1
6. PROBLEMY ENERGETYCZNE
Ś
WIATA
6.01. Teoria ludno
ś
ciowa Malthusa
6.02. Nakłady energetyczne na produkcj
ę Ŝ
ywno
ś
ci
6.03. Dynamika zmian produkcji rolnej w latach 1995-2005
6.04. Produkt krajowy brutto (PKB) i zu
Ŝ
ycie energii elektrycznej w ró
Ŝ
nych regionach
ś
wiata (lata 1995-2005)
6.05. Produkt krajowy brutto (PKB) a zu
Ŝ
ycie energii elektrycznej (lata 1970-2005
)
6.06. Zró
Ŝ
nicowanie poziomu zu
Ŝ
ycia no
ś
ników energii pierwotnej na
ś
wiecie
6.07. Globalne zu
Ŝ
ycie no
ś
ników energii pierwotnej w perspektywie roku 2100
6.08. Globalne zasoby i rezerwy surowców energetycznych
6.09. Lokalizacja rezerw surowców energetycznych (w
ę
giel, uran) a zapewnienie bezpiecze
ń
stwa dostaw
6.10. Lokalizacja rezerw surowców energetycznych (ropa naftowa, gaz ziemny) a zapewnienie bezpiecze
ń
stwa dostaw
6.11. Globalne zu
Ŝ
ycie no
ś
ników energii pierwotnej i jego struktura – dynamika zmian i prognozy
6.12.
Ś
wiatowa rezerwa paliw kopalnych
6.13. Energetyka cieplna – spalanie paliw kopalnych – destrukcyjne oddziaływanie na
ś
rodowisko
6.14. Energetyka j
ą
drowa – perspektywy rozwoju
6.15. Energetyka j
ą
drowa – problem odpadów
6.16. Energetyka j
ą
drowa – problem wycofywania elektrowni z eksploatacji
6.17. Energetyka termoj
ą
drowa – reaktor
6.18. Energetyka termoj
ą
drowa – schemat procesowy z reaktorem fuzyjno-j
ą
drowym deuteru z trytem
6.19. Hydroenergetyka
6.20. Odziaływanie hydroenergetyki na
ś
rodowisko
6.21. Energetyka solarna dzi
ś
6.22. Energetyka solarna przyszło
ś
ci
6.23. Energetyka wiatrowa
6.24. Energetyka wiatrowa – problemy
6.25. Energetyka wiatrowa przyszło
ś
ci
6.26. Fale i pływy
6.27. Energetyka geotermalna
2
2
6.01. Teoria ludno
ś
ciowa Malthusa
Thomas Robert Malthus, 1798 rok
Liczba konsumentów wzrasta w postępie geometrycznym,
środki spoŜycia wzrastają w postępie arytmetycznym
lata
li
cz
b
a
k
o
n
su
m
e
n
tó
w
śro
dki
sp
oŜy
cia
Miar
ą
rozwoju cywilizacyjnego od
zarania dziejów ludzko
ś
ci jest ilo
ść
zu
Ŝ
ywanej energii.
I cho
ć
nie zawsze zdajemy sobie z
tego spraw
ę
, to wszystkie wojny tak
naprawd
ę
toczono wła
ś
nie o przej
ę
cie
zasobów energetycznych przeciwnika.
Niedobór szeroko rozumianej energii
skutkuje zawsze kryzysami
społecznymi i politycznymi
.
3
3
6.02. Nakłady energetyczne na produkcj
ę
Ŝ
ywno
ś
ci
Zu
Ŝ
ycie energii w cal na wyprodukowanie 1 cal
po
Ŝ
ywienia
10 - 20
Łowiska dalekomorskie i hodowla zwierz
ą
t
na paszach specjalnych
0,2 – 0,5
Rolnictwo nowoczesne
0,5 – 1,0
Hodowla tradycyjna (mi
ę
so lub jaja)
2 - 5
Hodowla intensywna (mi
ę
so lub jaja)
0,02
Rolnictwo prymitywne
G
ę
sto
ść
energii w GJ/(ha rok)
w niektórych rodzajach działalno
ś
ci człowieka
10
6
Rafineria ropy naftowej
0,6
Hodowla owiec
15
Intensywna produkcja rolna
200
Intensywne rybołówstwo
0
Społecze
ń
stwo
łowiecko-zbierackie
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
0
0
2
0
0
3
0
0
4
0
0
5
0
0
6
0
0
7
0
0
8
0
0
9
0
0
1
0
0
0
energia dodana, GJ/(ha rok)
w
y
d
a
jn
o
ś
ć
p
ro
d
u
k
c
ji
b
ia
łk
a
,
k
g
/(
h
a
ro
k
)
wzrost wydajno
ś
ci
z 2 kg do 3 kg - ok. 100 GJ/(ha rok)
z 4 kg do 5 kg - ok. 200 GJ/(ha rok)
4
4
6.03. Dynamika zmian produkcji rolnej w latach
1995-2005
zmiany warto
ś
ci produkcji roliniczej w
stosunku do 2000 roku (ceny stałe)
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1,3
1995
2000
2005
ś
wiat
Afryka
Ameryka Pd.
