Rower najbardziej ekonomicznym energetycznie środkiem transportu

Trafiłem niedawno na Twitterze na wykres energetycznej sprawności, czy raczej energetycznego kosztu różnych środków i sposobów transportu. Wykres bardzo ciekawy, bo uwzględniający nie tylko ludzkie wynalazki, lecz także metody opracowane przez przyrodę w toku ewolucji.

Wykres ten pokazuje, że rower jest nie tylko najdoskonalszym środkiem komunikacji z tych dostępnych człowiekowi, lecz także znacząco przewyższa pod tym kątem metody stosowane przez żywe stworzenia.

Pewnym wyzwaniem było dokopanie się do źródłowego artykułu. Bo choć po obrazku z Twittera tego nie widać, to wykres pochodzi z artykułu „Bicycle Technology” opublikowanego przez S. S. Wilsona w czasopiśmie „Scientific American” w marcu 1973 roku! Ostatecznie udało mi się znaleźć kopię wrzuconego gdzieś kiedyś skanu tego artykułu w PDF w serwisie archive.org.

Czytaj dalej…

Drogi, kierowcy, środowisko

W naszym kraju transport samochodowy jest i długo będzie podstawowym środkiem komunikacji. Samochodami dojeżdżamy do pracy do miast (i na ich obszarze, gdy musimy przemieszczać się między dzielnicami), ciężarówkami wozimy towary do sklepów i przesyłki, także spora ilość paliw, mleka czy gazu ciekłego wożona jest właśnie cysternami.

Tak jest i to się prędko nie zmieni. Budowa nowych połączeń kolejowych idzie wolno. Dużo wolniej, niż urban sprawl, czyli powstawanie nowych osiedli w pobliżu wygodnych węzłów komunikacyjnych. Zresztą nie tylko w ich pobliżu, czasem też w odległości kilkunastu kilometrów od nich…

Jeśli chodzi o przyszłość, to niestety optymistą nie jestem. Dużych inwestycji się nie doczekamy. Systemowego uporządkowania tego problemu nie spodziewam się w najbliższym czasie.

Czytaj dalej…

McDonald’s, olej z frytek i biodiesel

Trafiłem niedawno na Wykopie na artykuł z reuters.uk, opublikowany w 2007 roku, w którym brytyjski McDonald’s deklarował, że zamierza wszystkie swoje ciężarówki napędzać biodieslem produkowanym z oleju zużytego do smażenia w swoich restauracjach.

Wtedy żartowali sobie, że byłoby fajnie, gdyby spaliny z tych ciężarówek pachniały frytkami (bo budziłoby to dobre skojarzenia), ale że to zjawisko nie będzie miało miejsca. Jak to wygląda z perspektywy minionych 12 lat?

Postanowiłem sprawdzić, jak im się to udało.

Czytaj dalej…

Paradoks Jevonsa, czyli jakie są skutki energooszczędności

Na pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że dążenie do coraz dalej posuniętej energooszczędności (np. coraz bardziej oszczędnych samochodów) ma tylko pozytywny wpływ na środowisko. Tymczasem coś dokładnie przeciwnego przewidział już 150 lat temu angielski ekonomista, William Stanley Jevons. Znamy to zjawisko jako paradoks Jevonsa.

Jevons w swojej wydanej w 1865 r. pracy „Problem węgla” („The Coal Question”) podzielił się swoimi spostrzeżeniami z obserwacji zmian na rynku węgla kamiennego po upowszechnieniu się wymyślonej niemal sto lat wcześniej przez Jamesa Watta udoskonalonej maszyny parowej. 

Pomysł Watta sprowadzał się do ulepszenia sposobu kondensacji pary wodnej, która we wcześniejszych rozwiązaniach odbywała się w cylindrze maszyny roboczej (co wiązało się ze stratami ciepła). Watt zaproponował, by kondensacji dokonywać w osobnym urządzeniu, skraplaczu, co pozwoliło na uniknięcie strat ciepła i znacząco zmniejszyło jednostkowe zużycie węgla. Ten typ maszyn parowych miał sprawność dwukrotnie większą, niż poprzednie i pojawił się w produkcji w 1776 r.

Panorama Łodzi. Dymiące kominy zakładów przemysłowych i lokalnych kotłowni na węgiel. Kwiecień 1943. Źródło: Narodowe Archiwum Cyfrowe.

Jevons zauważył, że wzrost sprawności maszyn parowych wcale nie zmniejszył zużycia węgla, a wręcz przeciwnie. Innowacje zaproponowane przez Watta sprawiły, że maszyna parowa na węgiel zaczęła się opłacać w większym, niż do tej pory, zakresie zastosowań. A to i tak przy sprawności maszyny parowej rzędu ledwie ok. 6-10%! 

