kan lichaamswarmte de wereld van energie voorzien?
als de energieproductie van alle mensen wordt gecombineerd, hoe verhoudt dit zich dan tot de wereldwijde energievraag? Hoeveel elektriciteit zou er kunnen worden opgewekt als elke levende mens een armband voor thermische energie zou dragen? Kan dit al onze Elektrische Apparaten van stroom voorzien?
in de film The Matrix gebruiken intelligente machines mensen als energiebron door hun thermische energie te oogsten en om te zetten in elektriciteit. In de film is de geoogste energie genoeg om de post-apocalyptische machinewereld te runnen en om een gigantische simulatie aan te drijven die de mensheid doet geloven dat het nog steeds leeft in de late 20e eeuw. Maar is het mogelijk om de hele planeet van stroom te voorzien door lichaamswarmte te oogsten?
het menselijk lichaam produceert meer energie dan je zou denken
om tot op de bodem van deze vraag te komen, moeten we beginnen met enkele getallen en eenheidsconversie. Mensen krijgen energie door de consumptie van voedsel. Elke kilocalorie (kcal) die we innemen komt overeen met 4.184 kilojoules (4x103J) energie. Uitgaande van een gemiddelde calorie-inname van 2000 per persoon en 7 miljard inwoners op de planeet aarde, verwerken we maar liefst 58,58 petajoule (59×1015 J) energie per dag en 21,38 exajoule (21x1018J) per jaar. Toch zijn deze cijfers slechts een fractie van het geschatte wereldwijde verbruik van primaire energie van ca. 500-1000 exajoule per jaar. Dat betekent dat zelfs als we 100% van de energie die we produceren zouden kunnen oogsten, we niet zouden kunnen voldoen aan de wereldwijde vraag.
bovendien is de omzetting van energie altijd onderhevig aan verliezen. Voor het menselijk lichaam zijn deze verliezen meestal thermisch, in de vorm van lichaamswarmte. Afhankelijk van de activiteit en de omgeving verspreidt het lichaam tussen 290 en 3800 kilojoule thermische energie per uur, wat neerkomt op een vermogen van 80-1050 Watt. Voor zeven miljard mensen komt dit neer op 3,33 terawatt (3,33 x 1012 W), een aantal dat vergelijkbaar is met de stroombehoefte van alleen de VS. Maar tenzij we onze appartementen willen verwarmen en onze auto ‘ s met ons lichaam willen rijden, moeten we het verder omzetten, naar een meer handige vorm van energie. Dit is waar thermo-elektriciteit in het spel komt.Thermo-elektrische generatoren zetten lichaamswarmte om in elektriciteit. Laten we aannemen dat de gecombineerde thermische kracht van elk mens op de planeet idealiter kan worden omgezet in elektriciteit. Als soort zouden we in totaal ongeveer 1,33 terawatt continu elektrisch vermogen produceren. Dat komt overeen met 32 TWh per dag, of ongeveer een tiende van de wereldwijde energiebehoefte.
onze huidige technologie is niet in staat om thermische energie met een zeer hoog rendement om te zetten. Maar Mithras zet de eerste stap om gebruik te maken van het enorme potentieel van lichaamswarmte-energiewinning. Nu al biedt dit grote mogelijkheden voor draagbare elektronica met een laag stroomverbruik. En als intelligente machines van plan zijn om de wereld in de toekomst over te nemen, zullen ze een andere energiebron moeten vinden dan het menselijk lichaam.