EKOLOGIA GLOBALNA KLIMAT CO 2 ENERGIA 1
FAKTY BEZSPORNE Ludzi jest coraz więcej Aspiracje (potrzeby) kaŝdego człowieka rosną Zapotrzebowanie na energię rośnie Zapasy surowców energetycznych się wyczerpują Tradycyjna energetyka niekorzystnie zmienia parametry środowiska człowieka Monopol niektórych krajów na waŝne źródła energii ma konsekwencje polityczne 2
2006 MAŁA EPOKA LODOWA 1680-1780 TREND 1979-2005 OCIEPLENIE GLOBALNE JEST FAKTEM? SPÓR DOTYCZY: WIARYGODNOŚCI NIEKTÓRYCH OBSERWACJI DANYCH ILOŚCIOWYCH OCENY SKUTKÓW NIEKORZYSTNYCH WYBORU ŚRODKÓW ZAPOBIEGANIA NIE TAK: CZY JEST DŁUGOTRWAŁE? NIE TAK: CZY TO SKUTEK DZIAŁAŃ CZŁOWIEKA? NIE TAK: CZY TO SKUTEK NADMIARU CO 2? NIE TAK: CZY MOśNA TEMU ZARADZIĆ? NIE TAK: (ALTERNATYWY) 1. oszczędzanie energii (realne?) 2. usuwanie CO 2 z atmosfery (realne?) 3. alternatywne źródła energii 4.... (które? realne?) 3
Alternatywne podejścia: ekologiczne i technologiczne 35 ZuŜycie energii na głowę, kw Oszczędzać (przez samoograniczenie) Szukać alternatyw ekologicznych (biomasa, wiatr, woda) Usuwać CO 2 (przez fotosyntezę) Oszczędzać (przez rozwój technologii) Szukać alternatyw wysokowydajnych (reaktory jądrowe, termojądrowe) Usuwać CO 2 (przez działania techniczne) kw 30 25 20 15 10 5 0 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 kraje swiata 97 100 103 106 109 112 115 118 121 124 127 130 133 Te słuszne hasła trzeba zmienić na konkretne i realistyczne decyzje polityczne i ekonomiczne; w praktyce często alternatywy się wykluczają. Fizjologiczne zapotrzebowanie człowieka: w spoczynku: 70 80 W przy pracy: 350 600 W ZuŜycie energii na głowę (średnie dla regionów) WZROST CAŁKOWITEJ PODAśY ENERGII NA ŚWIECIE kw 7 6 5 4 3 2003: 10579 Mtoe = 14 000 GW 2 1 0 Świat OECD Śr. Wschód Były ZSRR Eur. Nie-OECD Chiny Azja Am. Łac. Afryka Polska Regiony Mtoe = Million Tonnes of Oil Equivalent PRZEWIDYWANY WZROST PODAśY ENERGII NA ŚWIECIE (DO 2030 WZROST O OK. 60%) 16145 GW 21836 GW 4
Udział róŝnych źródeł energii w Polsce Łączna podaŝ: 3516 PJ/rok (2003); 111,5 GW = ok. 3 kw/głowę ELEKTROWNIE JĄDROWE 11% 2% 0% 21% 51% Węgiel kamienny Węgiel brunatny Ropa itd. Gaz wysokometan Gaz zaaztotowany elektr. Wodne 15% 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 5
BIOMASA ALTERNATYWNE PALIWO SAMOCHODOWE W BRAZYLII 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 benzynowych 18% wszystkich (wliczając diesle) [2006] BIEśĄCE KOSZTY ENERGETYCZNE PRODUKCJI ENERGII (ZWYKLE POMIJANE; Slobodkin; Kozłowski) 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 Wierzba Inne rośl. Etanol OCENA MAKSYMALNEJ PODAśY ENERGII Z BIOPALIW (dane z: J. Kuś, 2002 i GUS) uprawa Słoma (6-7 mln t) Rzepak (MER) pszenica Ŝyto kukurydza ziemniak buraki cukr. max. plon t/ha 19 30 1,02 l/ha 1400 800 2500 2000 3700 wartość energ. 15 13 13 41,87 jedn. MJ/kg MJ/kg MJ/kg MJ/kg plon GJ/ha 247 390 13,26 29,638 16,936 52,925 42,34 78,329 ile max ha? 1000000 200000 1000000 1000000 750000 200000 400000 150000 Suma Suma podaŝy en. 2003 max prod. TJ/rok 105000 247000 78000 13260 Połowa obecnego areału tych upraw 29638 12702 10585 16936 11749 524870 3515984 moc GW 3,33 7,83 2,47 0,42 0,94 0,40 0,34 0,54 0,37 16,64 111,49 Maksymalny % udziału biopaliw 14,9 14,9 6
Energia z biomasy w warunkach Polski: Pełne pokrycie (en. brutto!) - około 1 ha na osobę; Obecnie areał ziemi ornej wynosi 12 mln ha. Gdyby cały areał ziemi ornej przeznaczyć na cele energetyczne pokryłoby to niespełna 1/3 zapotrzebowania energetycznego kraju FRAKCJA PRODUKCJI PIERWOTNEJ BIOSFERY PRZEJMOWANA PRZEZ CYWILIZACJĘ HUMAN APPROPRIATION OF NPP Nature, VI.2004 Pg = 1015 g = mld ton Produkt 10 55% TerrNPP (4 18% NPP) Oszacowanie Oszacowanie niskie średnie Oszacowanie wysokie śywność 2.83 4.09 5.86 Drewno, papier i włókna 5.17 7.45 8.95 Razem 8.00 11.54 14.81 % NPP (56.8 Pg) 14.1 20.3 26.1 Pg C HYDROELEKTROWNIE HYDROELEKTROWNIE =311 GW 7
WIATRAKI ZAINSTALOWANA MOC ELEKTROWNI WIATROWYCH 2003, ŚWIAT: 39294 MW 8
Zainstalowana moc ogniw fotowoltaicznych OGNIWA FOTOWOLTAICZNE Spadek ceny: 1975 - $75/Watt; 2003 - $3/Watt 9