Świat energii



Pobieranie 207.89 Kb.
Strona1/8
Data10.05.2016
Rozmiar207.89 Kb.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Europejskie Centrum Energii Odnawialnej

Instytut Budownictwa, Mechanizacji i Elektryfikacji Rolnictwa

Świat energii



Zapotrzebowanie na energię
Potrzeby energetyczne człowieka są pochodną trzech czynników: liczebności populacji ludzkiej, strefy klimatycznej, jaką zamieszkuje oraz energochłonności stylu życia. Ewolucja gatunku Homo sapiens była związana ze skokowymi zmianami zapotrzebowania na energię. W początkowym okresie człowiek wykorzystywał jedynie energię własnych mięśni, także pierwsze narzędzia skonstruowane przez człowieka były napędzane tą siłą. Wraz z umiejętnością wykorzystania ognia – najpierw jego utrzymywania (do dziś kobiety nazywa się “strażniczkami ogniska domowego”), potem rozpalania – człowiek nauczył się korzystać z energii cieplnej. Początkowo paliwem było drewno a ogień służył do gotowania i ogrzewania.
Następnie wynaleziono narzędzia pozwalające wykorzystywać pracę zwierząt pociągowych. Przez tysiąclecia były to jedyne rodzaje energii użytkowane przez człowieka – do czasu, gdy nauczył się on posługiwać energią wiatru i wody (np. młyny napędzane siłą wiatru lub spadku wód, żaglowce, piły tartaczne poruszane energią wodną). Liczba osób zamieszkujących Ziemię w tym okresie wahała się, wykazując powolny trend wzrostowy, stopniowo rozszerzał się również zasięg gatunku ludzkiego – ze strefy ciepłej w kierunku obszarów o chłodniejszym klimacie.
W dziewiętnastym wieku człowiek skonstruował silniki: parowy, spalinowy i elektryczny, wreszcie w II połowie XX wieku nauczył się przetwarzać energię jądrową. Każdy z tych wynalazków rozszerzał potrzeby energetyczne człowieka, zwłaszcza ostatnie stulecie jest okresem gwałtownego wzrostu zużycia energii. W 1960 r. (a więc około 100 lat po skonstruowaniu silnika parowego, a 60 – spalinowego i elektrycznego) ludzkość zużywała 3,40 Gtoe1 energii pierwotnej, w 1998 r. ilość ta wynosiła już 10,15 Gtoe. Zatem potrzeby energetyczne światowej społeczności wzrosły trzykrotnie w ostatnich 40 latach, podczas gdy liczebność populacji ludzkiej zwiększyła się w tym czasie zaledwie 1,8 razy. Do 2100 r. przewiduje się dalszy wzrost do ok. 45 Gtoe (“scenariusz wzrostu”) lub 20 Gtoe (“scenariusz ekologiczny”) przy założeniu, że liczba ludzi podwoi się do 12 miliardów.
Wzrost zużycia energii tylko częściowo wynika z rzeczywistych potrzeb: w XX wieku gwałtownie rośnie liczba mieszkańców Ziemi, powszechne stało się wykorzystanie urządzeń elektrycznych, automatyki, komputerów w produkcji, usługach i w życiu prywatnym. Ściśle mówiąc może z nich korzystać 2/3 populacji ludzkiej mającej dostęp do elektryczności – 1,6 miliarda osób jest wciąż pozbawiona tego dobrodziejstwa. Drugim powodem tak szybkiego wzrostu jest nieracjonalna gospodarka energią.
Dominacja paliw kopalnych – 80% energii w skali globalnej pochodzi z tych źródeł – powoduje straty na etapie ich wydobycia, przetwarzania, przesyłania i dystrybucji, wreszcie wykorzystania u odbiorcy końcowego. Wydobycie węgla, ropy naftowej, czy gazu wymaga dostarczania energii dla maszyn i urządzeń. Kopalnie węgla – na przykład - potrzebują energii do wykonania odwiertu, wydobycia węgla na powierzchnię (wraz z kamieniem w przypadku węgla kamiennego lub wierzchnią warstwą ziemi – w przypadku brunatnego), jego sortowania i oczyszczania. Wydobycie jednej tony węgla kamiennego w warunkach polskich wymaga zużycia 285 MJ2 (w tym 42 kWh3 energii elektrycznej), co stanowi ok. 1% zawartej w niej energii. Wartości te dla węgla brunatnego wynoszą 120 MJ (29 kWh), ropy naftowej – 2.351 MJ (27 kWh).