Ameryka Płn..
Ameryka
Ś
r.
Azja
Europa
Oceania
zmiany warto
ś
ci produkcji roliniczej w w
przeliczeniu na mieszka
ń
ca (ceny stałe)
0,8
0,9
1
1,1
1,2
1995
2000
2005
ś
wiat
Afryka
Ameryka Pd.
Ameryka Płn..
Ameryka
Ś
r.
Azja
Europa
Oceania
Produkcja rolnicza w przeliczeniu na mieszka
ń
ca ro
ś
nie wolniej ni
Ŝ
produkcja globalna –
porównanie za okres 2000-2005:
ś
wiat - 0,06/0,13 = 0,46
Afryka – 0,05/0,17 = 0,29 (najwi
ę
ksza dysproporcja)
Azja –
0,11/0,18 = 0,61 (du
Ŝ
a dynamika)
Ameryka Południowa - 0,16/0,24 = 0,67 (najlepszy wska
ź
nik)
Europa – 0,01/0,02 = 0,50 (mała dynamika – stan nasycenia)
5
6.04. Produkt krajowy brutto (PKB) i zu
Ŝ
ycie
energii elektrycznej w ró
Ŝ
nych regionach
ś
wiata
(lata 1995-2005)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1
9
9
5
2
0
0
0
2
0
0
5
2
0
1
0
P
K
B
,
ty
s
U
S
D
/c
a
p
Afryka
Azja
świat
Europa
Oceania
Ameryk
aPółnoc
na
0
2
4
6
8
10
12
1
9
9
5
2
0
0
0
2
0
0
5
2
0
1
0
e
n
e
rg
ia
e
le
k
tr
y
c
z
n
a
,
M
W
h
/c
a
p
Ameryka
Północna
i Środkowa
Oceania
Europa
świat
Azja
Afryka
6
6.05. Produkt krajowy brutto (PKB) a zu
Ŝ
ycie
energii elektrycznej (lata 1970-2005)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0
2
4
6
8
10
12
energia elektryczna, MWh/cap
P
K
B
,
ty
s
U
S
D
/c
a
p
Afryka
Azja
świat
Europa
Oceania
Ameryka
Północna
i Środkowa
1995-2005
∆
- rok 1970,
♦
- rok 1980,
∇
- rok 1990
zaczernione – gospodarka rynkowa,
puste – gospodarka centralnie sterowana
lub w okresie transformacji
7
63 %
60 %
17 %
kraje rozwini
ę
te
kraje rozwijaj
ą
ce si
ę
poziom
Ŝ
ycia
37 %
udział w zu
Ŝ
yciu energii elektrycznej
83 %
udział w ludno
ś
ci
ś
wiata
40 %
udział w zu
Ŝ
yciu no
ś
ników energii
zapotrzebowanie energii
pierwotnej w Gtoe
0
5
10
15
1980
1985
1990
1995
2000
2005
1 toe =41,86 GJ
świa
t
OECD
zu
Ŝ
ycie w przeliczeniu na
mieszak
ń
ca w toe/cap
0
1
2
3
4
5
1980
1985
1990
1995
2000
2005
świa
t
OECD
6.06. Zró
Ŝ
nicowanie poziomu zu
Ŝ
ycia no
ś
ników
energii pierwotnej na
ś
wiecie
8
zapotrzebowanie energii pierwotnej
w Gtoe
0
5
10
15
20
25
30
35
1
9
8
0
1
9
9
0
2
0
0
0
2
0
1
0
2
0
2
0
2
0
3
0
2
0
4
0
2
0
5
0
2
0
6
0
2
0
7
0
2
0
8
0
2
0
9
0
2
1
0
0
świa
t
OECD
inne
kraje
Wzgl
ę
dn
ą
stabilizacj
ę
geopolityczn
ą
na
ś
wiecie
mo
Ŝ
na uzyska
ć
jedynie poprzez wyrównanie
dost
ę
pu do energii w krajach bogatej Północy i
biednego Południa. Ten trend wyra
ź
nie si
ę
ju
Ŝ
ujawnia.
