Fizika namų šeimininkėms

Turbūt nuo vaikystės visi esame girdėję, kad karštą vasaros dieną rengtis juodai yra visai neprotinga. Taip yra todėl, kad balta spalva atspindi saulės šviesą, o juoda sugeria saulės šilumą.

Atsižvelgę į tai, grupelė studentų sukūrė stogą, kurio spalva kinta priklausomai nuo temperatūros. Kai reikia – jis tampa baltas, o kai reikia – juodas.

Balti stogai atspindi maždaug 80 procentų saulės šviesos, tuo tarpu juodi – tik 30 proc. Todėl vasarą vėsinant namą, baltas stogas padėtų sutaupyti apie 20 proc. išlaidų, skirtų kondicionieriui.

Tokių stogų principas paprastas: juoda stogo danga padengta polimeru, kuris esant žemai oro temperatūrai lieka skaidrus, ir todėl stogo spalva matosi. O kai oro temperatūra sušyla, polimeras kondensuojasi į mažus lašelius, kurie atspindi šviesą ir sukuria baltos spalvos paviršių, galintį atspindėti saulės kaitrą.

Tačiau kad ir kaip patraukliai atrodytų ši polimerinio stogo technologija, ji dar nėra visiškai paruošta komerciniam vartojimui.

Yra dar  ir žalieji stogai, kurie irgi taupo šildymo kaštus, bet prie šito gėrio jie dar ir padeda kovoti su klimato atšilimu.

JAV tokie stogai sparčiai populiarėja. Tokio tipo stogų valstijose nuo 2007 iki 2008 metų padaugėjo 35 procentais, t.y., čia pernai metais buvo įrengta 944,88 kvadratinių kilometrų žalųjų stogų. Vokietija irgi pripažįsta žaliųjų stogų privalumą – jau 12 proc. stogų Vokietijoje yra užsėti žole. Ši industrija Vokietijoje kasmet auga apie 10-15 proc.

Žalieji stogai tarnauja 2-3 kartus ilgiau nei standartiniai, nes jie apsaugo nuo ultravioletinių spindulių poveikio ir staigių temperatūros svyravimų, liūčių sukeliančios korozijos. Be to, tokie stogai sugeria anglies dioksidą.

Michigan‘o universiteto mokslininkai nustatė, jog urbanizuotame mieste, kur gyvena apie milijoną žmonių, žalieji stogai sulaikytų apie 55 tūkstančius tonų anglies.

Mums, lietuviams, pirmieji keičiantys spalvą stogai nėra tokie aktualūs, tačiau žalieji stogai pas mus tikrai pasiteisintų. Bet tam reikia ne mažų investicijų, o dabar taupymo metas, tad „soriukas“.

Elektra varomos mašinos mums jau nebe naujiena, turime tokių riedančių ir Lietuvos keliais. O štai Šiaurės Amerikos įmonė „Norfolk Southern“ kartu su energetikos departamentu pristatė pirmą elektrinį traukinį.

Skaičiai man patinka: 1500 arklio jėgų traukinys, pakrautas lygiai tiek, kiek tradicinis, su kartą įkrautomis tūkstančiu 12 voltų baterijomis, gali važiuoti 24 valandas. Baterijų įkrovimas trunka apie dvi valandas, o kalibruoti reikia kartą per savaitę.

Pagal NS 999 modelį kūrusios įmonės apskaičiavimus, elektra varomą lokomotyvą sukurti reikia ne daugiau lėšų nei tradiciniam, tad kliūčių pereiti prie modernių, aplinkai draugiškų traukinių kaip ir neturėtų būti.

Aš visomis keturiomis už naujoves, o šis  naujadaras atrodo logiškas ir reikalingas tiek aplinkosaugine, tiek moksline prasme.

Pavojingų, bet malonių ir reikalingų gyvenimo atributų sąrašą galime papildyti ir fejerverkais. Taip tais, gražiais, nutvieskiančiais dangų įvairiausiomis spalvomis, priverčiančiais mus visus tiek didelius, tiek mažus aikčioti iš susižavėjimo. Jie nuodingi. Ir visa tai dėka perchlorato, kuris padeda fejerverkams degti ilgiau.

Pasak DMD Systems ekspertų, besispecializuojančių sprogstamųjų medžiagų tyrimuose, šios medžiagos dalelės ne tik teršia aplinką, bet ir kelia pavojų žmonių sveikatai. Los Almos nacionalinės laboratorijos atlikti tyrimai parodė, jog miesto vandens telkiniuose, kur dažnai būna leidžiami fejerverkai, toksinų kiekis buvo didesnis.

Tačiau mokslininkai kartu džiugiai praneša, jog yra ir gerų naujienų. Nes sumanyta pakeisti fejerverkų sudėtį, kurioje bus azoto kuras. Jų teigimu, „žalieji“ fejerverkai yra ekologiški, jie turi mažiau toksinų ir skleidžia mažiau dūmų. Jei taip iš tikrųjų yra – tegu keičia jie tą sudėtinę formulę. Mums nuo to tik geriau.

Tiesa, „žaliųjų“ fejerverkų kaina, bent jau kol nesukurs ko nors dar geresnio, bus didžiulė.

Vandenilis yra vienas labiausiai paplitusių elementų Žemėje, tačiau jį gryną sudėtinga saugoti, nes tam reikia nuolat palaikyti aukštą spaudimą ir žemą temperatūrą. Todėl šių ypatingų sąlygų sukūrimas kainuoja nemažai papildomų lėšų. Tačiau mokslininkai įnirtingai ieškodami savaime atsinaujinančių energijos šaltinių, sugalvojo, jog vandenilį galima išskirti iš šlapimo.

