Af rafknúnum hnattferðum og íslenskum kappakstursbílum

Það er liðið rúm­lega ár síðan sól­ar­orkuflug­vélin Solar Impulse II tók á loft frá Sam­ein­uðu arab­ísku fursta­dæm­unum og hélt í hring­ferð um hnött­inn. Mark­miðið var að kom­ast alla leið án þess að nota dropa af jarð­efna­elds­neyti. Það tókst því í vik­unni sem leið var vél­inni lent á ný í Abu Dhabi á ný við mik­inn fögnuð. Á leið­inni hafði teymið meðal ann­ars sett heims­met í lengsta flugi sög­unnar.

Hring­ferð Solar Impulse-flug­vél­ar­innar er gríð­ar­lega stórt og tákn­rænt skref um þær aðgerðir sem grípa verður til svo hægt sé að stemma stigu við hlýnun lofts­lags í heim­inum. Flug­ferða­lög valda gríð­ar­legri losun á gróð­ur­húsa­loft­teg­undum út í and­rúms­loftið og enn er ekki búið að full­komnar þá tækni sem til þarf svo hægt sé að standa fyrir vist­vænum loft­ferðum. Solar Impulse er fyrsta skrefið í þá átt.

„Þessi dagur fer í sögu­bæk­urnar. Ekki bara ykkar eigin heldur líka bækur mann­kyns­ins alls,“ sagði Ban Ki-moon, aðal­rit­ari Sam­ein­uðu þjóð­anna, þegar raf­flug­vélin var að loka hringnum yfir Persaflóa.

Verk­efnið var gríð­ar­lega stórt og talið nær óger­legt þegar Sviss­lend­ing­arnir André Bors­hberg og Bertrand Piccard hófu að kanna fýsi­leika þess að fljúga ein­ungis á raf­orku sem fram­leidd var um borð frá sól­inni árið 2002. Til þess að gera þetta mögu­legt er flug­vélin fislétt miðað við stærð hennar og vegur aðeins 2,3 tonn. Vænghaf hennar er stærra en á júm­bó­þotu og á væng­ina er búið að raða meira en 17.000 ofur­næmum sól­ar­sellum sem hlaða raf­löður vél­ar­innar.

Magnað afrek

Bors­hberg og Piccard skipt­ust á að fljúga vél­inni í allt að 20 klukku­stundir í einu á ferða­lag­inu umhverfis hnött­inn sem á end­anum tók rúmt ár. Ferða­lagið var svo langt vegna þess að öll verð­ur­skil­yrði þurftu að vera ákjós­an­leg áður en haldið var af stað á ný frá nýjum áfanga­stöðum og oft beðið svo dögum skipti. Auk þess fór vélin ekki hratt yfir. Ferða­lagið frá Japan til Havaí tók til dæmis tæp­lega 118 klukku­stundir – fjóra daga, 21 klukku­stund og 52 mín­útur – og varð um leið lengsta flug sög­unnar. Með venju­legu áætl­un­ar­flugi ætti ferða­löngum að takast að fara þessa leið á um það bil átta og hálfum tíma.

Flugleið Solar Impulse II umhverfis hnöttinn

Dragðu kortið til hliðar til að sjá alla leiðina og smelltu á teiknibólurnar.

„Þetta sýnir að maður getur gert ótrú­leg­ustu hluti með hreinni tækni, end­ur­nýj­an­legum orku­gjöfum, eins og fljúga dag og nótt á sól­ar­orkunni,“ sagði Piccard í sam­tali við CNBC-frétta­stof­una banda­rísku þegar ferð­inni lauk í Abu Dhabi á þriðju­dag. „Þessi flug­vél getur raun­veru­lega flogið enda­laust því hún þarf ekki að stoppa og taka elds­neyti.“

Ferðalag þeirra Piccard og Bors­hberg gekk hins vegar ekki hnökra­laust fyrir sig. Við kom­una í Havaí síð­asta sumar, eftir þetta lengsta flug sög­unnar, komu í ljós óaft­ur­kræfar skemmdir á raf­hlöðum vél­ar­innar vegna ofhitn­unar. Á meðan við­gerðir stóðu yfir beið vélin á flaug­hlað­inu þar til hún tókst á loft á ný í vor. Um leið og ferða­lag­inu var áfram haldið voru Sviss­lend­ing­arnir fljótir á leið­ar­enda.

Mikilvæg þekking verður til

„Allt of oft þegar maður talar um umhverf­is­vernd þá hljómar það leið­in­legt og dýrt verk­efni. Við vildum sýna fram á að umhverf­is­vernd er akkúrat hið gagn­stæða, að nú eigum við hreina orku­gjafa sem eru arð­bærir, skapa störf og stuðla að efna­hags­vexti. Ef þessar lausnir yrðu not­aðar all­staðar myndum við minnka losun gróð­ur­húsa­loft­teg­unda um helm­ing, minnka álag á nátt­úru­auð­lindir og draga úr mengun,“ sagði Piccard einnig.