Według szacunków Mi
ę
dzynarodowej Agencji
Energetycznej zapotrzebowanie na no
ś
niki energii
pierwotnej w roku 2030 wzro
ś
nie o 60 % w stosunku
do roku 2000.
W krajach nale
Ŝą
cych do Organizacji Współpracy
Gospodarczej i Rozwoju (OECD) wzrost b
ę
dzie
umiarkowany (o 34 %). Zasadniczy wzrost produkcji
i zu
Ŝ
ycia energii, bo o 92 %, nast
ą
pi w krajach o
ni
Ŝ
szym poziomie rozwoju.
Poniewa
Ŝ
kraje te cechuje najszybszy wzrost
demograficzny, bardziej miarodajny wydaje si
ę
wska
ź
nik zu
Ŝ
ycia no
ś
ników energii w przeliczeniu
na 1 mieszka
ń
ca. I tak dla krajów zrzeszonych w
OECD wzro
ś
nie on o 21 %, natomiast w krajach
pozostałych o 37 %.
6.07. Globalne zu
Ŝ
ycie no
ś
ników energii
pierwotnej w perspektywie roku 2100
9
6.08. Globalne zasoby i rezerwy surowców
energetycznych
ZASOBY NIEODNAWIALNE (finite recources
)
• węgiel kamienny i brunatny
• ropa naftowa
• łupki bitumiczne
• naturalne bituminy (smoły i piaski bitumiczne)
• gaz ziemny
• uran
ZASOBY POŚREDNIE
(
intermediate recources
)
• torf
• energia geotermalna
ZASOBY ODNAWIALNE (perpetual recources
)
• energia wodna
• bioenergia
• energia słoneczna
• energia wiatru
INNE ZASOBY ODNAWIALNE (other perpetual recources
)
• energia przypływów i odpływów
• energia fal morskich
• ciepło oceanów
klasyfikacja wg World Energy Council (WEC)
Światowej Rady Energetycznej
ZASOBY ENERGETYCZNE
całkowita ilość
udokumentowanych
złóŜ surowców
energetycznych
REZERWY
część zasobów
nadających się do
eksploatacji w obecnych
warunkach technicznych
i ekonomicznych
pozostałe zasoby
udokumentowane,
których wydobycie w
obecnych warunkach
jest trudne technicznie
i zbyt kosztowne
10
6.09. Lokalizacja rezerw surowców
energetycznych (
2000 r. wg World Energy Council
) a
zapewnienie bezpiecze
ń
stwa dostaw
w
ę
giel Mtoe
1
6
6
6
6
0
1
0
4
6
7
0
7
6
3
3
0
6
8
2
8
0
5
4
7
3
0
4
4
0
0
0
3
3
0
1
0
2
2
7
7
0
2
2
6
7
0
1
4
7
7
0
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
160000
180000
U
S
A
F
e
d
e
ra
c
ja
R
o
s
y
js
k
a
C
h
in
y
In
d
ie
A
u
s
tr
a
li
a
N
ie
m
c
y
A
fr
y
k
a
P
łd
.
U
k
ra
in
a
K
a
z
a
c
h
s
ta
n
P
o
ls
k
a
uran, tys.ton
6
7
0
6
0
0
3
5
0
3
3
0
3
0
0
1
5
0
1
6
0
1
4
0
8
3
8
1
0
100
200
300
400
500
600
700
800
A
u
s
tr
a
li
a
K
a
z
a
c
h
s
ta
n
U
S
A
K
a
n
a
d
a
A
fr
y
k
a
P
łd
.
