NIeodnawialne źródła energii

Transkrypt

1 NIeodnawialne źródła energii

2 Nieodnawialne źródła energii to wszelkie źródła energii, które nie odnawiają się w krótkim okresie. Ich wykorzystanie jest znacznie szybsze niż uzupełnianie zasobów. Są podstawowym źródłem energii dla przemysłu, energetyki, transportu i gospodarstw domowych.

3 Źródłami nieodnawialnymi są przede wszystkim paliwa kopalne: węgiel kamienny, torf, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny

4 Odnawialne źródła energii Nowoczesne technologie

5 Energie odnawialne to takie, których źródła są niewyczerpane i których eksploatacja powoduje możliwie najmniej szkód w środowisku.

6 Dlaczego energie odnawialne? Alternatywa dla energii kopalnych Zmniejszenie emisji gazów Energia zgodna z ideą zrównoważonego rozwoju Szansa na dostęp do elektryczności dla ponad 2 miliardów ludzi na terenach gdzie nie ma innych źródeł energii

7 Źródła produkcji elektryczności na świecie [%] 63% węgiel / ropa en. nuklearna odnawialne źródła energii 17% 20%

8 Dzięki nowoczesnym technologiom można coraz efektywniej wykorzystywać naturalny potencjał energetyczny. Rozwój technologii to również spadek kosztów produkcji energii i niezależność energetyczna państw.

9 Istnieje pięć grup energii odnawialnych Wodna Biomasy Geotermalna Wiatru Słoneczna Udział procentowy w światowej produkcji en. odnawialnych: 92,5 5,5 1,5 0,5 0,05

10 Woda pokrywa aż trzy czwarte naszej planety. Od dawna znajdowała zastosowanie w domach, rolnictwie, przemyśle czy transporcie. Dziś stanowi również jeden z największych potencjałów energetycznych. Energia wody

11 Technologie tradycyjne Energia spadku wody Energia mechaniczna wody wprawia w ruch turbinę i za pomocą alternatora przekształcana jest w energię elektryczną. Moc zależy od wysokości spadku wody i od przepływu.

12 Technologie przyszłości Energia pływów morskich Woda wlewając/wylewając się ze zbiorników podczas przypływu/odpływu porusza turbiny produkując energię. zdjęcie: elektrownia pływowa, źródło:

13 Technologie przyszłości Energia prądów morskich Umieszczone pod woda turbiny napędzane są energią prądów morskich. Produkowana energia elektryczna transportowana jest podwodnym kablem do sieci na lądzie. źródło: MCT Ltd

14 Technologie przyszłości Energia termiczna mórz zdjęcie: próbny projekt " Sagar Shakti " we współpracy indyjsko-japońskiej, 2000, źródło: Ciepła woda (ok. 25 C) zasysana z powierzchni morza przekazuje ciepło cieczy o niskiej temp. wrzenia (np.amoniak) i zamienia ją w parę. Para wprowadza w ruch turbogenerator a następnie odprowadzana jest do kondensatora chłodzonego wodą z głębi morza (ok. 2-5 C) gdzie ulega skropleniu. Wytworzona energia elektryczna doprowadzana jest do lądu kablami.

15 Technologie przyszłości Energia fal morskich źródło: OPD Ltd Energia fal morskich przekształcana jest w energię elektryczną. W zależności od systemu działania można wyróżnić elektrownie hydrauliczne, mechaniczne, pneumatyczne i indukcyjne. Problem stanowi wysokość fal zależna od wiatru.

16 Energia wody Z A L E T Y nie zanieczyszcza środowiska (brak odpadów, emisji gazów) łatwe gromadzenie energii długi czas działania instalacji wzrost retencji (zbiorniki) W A D Y ingerencja w środowisko naturalne (duże elektrownie) erozja, zamulenie zmiana/zniszczenie naturalnych siedlisk wysokie koszty instalacji zależność od opadów nie wszędzie dostępna

17 Biomasa to materia pochodzenia organicznego. Jej energię możemy wykorzystywać spalając ją, rozkładając lub przekształcając chemicznie. Biomasa

18 Biomasa - spalanie zdjęcie, źródło: Spalając materię organiczną uzyskujemy energię cieplną, która może posłużyć do produkcji energii elektrycznej. Używa się do tego najczęściej odpadów drewna, słomy, niektórych odpadów domowych, rolniczych i przemysłowych. Ilość emitowanego CO 2 w wyniku spalania jest równa jego asymilacji przez okres wzrostu rośliny.

19 Biomasa przemiany chemiczne Niektóre uprawy takie jak np. rzepak, wierzba, trzcina cukrowa, kukurydza, czy niektóre zboża mogą być przekształcone w biopaliwa.

20 Biomasa fermentacja zdjęcie: beztlenowa fermentacja komorowa, źródło: W wyniku fermentacji materii organicznej (np. odchodów zwierzęcych, odpadów komunalnych) otrzymujemy m.in. metanol, etanol i biogaz, wykorzystywane jako paliwo lub do produkcji energii.

21 Biomasa Z A L E T Y W A D Y duży potencjał techniczny (dostępność ziemi uprawnej) w niektórych regionach utylizacja niektórych odpadów i ścieków zagospodarowanie i wykorzystanie terenów pod uprawy konieczność prowadzenia uprawy zajmowanie pod uprawę terenów cennych przyrodniczo spalanie wydzielanie szkodliwych substancji jałowienie gleb

22 Energia geotermalna W niektórych skałach, na pewnych głębokościach krąży energia w postaci pary wodnej lub gorącej wody. Ta cieplna energia wnętrza Ziemi może być wykorzystana w sposób bezpośredni lub pośredni.

