publikováno 24. 4. 2016

Problém zvyšování lidské energie VII
Získávání více energie z uhlí

Tesla

Článek Nikoly Tesly publikovaný v červnu 1900 v Century Illustrated Magazine.

Vzpomínám si, že kdysi jsem považoval výrobu elektřiny spalováním uhlí v baterii za největší vymoženost pokroku civilizace a nyní s překvapením zjišťuji, jak nepřetržité studium této problematiky změnilo můj pohled na věc. Nyní mi připadá, že spalování uhlí, jakkoli efektivní, je pouhé nouzové řešení, etapa vývoje k něčemu dokonalejšímu. Konec konců, při generování elektřiny tímto způsobem jsme nuceni ničit materiál a to je barbarský proces. Měli bychom být schopni získávat energii, kterou potřebujeme, bez spotřeby materiálu. Ale rozhodně nesnižuji hodnotu takové efektivní metody spalování uhlí. V současné době většina pohonné síly pochází z uhlí a buď přímo, nebo prostřednictvím jeho produktů nesmírně zvyšuje lidskou energii. Naneštěstí ve všech nyní používaných procesech je velká část energie z uhlí promrhána. Nejlepší parní stroje využívají pouze malou část celkové energie. Dokonce i ve spalovacích motorech, v nichž, zvláště v poslední době, byly získány lepší výsledky, dochází k barbarskému plýtvání. V našich systémech elektrického osvětlení stěží využíváme jednu třetinu procenta a při osvětlení plynem mnohem menší zlomek celkové energie uhlí. Bereme-li v úvahu různé způsoby využití uhlí po celém světě, určitě nevyužíváme víc než dvě procenta jeho energie teoreticky dostupné. Člověk, který by dokázal zastavit toto nesmyslné plýtvání, by byl velkým dobrodincem lidstva, ačkoli řešení, které by nabídl, by nemohlo být trvalé, protože by nakonec vedlo k vyčerpání zásob této suroviny. Úsilí k získávání více energie z uhlí směřuje nyní dvěma směry - generování elektřiny a výroba plynu pohonné účely. V obou těchto oborech bylo již dosaženo pozoruhodných úspěchů.

Elektřina šetří uhlí

Příchod systému přenosu střídavého proudu znamenal nástup epochy hospodárného využívání energie z uhlí. Je zřejmé, že všechna elektrická energie získaná z padající vody, šetřící tolik paliva, je čistý zisk lidstva, která je o to efektivnější, že její využívání stojí málo lidského úsilí a je nejdokonalejší ze všech známých metod získávání energie ze slunce, která přispívá k pokroku civilizace. Ale elektřina nám také umožňuje získávat z uhlí mnohem víc energie než bylo možné starými způsoby. Místo transportu uhlí do vzdálených míst spotřeby, pálíme je blízko dolu, vyvíjíme elektřinu v dynamech a přenášíme proud do vzdálených míst, což má za následek značné úspory. Místo pohonu strojů v továrně starým, nehospodárným způsobem pomocí řemenů a hřídelů, generujeme elektřinu pomocí energie páry, kterou poháníme elektromotory. Tímto způsobem se běžně získává s dvakrát až třikrát větší účinností hnací síla z paliva a kromě toho se nám dostává mnoho dalších výhod. Přenos energie na velkou vzdálenost systémem střídavého proudu pomocí ideálně jednoduchých strojů způsobil průmyslovou revoluci. Ale v mnoha oborech tento pokrok dosud nebyl plně pocítěn. Například parníky a vlaky jsou dosud poháněny přímou aplikací parní energie. Mnohem větší procento tepelné energie paliva by mohlo být transformováno na pohybovou energii použitím, místo parních strojů na lodích a v lokomotivách, dynam, poháněných speciálně konstruovaných vysokotlakých parních nebo plynových motorů a využitím generované elektřiny pro pohon. Účinnost využití energie z uhlí tímto způsobem by byla od padesáti do sta procent. Je těžké pochopit, proč tak jasná a zřejmá fakta nepoutá větší pozornost inženýrů. U zaoceánských parníku by takové zdokonalení bylo zvláště žádoucí, protože by odstranilo hluk a zvýšilo jejich rychlost a přepravní kapacitu.

Plynové motory

Ještě víc energie je nyní získáváno z uhlí pomocí plynového motoru, který byl v poslední době zdokonalen, jehož účinnost je v průměru dvakrát vyšší než účinnost nejlepšího parního stroje. Zavedení plynového motoru bude usnadněno důležitostí plynového průmyslu. S rozšiřováním použití elektrického osvětlení bude plyn stále více používán pro vytápění a pohon strojů. V mnoha ohledech je plyn dobýván podobně jako uhlí a je přepravován do vzdálených míst spotřeby. Převodem na elektrickou energii dojde v obou případech ke značným úsporám nákladů na přepravu. Za současného stavu mechaniky a elektrotechniky je nejracionálnější způsob získávání energie z uhlí jeho přeměnou na plyn v blízkosti uhelných dolů a tento využít buď na místě, nebo pro generování elektřiny pro průmyslové účely pomocí dynam poháněných plynovými motory. Komerční úspěch takové továrny je z velké části závislý na výrobě plynových motorů o velkém jmenovitém výkonu, která, soudě podle čilé aktivity na tomto poli, brzy přijde. Místo obvyklé přímé spotřeby uhlí by z něho měl být vyráběn plyn, který by se ekonomicky spaloval.

Získávání elektřiny z uhlí bez spalování

Ale všechna tato zdokonalení by neměla být ničím větším než přechodnou fází směrem k něčemu ještě dokonalejšímu, protože nakonec musíme být úspěšní při získávání energie z uhlí přímočařejším způsobem bez velkých tepelných ztrát. Zda lze uhlí oxidovat studeným procesem, je stále otázka. Jeho slučování s kyslíkem je vždy spojeno s vývinem tepla, a zda energie slučování kyslíku s jiným prvkem může být přímo přeměněna na elektrickou energii, nebylo dosud stanoveno. Za jistých podmínek bude kyselina dusičná spalovat uhlík a přitom generovat elektrický proud, ale tento proces není chladný. Byly navrženy další metody oxidace, ale ty neposkytly žádný příslib vedoucí k efektivnímu procesu. Můj neúspěch byl úplný, ačkoli jistý náznak úspěchu zde byl. Tento problém je na chemikovi, aby jej vyřešil. To není práce pro fyzika, který určuje všechny své výsledky předem, takže, když dojde k experimentu, nemůže selhat. Chemie, přestože je pozitivní vědou, nemůže dosud připustit řešení pomocí takových pozitivních metod, jako jsou ty, které se používají pro řešení řady fyzikálních problémů. K výsledku, pokud je možný, se dojde spíš pomocí pokusů než dedukcí nebo kalkulací. Brzy však přijde doba, kdy chemik bude schopen předem si naplánovat výsledek, a kdy proces jeho dospění k žádoucímu výsledku bude čistě instruktivní. Studená uhelná baterie by dala velkou hybnou sílu rozvoji elektřiny; vedla by velmi přímočaře k praktickému létajícímu stroji a velmi by usnadnila nástup automobilu. Ale tyto a další problémy by vyřešila lépe a vědečtěji baterie na sluneční energii.

ZDROJ INFORMACÍ:

Související články