N
a
m
ib
ia
B
ra
z
y
li
a
F
e
d
e
ra
c
ja
R
o
s
y
js
k
a
U
z
b
e
k
is
ta
n
U
k
ra
in
a
11
6.10. Lokalizacja rezerw surowców
energetycznych (
2000 r. wg World Energy Council
)
a zapewnienie bezpiecze
ń
stwa dostaw
ropa naftowa, Mtoe
3
5
9
8
0
1
5
1
4
0
1
3
3
1
0
1
2
9
2
0
1
2
6
7
0
1
1
0
0
0
6
6
5
0
4
7
9
0
3
8
9
0
3
8
5
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
A
ra
b
ia
S
a
u
d
y
js
k
a
Ir
a
k
K
u
w
e
jt
E
m
ir
a
ty
A
ra
b
s
k
ie
Ir
a
n
W
e
n
e
z
u
e
la
F
e
d
e
ra
c
ja
R
o
s
y
js
k
a
C
h
in
y
L
ib
ia
M
e
k
s
y
k
gaz ziemny, Mtoe
3
7
5
0
0
2
2
5
0
0
1
0
0
0
0
5
5
1
0
5
3
0
0
4
3
6
0
4
1
5
0
3
8
1
0
3
2
3
0
2
0
6
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
F
e
d
e
ra
c
ja
R
o
s
y
js
k
a
Ir
a
n
K
a
ta
r
E
m
ir
a
ty
A
ra
b
s
k
ie
A
ra
b
ia
S
a
u
d
y
js
k
a
U
S
A
A
lg
e
ri
a
W
e
n
e
z
u
e
la
N
ig
e
ri
a
Ir
a
k
12
6.11. Globalne zu
Ŝ
ycie no
ś
ników energii
pierwotnej i jego struktura – dynamika zmian
i prognozy
5,0
9,2
11,1
13,9
15,3
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
1
9
7
0
1
9
8
0
1
9
9
0
2
0
0
0
2
0
1
0
2
0
2
0
2
0
3
0
29,2
25,8
24,5
23,8
23,7
48,6
39,4
38,4
38,1
37,9
18
22,7
25,2
26,4
27,4
1,4
7,6
6,3
5,3
4,6
1,4
2,3
2,5
3,1
2,3
1,4
2,3
3,1
4,4
4,1
0%
20%
40%
60%
80%
100%
1971
2000
2010
2020
2030
węgiel
ropa
gaz ziemny
en.jądrowa
en.wodna
inne odnawialne
zuŜycie energii w Gtoe
w
ę
giel: 1971 – 1,5 Gtoe/rok
2030 – 3,6 Gtoe/rok
ropa: 1971 – 2,4 Gtoe/rok
2030 – 7,4 Gtoe/rok
13
790
160
160
470
rezerwa
w Gtoe
100
razem
20
gaz ziemny
20
ropa naftowa
60
węgiel
udział
w %
paliwo
Światowa rezerwa paliw kopalnych
udokumentowana w 2005 roku
6
0,6
6
0,5
energia jądrowa
7
0,7
7
0,6
hydroenergia
2005 rok
1996 rok
Struktura
zuŜycia
100
22
38
27
%
10,7
2,5
3,9
3,0
Gtoe
8,8
2,0
3,3
2,4
Gtoe
100
razem
23
gaz ziemny
36
ropa naftowa
28
węgiel
%
paliwo
6.12.
