Η διαρκής ανάπτυξη θα οδηγήσει σε ενεργειακές απαιτήσεις που δεν θα μπορούν να καλυφθούν ούτε από τον Ήλιο

Ακούω διαρκώς να μιλάνε για τον κίνδυνο να μπει ο κόσμος σε παρατεταμένη περίοδο ύφεσης. Το ερώτημα όμως είναι άλλο: μπορούμε να έχουμε διαρκή ανάπτυξη; Ας δούμε μερικά πραγματάκια.

Ο όρος ανάπτυξη δεν είναι αφηρημένος. Έχει να κάνει με την ενέργεια που χρησιμοποιεί η ανθρωπότητα. Αυτή τη στιγμή μιλάμε για 12TW σε ισχύ παγκοσμίως. Ας υποθέσουμε ότι το ποσό αυτό αυξάνεται κατά 2.3% κάθε χρόνο. Στην πραγματικότητα η παγκόσμια ανάπτυξη είναι υψηλότερη αλλά ας κάνουμε έναν πιο συντηρητικό υπολογισμό εμείς. Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν με την χρήση κάποιας γλώσσας προγραμματισμού ή με προγράμματα όπως το Mathematica.

Το αποτέλεσμα των υπολογισμών φαίνεται στο παραπάνω γράφημα.

Υπάρχει ένα μέγεθος που καλείται ηλιακή σταθερά και είναι το ποσό της ηλιακής ισχύος που φθάνει στο όριο της ατμόσφαιρας ανά μονάδα επιφάνειας ($1.740W/m^2$). Υποθέτοντας ότι δεν υπάρχει ανάκλαση της ηλιακής ακτινοβολίας στην ατμόσφαιρα (το οποίο είναι ψευδές, αφού μέρος αυτής ανακλάται στην νεφοκάλυψη και στους πόλους) τότε το ποσό που φθάνει στο 27% της γήινης επιφάνειας που αποτελεί το χέρσο μέρος του πλανήτη είναι $1.69 10^{20}Watt$. 

Αν καλύψουμε όλο το στέρεο μέρος της Γης με ηλιακούς συλλέκτες απόδοσης 20%, τότε το ποσό της ισχύος που θα πάρουμε θα είναι ίσο με $3.38 10^{19}Watt$. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς μας και το παραπάνω γράφημα, με ανάπτυξη 2.3%, ο άνθρωπος θα χρειάζεται ενέργεια ίση με την ποσότητα αυτή σε 652 χρόνια. Αν πάλι υπερνικήσουμε τον β' νόμο της θερμοδυναμικής και φτιάξουμε συλλέκτες με 100% απόδοση τότε θα φτάσουμε στα 724 χρόνια.

Αν πάλι καλύψουμε και τους Ωκεανούς με φωτοβολταικά θα πάρουμε με συλλέκτες απόδοσης 100% ισχύ ίση με $6.26 10^{20}Watt$ και παράταση μέχρι τα 781 χρόνια, δηλ. μόνο 57 χρόνια επιπλέον.

Αλλά ας δοκιμάσουμε κάτι ακόμη πιο τρελό, να περιβάλλουμε τον Ήλιο με κάτοπτρα και να πάρουμε όλη την ενέργεια που εκπέμπει μέσω της ακτινοβολίας στο σύμπαν. Μιλάμε για ισχύς της τάξης των $3.4 10^{26}Watt$. Βάσει των υπολογισμών μας θα φθάσουμε σε αυτή την ενέργεια σε 1362 χρόνια.

Θα μου πείτε μέχρι τότε ποιος ζει και ποιος πεθαίνει. Και όμως, η ιστορία της ανθρωπότητας είναι μεγαλύτερη των 10,000 χρόνων. Είναι λογικό να περιμένουμε ότι ο άνθρωπος θα υπάρχει στον πλανήτη γι' άλλα τόσα.

Σκεφτείτε το, σε 1362 χρόνια θα χρειαζόμαστε έναν Ήλιο στην επιφάνεια της Γης.

Υπάρχει ένα πρόβλημα όμως. Η παραγωγή τόσο μεγάλης ισχύος απαιτεί και ανάλογες θερμοκρασίες αφού θα μπορεί να γίνεται μόνο είτε μέσω της σχάσης (πυρηνικά εργοστάσια) είτε μέσω της σύντηξης (που δεν έχει επιτευχθεί ακόμη). Οι Ήπιες Μορφές Ενέργειας δεν μπορούν σε καμία περίπτωση να παράγουν τέτοιες ενεργειακές πυκνότητες. Αν υποθέσουμε ότι η Γη είναι κατά προσέγγιση μέλαν σώμα και χρησιμοποιώντας τον νόμο των Stefan-Boltzmann παίρνουμε το παρακάτω διάγραμμα που απεικονίζει την θερμοκρασία συναρτήσει της παραγόμενης ισχύος.

Παρατηρούμε χαρακτηριστικά ότι για παραγωγή ενέργειας ίσης με αυτή που συλλέγεται από συλλέκτες απόδοσης 20% που καλύπτουν το χερσαίο τμήμα του πλανήτη η θερμοκρασία του πλανήτη θα είναι $764^οC$. Ενώ για όλη τη γήινη επιφάνεια με 100% απόδοση μιλάμε για θερμοκρασία $1883^οC$. Σημειώνεται ότι ο Σίδηρος λιώνει στους $1533^oC$!!!

