Wpływ nauki i technologii w dziedzinie energii słonecznej na autonomię w środowisku

1. Nauka i technologia otwierają nowe Opcje i Możliwości

Nauka i technologia same w sobie nie są bowiem ani dobre ani złe. W ramach możliwych zastosowań są ukryte liczne możliwości, które często nie są wykorzystane. (Rys. 1) Wybór którejś z tych możliwości należy uzasadnić, jednak nie powinno być to wykonane przez ekspertów od nauki lub technologii, ale w oparciu o "zbiór (abstrakcyjnych) wartości", które pochodzą ze społeczeństwa (Ryc. 2 i 1/2). Powody tego są trojakie:

• przyszły potencjał linii Badań i Rozwoju (R&D) oraz usprawnienia w nauce i technologii są częściowo przewidywalne i programowalne;
• nowe opcje często leżą pomiędzy głównymi kierunkami badań i rozwoju, tzn. poza bezpośrednim zasięgiem zainteresowań ekspertów, lub co gorsza mogą nawet oznaczać odchylenie od podejmowanych wysiłków. Tym samym są zaniedbywane;
• przyszła ewolucja zespołu wartości jest zależna od ewolucji wielu czynników i może być przewidziana intuicyjnie przez niewielu ludzi, nazywanych czasem prorokami (co wcale jeszcze nie oznacza, że ktokolwiek słucha tego, co mają do powiedzenia).

Myślę, że płynie z tego wniosek, iż należy szukać takich zastosowań nauki i technologii, które dostarczają nam możliwości otwierających ewolucję społeczną oraz alternatyw pozwalających unikać ewolucji społecznej opartej tylko na szybko rozwijającej się nauce i technologii (Ryc. 3).

2. Samokontrolujący się wzrost systemu

Systemy stanowią indywidualne działania. Cechuje je nieodłączna skłonność do ciągłego zwiększania rozmiaru, przy jednoczesnym akceptowaniu limitów wzrostu tylko w sensie technicznym (Ryc. 4) Przykłady tego są następujące:

• problemy systemowe są rozwiązywane za pomocą rozwiązań systemowych, tzn. sieci (odpady cieplne z energetyki jądrowej mogłyby być sprzedane poprzez ogromne systemy miejskiego ogrzewania, które zależą z kolei od istnienia elektrowni atomowych);
• koncentracja mająca na celu osiągnięcie wyższej produktywności prowadzi do wyższej wrażliwości i tym samym do zwiększenia potrzeby bezpieczeństwa. Systemy zabezpieczeń zawierają w sobie niebezpieczeństwo kontroli totalitarnej (systemy energetyki jądrowej potrzebują "wojskowego" nadzoru);
• zmniejszające się zwroty z inwestycji domagają się wyższego wzrostu produkcji tzn. większych rynków skłonnych płacić za wydatki na badania i rozwój. To prowadzi do wielonarodowego myślenia i powstawania takich przedsiębiorstw.

Typowym terminem w tym kontekście jest również racjonalizacja. Racjonalizacja jest zazwyczaj produktem analizy finansowej. Racjonalizacja (lub, jeśli ktoś woli, mechanizacja) polega na zastępowaniu kapitału (i tym samym maszyn oraz energii) pracą, tzn. wymieniamy jednostki na system (inwestycyjny) (Ryc. 4) Nie stwarza to żadnych problemów tak długo, jak społeczeństwo rozwija się według takich samych wzorców co nauka i technologia. To, co jednak ma dziś miejsce to odwrócona pętla w ewolucji społecznej, co zostało stwierdzone w badaniach A. Maslowa dotyczących potrzeby identyfikacji (w których piątą i ostatnią potrzebą była potrzeba samorealizacji) i co można zaobserwować w postępującej regionalizacji (decentralizacji) sił politycznych w Europie (Ryc. 4/5). To nieuchronnie prowadzi do zderzenia różnych interesów między jednostkami a małymi grupami z jednej strony, państwami narodowymi i/lub wielkim przemysłem z drugiej. Pewnym znakiem tego jest gwałtownie rosnący rynek bezpieczeństwa na obu krańcach, zjawisko obserwowaliśmy w ciągu kilku lat we wszystkich krajach uprzemysłowionych. Myślę, że płynie z tego wniosek, że istnieje potencjał ciągłej kolizji pomiędzy interesami przemysłowymi oraz jednostkowymi w kwestii wyboru technologii i zagadnień naukowych, którymi należy się zająć: wielkie scentralizowane systemy takie jak energetyka jądrowa, bądź też małe niezależne systemy takie jak zdecentralizowane wykorzystanie energii słonecznej, w który wbudowana jest elastyczność/zdolność do adaptacji.

3. Wybór pomiędzy Autonomią a Zależnością

Wybór pomiędzy kilkoma zastosowaniami nauki oraz technologii o radykalnie różnym charakterze wymaga nieomal jednoczesnego charakteru możliwości, bądź też otwartych systemów o niskiej inercji. Analiza autonomii oraz zależności z jednej strony oraz wielkich scentralizowanych systemów i małych zdecentralizowanych systemów z drugiej strony, pokazuje gładkie przenikanie się obu definicji (Ryc. 6). W niektórych przypadkach dany problem może być rozwiązany jedynie przez jeden z dwóch systemów. W wielu przypadkach są one wymienne. I znów, potrzebujemy zestawu wartości oraz przekonania i woli do ich wspierania, aby kierować naukę i technologię tak, aby eksplorowały i rozwijały systemy takiego rodzaju, jakiego chcemy.