Ś
wiatowa rezerwa paliw kopalnych
1 toe – ton of oil equivalent – jednostka miary energii stosowana w bilansach
mi
ę
dzynarodowych - 41,868 GJ lub 11,63 MWh
Pole pod czerwon
ą
lini
ą
oznacza globalne
zapotrzebowanie energii pierwotnej przy zało
Ŝ
eniu,
Ŝ
e paliwa kopalne zaspokoj
ą
85 % potrzeb
Pole pod niebiesk
ą
lini
ą
oznacza globalne
zapotrzebowanie energii pierwotnej w latach
2000 – 2100
zapotrzebowanie energii pierwotnej
w Gtoe
0
5
10
15
20
25
30
35
2
0
0
0
2
0
1
0
2
0
2
0
2
0
3
0
2
0
4
0
2
0
5
0
2
0
6
0
2
0
7
0
2
0
8
0
2
0
9
0
2
1
0
0
Strzałką zaznaczono rok wyczerpania się rezerw
paliw kopalnych udokumentowanych na rok 2005
14
6.13. Energetyka cieplna – spalanie paliw
kopalnych – destrukcyjne oddziaływanie na
ś
rodowisko
PALIWA STAŁE
1. depozycja zanieczyszcze
ń
pyłowych i gazowych (CO
2
, SO
2
, NOx, CO) w
atmosferze,
2. depozycja odpadu paleniskowego (popiół,
Ŝ
u
Ŝ
el) i nadkładu (górnictwo
odkrywkowe) w litosferze
,
3. degradacja jako
ś
ci wód powierzchniowych (wprowadzanie zasolonych wód
kopalnianych)
4. obni
Ŝ
aniu poziomu wód gruntowych (wydobywanie w
ę
gla)
PALIWA CIEKŁE I GAZOWE
1. depozycja gazowych produktów spalania (CO
2
, SO
2
, NOx, CO) w atmosferze,
2. emisja CO
2
i w
ę
glowodorów towarzysz
ą
ca wydobywaniu paliw
3. degradacja jako
ś
ci wód powierzchniowych i gleby spowodowana katastrofami
towarzysz
ą
cymi wydobyciu i transportowi (platformy wiertnicze na l
ą
dzie i morzu,
tankowce)
15
6.14. Energetyka j
ą
drowa – perspektywy
rozwoju
Wg szacunków z 1970 r. ł
ą
czna moc energetyki j
ą
drowej w 1984 roku miała wynosi
ć
568 GW, a wynosiła
180 GW. Na przyhamowanie tempa rozwoju energetyki j
ą
drowej zło
Ŝ
yło si
ę
kilka przyczyn:
••••
ograniczone zasoby uranu,
••••
problemy zwi
ą
zane z odpadami radioaktywnymi,
••••
wysokie koszty wycofywania elektrowni j
ą
drowych z eksploatacji,
••••
protesty społeczne spowodowane katastrofami,
••••
mało konkurencyjne ceny produkcji energii
do 2050 roku
globalne zu
Ŝ
ycie
energii elektrycznej
wzro
ś
nie o 160 %
Dostarczenie takiej
energii bez
zwi
ę
kszania emisji
CO2 nie b
ę
dzie
mo
Ŝ
liwe bez
rozwoju energetyki
j
ą
drowej
16
6.15. Energetyka j
ą
drowa – problem odpadów
Wg Mi
ę
dzynarodowe Agencji Energii Atomowej ka
Ŝ
dego roku przybywa na
ś
wiecie ok. 10 000 m3 odpadów
radioaktywnych. I jak dot
ą
d
Ŝ
aden kraj nie opracował i nie wprowadził długoterminowego planu ich
składowania. Wsz
ę
dzie stosuje si
ę
rozwi
ą
zania tymczasowe, przechowuj
ą
c wypalone paliwo w
przystosowanych do tego celu przechowalnikach na terenie elektrowni.
Trwałe składowiska podziemne
••••
odpady stałe oraz odparowane i zeszklone odpady ciekłe umieszczane w stalowych pojemnikach o długo
ś
ci
ok. 6 m i wstawiane w otwory wywiercone w skalnym sklepieniu magazynu setki metrów pod
powierzchni
ą
Ziemi
••••
planowana budowa takiego składowiska pod Yucca Mountain w Newadzie spotkała si
ę
ze zdecydowanym
sprzeciwem władz stanowych (1995)
Składowiska podmorskie
••••
pojemniki w kształcie pocisków zrzucane na dno morskie, gdzie zagł
ę
białyby si
ę
w podło
Ŝ
e na dziesi
ą
tki
metrów lub umieszczane w gł
ę
bokich rowach oceanicznych (wchłoni
ę
cie przez skorup
ę
ziemsk
ą
w efekcie
procesów geologicznych)
••••
naruszenie mi
ę
dzynarodowych umów zakazuj
ą
cych zatapiania odpadów radioaktywnych (obawa przed
niekontrolowanym zatapianiem)
Transmutacja j
ą
drowa
••••
pod wpływem bombardowania neutronami pierwiastki o okresie rozpadu si
ę
gaj
ą
cym dziesi
ą
tków tysi
ę
cy lat
przekształcaj
ą
si
ę
w inne o znacznie krótszym okresie rozpadu (setki a nawet dziesi
ą
tki lat)
••••
nadal wymagane składowiska, ale o mniejszej pojemno
ś
ci, poniewa
Ŝ
ko
ń
cowe produkty reakcji
wydzielałyby znacznie mniej energii
••••
eksperymenty prowadzone od dziesi
ą
tków lat, ale zastosowanie tej metody na skal
ę
przemysłow
ą
uwarunkowane jest opracowaniem skutecznego sposobu separacji chemicznej odpadów
17
6.16. Energetyka j
ą
drowa – problem
wycofywania elektrowni z eksploatacji
Wysokie koszty wycofywania elektrowni j
ą
drowych z eksploatacji
wi
ąŜą
si
ę
z konieczno
ś
ci
ą
wykonania du
Ŝ
ego zakresu prac ziemno-budowlanych oraz długim okresem nadzoru całego wył
ą
czonego z
u
Ŝ
ytkowania obiektu.