Προφανώς λοιπόν δεν μπορούμε να παράγουμε αυτές τις ενέργειες γιατί απλά θα λιώσουμε!

Ποιο είναι το συμπέρασμα λοιπόν; Απλά, η διαρκής ανάπτυξη δεν είναι ούτε εφικτή ούτε και βιώσιμη. Καλό θα είναι να το βάλουμε καλά στο μυαλό μας αυτό. Στην πραγματικότητα αν όλοι ζούσαν όπως οι Αμερικάνοι θα χρειαζόμασταν 5.3 πλανήτες. Αν ήταν δε όπως οι Ευρωπαίοι, μόνο 3 πλανήτες!!!

Διαβάστε όλα τα ενδιαφέροντα άρθρα της Ανάλυσης, της Ανάλυσης ΙΙ, της Ανάλυσης ΙΙΙ και της Ανάλυσης IV.

Σχόλια

  1. μηπως η φυση απο μονη της χωρις εμεις να καταλαβαινουμε τιποτα ρυθμιζει μεχρι και τις αγορες?

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. Διαρκής ανάπτυξη δε σημαίνει εκθετική αύξηση της χρησιμοποιούμενης ενέργειας!! Με τη λογική αυτή σε 10000 χρόνια από τώρα (όση και η ιστορία μέχρι τώρα) θα χρειάζεται η γη ενέργεια κάτι τρισεκατομύρια φορές από αυτή που παράγει ο ήλιος...

    Λίγο χονδροειδής η ανάλυση και βασίζεται στην υπεραπλούστευση της σταθερής ποσοστιαίας αύξησης της κατανάλωσης ενέργειας κάθε χρόνο...

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  3. Αλήθεια; Και τι σήμαινει η ανάπτυξη δηλαδή;

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  4. To άρθρο σας βέβαια στηρίζεται στην εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας, που όμως είναι από τις λιγότερο αποδοτικές μορφές ανανεώσιμης ενέργειας. Με εκμετάλλευση γεωθερμικής ενέργειας οι ανάγκες καλύπτονται και με το παραπάνω.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  5. Μάλλον δεν έχετε καταλάβει ότι μιλάμε για το σύνολο της ενέργειας που παράγεται στον Ήλιο. Πιστεύετε ότι η γεωθερμική ενέργεια είναι περισσότερη; Μάλλον θα αστειεύεστε βεβαίως!

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  6. Ανάπτυξη είναι οικονομικός όρος που δηλώνει τη αύξηση του παραγόμενου προιόντος στη γη σε χρηματικούς όρους όμως... Δεν έχει απόλυτη σχέση με τη χρησιμοποιούμενη ενέργεια.

    Και 2ον σαφώς και ο ήλιος παράγει περισσότερη ενέργεια από τη γεωθερμική της γης, αλλά αυτό δε σημαίνει απαραίτητα ότι η ηλιακή ενέργεια που ΦΤΑΝΕΙ στη γη είναι περισσότερη από τη γεωθερμική.

    Αλλά η ερώτηση που θέλω να κάνω εγώ είναι απλή:
    Πιστεύεις πραγματικά ότι οι απαιτήσεις της γης σε ενέργεια μπορεί να φτάσουν στο σημείο που περιγράφει το άρθρο;
    Πολύ αμφίβολο...

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  7. Η σχέση του με την ενέργεια δεν είναι απόλυτη αλλά σχετική. Το άρθρο πραγματεύεται τάξεις μεγέθους και θέλει να αναδείξει ότι δεν μπορεί να υπάρξει αέναη ανάπτυξη.

    Τα κοιτάσματα πετρελαίου είναι όλα σε πτώση. Ο άνθρωπος κατάφερε να τα εξαντλήσει μέσα σε έναν αιώνα. Επίσης η αύξηση της παραγωγής τροφίμων έχει πέσει από 3.5% στις αρχές της δεκαετίας του '60 στο 1.2%.

    Οι απαιτήσεις της ενέργειας στη Γη δεν πρόκειται ποτέ να φθάσουν σε αυτά τα επίπεδα καθώς αν πρόσεξες θα αυξηθεί η θερμοκρασία του πλανήτη και δεν θα είναι βιώσιμος. Αλλά φυσικά δεν είναι μόνο αυτό. Τα κοιτάσματα σχεδόν όλων των μετάλλων συμπεριλαμβανομένου του Σιδήρου εξαντλούνται ταχέως (ο Σίδηρος σε 50 χρόνια). Διάβασε τα σχετικά άρθρα και θα καταλάβεις τι εννοώ.

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  8. Μα εννοείται ότι δεν μπορεί να υπάρχει αέναη ανάπτυξη. Ο ανθρώπινος πληθυσμός πάνω στον πλανήτη είναι όπως μια καλιέργεια μικροβίων... Στην αρχή αυξάνεται εκθετικά και στη συνέχεια πλησιάζει ασυμπτωτικά ένα ανώτατο όριο!

    ΑπάντησηΔιαγραφή

Δημοσίευση σχολίου