3. Samochody

W pierwszym rozdziale dotyczącym konsumpcji przyjrzyjmy się bliżej ikonie współczesnej cywilizacji: samochodowi z jedną osobą w środku.

auta

Fot. 3.1. Samochody Czerwone BMW przytłoczone przez statek kosmiczny z planety Dorkon.

Jak dużo energii zużywa przeciętny użytkownik samochodu? Gdy zna się przeliczniki, obliczenie tego to tylko prosta arytmetyka:

dzienne zużycie energii = dziennie pokonywany dystans/dystans na jednostkę paliwa × energia na jedn. paliwa

Za dystans pokonywany dziennie przyjmijmy 50 km.
Za dystans na jednostkę paliwa – nazywany też efektywnością paliwową – przyjmijmy 12 km na litr (wielkość zaczerpnięta z reklamy rodzinnego samochodu, spalającego 8,6 litra/100 km).

A co z energią na jednostkę paliwa (zwaną również wartością kaloryczną lub gęstością energetyczną)? Znacznie więcej przyjemności niż sprawdzanie dokładnej liczby w tablicach, sprawi nam – przy odrobinie twórczego myślenia – oszacowanie rzędu wielkości. Wszystkie paliwa samochodowe (czy to olej napędowy, czy benzyna) są węglowodorami. Węglowodory znajdują się także w naszym pożywieniu, z wartością kaloryczną wypisaną dla naszej wygody na boku opakowania: około 8 kWh na kg (rys. 3.2).

margaryna

Fot. 3.2. Chcesz wiedzieć, ile energii znajduje się w paliwie samochodowym? Spójrz na etykietę na opakowaniu masła lub margaryny. Wartość opałowa wynosi 3000 kJ na 100 g, czyli około 8 kWh na kg.

Kiedy już oszacujemy efektywność paliwową naszego samochodu w kilometrach na jednostkę objętości paliwa, musimy następnie wyrazić wartość opałową jako energię na jednostkę objętości. By zamienić „8 kWh na kg” naszego paliwa (energia na jednostkę masy) na energię na jednostkę objętości, musimy znać gęstość paliwa. Jaka jest zatem gęstość masła? No cóż, masło unosi się na wodzie, tak samo jak wyciekające paliwo, tak więc ich gęstość musi być trochę mniejsza niż gęstość wody, która wynosi 1 kg na litr. Jeśli założymy gęstość 0,8 kg na litr, otrzymamy następującą wartość opałową:

8 kWh na kg x 0,8 kg na litr ≈ 7 kWh na litr

Zamiast jednak zdawać się na niedokładne obliczenia, zastosujmy rzeczywistą wartość, która dla benzyny wynosi 10 kWh na litr.

dzienne zużycie energii = dziennie pokonywany dystans/dystans na jednostkę paliwa × energia na jedn. paliwa = 

=50 [km/dobę] / 12 [km/litr] × 10 [kWh/litr] ≈ 40 kWh/dobę

Gratulacje! Właśnie dokonaliśmy naszego pierwszego oszacowania wielkości zużycia energii. Umieściłem to oszacowanie w lewej kolumnie na rys. 3.3. Wysokość czerwonego słupka odpowiada 40 kWh na osobę dziennie.

samochod-zuzycie-produkcja

Rys. 3.3. Wnioski z rozdziału 3: przeciętny kierowca samochodu zużywa 40 kWh dziennie.

Nasze obliczenia dotyczą współczesnego statystycznego kierowcy, jeżdżącego przeciętnym samochodem. W następnych rozdziałach oszacujemy średnią konsumpcję wszystkich ludzi w Wielkiej Brytanii, biorąc pod uwagę, że nie każdy jeździ samochodem. W kolejnych rozdziałach omówimy także, jak mogłoby wyglądać zużycie energii, gdybyśmy wykorzystywali inne technologie, takie jak samochody elektryczne lub na wodór.

Dlaczego samochód przejeżdża 12 kilometrów na litrze paliwa? Co dzieje się z tą energią? Czy moglibyśmy wyprodukować samochody, które przejeżdżałyby 1200 kilometrów na litrze? Jeśli jesteśmy zainteresowani próbą ograniczenia zużycia energii przez samochody, powinniśmy najpierw zrozumieć stojące za tym prawa fizyki.

Wniosek z rozdziału 3: Typowy kierowca samochodu zużywa 40 kWh dziennie. Teraz powinniśmy zająć się słupkiem zrównoważonego wytwarzania energii. Musimy więc znaleźć coś, do czego moglibyśmy porównać zużycie energii związane z jazdą samochodem.

Wartości opałowe:
-benzyna 10 kWh na litr
-olej napędowy 11 kWh na litr

Pytania

A co z kosztami energetycznymi związanymi z produkcją paliwa samochodowego?

Dobre pytanie. Gdy szacuję wielkość energii zużywanej na poszczególne czynności, mam skłonność do wyznaczania raczej wąskich „granic” dotyczących danej czynności. Taki wybór zdecydowanie ułatwia dokonywanie obliczeń, aczkolwiek zgadzam się, że dobrze byłoby spróbować oszacować całkowity wpływ danej działalności. Obliczono, że wytworzenie każdej jednostki benzyny wymaga zużycia 1,4 jednostki ropy oraz innych podstawowych paliw (Treloar i in., 2004).

A co z kosztami energetycznymi wyprodukowania samochodu?

Przyznaję, że również ten koszt znalazł się poza granicami mojej kalkulacji. O produkcji samochodów porozmawiamy w rozdziale "Wytwarzanie rzeczy".

transport do pracy

Rys. 3.4. W jaki sposób Brytyjczycy docierają do pracy. Dane pochodzą ze spisu ludności z 2001 roku.

rura

Rozdział 3 w wersji PDF możesz pobrać tutaj.

Wykonanie PONG, grafika GFX RedFrosch.



logowanie | nowe konto