1
EKOLOGIA GLOBALNA
KLIMATCO2
ENERGIA
2
• Ludzi jest coraz więcej• Aspiracje (potrzeby) kaŜdego człowieka rosną• Zapotrzebowanie na energi ę rośnie• Zapasy surowców energetycznych się
wyczerpują• Tradycyjna energetyka niekorzystnie zmienia
parametry środowiska człowieka• Monopol niektórych krajów na waŜne źródła
energii ma konsekwencje polityczne
FAKTY BEZSPORNE
3
2006
TREND1979-2005
„MAŁA EPOKA LODOWA” 1680-1780
SPÓR DOTYCZY:
• WIARYGODNOŚCI NIEKTÓRYCH OBSERWACJI• DANYCH ILOŚCIOWYCH • OCENY SKUTKÓW NIEKORZYSTNYCH• WYBORU ŚRODKÓW ZAPOBIEGANIA
OCIEPLENIE GLOBALNEJEST FAKTEM?
NIE TAK : CZY JEST DŁUGOTRWAŁE?
NIE TAK : CZY TO SKUTEK DZIAŁAŃ CZŁOWIEKA?
NIE TAK : CZY TO SKUTEK NADMIARU CO2?
NIE TAK : CZY MOśNA TEMU ZARADZIĆ?
NIE TAK : (ALTERNATYWY)
1. oszczędzanie energii (realne?)2. usuwanie CO2 z atmosfery (realne?)3. alternatywne źródła energii 4. ... (które? realne?)
4
Alternatywne podejścia: „ekologiczne” i „technologiczne”
• Oszczędzać (przez samoograniczenie)
• Szukać alternatyw„ekologicznych”(biomasa, wiatr, woda)
• Usuwać CO2 (przez fotosyntezę)
• Oszczędzać (przez rozwój technologii)
• Szukać alternatywwysokowydajnych (reaktory jądrowe, termojądrowe)
• Usuwać CO2 (przez działania techniczne)
• Te słuszne hasła trzeba zmienić na konkretne i realistycznedecyzje polityczne i ekonomiczne; • w praktyce często alternatywy się wykluczają.
ZuŜycie energii na głow ę, kW
0
5
10
15
20
25
30
35
1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97100
103106
109112
115118
121124
127130
133
kraje swiata
kW
Fizjologiczne zapotrzebowanie człowieka:w spoczynku: 70 – 80 Wprzy pracy: 350 – 600 W
ZuŜycie energii na głow ę (średnie dla regionów)
0
1
2
3
4
5
6
7
Świat
OECD
Śr. W
schó
d
Były Z
SRR
Eur. N
ie-OECD
Chiny
Azja
Am. Łac
.
Afryka
Polska
Regiony
kW
2003: 10579 Mtoe = 14 000 GW
WZROST CAŁKOWITEJ PODAśY ENERGII NA ŚWIECIE
Mtoe = Million Tonnes of Oil Equivalent
16145 GW 21836 GW
PRZEWIDYWANY WZROST PODAśY ENERGII NA ŚWIECIE(DO 2030 WZROST O OK. 60%)
5
51%
15%
21%
11%
2%0%
Węgiel kamiennyWęgiel brunatnyRopa itd.Gaz wysokometanGaz zaaztotowanyelektr. Wodne
Udział róŜnych źródeł energii w PolsceŁączna podaŜ: 3516 PJ/rok (2003);
111,5 GW = ok. 3 kW/głowę
ELEKTROWNIE JĄDROWE
OSZCZĘDZANIE
tzw. „ENERGETYCZNE ZASOBY ODNAWIALNE”
• Biomasa– Opał, biogaz, etanol, biodiesel itd.
• Energia wiatru• Energia rzek i pływów• Energia słoneczna
– Panele cieplne, ogniwa fotowoltaiczne
• Energia geotermalna
6
BIOMASA
• Od 1976 obowiązek dodawania etanolu do paliwa (10-22%) [E20]• Od 1993 obowiązkowo 22% [E22]• Od 1.07.2007 obowiązkowo 25% [E25]
• Oprócz tego czysty etanol [E100]
• Specjalny samochód – dowolna mieszanka E20 i E100 („flex”)• (1/4 samochodów > 6 mln)
• Alkohol: 50% zasilania samochodów benzynowych18% wszystkich (wliczając diesle) [2006]
ALTERNATYWNE PALIWO SAMOCHODOWE W BRAZYLII
• Hydroelektrownie 1:24• Biomasa 1:7• Energia z wiatru 1:5• Energia fotowoltaiczna 1:3• Biogaz 1:2• Energia geotermalna 1:48• Węgiel 1:8• Energia jądrowa 1:5• Gaz ziemny 1:8• Etanol 2:1• Biodiesel 2:1
BIEśĄCE KOSZTY ENERGETYCZNE PRODUKCJI ENERGII
(ZWYKLE POMIJANE; Slobodkin; Kozłowski)
14,914,9Maksymalny % udzia łu biopaliw
Suma poda Ŝy en. 2003
Suma
buraki cukr.
ziemniak
kukurydza
Ŝyto
pszenica
Etanol
Rzepak (MER)
Inne rośl.
Wierzba
Słoma (6-7 mln t)
uprawa
3700
2000
2500
800
1400
l/ha
1,02
30
19
max. plon t/ha
21,17
21,17
21,17
21,17
21,17
41,87
13
13
15
wartośćenerg.
MJ/l
MJ/l
MJ/l
MJ/l
MJ/l
MJ/kg
MJ/kg
MJ/kg
MJ/kg
jedn.
78,329
42,34
52,925
16,936
29,638
13,26
390
247
plon GJ/ha
150000
400000
200000
750000
1000000
Połowa obecnego areału tych upraw
1000000
200000
1000000
ile max ha?
3515984
524870
11749
16936
10585
12702
29638
13260
78000
247000
105000
max prod. TJ/rok
111,49
16,64
0,37
0,54
0,34
0,40
0,94
0,42
2,47
7,83
3,33
moc GW
OCENA MAKSYMALNEJ PODAśY ENERGII Z BIOPALIW(dane z: J. Kuś, 2002 i GUS)
7
Energia z biomasy w warunkach Polski:
• Pełne pokrycie (en. brutto!) - około 1 ha na osobę;
• Obecnie areał ziemi ornej wynosi 12 mlnha.
• Gdyby cały areał ziemi ornej przeznaczyćna cele energetyczne pokryłoby to niespełna 1/3 zapotrzebowania energetycznego kraju
FRAKCJA PRODUKCJI PIERWOTNEJ BIOSFERYPRZEJMOWANA PRZEZ CYWILIZACJĘ
10 – 55% TerrNPP(4 – 18% NPP)
Pg C
HUMAN APPROPRIATION OF NPPNature, VI.2004
Pg = 1015 g = mld ton
14.8111.548.00Razem
26.120.314.1% NPP(56.8 Pg)
8.957.455.17Drewno, papieri włókna
5.864.092.83śywność
Oszacowanie wysokie
Oszacowanie średnie
Oszacowanie niskie
Produkt
HYDROELEKTROWNIE
HYDROELEKTROWNIE
=311 GW
8
WIATRAKI
ZAINSTALOWANA MOC ELEKTROWNI WIATROWYCH
2003, ŚWIAT: 39294 MW
9
OGNIWA FOTOWOLTAICZNE
Zainstalowana moc ogniw fotowoltaicznych
Spadek ceny: 1975 - $75/Watt; 2003 - $3/Watt