta zinātnieki ir izstrādājuši akumulatora prototipu, kas uzlādējams 100 reižu ātrāk nekā pašreizējie. Tas nozīmē, ka automobili varēs uzlādēt piecās minūtēs, nevis astoņās stundās kā pašlaik.
Kad kļūs pieejami šādi akumulatori, pavērsies pavisam jaunas perspektīvas. Pilnībā uzlādēts akumulators uzkrāj 2040 kilovatstundu elektroenerģijas, ar ko pietiek, lai vairākas dienas nodrošinātu strāvu vidēji lielai mājsaimniecībai. Savienoti ar plašu elektrotīklu, elektromobiļi varēs darboties kā buferis un enerģijas rezerve, tādējādi kļūdami par izdevīgu ieguldījumu ne vien īpašniekam, bet arī sabiedrībai kopumā.
Elektromobilis mazinās satiksmes radītos CO2 izmešus, ja to darbinās strāva iegūta, piemēram, no Saules enerģijas.
Ātrvilcieni pārspēj automašīnas un lidmašīnas vidējās distancēs
Sabiedriskais transports ir pakļauts lielai konkurencei. Lielākā daļa cilvēku labprātāk brauc ar savu auto, tomēr ir vairāki izņēmumi – viens no tiem ir Eiropā augošais ātrvilcienu tīkls. Tikai 15 gadu laikā ātrvilcienu izmantojums ir pieckāršojies, un tie jau veic vairāk nekā 76 miljardus pasažierkilometru gadā. Tā ir laba alternatīva gan automašīnām, gan lidmašīnām vidēji garos attālumos. Kaut gan ātrvilcieni patērē vairāk enerģijas nekā parastie vilcieni, tie ir videi draudzīgāki par automašīnām un lidmašīnām. Tie darbojas ar elektrību, tātad nepieciešamo enerģiju var iegūt no ilgtspējīgiem enerģijas avotiem. Turklāt elektrovilcieniem daļu bremzēšanas enerģijas var nogādāt atpakaļ elektrotīklā.
Ātrvilcieniem dod priekšroku maršrutos, kas savieno lielpilsētas, savukārt pašās pilsētās labs risinājums ir pilsētas vilciens. Centrā tas darbojas kā tramvajs, bet nomalēs uzņem lielu ātrumu. Šādas pilsētas vilcienu līnijas ierīko arvien lielākā skaitā pilsētu.
Ātrvilcienu priekšrocība ir tā, ka tie ātri un ērti nogādā mūs no vienas pilsētas centra uz citas pilsētas centru.
Ātrvilcieni apvieno Eiropu
Jau tagad daudzviet Eiropā ir ierīkotas ātrvilcienu līnijas un top vēl vairākas.
Tagad
Ātrums virs 250 km/h
Tagad
Ātrums 180–250 km/h
Ieplānots līdz 2020. g.
Ātrums virs 250 km/h
Ieplānots līdz 2020. g.
Ātrums 180–250 km/h
Helsinki, Stokholma, Oslo, Sanktpēterburga, Varšava, Berlīne, Amsterdama, Londona, Brisele, Vīne, Parīze, Berne, Madride.
Auto kļūs par elektrotīkla sastāvdaļu
Automobiļa akumulators darbosies kā pielāgojama krātuve, kas saņems strāvu no elektrotīkla, kad tīklā būs pārpalikums, un piegādās atpakaļ, kad būs liels pieprasījums. Iespējams, auto īpašnieks varēs pat gūt peļņu, uzlādējot mašīnu, kad elektrības cena ir zema, un pārdodot to, kad cena ir augsta. Autoparki kļūs par svarīgu zaļā elektrotīkla sastāvdaļu, jo elektrība starp ražotāju un patērētāju plūdīs abos virzienos.
1. Elektrības ražošanu nodrošinās ilgtspējīgi avoti – vēja ģeneratori un hidroelektrostacijas, tos papildinās atomenerģija.
2. Automašīnu uzlādes stacijas atradīsies ikvienā lielākā autostāvvietā. Daļa no tām papildus nodrošinās vietējo saules enerģiju.
