Az amerikaiak egy focipályányi energiát fogyasztanak fejenként

Néhány furcsa számadat az energiáról

Az emberiség jelenlegi energiaigénye nagyjából 15 ezer GW, ami azt jelenti, hogy valamivel több, mint 2,5 kW jut átlagosan a Föld minden lakosára. Az egy főre jutó energia mellett az elemzésben fontos szerepet játszik az egységnyi szárazföld területre jutó energia is. Ha abból indulunk ki, hogy bolygónk felszínén 150 000 milliárd négyzetméter földterület található (nagyjából 20 ezer m2 fejenként), akkor az egy négyzetméterre jutó energiaigény 0,1 W.

A Napból a légkör felső rétegeit elérő energia a jelenlegi igények csaknem tízezerszeresét teszi ki, ami úgy tűnhet, elegendő tartalékot jelent a jelenlegi igények szempontjából. Ennek az energiának azonban csak egy része éri el a Föld felszínét. Átlagban azt lehet mondani, hogy körülbelül 150 W teljesítményű napenergia jut egy négyzetméterre. Ennyi energia egy év alatt egymillió kalória étel fogyasztásából vagy 120 kg szén elégetéséből állítható elő, vagyis ez annyi szén amennyit egy ember évente elfogyaszt. (Az egybeesés nem véletlen, hiszen az emberi testfelület, amely kb. 1 négyzetmétert tesz ki, nagyjából annyi hőt sugároz ki, amennyi az átlagos napenergia fluxus.) Ebből az következik, hogy több mint egy négyzetméter terület lenne szükséges egy ember élelmiszerszükségletének fedezésére, ennél jóval több a teljes energiaszükségletének kielégítésére, amely az élelmiszerfogyasztás tízszeresének megfelelő energiával egyenértékű.

Fotoszintézis és biomassza

A fotoszintézis tipikusan a növényt érő napsugárzás egy százalékát hasznosítja. Ez persze függ a növény fajtájától és sok más tényezőtől is, de leghatékonyabb gabonanövények hatékonysága sem haladja meg a 3%-ot. Ha figyelembe vesszük, hogy a Föld felszínének nagy része víz, a felhők a beeső napsugárzás nagy részét visszaverik a világűrbe és a szárazföld egy része sivatag, illetve növényi vegetációra alkalmatlan, oda jutunk, hogy a fotoszintézis révén a beeső napsugárzás egy tized százaléka (ezredrésze) hasznosul.

Vagyis biomassza formájában a Földön lévő növényzet az emberiség energiaszükségletének nagyjából tízszeresét tárolja. Ennek az energiaigénynek a kielégítésére a Földön lévő valamennyi növény egy tizedét be kellene gyűjteni. Noha ez elvileg lehetséges, a gyakorlatban számos probléma merül fel. Az Egyesült Államokban például, ahol a fajlagos energiafelhasználás a világátlag hatszorosa, kb. 6000 négyzetméter földterületre lenne szükség fejenként (valamivel nagyobb, mint egy futballpálya), ha az energiaigényt a fotoszintézisen alapuló biomasszából szeretnénk kielégíteni.

Szélenergia

Szélenergia formájában a Földet érő napsugárzás nagyobb részt képvisel, mint a biomassza, de sokkal nehezebb "betakarítani", mint a növényeket. Ott és akkor kell a szelet munkára fogni ahol és amikor fúj, különben elvész. Tehát a kérdés az, hogy mekkora földterületet kell szélkerekekkel betelepíteni a világ energiaszükségletének fedezésére, amihez az összes szélnek legalább egy százalékát kellene áramtermelésre felhasználni. Ez egy nagyon nehéz feladat.

Amennyiben a szél heti hét napon át napi 24 órában 20 mérföld óránkénti sebességgel fúj. Ez nagyjából egy négyzetméterre vetítve 0.5 kW energia-fluxusnak felel meg, amelynek jó esetben a felét lehet szélkerekekkel hasznosítani. Ilyen rendkívül kedvező széljárási viszonyok mellett is a világ teljes energiaigényének kielégítésére személyenként 8 négyzetméterről kellene a szelet munkára fogni. A Föld egész lakosságára vetítve ez 50 milliárd négyzetmétert tenne ki, ami akkora terület, amennyit az Egyenlítő mentén elhelyezett egy kilométer magas függöny fedne le.