Projekt Brytyjskiej Agencji Energii Nuklearnej (1995) przewiduje 6 etapów:
0 – 5 lat – usuni
ę
cie paliwa z reaktora, co zapewnia wyeliminowanie 99 % radioaktywno
ś
ci), na miejscu
pozostaje ska
Ŝ
ona instalacja
5 – 6 lat - przygotowanie elektrowni do długiego le
Ŝ
akowania pod
ś
cisłym nadzorem, zaimpregnowanie
całej konstrukcji w celu ochrony przed czynnikami atmosferycznymi, otoczenie cało
ś
ci wałem
ziemnym
6 – 25 lat – nadzór
35 – 37 lat – obudowanie elektrowni betonowym kokonem
37 – 135 lat – ponownie okres nadzoru
ok. 135 lat po zamkni
ę
ciu – rozmontowanie całej konstrukcji i dokładne oczyszczenie miejsca po niej albo
wy
Ŝ
arzenie cało
ś
ci wewn
ą
trz sztucznego wzgórza.
Przeci
ę
tny okres eksploatacji elektrowni j
ą
drowej wynosi ok. 40 lat. Do ko
ń
ca 1990 r. zamkni
ę
to 55
elektrowni, ale były to obiekty eksperymentalne o małej mocy. W 2000 roku do zamkni
ę
cia b
ę
dzie si
ę
kwalifikowało ok. 60 du
Ŝ
ych elektrowni komercyjnych. Ilo
ść
przeznaczonych do zamkni
ę
cia elektrowni
gwałtownie zacznie rosn
ąć
po 2005 r., osi
ą
gaj
ą
c szczyt ok. 2015 r.
18
6.17. Energetyka termoj
ą
drowa - reaktor
n
+
He
D
T
1
0
4
2
2
1
3
1
→
+
19
6.18. Energetyka termoj
ą
drowa – schemat
procesowy z reaktorem fuzyjno-j
ą
drowym
deuteru z trytem
20
6.19. Hydroenergetyka
Wypuszczanie nadmiaru wody na śółtej Rzece w Chinach
21
6.20. Odziaływanie hydroenergetyki na
ś
rodowisko
Hydroenergetyka powoduje:
••••
negatywne skutki społeczne zwi
ą
zane ze zmian
ą
przeznaczenia du
Ŝ
ych
powierzchni terenu (wysiedlanie miejscowej ludno
ś
ci),
••••
zmian
ę
stosunków hydrologicznych – podniesienie si
ę
poziomu wód
gruntowych (infiltracja wody z nieszczelnych zbiorników wodnych do gruntu)
powoduj
ą
ce zatapianie i zasolenie okolicznych gleb w stopniu
uniemo
Ŝ
liwiaj
ą
cym prowadzenie upraw rolniczych,
••••
zmian
ę
stosunków parazytologicznych (wzrost zachorowa
ń
okolicznej
ludno
ś
ci na choroby paso
Ŝ
ytnicze przewodu pokarmowego),
Ponadto zbiorniki zaporowe w strefie tropikalnej:
••••
charakteryzuje słaba wymiana pionowa wód i zwi
ą
zane z tym słabe
dotlenienie gł
ę
bszych warstw wody, co utrudnia a niekiedy uniemo
Ŝ
liwia
hodowl
ę
ryb,
••••
intensywne parowanie powierzchniowe i intensywne cyrkulacje mas
powietrza nad zbiornikami na skutek du
Ŝ
ej ró
Ŝ
nicy temperatury dnia i nocy,
co powoduje ogromne pomi
ę
dzy straty wody.