3. Kad auto atrodadīsies mājās, tas vienmēr būs pieslēgts elektrotīklam. Tas vai nu uzlādēsies, vai arī piegādās strāvu tīklam.
4. Auto īpašnieks ar datora vai mobilā telefona starpniecību varēs izsekot elektrības cenu kāpumam un kritumam un nosūtīt savai automašīnai ziņu, vai strāva tobrīd jāpērk vai jāpārdod.
Varam iegūt vairāk transporta ar mazāku piesārņojumu
Palielinoties cilvēku skaitam un paaugstinoties dzīves līmenim pasaulē, turpmākajos gadu desmitos transportlīdzekļu skaits būtiski pieaugs. Ja tūlīt nesāksim rīkoties, pieaugs arī piesārņojums. Pēdējos 15 gados satiksmes CO2 izmešu apjoms ir palielinājies par 37%. Tomēr ir pamats būt optimistiem, jo šo tendenci ir izdevies mainīt, piemēram, Japānā, kur no 2001. līdz 2007. gadam izmešu apjoms ir sarucis par 7%, it īpaši paaugstinot prasības autoražotājiem. Ja benzīna auto nomainīsim pret elektromobiļiem, varam padarīt autosatiksmi brīvu no CO2. Lai sasniegtu šo mērķi, vajadzēs vairākus gadu desmitus, bet ir reāli
25 gados sauszemes satiksmes CO2 izmešu apjomu samazināt uz pusi.
Modernizēsim pasaules kravas kuģus
Ik gadu pasaules kuģi izdala atmosfērā 800 miljonu tonnu CO2 – divreiz vairāk izmešu nekā lidmašīnas. Līdz šim kuģniecībai nav bijušas izvirzītas gandrīz nekādas vides aizsardzības prasības, bet pastāv lieliskas iespējas to padarīt tīrāku, turklāt panākot arī ekonomisku labumu.
Mēs esam ļoti atkarīgi no kravas kuģiem. 90 procentus Eiropā importēto preču ieved ar kuģiem, un ikreiz, kad Eiropas valstis apmainās ar 100 tonnām kravas, 40 tonnas tiek pārvadātas ar kuģiem. Kopumā tas veido 3,5 miljardus tonnu šādu kravu gadā, un, lai gan vienas tonnas kravas pārvadāšanai kuģi patērē mazāk enerģijas nekā kravas automašīnas, tie rada daudz CO2 izmešu. Kuģniecības nozare vēl nav iekļauta klimata konvencijās, un tai bijis atļauts izmantot videi visnedraudzīgāko degvielu – smago degvieleļļu. Ikreiz, kad kuģa dzinēji sadedzina vienu tonnu šā kurināmā, atmosfērā nonāk 3,2 tonnas CO2, jo viens oglekļa atoms piesaistās pie diviem skābekļa atomiem. Tas veido 800 miljonu tonnu gadā jeb aptuveni 4% globālo izmešu. Tam jāpieskaita sēra un sīko daļiņu izmeši. Lielajās pasaules ostās sīko daļiņu koncentrācija gaisā ir tik augsta, ka tās pat apdraud vietējo iedzīvotāju veselību.
Te ir iespējami daudzi uzlabojumi, un virkne eksperimentu rāda, ka to ieviešana nāktu par labu gan videi un klimatam, gan arī rēdereju ekonomikai. Kuģniecībā ir iespējams ietaupīt katru trešo degvielas litru, turklāt to var panākt, pārbūvējot ekspluatācijā jau esošos kuģus. Tas ir svarīgi, jo pēdējos gados vērojama kravas kuģu pārprodukcija, un tas nozīmē, ka tuvākajā laikā būvēs pavisam nedaudz jaunu kuģu. Vairākas iespējamās kuģu pārbūves ir sevišķi rentablas, jo investīcijas ir iespējams atpelnīt 12 gadu laikā.
Kuģiem jāuzvelk visas buras
Nav iespējams 25 gados nomainīt visus pasaules kuģus, tomēr vairāki nelieli uzlabojumi var padarīt esošos kuģus videi daudz draudzīgākus.
Izmanto siltumu!
Var ietaupīt līdz 10% patērētās enerģijas, ja izplūdē zaudēto siltuma daudzumu pārvērš par elektrību, kas gan darbina kuģa dzinējus, gan nodrošina pārējo strāvas patēriņu.