Powszechnie postuluje się, by problem zmniejszającej się podaży węgla rozwiązać nowymi sposobami jego bardziej sprawnego i oszczędnego wykorzystania. (…) Błędem jest zakładać, że oszczędne wykorzystanie paliwa jest równoznaczne ze zmniejszeniem jego zużycia. Prawdą jest coś dokładnie odwrotnego.

W. S. Jevons, „Problem węgla”, 1865.

Choć praca i wnioski Jevonsa dotyczyły tylko węgla, z biegiem czasu zaczęto rozważać ich zasadność także dla innych zasobów — ropy naftowej czy wody. Zresztą węgiel i dziś jest wciąż bardzo istotnym surowcem energetycznym, bo odpowiada mniej więcej za 1/3 całego światowego zużycia energii i ponad 40% wytwarzania prądu

Choć na pierwszy rzut oka trudno pojąć, jak miałby paradoks Jevonsa się ujawniać, wystarczy się nad tym tylko chwilę zastanowić. W praktyce mechanizm ten może wyglądać tak:

  1. mamy paliwo o określonej cenie, przez co koszt przejechania kilometra samochodem wynosi X złotych,
  2. nowsze samochody mają bardziej sprawne silniki i układy napędowe, dzięki czemu jeżdżą taniej, już za X/2 złotych za kilometr,
  3. coraz więcej osób stać na jeżdżenie samochodem, przez co robi się ich coraz więcej, a zużycie paliwa rośnie.
Roczna produkcja węgla w Wielkiej Brytanii, wyrażona w terawatogodzinach (TWh) od 1700 do 2016 r. Wykres wydaje się potwierdzać obserwacje Jevonsa… Źródło: ourworldindata.org

Dokładnie ten mechanizm ekonomiści zauważyli w odniesieniu do samochodów i paliw ropopochodnych. Znane wszystkim zależności między popytem a ceną wydają się przecież oczywiste — gdy koszt korzystania z jakiegoś dobra (podróży samochodem) spada, popyt na nie rośnie. Jeśli dwukrotny spadek kosztu podróży (wyrażonego w litrach na 100 km) spowoduje trzykrotny wzrost pokonywanych kilometrów, o żadnej globalnej oszczędności paliw nie ma mowy.

Paradoks Jevonsa, a dążenie do zmniejszenia energochłonności gospodarki (i urządzeń)

Dla niektórych paradoks Jevonsa jest doskonałym pretekstem, by krytykować wszelkie działania mające na celu zmniejszenie jednostkowego zużycia energii, jak choćby wprowadzanie na rynek coraz bardziej energooszczędnych sprzętów AGD. O ile w niektórych przypadkach można się z tym zgodzić (jak w opisanym powyżej przykładzie samochodu i cen ropy, albo w przypadku coraz oszczędniejszych źródeł światła, którego później nie chce się nam wyłączać), tak w innych sytuacjach ten paradoks raczej się nie pojawi.

Trudno spodziewać się, by coraz tańsza eksploatacja lodówek (o coraz lepszych klasach efektywności energetycznej) spowodowała, byśmy nagle zaczęli tych lodówek kupować więcej. Po prostu są one już w każdym domu i nie zaczniemy ich raczej montować także w sypialniach i garażach. Oczywiście, poczucie a co mi tam, ona prawie w ogóle prądu nie zużywa może skłaniać do tego, by np. w mniejszym stopniu dbać o oszczędne korzystani z lodówki (unikanie pozostawiania przez długi czas otwartych drzwi lodówki, wstawiania do środka garnka z gorącą zupą). 

Trudno o dobre rozwiązanie tego problemu. Można przykładowo dociążać paliwa i nośniki energii coraz większymi podatkami, np. akcyzą na energię elektryczną czy gaz. Jaki jednak będzie w takim przypadku bodziec do tego, by wymienić sprzęt na bardziej energooszczędny, skoro jego eksploatacja będzie kosztować tyle samo?

Niezależnie od wszystkiego, warto na oszczędność energii patrzeć racjonalnie i nie kupować każdego produktu, który ma jakąś wariację słowa eko na etykiecie. 🙂

O tym jeszcze będę pisać. 

Wirujące żagle

Czy byłbyś zaskoczony, drogi Czytelniku, gdybym Ci powiedział, że zamiast wielkich płacht materiału jako żagle można wykorzystywać także duże, stalowe cylindry?

Duże, wirujące, stalowe cylindry…

Okazuje się, że jest to możliwe i praktykowane z różnym skutkiem już od 90 lat. Pierwszy statek z takim napędem ruszył w dziewiczy rejs z Gdańska do Szkocji w lutym 1925 roku, a rok później przepłynął Atlantyk i dotarł do Nowego Jorku. Dziś statki z tego typu napędem noszą nazwę rotorowców. Czytaj dalej…