Priključivanje na sunce

Teško je zamisliti da elektrana može biti toliko lepa: 100 hektara blago zakrivljenih ogledala, poređanih u dugačka korita nalik kanalima svetlosti. Smeštena tako da su tokom noći okrenuta ka zemlji, sada – njih preko 182.000 – počinju da se bude i da prate sunce.

„Izgleda da će danas biti 370 stepeni“, kaže jedan od operatera u kontrolnoj sobi. Njegov posao je da nadgleda redove paraboličnih ogledala koja sunčevu svetlost usmeravaju na dugačke čelične cevi kroz koje teče ulje, zagrevajući ih sve do temperature od 400 stepeni po Celzijusu. Sa „polja ogledala“ vrela tečnost se uliva u džinovske radijatore koji ekstrahuju toplotu i pretvaraju vodu u paru. Para pokreće turbinu i dinamo-mašinu, proizvodeći za naponsku mrežu i do 64 megavata – dovoljno da se obezbedi električna energija za 14.000 američkih domaćinstava ili za nekoliko kazina u Las Vegasu. „Jednom kada ovaj sistem proizvede paru, sve ostalo je stvar tradicionalnog, standardnog industrijskog postupka“, kaže direktor elektrane Robert Kejbl, pokazujući na elektranu na gasni pogon s druge strane Eldorado Veli Drajva. „Koristimo iste alate i iste delove kao oni preko puta.“

Kada je Nevada Solar Jedan dovršena 2007. godine, to je bila prva velika solarna elektrana izgrađena u Sjedinjenim Državama za više od 17 godina. Tokom tog perioda, solarna tehnologija je cvetala u drugim zemljama. Nevada Solar Jedan pripada španskoj kompaniji Acciona, koja ovde proizvodi električnu energiju i prodaje je regionalnom postrojenju NV Energy. Ogledala su napravljena u Nemačkoj.

Stavljajući zaštitne šlemove i zatamnjene naočari, Kejbl i ja sedamo u njegov pikap i polako prolazimo pored redova ogledala. Jedan čovek poliva crevom neka od njih iz cisterne za vodu. „Na njih utiče bilo kakva prašina“, kaže Kejbl. Na udaljenom kraju polja ogledala stajemo i izlazimo iz pikapa da bolje pogledamo. Da bi pokazao kako je staklo otporno, Kejbl udara po jednom kao po bubnju. Iznad njegove glave, u fokusu parabole, cev kroz koju teče nafta je obložena crnom keramikom da bi upijala svetlost, a zbog izolacije se nalazi u bezvazdušnom staklenom cilindru. Po vedrom letnjem danu, kada je sunce u zenitu, Nevada Solar Jedan može u električnu energiju da pretvori oko 21% sunčevih zraka. Elektrane na gasni pogon su efikasnije, ali ovo gorivo je besplatno. I ne emituje ugljen-dioksid koji zagreva planetu.

Na svakih tridesetak sekundi, kada motor pomera ogledala malo naviše, čuje se tiho zujanje; do podneva će sva ogledala biti potpuno okrenuta nagore. Ovde je toliko tiho da je teško poverovati koliko se posla obavlja: svaka od 760 grupacija ogledala može da proizvede oko 84.000 vati – skoro 113 konjskih snaga. Do 8 sati pre podne nafta koje teče cevima dostigla je radnu temperaturu. Iz postrojenja za hlađenje kulja bela para. Pola sata kasnije, zvuk turbine unutar proizvodne stanice dostiže nivo veoma piskavog vriska. Nevada Solar Jedan je spremna za rad.

Dolaskom nove administracije u Vašington, koja obećava da će se suočiti sa problemima globalnog zagrevanja i zavisnosti od uvozne nafte, konačno bi mogao da kucne čas solarne energije. Prošle godine, pre nego što je pala zajedno sa privredom, cena nafte je drastično skočila na preko 140 dolara po barelu, što može da nam posluži kao podsetnik na opasnosti od vezivanja budućnosti za nešto tako nepredvidivo kao što je nafta. Suočen sa najgorom recesijom od one iz 1930-ih godina, Vašington obezbeđuje krupne projekte kojim će se pažljivo preispitati infrastruktura zemlje, uključujući i sistem snabdevanja energijom. Predsednik Barak Obama je u svom inauguracionom govoru obećao da će „sunce, vetar i zemljište biti korišćeni za snabdevanje gorivom naših automobila i naših fabrika“. Njegov budžet za 2010. godinu uključuje i ovlašćenje za udvostručavanje obnovljivih energetskih kapaciteta zemlje u naredne tri godine. Turbine s pogonom na vetar i biogoriva će tome značajno doprineti. Ali, nijedan drugi izvor energije nije obilan kao sunce.