Samazini ātrumu!
Darbojas likums, ka, samazinot ātrumu par 1 mezglu, var ieekonomēt 3% degvielas. Tas balstās uz faktu, ka ūdens pretestība ir proporcionāla kuģa ātruma kubam.
Sakārto dzinējus!
Uzlabojot degvielas iesmidzināšanu dzinējā, uz daudziem kuģiem varētu ietaupīt līdz pat 3% degvielas. Papildu ietaupījumu var sniegt arī jauna tipa dzenskrūves.
Iztukšo balasta tvertni!
Balasts var būt nepieciešams, bet bieži vien kuģi peld ar lielāku balastu, nekā vajadzīgs. Pārāk liels balasts iegremdē kuģi dziļāk, nevajadzīgi palielinot degvielas patēriņu.
Pūt zem kuģa gaisu!
Gaisa plūsma, ko sūknē zem korpusa, var ietaupīt aptuveni 10% degvielas, jo gaisa un ūdens berzes pretestība ir mazāka nekā kuģa un ūdens berzes pretestība.
Nokrāso korpusu!
Izdevīgs ieguldījums ikvienā pašreizējā kuģī var būt krāsošana. Labāk nokrāsota kuģa zemūdens daļa neļauj korpusam apaugt ar nosēdumiem, nodrošinot mazāku ūdens pretestību un zemāku degvielas patēriņu.
Jauni ceļi uz Austrumiem
Jūras ceļš no Eiropas un Ziemeļamerikas uz Ķīnu, Japānu un pārējo Austrumāziju kļūs īsāks, kad ziemeļrietumu un ziemeļaustrumu kuģuceļus neklās ledus.
Sasilšana paver jaunus maršrutus
Ledus sega ap Ziemeļpolu strauji sarūk. Senāk pat septembrī, kad ledus ir visplānākais, 7–9 miljoni kvadrātkilometru bija klāti ar ledu, bet 2007. gada septembrī ledus sedza vairs tikai 4,28 miljonus km2. Klimata eksperti prognozē, ka globālās sasilšanas dēļ jau pēc 15–20 gadiem Ziemeļpolā vasarās vairs nebūs ledus.
Kuģniecībai tas nozīmē milzīgu degvielas ietaupījumu, jo brauciens, piemēram, no Eiropas uz Ķīnu tādā gadījumā kļūs par 7000 kilometriem īsāks. Mūsdienās ceļš ved caur Suecas kanālu, bet, ja ledus būs mazāk, varēs braukt pa ziemeļaustrumu un ziemeļrietumu jūrasceļu. Pēc kādas rēderejas aprēķiniem, tankkuģa brauciena laiku maršrutā no Eiropas uz Dienvidaustrumāziju var saīsināt par 12 dienām, un viens kuģis var ieekonomēt degvielu 100 000 latu vērtībā.
Vācu uzņēmums “SkySails” ir izstrādājis pūķa tipa buras, kas ļauj kravas kuģim ietaupīt līdz pat trešdaļai patērētās degvielas.
Neliels ieguldījums dod milzīgu efektu
Kravas kuģos, kas mūsdienās peld pa pasaules jūrām, ir iespējams veikt daudzus videi draudzīgus uzlabojumus. Citiem vārdiem sakot, nav nepieciešams esošos kuģus nomainīt pret citiem transportlīdzekļiem, lai kuģniecību padarītu zaļāku. Īstenojot iepriekš minētos pasākumus, kas rēderejām būtu arī ekonomiski izdevīgi, 25 gados kuģniecība, iespējams, varēs samazināt savus CO2 izmešu apjomus aptuveni par trešdaļu.
Jāizvēlas lielākas un vieglākas lidmašīnas
Cilvēkiem patīk lidot, un tas atspoguļojas arī lielākā CO2 izmešu apjomā. 15 gados, no 1990. līdz 2005. gadam, ES lidmašīnu izmešu apjoms palielinājās par 73%. Ja šāda tendence turpināsies, pēc 10 gadiem lidojumi Eiropā vien radīs 284 miljonus tonnu CO2 izmešu gadā.
Pats par sevi saprotams, ir vajadzīgs ļoti daudz degvielas, lai lidmašīna paceltos 10 km augstumā, tāpēc lidošana vienmēr būs energoietilpīgs transporta veids. Tomēr mēs varam darīt daudz, lai samazinātu degvielas patēriņu arī šajā transporta nozarē.
Visefektīvākās lidmašīnas patērē 3,5 litrus degvielas, lai vienu pasažieri pārvadātu 100 km tālu. Tas ir daudz, kaut arī aptuveni par 60 procentiem mazāk nekā pirms 40 gadiem, jo kopš tā laika ir izstrādāti efektīvāki dzinēji un lidmašīnas ar labāku aerodinamisko formu. Šī attīstība turpināsies, turklāt mainīsies aviosatiksmes struktūra. Mazajām lidmašīnām, kas veic īsos pārlidojumus, radīsies vērā ņemami konkurenti – ātrvilcieni, tāpēc daudzas līnijas tiks slēgtas. Britu valdībai ir plāns aizstāt ar ātrvilcienu pārvadājumiem 1,9 miljonus ikgadējo lidojumu. Tālajos maršrutos lidmašīnas kļūs lielākas, un tas samazinās enerģijas patēriņu uz vienu pasažieri.
Kamēr vien mēs turpināsim lidot, aviācija būs un paliks videi nedraudzīga CO2 jomā. Mūsdienās aviācijas degvielu ražo no naftas. Tas nozīmē, ka mēs iegūstam degvielu no planētas krājumiem un, to sadedzinot, palielinām CO2 līmeni atmosfērā. Tomēr var rīkoties arī citādi. Zinātnieki nenogurdami strādā, lai radītu bioloģisku aviodegvielu – tā gan nesamazinās izmešu apjomus, bet no lidmašīnām atmosfērā nonākušais CO2 būs cēlies no augiem, kas augšanas procesā ir uzņēmuši šo gāzi. Tādējādi kopējais šīs nozares iespaids uz vidi būs mazāks.
Rēķinot degvielas patēriņu uz pasažierkilometru, garajos maršrutos videi draudzīgākās ir lielas lidmašīnas, piemēram, “Airbus A380”.
“Boeing 787”: izcils dizains un jauni materiāli ekonomē degvielu
Vislabākais piemērs sasniegumiem, cik tālu var tikt, pilnveidojot lidmašīnas dizainu un tās izgatavošanā izmantotos materiālus, ir “Boeing 787”, ko mēdz dēvēt arī par “Dreamliner”. “Boeing” inženieri ir veltījuši 15 000 stundu, lai lidmašīnu pārbaudītu aerodinamiskajā caurulē un optimizētu tās formu. Gandrīz viss tās korpuss ir būvēts no kompozītmateriāliem, lai tā būtu vieglāka nekā citas tāda paša lieluma lidmašīnas. Kombinācijā ar uzlabotiem dzinējiem tas nozīmē, ka “Boeing 787” patērēs par 20% mazāk degvielas, un no tā būs vēl kāds ieguvums – lielāks lidojuma attālums. “Dreamliner” spēs bez nosēšanās nolidot 16 000 km jeb veikt 18 stundu lidojumu no Ņujorkas uz Tokiju.
Apbalvojums par milzīgo ieguldījumu izstrādes fāzē ir lasāms “Boeing” pasūtījumu grāmatās – aviorūpnīcai ir pasūtīti jau 865 jaunās lidmašīnas eksemplāri vēl pirms to izmēģinājuma lidojumu beigām.
“Boeing” raksturīgs arī jaunas, elegantas aviokonstrukcijas piemērs – tai ir maināms spārna gala nošķiebums. Jau tagad daudzām lidmašīnām spārna galā ir neliels nošķiebums, kas nobremzē daļu gaisa virpuļu, ļaujot ietaupīt aptuveni 3 procentus degvielas. “Boeing” ir izņēmis patentu būtiskam šīs idejas uzlabojumam. Padarot nošķiebumu maināmu, degvielas patēriņa ekonomiju var palielināt līdz pat 5 procentiem.
Nošķiebumam ir liela nozīme
Maināmais nošķiebums spārna galā ļauj ietaupīt līdz 5 % lidmašīnas patērētās degvielas.
Paceļoties un nosēžoties spārns ir taisns.
Parasta lidojuma laikā spārna galu paceļ 30 grādu leņķī.
Lai lidmašīna uz zemes aizņemtu mazāk vietas, spārna galu paceļ 40 grādu leņķī.
Trīs ieteikumi palīdzēs atvēsināt Zemi
1. Izvairies no mitra gaisa! Aviosatiksme lielā augstumā debesīs bieži vien atstāj aiz sevis gaišas kondensāta svītras – izplūdes grīstes. Izrādās, tām ir sildošs efekts, jo tās aiztur Zemes atstaroto siltumu. Plānojot lidmašīnas maršrutu, aviācijas darbinieki ir sākuši ņemt to vērā. Ja izvairās no lidošanas augsta mitruma gaisa slāņos, var novērst kondensāta svītru rašanos.
2. Efektīvāk izmanto gaisa telpu! Lidmašīnas bieži vien ir spiestas lidot ar līkumu, jo gaisa telpa tradicionāli ir sadalīta gaisa trasēs. Tādējādi Eiropā lidmašīna caurmērā lido par 50 kilometriem tālāk, nekā nepieciešams. Jaunā satiksmes pārraudzības sistēma to novērsīs. Tas ļaus CO2 izmešu apjomu samazināt par 16 miljoniem tonnu.
3. Pa zemi velc ar traktoru! Lidostas ir lielas, un lidmašīnas patērē daudz degvielas, ripinoties līdz skrejceļam vai izkāpšanas vietai. Tāpēc zinātnieki izstrādā robottraktoru, kas vilks lidmašīnas pa zemi. Traktoru automātiski pievienos pie lidmašīnas un vadīs no tās kabīnes. Aprēķini liecina, ka šādā veidā var ietaupīt 18 miljonu tonnu CO2.
Jaunas lidmašīnas atslogos vidi no tonnām CO2
Pamatojoties uz daudzajām iespējām, kā optimizēt lidmašīnu degvielas ekonomiju, Eiropas Enerģētikas aģentūra lēš, ka Eiropā iespējams ietaupīt 56 procentus aviodegvielas. Tas atbilst CO2 izmešiem vairāk nekā simt miljonu tonnu apmērā. Daudzus Eiropā īstenojamus pasākumus, visticamāk, var realizēt arī citviet pasaulē, tāpēc pilnīgi iespējams ir zinātnieku pieņēmums, ka pēc 25 gadiem mēs būsim spējuši uz pusi samazināt aviācijas radīto CO2 izmešu daudzumu.
Kamēr gaidām...
Varam uzpildīt biodegvielu
Kamēr nākamos 25 gados uzlabosim pasažieru lidmašīnas, lai tās mazāk piesārņotu vidi, labākais, ko varam darīt patlaban, ir pildīt degvielas tvertnēs biodegvielu, proti, no augiem ražotu degvielu. Pagaidām gan veikti tikai daži pilna mēroga eksperimenti, toties rezultāts bijis pārsteidzoši labs.
Pasažieru lidmašīnas lieliski var lidot ar degvielu, kas ražota no aļģēm vai eļļu saturošiem augiem. Patiesībā biodegviela ir izrādījusies pat labāka par tradicionālo. Noskaidrots, ka tā var dot vairāk enerģijas uz vienu litru, turklāt labi pacieš atdzišanu lielā augstumā.
Aviodegvielas ražošanai ir piemēroti vairāki eļļu saturoši augi, bet, lai visu aviodegvielu iegūtu no augiem, to kultivēšanai būtu vajadzīga platība, kas ir divreiz lielāka par Franciju. Tāpēc labākais risinājums varētu būt aļģes. Tās var audzēt, nenoslogojot lauksaimnieciski apstrādājamo zemi.
Ja izdosies aļģes audzēt pietiekamā daudzumā, tās varēs izmantot arī autosatiksmē. Līdz brīdim, kad benzīna automašīnas nomainīsim pret elektromobiļiem, būtu vērtīgi bākā pildīt “zaļu” benzīnu.
Avots: raksts pārpublicēts no žurnāla "Ilustrētā Zinātne"/ tvnet.lv