Hann bætti við að verk­efnið hefði einnig dregið athygli að þessu vanda­máli og að öðrum lausnum á því. „Þetta er ein lausn. Ekki aðeins fyrir loft­ferðir heldur líka fyrir almenna orku­fram­leiðslu.“

Verkefni á borð við þetta eru til þess fallin að auka þekk­ingu og flýta fram­þróun í fram­leiðslu á vist­vænni orku. Á Íslandi urðu einnig tíma­mót á svip­uðum vett­vangi í sumar því Formula Student-lið Háskóla Íslands, Team Spark, náði besta árangri sínum í verk­fræði­keppn­inni til þessa.

Team Spark náði í fyrsta sinn að taka þátt í akst­urs­hluta keppn­innar, sem fram fór bæði á Sil­ver­stone-kappakst­urs­braut­inni í Bret­landi og í Varano á Ítalíu. Liðið hefur ávallt lagt áherslu á að nota vist­væna orku­gjafa í kappakst­urs­bíl sínum þó það sé ekki skil­yrði til þátt­töku í þess­ari alþjóð­legu keppni.

Verkefni á borð við þetta hefur gert það að verkum að á Íslandi fá verk­fræði­nemar þjálfum og öðl­ast þekk­ingu um hvernig hægt er að beisla og nota vist­væna orku, í þessu til­viki raf­orku, sem hægt er að nota við orku­skipti á Íslandi og ann­ars­staðar.

Gömul tækni glímir við ný vandamál

Orku­skiptin munu á end­anum þurfa að eiga sér stað enda eru auð­lindir jarðar af skornum skammti. Aldrei hefur gengið jafn hart á þessar auð­lindir sem knýja sam­fé­lög manna áfram í nútím­anum.

Á Íslandi er vinna þegar hafin við að móta stefnu stjórn­valda til fram­tíðar í þessum efnum. Nýlega fjall­aði Kjarninn um stefnu Reykja­vík­ur­borgar í lofts­lags­málum. Þar segir að stefnt verði að því að fækka bens­ín­stöðvum mikið á næstu árum í takti við þá þróun að jarð­efna­elds­neytisknúnum bílum fækki í hlut­falli við raf­bíla og aðra bíla sem ganga fyrir vist­vænum orku­gjöfum. Á sama tíma á að ráðst í upp­bygg­ingu inn­viða til að stuðla að þess­ari þróun, hvort sem það er fyrir almenna­bíla­um­ferð eða umferð skipa í Reykja­vík­ur­höfn.

Íslensku verk­fræði­nem­arnir mættu allskyns hindr­unum í keppn­inni eins og þeir Piccard og Bors­hberg þurftu að yfir­stíga í hnatt­flugi sínu á Solar Impulse. Og eitt helsta vanda­málið um borð í kappakst­urs­bílnum íslenska og flug­vél­inni sviss­nesku var einmitt af sama meiði; nefni­lega ofhitnun raf­gey­manna og raf­kerf­is­ins sem knýr far­ar­tækin áfram.

Raftækni í far­ar­tækjum er alls ekki ný af nál­inni. Rafknúin far­ar­tæki hafa raunar verið til síðan á nítj­ándu öld, jafn­vel þó þau hafi ekki öll verið mjög skil­virk. Mikið af lest­ar­kerfi heims­ins, sér­stak­lega í þétt­býli, er knúið raf­magni í gegnum streng. Orkan er í þess konar far­ar­tækjum hvergi geymd um borð í lengri tíma. Það er hins vegar ekki fyrr en seint á 20. öld sem að til­raunir með afkasta­meiri og lang­dræg­ari raf­knúin far­ar­tæki sem hýstu orku­forða sinn hófust. Og það var alls ekki fyrr en seint á fyrsta ára­tug 21. ald­ar­innar sem að þessi tæki fóru að þykja nógu góð í augum almenn­ings.

Raf­væð­ing í sam­göngum ef afar skammt á veg komin, en þróun tækn­innar er hröð. Í nýlegri blogg­færslu frá frum­kvöðl­inum Elon Musk lýsir höf­undur fram­tíð­ar­sýn sinni með Tesla-fyr­ir­tækið. Tesla-raf­bíl­arnir eru þegar vin­sælir með almenn­ings, sökum skil­virkni og lang­drægni þeirra. Musk telur að á næstu tíu árum muni Teslu takast að fram­leiða nógu marga raf­bíla til að geta selt á hag­kvæmu verði fyrir milli­stétt­ar­fólk í heim­inum. Um leið og það veðrur veru­leik­inn ættu bílar með sprengi­hreyfil fljót­lega að verða í minni­hluta.