„Bilo da govorimo o geotermalnim izvorima energije ili vetru, svi ti drugi obnovljivi izvori energije su kvantitativno ograničeni“, rekao mi je prošle jeseni u Frajburgu, u Nemačkoj, Ajke Veber, direktor Instituta za sisteme za solarnu energiju Fraunhofer. „Ljudima na Zemlji je ukupno potrebno približno 16 teravati snage“, kazao je on. (Teravat je trilion vati.) „Očekuje se da će do 2020. godine ta brojka narasti na 20 teravati. Energija sunčeve svetlosti na kopnenom delu Zemlje iznosi 120.000 teravati. Iz te perspektive, energija koju dobijamo od sunca je praktično neograničena.“

Postoje dva osnovna načina da se ona iskoristi. Prvi je proizvodnja pare, ili putem paraboličnih kanala, kao što su oni u Nevadi, ili putem polja ravnih, kompjuterski navođenih ogledala, takozvanih heliostata, koji sunčevu svetlost fokusiraju na prijemnik na vrhu ogromnog „energetskog tornja“. Drugi način je da se sunčeva svetlost direktno pretvara u električnu energiju pomoću fotovoltažnih (PV) ploča napravljenih od poluprovodnika kao što je silikon.

Svaki pristup ima svoje prednosti. Trenutno je proizvodnja pare, poznata i kao koncentrovanje sunčeve svetlosti ili sunčeve toplote, efikasnija od fotovoltaže – jer se veći procenat ulazne sunčeve svetlosti pretvara u električnu energiju. Ali, ona zahteva hektare zemljišta i dugačke transmisione linije za prenos struje do tržišta. Fotovoltažne ploče mogu da budu smeštene na krovovima onog mesta gde je energija potrebna. Oba ova izvora energije imaju jedan očigledan zajednički nedostatak: slabe kada je oblačno i ne funkcionišu noću. Ali, inženjeri već razvijaju sisteme za skladištenje energije koja će se koristi tokom mračnijih časova.

Optimisti tvrde da bi uz stalna poboljšanja – nisu neophodna nikakva velika otkrića – i uz značajnu podršku vlade, solarna energija mogla da postane ekonomična i efikasna koliko i energija iz fosilnih goriva. Pesimisti kažu da su sve to već čuli ranije – pre 30 godina, tokom predsedničkog mandata Džimija Kartera. I to je bio period nacionalne krize koju je izazvao arapski embargo na naftu iz 1973. godine. Obraćajući se naciji u svom vunenom džemperu, predsednik Karter je pozvao na novu nacionalnu energetsku politiku u kojoj će solarna energija igrati veliku ulogu. Cena nafte je 1979. godine opet vrtoglavo skočila, zbog islamske revolucije u Iranu. Američki vozači su čekali u redovima za benzin, slušajući sa svojih radio-prijemnika pesme poput one „Bomb Iran“ grupe „Vince Vance and the Valiants“ (ispevane na muziku pesme „Barbara En“ Bič Bojsa). Karter je, držeći reč, na krov Bele kuće postavio solarne grejače vode.

Tokom sledećih nekoliko godina dva velika polja paraboličnih korita, SEGS I i II (Solar Electric Generating Station), instalirana su oko 260 kilometara jugozapadno od Las Vegasa, blizu Dageta u Kaliforniji. Posle toga je u blizini izgrađeno još sedam elektrana, kod raskršća Kramer i pored bezvodnog jezera Harper. Sve te elektrane su još u funkciji – ukupno oko milion ogledala na nekih 650 hektara zajedno proizvode snagu od 354 megavata. Izdaleka izgledaju kao fatamorgane.