4. Produkcja energii/Ryzyka energetycze/Energia i praca/Rozmiar systemu

Energia jest wykorzystywana w trzech podstawowych formach:

• do przemieszczania czegoś wbrew sile ciężkości lub tarcia (transport)
• w celu wyprodukowania czegoś (wyroby i materiały)
• w celu utrzymania (wystarczającej dla odczuwania komfortu) temperatury (ogrzewanie/chłodzenie).

W kontekście FACT 79 nie chcę komentować możliwych oszczędności energetycznych w pierwszym wypadku, w transporcie. W przypadku drugim, towarów i materiałów, chcę tylko pokazać ostatnie wyniki badań, które, jak myślę, mówią same za siebie. Niektóre oszczędności energii są możliwe bez konieczności obniżenia standardu życia za pomocą np.:

• inteligentnego wyboru materiałów o niskim wskaźniku "jednostki kapitału energetycznego w przeliczeniu na jednostkę wykonania" ;
• wyboru procesów wytwórczych mającego na celu spełnienie celów społecznych, takich jak tworzenie miejsc pracy, zmniejszenie zużycia surowców, redukcja odpadów i zanieczyszczeń (regeneracja, patrz Ryc. 9).

Waszym głównym zainteresowaniem jest z całą pewnością trzeci przypadek, ogrzewanie i chłodzenie. Jedyne opracowanie tego zagadnienia, jakie znam, analizuje kluczowe czynniki dla kilku wielkich scentralizowanych technologii produkcji energii oraz (jednej) zdecentralizowanej małej. Jest to studium dra Inhabera "Ryzyko produkcji energii".

W odniesieniu do zdolności do adaptacji oraz monopolu, Dr Inhaber sam dyskwalifikuje energetykę jądrową: s. 21: "Jest mało prawdopodobne, że elektrownia jądrowa będzie służyła do wspomagania elektrowni słonecznej ponieważ elektrownia jądrowa nie służy do tego". Dr Inhaber przywołuje problem zasobów: gruntów, drzew, stali, nawet szkła, które mogą stać się rzadkością za sprawą szerokiego wykorzystywania alternatywnych sposobów wytwarzania energii. Nie wspomina o wodzie, która jest już rzadkością w wielu krajach (zwłaszcza woda pitna) i która jest wykorzystywana w dużych ilościach "dla schładzania wielkich scentralizowanych ośrodków produkcji energii, w tym elektrowni jądrowych". Jednakże, główną częścią raportu jest ocena ryzyka. Energetyka jądrowa ma, wraz z produkcją energii elektrycznej z gazu ziemnego, do tej pory najniższy czynnik ogólnego ryzyka, wyrażony w stosunku utraconych roboczodni do MWa urobku. Węgiel i ropa naftowa mają najwyższy współczynnik, a za nimi jest większość alternatywnych sposobów wytwarzania energii. Mimo to, jest takie stare powiedzenie w analizie energetycznej: "nie ma nic takiego, jak darmowy lunch". Dlatego też pozwólcie mi wskazać na niektóre szczegóły analizy. Jeżeli skupiamy się na dwóch skrajnych rozmiarach systemów, które są także ekstremami w odniesieniu do analizy ryzyka, tzn. produkcji energii elektrycznej w elektrowniach atomowych oraz produkcja energii w elektrowniach słonecznych odkrywamy, co następuje (Rys. 10): Szczególne znaczenie mają dwa założenia odnoszące się do tych rysunków:

• ryzyko, które można przypisać rozbiórce i usunięciu obiektów energetyki nuklearnej po upłynięciu ich przydatności, nie jest tutaj rozważane, ale przewiduje się, że będzie małe. (Nie znam jakiegokolwiek przypadku dużego reaktora, który jakaś firma odważyłaby się rozebrać, ale energia i koszt finansowy nie są tutaj z całą pewnością kwestią poboczną).
• Ryzyko związane z czyszczeniem kolektorów słonecznych przez właścicieli domów jest pomnożone przez cztery (4), z wykorzystaniem istniejących danych jako podstawy. 1. Różnica pomiędzy profesjonalnym sprzątaniem na podłodze i nieprofesjonalnym (na zasadzie "zrób to sam") czyszczeniem na dachu jest spowodowana brakiem wydajności (więcej czasu w pracy) i brakiem umiejętności (upadek). Ryzyko związane ze zwykłą konserwacją dachu, niezbędną dla każdego dachu, nie zostało tutaj odjęte.
• Najbardziej kosztowną produkcją materiału wyrażoną w stosunku utraconych roboczodni do tony urobku jest górnictwo węgla kamiennego. Jest istotna ilość stali w w elektrowniach słonecznych z opracowania dra Inhabera, stali, która jest głównie potrzebna do zbiorników magazynujących. Nikt nie mówi wprawdzie, że należy używać stalowych zbiorników i w Szwajcarii oraz prawdopodobnie w kilku innych krajach europejskich używa się systemów przechowywania w glebie lub żwirze, w których prawie w ogóle nie używa się stali.

By wrócić do tego, co powiedziałem na początku, chcę uczynić jasnym to, że nie twierdzę, iż analiza dra Inhabera jest błędna. Ale jest to przypadek eksperta naukowego osądzającego problem nauki i technologii w taki sposób, aby zoptymalizować określoną wartość (ryzyko). Wnioski tego opracowania (Rys. 10) mogą także być sformułowane w ten oto sposób: jeśli chcesz stworzyć wiele bezpiecznych i wykwalifikowanych miejsc pracy, musisz stosować słoneczną energię termiczną do ogrzewania i chłodzenia. Ale korzystaj z niej w sposób zdecentralizowany oraz na niedużą skalę.