Gra w zielone

aliwa kopalne – węgiel, ropa, gaz ziemny – nadal są głównym źródłem energii doprowadzanej do naszych gniazdek. Gdy są spalane, do zanieczyszczanej atmosfery trafia m.in. dwutlenek węgla, sprawca efektu cieplarnianego i globalnego ocieplenia. Na szczęście, jak pokazują dane Bloomberga, w USA w czołówce podmiotów, które kupują energię z czystych – i niegrożących wyczerpaniem w ciągu kilkudziesięciu lat – źródeł, są firmy technologiczne, m.in. Google i Apple. W zeszłym roku opłaciły niemal cztery razy więcej „czystego” prądu niż amerykański rząd.

Zielony alarm

Problem smogu nie jest nowy. Z permanentnym zadymieniem spowodowanym paleniem węgla zmagali się już trzynastowieczni Brytyjczycy – i problem ten do nich powracał, czy to w okresie rewolucji przemysłowej, czy po II wojnie światowej, kiedy to komplikacje zdrowotne związane z tzw. Wielkim Smogiem z grudnia 1952 roku poskutkowały śmiercią nawet 12 tys. londyńczyków. Na dobre wielcy tego świata zainteresowali się alternatywnymi źródłami energii dopiero w latach 70. minionego wieku, m.in. na skutek kryzysu paliwowego – czterokrotny wzrost cen ropy po tym, jak jej eksport wstrzymały państwa arabskie, przejął nawet najbardziej zatwardziałych polityków.

Zapotrzebowanie na prąd stale jednak rosło, w czym swój udział miał rozwój elektroniki użytkowej i powszechniejszy dostęp do sieci. Między 2000 a 2005 rokiem roczne zużycie energii elektrycznej przez amerykańskie centra danych niemal się podwoiło! Nic dziwnego, że priorytetem podczas prac nad hardware’em nowych serwerowni stał się mniejszy pobór prądu – i już w latach 2010–2014 zużycie energii wzrosło tylko o 4 proc. Sektor technologiczny oszczędza też energię, przenosząc dane i obliczenia do chmury. Jak w 2016 roku liczyło Lawrence Berkeley National Laboratory, gdyby całość dokumentów i poczty pracowników biur z USA umieścić w chmurze, zużycie prądu w tamtejszym sektorze IT spadłoby aż o 87 proc. Nade wszystko jednak giganci technologiczni celują w całkowite przejście na zasilanie swoich biur i fabryk energią czerpaną ze źródeł odnawialnych.

Woda!

Jedna z pierwszych elektrowni wodnych ruszyła już w 1882 roku na rzece Fox w Wisconsin w USA i zapewniała energię wystarczającą do działania lokalnej fabryki papieru oraz oświetlenia domu jej właściciela. W tym samym czasie w leżącym nad słynnymi wodospadami mieście Niagara Falls elektrownię uruchomił sam Nikola Tesla. Wytwarzała ona prąd przemienny – wówczas wciąż rzadką nowość – i umożliwiła też elektryfikację odległej o ponad 30 km miejscowości Buffalo.

Dziś elektrownia wodna kojarzy się przede wszystkim z wielkimi tamami, np. zbudowaną w latach 30. na rzece Colorado zaporą Hoovera. Piętrzona w zbiorniku woda jest puszczana idącymi w dół kanałami i wprawia w ruch turbiny połączone z generatorami. I chociaż tego rodzaju elektrownie wykorzystujące zapory nie zanieczyszczają powietrza, zaburzają równowagę w przyrodzie w inny sposób – utrudniają wędrówki ryb, zmieniają bieg rzeki i oznaczają zniszczenie siedlisk nie tylko zwierząt. Największa na świecie Tama Trzech Przełomów zbudowana na rzece Jangcy w Chinach może doprowadzić do wyginięcia m.in. zagrożonego żurawia białego, który zimował w okolicach przeznaczonych na zbiornik, a jej budowa zmusiła do przesiedlenia 1,3 miliona ludzi żyjących na terenie przeznaczonym do zalania. I choć na etapie konstrukcji zakładano, że jej rekordowa moc (22,5 gigawata) pokryje 10 proc. zużycia, dziś zaspokaja ok. 3 proc. zapotrzebowania Chin.

Konstrukcje tego rodzaju stanowią też największe zagrożenie dla ludzkich osiedli. Możliwe skutki najlepiej zobrazowało pęknięcie chińskiej tamy Banqiao w 1975 roku, które kosztowało życie nawet 230 tys. ludzi. Dziś hydroelektrownie obsługiwane są przez specjalistyczne oprogramowanie takie jak GE Digital Hydro Plant, które monitoruje wydajność turbin, ale jest także sprzężone z urządzeniami kontrolującymi np. stan tamy i analizuje dane, by z wyprzedzeniem informować o potencjalnych awariach. Działa w chmurze i, jak deklaruje GE, jest zabezpieczone przed hakerami.

Hydroelektrownie pełnią też rolę swoistych magazynów energii, uzupełniając tradycyjne zakłady. Stanowią wówczas połączenie dwóch zbiorników – gdy zapotrzebowanie na prąd nagle wzrasta, woda ze zbiornika wyżej może zostać błyskawicznie spuszczona. Gdy prądu potrzeba już mniej i jest tańszy, np. w nocy, woda zostaje z powrotem przepompowana wyżej. W ten sposób działa największa w Polsce tzw. elektrownia szczytowo-pompowa nad Jeziorem Żarnowieckim. Ma moc 716 megawatów – dla porównania moc zasilanej węglem brunatnym Elektrowni Bełchatów jest niemal osiem razy większa. Wreszcie istnieją hydroelektrownie, które w najmniejszym stopniu szkodzą środowisku, ale i mają najmniejszą wydajność – montowane w biegu rzeki i wykorzystujące jej naturalny przepływ oraz bazujące na zmianach poziomu wody morskiej w wyniku przypływów i odpływów.