22
6.21. Energetyka solarna dzi
ś
Baterie fotowoltaiczne na
fasadzie najwi
ę
kszego
budynku w Manchester
Źródło: Sharp, Sonne Wind &
Warme, 12,2,2005
Kolektor fototermiczny
– układ kolektorów wyposa
Ŝ
onych w
silniki Stirlinga
Zwierciadła
ustawione tak,
by skupia
ć
wi
ą
zk
ę
na
podgrzewaczu
silnika Stirlinga,
który nap
ę
dza
pr
ą
dnic
ę
23
6.22. Energetyka solarna przyszło
ś
ci
Elektrownia słoneczna na
orbicie geostacjonarnej
mo
Ŝ
e pracowa
ć
cał
ą
dob
ę
.
Przedstawiona na
rysunku pilota
Ŝ
owa
instalacja mo
Ŝ
e
przechwytywa
ć
4 GW energii słonecznej i
przekształca
ć
na 1,8 GW
w postaci mikrofal, które
po dotarciu do Ziemi
niosłyby energi
ę
1,1 GW
24
6.23. Energetyka wiatrowa
dynamiczny wzrost,
ale znaczenie marginalne
25
6.24. Energetyka wiatrowa - problemy
•
trafno
ść
prognoz pogody (bł
ą
d o ocenie pr
ę
dko
ś
ci wiatru o 1 m/s skutkuje nadwy
Ŝ
k
ą
lub niedoborem rz
ę
du 350 MW)
• inwestycje nawet 10-krotnie przekraczaj
ą
ce całkowite nakłady na budow
ę
obecnych
sieci – linie pr
ą
du stałego (mniejsze straty przesyłu) balansuj
ą
ce wahania energii w
poszczególnych gał
ę
ziach, radz
ą
ce sobie z fluktuacjami popytu i poda
Ŝ
y, awariami
oraz stale zmieniaj
ą
cym si
ę
udziałem energii z ró
Ŝ
nych
ź
ródeł (Dania, Niemcy i
Skandynawia – wspólna sie
ć
energetyczna)
• globalizacja systemu – nawet po Afryk
ę
Północn
ą
, gdzie mogłyby stan
ąć
elektrownie słoneczne
•akumulowanie energii (spi
ę
trzanie wody w elektrowniach wodnych, ogrzewanie wody
w gigantycznych termosach, samochody elektryczne (ładowane przy nadwy
Ŝ
kach –
ni
Ŝ
sza cena, działaj
ą
ce jak gigantyczny akumulator, podobnie domy wyposa
Ŝ
one w
baterie słoneczne i fotoogniwa
Wprawdzie w ci
ą
gu ostatnich 30 lat (Polityka, sierpie
ń
2009) energia pozyskiwana z wiatru
staniała 5-krotnie, ale wymagane s
ą
:
26
6.25. Energetyka wiatrowa przyszło
ś
ci
Wiatrakowiec zaprojektowany przez Sky WindPower wzbija si
ę
na
wysoko
ść
ponad 3 km
za pomoc
ą
przeciwbie
Ŝ
nych
ś
migieł, po czym wył
ą
cza silniki i przeł
ą
cza si
ę
na tryb produkcji energii. Aby całe urz
ą
dzenie utrzymywało optymalna
pozycj
ę
, nachylenie łopat
ś
migieł jest sterowane komputerowo.
27
6.26. Fale i pływy
Rhode Island – 500 kW - 2006
Irlandia Północna – 1 MW – koniec 2006
Hiszpania 1,25 MW – 2007
Portugalia – 24 MW – 2007
Kornwalia GB – 5 MW – 2008
Pólnocny Devon GB – 10 MW -2010
Daishan – Chiny – 120 -150 kW – data
nieustalona
Instalacja pływowa - szereg generatorów
ustawionych w niewielkich odległo
ś
ciach.
Ponad 20-metrowe wirniki pracuj
ą
w zanurzeniu
.
28
6.27. Energetyka geotermalna