23 Energia geotermalna Gejzery zdjęcie, źródło: wyprawy.onet.pl Zebrana gorąca woda gejzerów (samoistnie wyrzucana na powierzchnię ziemi) może być wykorzystana bezpośrednio do ogrzewania lub do produkcji elektryczności.

24 Elektrownia geotermalna zdjęcie, źródło: Tam, gdzie ciepła woda znajduje się na większej głębokości wykonuje się odwierty i pompuje wodę na powierzchnię. Wodę, która oddała już swoje ciepło wtłacza się z powrotem innym odwiertem. Para wodna może jednocześnie napędzać turbiny i produkować elektryczność.

25 Energia geotermalna Z A L E T Y W A D Y czyste źródło energii nie wszędzie dostępna droga instalacja trudne technicznie utrzymanie uwalnianie radonu i siarkowodoru

26 Wiatrak, wynaleziony około I w.p.n.e. i używany do mielenia zboża lub pompowania wody, znajduje dzisiaj, choć w innej postaci, zastosowanie w elektrowniach wiatrowych. Energia wiatru

27 Technologie tradycyjne Turbina wiatrowa Energia kinetyczna wiatru (minimum 15 km/h) powoduje ruch obrotowy turbiny i produkcję elektryczności. Zasada podobna do tej w rowerowym dynamo. zdjęcie, źródło: www-esigec.univ-savoie.fr

28 Energia wiatru Z A L E T Y czyste źródło energii możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii hałas W A D Y ingerencja w krajobraz zależność od pogody dość wysoki koszt budowy zakłócanie fal radiowych i telewizyjnych zagrożenie dla ptaków i innych gatunków migrujących

29 Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny termiczny Kolektor termiczny (inaczej niskotemperaturowy <100 C lub płaski) przekształca energię słoneczną w ciepło. W szczelnie zamkniętej instalacji kolektora absorbery wychwytują energię słoneczną i oddają ciepło znajdującej się w niej cieczy. Kolektory te znajdują zdjęcie, źródło: zastosowanie w instalacjach grzewczych i do produkcji ciepłej wody.

30 Technologie tradycyjne Kolektor słoneczny fotowoltaiczny zdjęcie, źródło: W odróżnieniu od kolektora termicznego, kolektor fotowoltaiczny przekształca energię słoneczną w elektryczną. Kolektor składa się z półprzewodnikowych złączy zawierających elektrony. Wzbudzone przez promieniowanie słoneczne elektrony przemieszczając się produkują elektryczność.

31 Technologie przyszłości Piec słoneczny kolektor skupiający Kolektor skupiający, inaczej wysokotemperaturowy>100 C, to ogromne wklęsłe zwierciadło, które odbiera promieniowanie z ruchomych reflektorów. Energia jest przetwarzana i magazynowana za pomocą cykli chemicznych i ciepła. Następnie ciepło przekształcane jest w energię elektryczną. Można tak uzyskać bardzo wysoką temperaturę co pozwala na zdjęcie: piec słoneczny w Odeillo wykorzystanie przemysłowe - wypalanie ceramiki lub testowanie metali do konstrukcji np. statków kosmicznych.

32 Technologie przyszłości Parabola Stirlinga Receptor słoneczny wychwytuje energię słoneczną i ogrzewa znajdujący się w nim gaz (wodór). Ogrzany gaz napędza silnik Stirlinga i produkuje elektryczność. Parabola jest w fazie eksperymentu, w mniejszym wymiarze mogłaby być wykorzystana do produkcji elektryczności w pojedynczych domach.

33 Energia Słoneczna Z A L E T Y brak emisji zanieczyszczeń atmosferycznych i gazów cieplarnianych łatwe utrzymanie/ konserwacja urządzeń możliwość wykorzystania w gospodarstwach oddalonych od innych źródeł energii W A D Y ogniwa fotowoltaiczne budowane są z użyciem szkodliwych substancji ustawione ogniwa zajmują dużą powierzchnię

34 Energia atomowa Energię atomową trudno jest jednoznacznie zakwalifikować do energii odnawialnych. Wykorzystywany do rozszczepienia uran, tor i deuter występują na Ziemi w niewielkich ilościach lecz ich zasoby nie są niewyczerpane.

35 Energia atomowa Elektrownia jądrowa zdjęcie: elektrownia atomowa w Temelinie (Czechy), źródło: W reaktorze jądrowym przeprowadza się kontrolowane rozszczepienie ciężkich jąder atomów. Energia jądrowa przekształcana jest w energię cieplną, która napędza turbiny i produkuje energię elektryczną. Przebieg reakcji kontroluje się wychwytując nadmiar neutronów (by reakcja się zbyt nie rozwijała) lub ochładzając neutrony (by usprawnić reakcje).

36 Energia atomowa Z A L E T Y wydajne źródło energii niska emisja CO2 W A D Y niebezpieczny transport, składowanie i utylizacja odpadów promieniotwórczych ryzyko awarii, ataku terrorystycznego problemy ekonomiczne: wysoki koszt utrzymania i likwidacji, ograniczony czas funkcjonowania elektrowni duży opór społeczny

37 Zastanów się: Czy wykorzystanie energii odnawialnych to dzisiaj konieczność? Co dałoby wprowadzenie nowych technologii lub ulepszenie już istniejących? Jakie odnawialne źródła energii mają największą przyszłość w Polsce? Jak oszczędzać energię?

38 Zostań konstruktorem i pomysłodawcą nowych technologii!! Niektóre technologie są jeszcze za drogie w eksploatacji co pozostawia duże pole do działania dla naukowców. Czekają na Ciebie ciekawe specjalizacje na Politechnikach i Uniwersytetach w Polsce i na całym świecie! Energie odnawialne to przyszłość całej naszej Planety, może także i Twoja!

39 Zbadaj swój ślad ekologiczny! ad_ekologiczny/