Κάθε χρόνο, την παραμονή των Χριστουγέννων, ο Άγιος Βασίλης καλείται — τουλάχιστον στο επίπεδο του μύθου — να φέρει εις πέρας μια από τις πιο απαιτητικές «επιχειρήσεις logistics» που θα μπορούσε να φανταστεί κανείς: την παραγωγή και διανομή δώρων σε εκατοντάδες εκατομμύρια παιδιά μέσα σε μία και μόνο νύχτα. Αυτό το φαντασμαγορικό σενάριο έχει εμπνεύσει επιστήμονες, δημοσιογράφους αλλά και ερασιτέχνες φυσικούς να το μελετήσουν με όρους ενέργειας, φυσικής και λογιστικής — δηλαδή πόση ενέργεια “θα χρειαζόταν πραγματικά” για να λειτουργήσει ένας τέτοιος μηχανισμός.

Το εργαστήριο του Βόρειου Πόλου: ένα ενεργοβόρο εργοστάσιο

Μια από τις βασικές πτυχές της «βιομηχανίας Χριστουγέννων» είναι η λειτουργία του μυθικού εργαστηρίου του Άγιου Βασίλη. Σε αρκετά άρθρα αναλύονται οι υπολογισμοί για το πόσο μεγάλο θα ήταν το κόστος και συνεπώς η ενέργεια για να τροφοδοτηθεί ένα τέτοιο εργοστάσιο: αν υποθέσουμε ότι υπάρχουν περίπου 900 εκατομμύρια παιδιά που λαμβάνουν δώρα και ότι κάθε παιδί παίρνει περισσότερα από ένα, τότε το εργαστήριο θα έπρεπε να κατασκευάσει δεκάδες δισεκατομμύρια παιχνίδια κάθε χρόνο.

Αν αντιμετωπίσουμε το εργαστήριο του Άγιου Βασίλη ως μια μεγάλη βιομηχανική μονάδα παραγωγής παιχνιδιών, οι ενεργειακές ανάγκες γίνονται αμέσως μετρήσιμες. Σύμφωνα με αναλυτικούς υπολογισμούς που έχουν παρουσιαστεί στον οικονομικό και ενεργειακό Τύπο, το υποθετικό εργοστάσιο του Βόρειου Πόλου θα έπρεπε να καταλαμβάνει περίπου 5,7 εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα, ώστε να μπορεί να ανταποκριθεί στη μαζική παραγωγή δώρων για σχεδόν ένα δισεκατομμύριο παιδιά παγκοσμίως.

Με βάση μια συντηρητική εκτίμηση κατανάλωσης 220 kWh ανά τετραγωνικό μέτρο ετησίως — τιμή που θεωρείται ρεαλιστική για βαριά βιομηχανική χρήση σε ψυχρό κλίμα — η συνολική ετήσια ενεργειακή κατανάλωση του εργαστηρίου ανέρχεται σε περίπου:

  • 1.253.554.280 kWh ετησίως, δηλαδή 1,25 τεραβατώρες (TWh).

Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος, πρόκειται για κατανάλωση αντίστοιχη με αυτήν μιας μικρής πόλης δεκάδων χιλιάδων κατοίκων, με πλήρη βιομηχανική δραστηριότητα και ανάγκες θέρμανσης όλο τον χρόνο. Σε ημερήσια βάση, το εργαστήριο θα κατανάλωνε περίπου 3,43 εκατομμύρια kWh, ποσότητα που απαιτεί συνεχή και σταθερή παροχή ισχύος.

Η μεγάλη πρόκληση: το έλκηθρο και η παγκόσμια διανομή

Αν το εργαστήριο θυμίζει ενεργειακά μια μικρή πόλη, η μεταφορά των δώρων με το έλκηθρο θυμίζει… ενεργειακή υπερδύναμη. Αναλύσεις που βασίζονται σε υπολογισμούς ταχύτητας, απόστασης και χρόνου δείχνουν ότι για να ολοκληρωθεί η παγκόσμια διανομή μέσα σε ένα 24ωρο, το έλκηθρο θα χρειαζόταν εξαιρετικά υψηλή ισχύ.

Σύμφωνα με συγκεκριμένες εκτιμήσεις που έχουν παρουσιαστεί στον ενεργειακό Τύπο, η απαιτούμενη ισχύς για το ταξίδι του Άγιου Βασίλη φτάνει τα:

  • 9,3 εκατομμύρια megawatts (MW) δηλαδή 9,3 δισεκατομμύρια kilowatts (kW).

Αν αυτή η ισχύς διατηρηθεί για περίπου 31 ώρες (χρόνος που συχνά χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς για να καλυφθούν όλες οι ζώνες ώρας), τότε η συνολική καταναλισκόμενη ενέργεια ανέρχεται σε περίπου:

  • 288 δισεκατομμύρια kWh (288 TWh) σε μία μόνο νύχτα.

Για σύγκριση, αυτή η ποσότητα ενέργειας είναι πολλαπλάσια της ετήσιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας χωρών μεσαίου μεγέθους και υπερβαίνει κατά τάξεις μεγέθους την ημερήσια παραγωγή ακόμα και των μεγαλύτερων ενεργειακών συστημάτων στον πλανήτη.

Η φυσική της κίνησης σε αριθμούς

Υπάρχουν και πιο «συγκρατημένες» προσεγγίσεις που εξετάζουν μόνο την κινητική ενέργεια που απαιτείται για να μετακινηθεί το φορτίο των δώρων σε εξαιρετικά υψηλές ταχύτητες. Σε αυτή την περίπτωση, οι υπολογισμοί δείχνουν ότι η ελάχιστη ενέργεια κίνησης ανέρχεται περίπου σε:

  • 3 × 10¹² joules, που αντιστοιχούν σε περίπου 833.000 kWh.

Αυτός ο αριθμός αφορά αποκλειστικά την κινητική ενέργεια ενός υποθετικού φορτίου και δεν περιλαμβάνει απώλειες λόγω αεροδυναμικής αντίστασης, επιταχύνσεων, απογειώσεων ή στάσεων — στοιχεία που στην πράξη θα εκτόξευαν την κατανάλωση σε πολλαπλάσια επίπεδα.

Τι μας λένε τελικά οι αριθμοί

Συνοψίζοντας τα διαθέσιμα δεδομένα:

  • Το εργαστήριο του Άγιου Βασίλη απαιτεί περίπου 1,25 δισ. kWh ετησίως, επίπεδο κατανάλωσης συγκρίσιμο με αυτό μιας μικρής πόλης.
  • Η διανομή των δώρων με το έλκηθρο απαιτεί, σε υποθετικές αλλά αριθμητικά τεκμηριωμένες εκτιμήσεις, έως και 288 δισ. kWh σε μία νύχτα.
  • Ακόμη και οι πιο «μετριοπαθείς» φυσικές προσεγγίσεις καταλήγουν σε κατανάλωση εκατοντάδων χιλιάδων kWh μόνο για την κίνηση.
  • Με βάση εκτιμήσεις που ανεβάζουν την απαιτούμενη ενέργεια για τη διανομή των δώρων έως και τις 288 δισ. kWh σε μία νύχτα, το καθαρό ενεργειακό κόστος θα μπορούσε να κυμανθεί από 20 έως 60 δισ. ευρώ, ανάλογα με την τιμή χρέωσης της ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμη και με τιμές χονδρεμπορικής αγοράς, το ποσό αντιστοιχεί σε δεκάδες δισ. ευρώ για μία μόνο νυχτερινή επιχείρηση, καθιστώντας το εγχείρημα ενεργειακά και οικονομικά ασύλληπτο με τα σημερινά δεδομένα.

Ένα χριστουγεννιάτικο συμπέρασμα με ενεργειακή αξία

Παρότι ο Άγιος Βασίλης ανήκει στη σφαίρα του μύθου, οι αριθμοί που προκύπτουν από τέτοιες αναλύσεις λειτουργούν ως ένα ενδιαφέρον νοητικό πείραμα: δείχνουν πόσο ενεργοβόρα είναι στην πραγματικότητα η μαζική παραγωγή και η ταχεία μεταφορά αγαθών σε παγκόσμια κλίμακα.

Σε μια εποχή όπου η ενεργειακή αποδοτικότητα, η εξοικονόμηση και η μετάβαση σε καθαρές πηγές βρίσκονται στο επίκεντρο της δημόσιας συζήτησης, ακόμη και ο μύθος του Άγιου Βασίλη υπενθυμίζει ένα απλό αλλά κρίσιμο συμπέρασμα: τίποτα δεν κινείται, δεν παράγεται και δεν διανέμεται χωρίς ενέργεια — και μάλιστα πολλή.

Διαβάστε ακόμη