Następnie węgiel ten trzeba przewieźć do elektrowni i punktów sprzedaży a na każdym z tych etapów występują straty energii. W Polsce ze złoża węgla kamiennego wydobywa się około połowy zawartej w nim energii; straty w transporcie, składowaniu, przetwarzaniu paliw oraz w przesyle i dystrybucji energii wynoszą od 20 do 40% w zależności od sprawności elektrowni i ciepłowni, oraz stanu sieci. Z energii zawartej w złożu węgla kamiennego do odbiorcy końcowego trafia około 1/10 w postaci energii elektrycznej. Straty występują też u odbiorcy końcowego, jako że urządzenia i maszyny produkcyjne oraz sprzęt domowy wykorzystuje tylko część elektryczności, część “tracąc” w postaci ciepła.
Paliwa kopalne są nierównomiernie rozmieszczone, zatem ich dystrybucja wymaga transportu, w skali świata węgiel, ropa naftowa i gaz pokonują olbrzymie odległości. Wielkość wydobycia paliw kopalnych oraz ich przewozy międzykontynentalne zestawiono w Tabeli 1, opracowanej na podstawie ostatniego raportu Światowej Rady Energii zawierającego dane z 1998 roku. Poza dystrybucją w obrębie kraju i kontynentu wydobycia, 46% ropy naftowej oraz po 8% węgla i gazu ziemnego przewożone jest z kontynentu na kontynent, często w obie strony (np. Europa importuje z Ameryki Północnej 40 milionów ton ropy naftowej a eksportuje 10 ton, Australia wywozi do Azji 10 mln ton ropy a przywozi 20 mln ton rocznie).
Skala transportu osób i towarów jest również ogromna – cecha swoista dla XX wieku. Zagospodarowanie przestrzeni wymusza codzienne przejazdy osób, niewiele z nich może drogę z domu do pracy pokonać pieszo lub rowerem. Niektóre zawody wymagają ciągłych podróży na duże odległości (w odpowiedzi na to nowe zjawisko linie lotnicze wprowadziły business class). Od lat w krajach zachodnich – a w ostatnim dziesięcioleciu także u nas – coraz powszechniejsze (i bardzo upragnione) jest mieszkanie poza wielkimi miastami, mieszkańcy tych osiedli dojeżdżają do pracy kilkanaście – kilkadziesiąt kilometrów, najczęściej samochodami osobowymi.
Także organizacja produkcji i sprzedaży towarów zwiększa przewozy, często o tysiące kilometrów. Niestety trudno znaleźć statystyki ukazujące wielkość rocznych przewozów w skali świata. Globalizacja gospodarki spowodowała, że surowce i prefabrykaty do różnych wyrobów są produkowane w kilku krajach i na kilku kontynentach (tak zwane “amerykańskie dżinsy”, na przykład, szyje się z bawełny produkowanej głównie w krajach Trzeciego Świata, materiały z nich są tkane, krojone i zszywane w różnych krajach – tam, gdzie koszty robocizny są najniższe, kontrolę jakości przeprowadza w macierzystej firmie w Stanach Zjednoczonych a sprzedaje się na całym świecie; można zatem założyć, że każda para dżinsów przynajmniej raz okrąża kulę ziemską zanim trafi do rąk klienta).
Przewozy te są opłacalne, ponieważ użytkownicy paliw nie pokrywają pełnych kosztów ich wykorzystania. Od lat postuluje się włączenie tzw. kosztów zewnętrznych (kosztów ekologicznych i społecznych) w ceny paliw i energii, jednak do dziś nie przygotowano metodologii ich obliczania, mimo iż nad problemem tym pracuje wiele grup eksperckich. Świadczy to pośrednio i o wadze problemu, i o rozległości skutków społecznych i środowiskowych wydobycia i dystrybucji paliw oraz ich przetworzenia na nośniki energii wykorzystywane w produkcji, usługach i na potrzeby bytowe.
Wartość środowiska przyrodniczego, dziedzictwa kulturalnego i materialnego nie jest odpowiednio włączona w rachunki ekonomiczne po stronie przychodów i kosztów. Jedynym z rozwiązań jest odejście od koncepcji wzrostu ekonomicznego w kierunku szerszej koncepcji rozwoju. Tak jak po stronie kosztów liczy się spadek wartości kapitału, tak po stronie kosztów powinny być liczone: spadek wartości środowiska, pogorszenie życia i zdrowia ludzi, niszczenia dziedzictwa kulturowego czy innych wartości materialnych. Powinno to mieć przełożenie na rachunki ekonomiczne a zanieczyszczenia, których nie zneutralizowano powinny być włączane w bilanse przedsiębiorstw i obniżać ich zyski.
Tabela 1. Paliwa kopalne w skali globalnej (w milionach ton ekwiwalentu olejowego).