Ali, polet nije potrajao. Kada se ekonomija prilagodila iranskom naftnom šoku, cene goriva su pale. Kako je splašnjavao osećaj hitnosti, tako su se smanjivala i sredstva za istraživanja, a solarna energija je ostala minoran faktor u energetskoj jednačini. SEGS elektrane su još bile u izgradnji kada je predsednik Ronald Regan skinuo solarne grejače vode sa krova Bele kuće. Prva solarna revolucija je doživela poraz.

Dve decenije kasnije, možda smo spremni za početak nove solarne revolucije.

Još jedno zaveštanje iz Karterove ere, Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju (NREL – National Renewable Energy Laboratory) u Goldenu, u Koloradu – prvi vladin centar za istraživanje energije sunca, vetra, hidrogena i drugih alternativnih goriva – pokušava da se ponovo podigne. Kada sam je posetio prošle jeseni, u podnožju planine pored Goldena građeni su novi istraživački kampusi i štabovi. Dva hektara fotovoltažnih ploča na vrhu jedne uzdignute zaravni snabdevaće energijom laboratorije i kancelarije ispod njih. To bi mogao da bude samo početak. NREL, prema kojoj se vlada nekada odnosila kao maćeha, sada uživa u dodatnim sredstvima koje je Obamina administracija namenila za obnovljivu energiju. „Trenutno solarna energija ima toliko malo učešće u proizvodnji električne energije Sjedinjenih Država, da se ono meri promilima“, kaže Robert Hausej, pomoćnik direktora ove laboratorije. „Ali, očekuje se da ono poraste. Do 2030. godine će od solarne energije moći da se proizvede deset do dvadeset procenata maksimalne nacionalne potražnje za električnom energijom.“

Ali, ne bez pomoći vlade. Nevada Solar Jedan nikada ne bi bila izgrađena da ova država postrojenjima nije postavila krajnji rok da do 2015. godine 20 procenata proizvedene energije mora poticati iz obnovljivih izvora. (Sada više od 24 države imaju „plan standarda za delovanje u oblasti obnovljivih izvora energije“, a kongres je ranije ove godine raspravljao i o federalnom planu.) Tokom perioda maksimalne potražnje – vrelo popodne u Las Vegasu, kada su troškovi proizvodnje najveći – struja koja se dobija u solarnoj elektrani je maltene jeftina koliko i ona koja se proizvodi u obližnjoj elektrani na gasni pogon. Ali, to je samo zato što je prilog od federalne takse u iznosu od 30% pomogao da se ublaže troškovi izgradnje ove elektrane.

Da bi snizili troškove i smanjili potrebu za dodatnim sredstvima, inženjeri NREL-a proučavaju ogledala napravljena od lakog polimera umesto od stakla i prihvatnih cevi koja će upijati više sunčeve svetlosti i gubiti manje toplote. Oni, takođe, rade i na najvećem problemu solarne energije: kako da se deo toplote koja se proizvede dok postoji dnevna svetlost sačuva da bi se upotrebila kasnije. „Maksimalna opterećenja se dešavaju tokom dana, pogotovo na jugozapadu, ali potreba za energijom ne nestaje kada sunce zađe“, kaže Mark Mehos, programski menadžer NREL-a. Ljudi se vraćaju kući s posla, pale svetla i klima-uređaje. Možda neće proći dugo pre nego što noću počnu da pune svoje električne automobile.

Prošle godine je u blizini Gvadiha u Španiji, istočno od Granade, otvorena prva komercijalna solarna elektrana sa mogućnošću skladištenja toplote. Tokom dana, sunčeva svetlost sa polja ogledala koristi se za zagrevanje rastopine soli. Uveče, so, kako se hladi, otpušta toplotu od koje se proizvodi veća količina pare. U Arizoni će „Solana Generating Station“ takođe koristiti otopinu soli za skladištenje. Kada počne sa radom 2012. godine, osam kvadratnih kilometara paraboličnih kanala će proizvoditi 280 megavata za Feniks i Tukson. Ovu stanicu gradi španska kompanija „Abengoa Solar“, što nam pokazuje koliko Sjedinjene Države zaostaju u razvoju solarne tehnologije.

NATIONAL GEOGRAPHIC SRBIJA U OKTOBARSKOM BROJU DONOSI:

Sekvoje: super drveće

Prefrigane orhideje

Indonezija: Suočavanje sa fanaticima

Olupina s blagom

Više o oktobarskom izdanju National Geographic Srbija saznajte na: www.nationalgeographic-srbija.com