Kaip teigia Ohajo universiteto profesorius Gerardine Botte, šlapimo pagrindą sudaro karbamidas arba kitaip tariant šlapalas, į kurio sudėtį įeina azotas ir vandenilis. Atskiriant vandenilį nuo azoto sunaudojama beveik 33 su puse karto mažiau elektros energijos nei atskiriant vandenilį ir deguonį.

Profesorius teigimu, procesas itin paprastas. Tereikia panardinti nikeliuotą elektrodą į šlapimą, paleisti elektros srovę, ir vandenilis yra. Nors ši idėja dar tik bandymų fazėje, tačiau jau prognozuojama, kad šlapimu galės būti varoma mašina, namai aprūpinami elektros energija, šlapimas naudojamas elektros prietaisams. O tai, kaip rašoma straipsnyje, virsti tikrove, gali jau už pusės metų.

Įdomu tik ar automobilius šlapimu galima bus papildyti patiems, ar reikės naudotis specializuotomis kolonėlėmis. Kita vertus, pusė metų skamba kažkaip neįtikinamai.

Lietuva savo energetinę nepriklausomybę ketina didinti statydama naują atominę elektrinę, kurios visas technologijas ir branduolinį kurą pirks iš užsienio. Tuo tarpu jokių problemų dėl naftotiekio „Družba“ neturinčios Jungtinės Valstijos per dešimt metų „švarios“ energijos šaltinių plėtrai ketina skirti 150 mlrd. dolerių. Žinoma, pagrindinė priežastis yra mėginimas žaisti pagal aplinkosaugos mados taisykles, tačiau JAV vyriausybė akcentuoja ir mėginimą užsitikrinti energetinę nepriklausomybę nuo naftininkų ir dujininkų iš kitų valstybių.

Dar šių metų liepą „žaliosios“ politikos lyderis Alas Gore’as ambicingai pareiškė, kad amerikiečiai jau po dešimties metų gali visą jiems reikalingą elektros energiją gauti iš saulės, vėjo ar dar kurio nors kito alternatyvaus šaltinio. A.Gore’o pareiškimas buvo sutiktas skeptiškai, nors tas ir tikino, kad tikslas yra realus. 

Europos atsinaujinančios energijos taryba ir organizacija „Greenpeace“ neseniai išplatino savo „Energijos [R]evoliucijos ataskaitą“ (Energy [R]evolution Report), kurioje teigiama, kad energija iš atsinaujinančių šaltinių išstums įprastinę gavybą tik per 80 metų, o gal ir dar vėliau.

Šiame raporte remiamasi atsinaujinančios energijos srityje jau dirbančių mokslininkų ir verslininkų vertinimais ir atsižvelgiant į pasaulines ekonomikos plėtros tendencijas.

Ir šalių laukia nelengvas uždavinys, nes didėjant energijos poreikiui neišvengiamai griežtės reikalavimai anglies dvideginio taršai. Vienintelis variantas – bendradarbiauti visoms suinteresuotoms pusėms.

O čia tai, ką [R]evoliucionieriai planuoja artimiausiais metais:

2009:

Visuose naujai statomuose namuose Vokietijoje įrengiamos atsinaujinančių šaltinių šildymo sistemos.

2010:

Kioto protokolą pasirašiusiose valstybėse šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas į atmosferą sumažėja 5,2 proc., palyginti su 1990 metais.  

20 procentų elektros energijos Kalifornijoje gaunama iš atsinaujinančių šaltinių.

2012:

Londono Olimpinės žaidynės: be atliekų, mažai anglies dvideginio.

2014:

JAV nebeparduodamos kaitinamosios elektros lemputės.  

2018:

100 proc. JAV elektros energijos pagaminama iš saulės, vandens ir kitų atsinaujinančių šaltinių.  

Biokuro, saulės ir vėjo energijos bei kuro elementų suvartojimas per dešimt metų padidėja keturis kartus ir siekia 255 mlrd. dolerių.  

2020:

Visi nauji automobiliai yra hibridiniai.  

JAV automobilių parko kuro sąnaudų vidurkis siekia apie 6 litrus šimtui kilometrų.  

20 procentų energijos Europoje yra iš atsinaujinančių šaltinių. Kinijoje šis rodiklis siekia 15 proc.  

Švedija nebeperka naftos. Visiškai.  

2022:

Biokuro per metus Amerikoje parduodama apie 100 mlrd. litrų. Šiuo metu – apie 15 mlrd. litrų.  

2025:

25 proc. Amerikos elektros energijos pagaminama iš atsinaujinančių šaltinių.  

2030:

Palyginti su 2005-aisiais, pasaulis sunaudoja 50 procentų daugiau energijos.

Visi nauji JAV valstybės pastatai neteršia atmosferos anglies dvideginiu..

Penktadalis JAV elektros pagaminama vėjo jėgainėse.

Ketvirtadalis Amerikos darbininkų algas gauna aplinkai nekenkiančiose įmonėse ir organizacijose.

Atsinaujinančių šaltinių energetikos sektoriuje sukurta 20 milijonų naujų darbo vietų.  

2050:

50 procentų pasaulio energijos gaunama iš atsinaujinančių šaltinių.  

2090:

100 procentų pasaulio energijos gaunama iš atsinaujinančių šaltinių.

Galima spėti, kad šis scenarijus yra gan optimistinis, bet tendencijos aiškios.