Obszar

Wydobycie

Transport pomiędzy kontynentami

Ropa naftowa, w tym:

3.515

1.600

Afryka

350

255

Ameryka Północna

510

20

Ameryka Łacińska

510

260

Australia i Oceania

30

10

Azja (bez Środkowo-Wschodniej)

340

0

Azja Środkowo-Wschodnia

1080

915

Europa Środkowa i Wschodnia (wraz z azjatycką częścią Rosji)

355

100


Europa Zachodnia

340

40

Węgiel, w tym:

2.270

175

Ameryka Północna

630

45

Ameryka Łacińska

30

5

Australia i Oceania

150

105

Azja (bez Środkowo-Wschodniej)

880

0

Azja Środkowo-Wschodnia

20

0

Europa Środkowa i Wschodnia (wraz z azjatycką częścią Rosji)

195

0


Europa Zachodnia

240

0

Gaz ziemny, w tym:

2.095

160

Afryka

95

75

Ameryka Północna

635

10

Ameryka Łacińska

110

0

Australia i Oceania

30

10

Azja (bez Środkowo-Wschodniej)

170

55

Azja Środkowo-Wschodnia

170

10

Europa Środkowa i Wschodnia (wraz z azjatycką częścią Rosji)

620

0


Europa Zachodnia

265

0

Razem paliwa kopalne

7.880

1.935

Źródło: “Energy for Tomorrow’s World – Acting Now!” World Energy Council 2000
W szeregu państw wprowadzono podatek węglowy płacony przez użytkowników energii z paliw kopalnych, w Polsce funkcjonuje system opłat i kar za gospodarcze korzystanie ze środowiska. Fundusze gromadzone w ten sposób służą ochronie powietrza, jednak opłaty te obejmują zaledwie ułamek kosztów usuwania zanieczyszczeń powodowanych przez sektor paliwowo-energetyczny. Poza trudnościami w opracowaniu metodyki szacowania kosztów zewnętrznych, czynnikiem hamującym ich wprowadzenie w bilanse przedsiębiorstw i gospodarstw domowych jest obawa rządów przed obniżeniem tempa wzrostu gospodarczego wskutek podwyżki cen energii. Jednak wprowadzenie opłat równoważących koszty równoważących koszty naprawy społecznych i ekologicznych skutków działalności stanowiłoby bodziec do rozwoju i wdrażania nowych technologii. Światowa Rada Energii przewiduje, że najmniej konkurencyjna stałaby się wtedy energetyka oparta na spalaniu węgla a bardziej opłacalne niż modernizacja starych elektrownii byłoby ich zastępowanie czystszymi technologiami.
Świadomość, że obecnie żyjące i następne pokolenia będą musiały pokryć skutki takiej gospodarki energetycznej nie jest wciąż powszechna. Jaskrawy przykład jej braku stanowi emitowana w polskiej telewizji reklama kremu do twarzy: pani siedząca samotnie w samochodzie, który utknął w korku ulicznym, skarży się na zgubny wpływ zanieczyszczenia powietrza na cerę. Autorom reklamy nawet nie przyszło na myśl, że właśnie ta pani i podobni jej kierowcy są współodpowiedzialni za zły stan powietrza.
Społeczeństwa zachodnie uświadomiły sobie skutki gwałtownej motoryzacji dopiero wtedy, kiedy komunikacja publiczna uległa tam znacznej redukcji. Stopniowo odbudowują komunikację zbiorową w obrębie i wokół wielkich miast, stosując systemy zachęt do korzystania ze środków transportu publicznego i rowerowego (np. kojarzenie publicznego transportu podmiejskiego i komunikacji miejskiej, ułatwienia dla korzystających z rowerów i komunikacji miejskiej, zamykanie centrum wielkich miast dla samochodów, budowa ciągów pieszych ścieżek rowerowych w śródmieściu,). Wiele państw wprowadza też “kary” za nieracjonalne użytkowanie samochodów osobowych (np. wydzielony pas dla kierowców jadących samotnie, przez co ich samochody poruszają się wolniej niż te z pasażerami).
Przemieszczenie się osoby na odległość 1 km to wydatek energetyczny równy:

2.900 kJ samochodem z silnikiem benzynowym,

2.100 kJ samochodem z silnikiem Diesla,

   900 kJ autobusem,

   550 kJ pociągiem.

   260 kJ pieszo,

     27 kJ rowerem,

Z tego porównania wyraźnie wynika, że samochody osobowe są najkosztowniejszym środkiem transportu w codziennych przejazdach. Rower jest najbardziej wydajny a upowszechnianie jego wykorzystania w dużych miastach wydaje się uzasadnione, jeśli uwzględni się, że 75% przejazdów to podróże na odległość poniżej 10 km a 20% nawet poniżej 3 km.


W Polsce lat dziewięćdziesiątych notujemy odwrotne trendy: w 1997 r. przewozy kolejowe wynosiły 25,8 mld osobo-kilometrów (o połowę mniej niż w 1990 r.) a autobusowe 34 mln osobo-kilometrów (73% ilości z 1990 r.). Ilość towarów przewożonych koleją maleje – 68,7 mld tono-kilometrów w 1997 r. (o 18% mniej niż w 1990 r.) zaś samochodami ciężarowymi rośnie – 56,5 tono-kilometrów (o 40% więcej niż w 1990 r.). Rośnie też liczba osób poruszających się samochodami osobowymi, oraz liczba osób i ilość towarów przewożonych transportem lotniczym: odpowiednio o10% i 30% w stosunku do 1990 r. Zatem w Polsce wykorzystujemy coraz rzadziej pojazdy zużywające mniej paliwa w przeliczeniu na osobę (czy masę przewożonego ładunku) i kilometr a coraz częściej wykorzystuje się środki transportu zużywające dużo paliwa (samoloty, samochody).

  1   2   3   4   5   6   7   8


©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna